Perché i conduttori principali di questo cavo di alimentazione sotterraneo non sono fatti di rame?

Ho trovato un pezzo di cavo elettrico lasciato dalla compagnia elettrica che rifornisce l'area. Recentemente hanno fatto una riparazione sotterranea.

Sono curioso di sapere perché i tre grandi conduttori triangolari non sono realizzati in rame. A me sembra alluminio, ma avrei pensato che il rame sarebbe stato un conduttore molto migliore.

Cosa mi sto perdendo? L'alluminio è quasi altrettanto buono ma molto più economico?

Foto:

Anixter dice:

Sebbene il rame abbia una lunga storia come materiale di elezione per la conduzione dell'elettricità, l'alluminio presenta alcuni vantaggi che lo rendono attraente per applicazioni specifiche.

L'alluminio ha il 61 percento della conduttività del rame, ma ha solo il 30 percento del peso del rame. Ciò significa che un filo nudo di alluminio pesa la metà di un filo nudo di rame che ha la stessa resistenza elettrica. L'alluminio è generalmente più economico rispetto ai conduttori di rame.

Fastmarkets dice (e non pretendo di capirlo):

Copper     LME Averages Cash Ask ($/MT)    Sep 2017     $6,583.19
Aluminium  LME Official 3M Ask ($/MT)      21 Dec       $2,125.50

Quindi, se abbiamo bisogno di 1 MT (tonnellate metriche?) Di rame, costerà $ 6,5k e abbiamo bisogno di mezza tonnellata di alluminio per la stessa conduttività che costerà $ 1,1k. Questo è un risparmio> 80%.

Il motivo per cui non vedi più rame può essere per ragioni spiegate dalla continuazione del primo articolo:

I conduttori in alluminio sono costituiti da diverse leghe note come serie AA-1350 e serie AA-8000. AA-1350 ha un contenuto minimo di alluminio del 99,5 percento. Negli anni '60 e '70, a causa dell'elevato prezzo del rame rispetto all'alluminio, questo tipo di alluminio iniziò ad essere comunemente usato per il cablaggio domestico. A causa della scarsa qualità delle connessioni e delle differenze fisiche tra alluminio e rame, si sono formate connessioni ad alta resistenza che sono diventate un pericolo di incendio.

Come risposta, le leghe di alluminio sono state sviluppate per avere proprietà di scorrimento e allungamento più simili al rame. Queste leghe della serie AA-8000 sono gli unici conduttori in alluminio solido o a trefoli che possono essere utilizzati ai sensi dell'articolo 310 del National Electric Code 2014. Le leghe della serie AA-8000 soddisfano i requisiti di ASTM B800, specifica standard per filo in lega di alluminio serie 8000 per scopi elettrici - tempere ricotte e intermedie.

• Americano (USA).

Per completezza, le densità sono:

metal        g/cm³
copper       8.96
aluminum     2.70

L'alluminio ha una conduttività inferiore rispetto al rame ma ha anche una densità e un costo per tonnellata molto più bassi. Quindi (per una data resistenza) mentre un cavo in rame sarà più piccolo, il cavo in alluminio sarà più leggero ed economico.

Il principale svantaggio dei cavi in ​​alluminio è che hanno bisogno di pratiche di terminazione speciali per realizzare terminazioni affidabili e i dettagli esatti dipendono dalla particolare lega di alluminio. L'affidabilità delle terminazioni è una preoccupazione nel cablaggio elettrico perché le terminazioni errate possono surriscaldarsi e comportare un rischio di incendio.

Gli operatori delle reti di distribuzione dell'elettricità possono controllare rigorosamente i materiali e le pratiche utilizzate per terminare il loro cablaggio, il rapporto tra le terminazioni e la quantità di cablaggio è relativamente piccolo e per i cavi lunghi di grandi dimensioni che utilizzano i risparmi sui costi dell'alluminio sono troppo grandi per essere superati.

OTOH nell'ambiente edilizio le cose sono in genere molto meno strettamente controllate. Ci sono molte altre terminazioni, è probabile che venga utilizzata un'ampia gamma di accessori diversi, gli accessori hanno spesso progetti in cui le terminazioni devono essere realizzate prima che i cavi vengano spinti nelle loro posizioni finali, è probabile che molte persone / aziende diverse lavorino all'installazione tra cui alcuni che non sono veramente qualificati per farlo. In questo ambiente, i problemi di affidabilità della terminazione sono molto più difficili da mitigare.

