Samo dva metala se široko koriste kao vodiči električne energije. Štoviše, kako u stambenim zgradama tako iu industrijskim i industrijskim objektima. Istodobno, aluminijsko ožičenje bilo je popularno uglavnom u sovjetskim vremenima. U modernoj gradnji ovaj metal je zabranjen za polaganje električnih komunikacija, zamjenjuje ga bakar.
Prije pola stoljeća opterećenje električne mreže nije bilo tako veliko u odnosu na danas. Nepromjenjivi atributi u to vrijeme bili su hladnjak, TV, nekoliko žarulja sa žarnom niti. Obitelji s dobrim prihodima kupovale su usisavače, glačala, podne svjetiljke. Sve je to savršeno izdržalo ožičenje s poprečnim presjekom od 1,5 mm2.
Međutim, napredak neumoljivo korača naprijed, više se ne može zaustaviti. Sada gotovo svaki dom ima računalo koje, ovisno o karakteristikama, troši ne tako malo struje. Ovdje također možete dodati mikrovalne pećnice, automatske perilice rublja i druge moderne televizijske i kućanske aparate.
S tim u vezi postavlja se razumno pitanje o uputnosti daljnje eksploatacije aluminijaožičenje u stanu ili privatnoj kući. Pokušajmo to shvatiti, ali prvo - kratki teoretski dio.
Malo teorije
Svi znamo iz lekcija fizike da je električna struja uređeno kretanje nabijenih čestica, koje su elektroni, na koje utječu sile električnog polja. ove čestice, krećući se duž vodiča, neizbježno nailaze na otpor koji se naziva otpor, mjeren u omima (Ohm).
A budući da su vodiči cilindrični, izračun otpora se provodi prema ovoj formuli: r=ρl / s, gdje je:
- r - električni otpor vodiča (Ohm);
- ρ – električna otpornost materijala vodiča (Ohmmm2/m);
- l – duljina vodiča (m);
- s je površina poprečnog presjeka vodiča (mm2).
Iz tog razloga se koriste aluminij i bakar - zbog niske otpornosti. Za aluminij, r je 0,0294 ohmmm2/m, za bakar je nešto manje od r – 0,0175 ohmmm2/m.
Tijekom kretanja električnih naboja po aluminijskim žicama, zagrijava se. I što je veći otpor, to je veća toplina. I ne čini ništa dobro. Osim toga, temperatura ovisi o drugom pokazatelju - gustoći struje, određenoj formulom: δ \u003d I / s, gdje je:
- δ – gustoća struje, (a/mm2);
- I – trenutna vrijednost, (a);
- S – površina poprečnog presjeka vodiča, (mm2)
Koji je metal boljiprikladno samo za električne instalacije stanova i privatnih kuća? Razmotrite svojstva aluminija i bakra, a također analizirajte, možda, sve prednosti i nedostatke svakog ožičenja.
Svojstva aluminija
Nesumnjiva prednost aluminija je njegova mala težina. Zbog toga je polaganje takvog ožičenja jednostavno. Mala težina metala je zbog njegove niske gustoće, koja je tri puta manja od željeza i bakra. Ali u isto vrijeme, element 13 nije inferioran od njih u pogledu snage.
Uz električnu vodljivost, materijal također ima visoku toplinsku vodljivost. Međutim, aluminijsko ožičenje ne može se previše zagrijavati, jer je talište metala 660°C. 13. element periodnog sustava Mendeljejeva zauzima treću poziciju u pogledu raspodjele u zemljinoj kori, ustupajući mjesto kisiku i siliciju među svim atomima. Ali u usporedbi s drugim metalima, aluminij je na prvom mjestu.
Svojstva bakra
Bakar je lamelarni ružičasto-crveni metal, poput aluminija, ima visoku toplinsku i električnu vodljivost. Topi se na 1083°C i vrije na 2567°C. Gustoća bakra je 8,92 g/cm3. Prilikom interakcije sa zrakom nastaje gusti zeleno-sivi film koji štiti metal od daljnje oksidacije.
U prirodi se metal može pojaviti u svom čistom obliku - grumenčići u ovom slučaju dosežu težinu od nekoliko tona. Bakar se također može naći u drugim spojevima. Često su to sulfidi koji nastaju u sedimentnim stijenama ili supstratima. Od ovihspojeve bakra lako je dobiti zbog niske točke taljenja.
Uspoređujući bakrene i aluminijske žice, nemoguće je zanemariti još jedno svojstvo ovog metala. Bakar ima jedinstvenu boju sličnu zlatu i osmiju. Ali za električne instalacije puno je važnije da nema iskre pri udaru. Ovo svojstvo omogućuje korištenje metala u uvjetima povećane opasnosti od požara.