Questo è il motivo per cui l'alluminio domina il cablaggio di distribuzione, mentre il rame domina il cablaggio dell'edificio.

Alcuni enti normativi vietano i piccoli conduttori in alluminio perché sono considerati troppo rischiosi. AIUI US NEC imposta una dimensione minima di 8 AWG (~ 8 mm²) per l'alluminio (nei nuovi lavori) e BS7671 imposta una dimensione minima di 16mm².

L'alluminio viene spesso utilizzato per le alimentazioni sotterranee in quanto si piega molto più facilmente di circa 45 gradi nei tubi in PVC. Sono consentiti solo giri di 45 gradi, poiché lo sforzo di fare un giro di 90 gradi spezzerebbe il filo del pesce o spezzerebbe il tubo in PVC. Ci vogliono ancora una linea di "pesce" in acciaio e un "sapone" e un estrattore motorizzato per dare una mano, mentre tirano 4 fili attraverso un tubo di diametro da 4 "a 6" con fili di dimensioni da 300 mcm a 500 mcm, per trifase potenza, 5 fili se hanno un doppio neutro.

Dovrei chiarire due cose. A) L'OP mostra un cavo su misura utilizzato al di fuori degli Stati Uniti, sebbene l'OP non abbia specificato la sua posizione. Negli Stati Uniti l'ottimo libro NEC e un'industria di lunga data usano ancora cavi individuali in uno spesso tubo di PVC. La resistenza al danneggiamento delle radici degli alberi è una delle ragioni. B) La linea di "pesce" in acciaio viene utilizzata per iniziare tirando una corda spessa attraverso il tubo che può tollerare 2000 libbre di tiro.

I fili vengono tirati dal pannello di accesso al servizio (gli interni non sono ancora stati installati) verso il cuscinetto del trasformatore di cemento. Il trasformatore viene fatto cadere in posizione e il rack dell'interruttore del posto esterno di servizio viene installato dopo il completamento del tiro del cavo, con diversi piedi di filo che fuoriescono da ciascuna estremità. Questo è un compito che dura tutto il giorno con diverse persone di entrambe le parti che lavorano all'unisono. Si tratta di un lavoro duro e sporco. Ci sono stato, l'ho fatto.

Potrebbero essere necessari diversi tubi per fornire energia a un grande complesso di uffici o a un impianto di produzione. I fili sono collegati in parallelo e fase accoppiati ad entrambe le estremità dei tubi. Per le case residenziali il filo è raramente di dimensioni superiori a 4 awg con 3 fili (120/240 a fase divisa), quindi usano il rame.

L'alluminio è effettivamente più economico del rame e questo può essere un fattore significativo nella scelta del materiale per il cablaggio in base ai prezzi di mercato correnti per entrambi i materiali. Inoltre, l'alluminio pesa significativamente meno del rame (~ 30%), quindi è più facile (e quindi più economico) trasportare, spostarsi e installare.

Non ho alcuna fonte, ma ho sentito dire che il minor costo dell'alluminio non è quello di risparmiare denaro sul costo del cavo, poiché il cavo in alluminio costa quasi lo stesso a causa dei maggiori costi di produzione. L'alluminio metallico viene utilizzato per scoraggiare il furto poiché i fili di rame sono facilmente riformabili e rivenduti ai riciclatori, ma l'alluminio non lo è.

Questo ragionamento potrebbe essere locale, vivo in Israele ma non so se l'ingegnere stesse discutendo del vero cavo israeliano o meno. L'argomento della discussione è stato il furto di attrezzature, non i vantaggi e gli svantaggi del rame rispetto all'alluminio.

Alcuni link che dimostrano quanto grande un problema è di metallo furto .

Un'ulteriore considerazione possibile è il contributo dell '"effetto pelle". A causa dell '"effetto pelle", poco importa che l'alluminio non sia un buon conduttore del rame. Tuttavia, poiché l'alluminio è più economico e leggero, è ideale per la costruzione del centro del cavo e il rame per la "pelle" del cavo.