Prednosti aluminijskih ožičenja
Najvažnija prednost je, naravno, cijena koja je dostupna mnogim potrošačima. Iz tog razloga su u sovjetsko vrijeme svi stambeni objekti bili opremljeni aluminijskim ožičenjem. Uz ovo, tu su i neke druge pogodnosti:
- Mala težina, što omogućuje jednostavnu instalaciju dalekovoda, posebno kada je potrebno položiti nekoliko desetaka ili čak stotina kilometara žica.
- Aluminij je otporan na oksidativne procese zbog stvaranja zaštitnog filma.
Istovremeno, postoje i nedostaci, o kojima će biti riječi u nastavku.
Nedostaci aluminijskih ožičenja
Krhkost metala može se smatrati karakterističnim minusom. Iz tog razloga, nije neuobičajeno da žice puknu pri pregrijavanju.
Obično, aluminijsko ožičenje ima vijek trajanja ne duži od 30 godina, nakon čega je potrebno ažurirati ožičenje. Od ostalih nedostataka vrijedi istaknuti:
- Visoka otpornost i sklonost toplini. S tim u vezi, nije dopušteno koristiti žice s poprečnim presjekom za električno ožičenjemanje od 16 mm2 (PUE zahtjevi, 7. izdanje).
- Zbog činjenice da se žice često zagrijavaju i hlade, kontaktne veze s vremenom popuštaju.
- Film za formiranje koji štiti žice od oksidacije ima nisku električnu vodljivost.
Kao što možete vidjeti, aluminijsko ožičenje još uvijek ima više slabosti nego prednosti. Pogledajmo kako stvari stoje s upotrebom bakra.
Prednosti bakrenog ožičenja
Aluminijsko ožičenje može izdržati samo malo opterećenje, veća struja za njega je nepoželjna. Što se ne može reći o analogu bakra. Njegove žice su otporne na savijanje, zbog čega se ne lome tijekom dugotrajnog rada. Osim toga, vrijedno je napomenuti poboljšanu električnu vodljivost, a oksidativne reakcije ni na koji način ne utječu na performanse svih ožičenja.
1mm bakrena žica2 sposobna izdržati opterećenje od 2 kW. I to je dva puta više od onog kod aluminijskog kolege. Što se tiče vijeka trajanja, on je osjetno duži. Ako za aluminijsko ožičenje nije više od 30 godina, onda je za bakreni pandan do pola stoljeća.
Fleksibilnost bakrenih žica znatno olakšava instalaciju. Osim toga, takvo ožičenje je najlakše spojiti na električne armature (utičnice, prekidači itd.). A zbog nižeg otpora, gubici struje se smanjuju za 1,3 puta.
Nedostaci bakrenog ožičenja
Glavni i, možda, jedini nedostatak bakrenog ožičenja je njegova visoka cijena. Napotreba za korištenjem visokotehnoloških žica koje imaju mnogo niti zatvorenih u posebnu pletenicu, konačna cijena može biti dvostruko veća od aluminijske.
Može li se bakar kombinirati s aluminijem?
Ponekad postaje potrebno zamijeniti ne sve aluminijske žice, već samo dio. U ovom slučaju, kada je odabran bakreni vodič, ne može se izbjeći kontakt s aluminijskim vodičem. S takvom vezom postoji određeni rizik, uslijed kojeg može doći do izvanredne situacije.
Stvar je u tome što se tijekom rada na žicama stvara oksidni film, zbog čega je osigurana veza između vodiča. Ali svaki metal ima svoja elektrokemijska svojstva. S vremenom se otpor povećava, odnosno žice se više zagrijavaju, što u konačnici može dovesti do požara.
Nevolje se mogu izbjeći, a za to je dovoljno pridržavati se određenih pravila za spajanje aluminijskih i bakrenih žica:
- složeni "orah";
- vijčani spoj;
- terminali;
- jastučići.
Time ćete izbjeći pregrijavanje na spoju različitih vodiča. Samo ni u kojem slučaju nije dopuštena takva metoda povezivanja kao što je uvijanje, jer to dovodi do pregrijavanja i, kao rezultat toga, do požara.
matica
Zamjenom starih aluminijskih ožičenja novim, možete koristiti opciju koja je već prošla test vremena. Svoje specifično ime dobio je zbog upotrebe posebnih isječaka.
Žičanu vezu osiguravaju posebne ploče, koje mogu biti do 3 komada. Žice su pričvršćene steznim vijcima. Važno je napomenuti da je ovom metodom isključen izravan kontakt vodiča, jer su spojeni preko ploča.
Vijčani spoj
Ništa manje pouzdana je veza ožičenja pomoću vijka. Pomalo kao orah, ali postoji razlika. Aluminijske i bakrene žice spojene su na jedan vijak, samo je između njih postavljena podloška kako bi se spriječio izravan kontakt između njih. Zatim je sve sigurno pričvršćeno maticom. Zaključno, priključak treba biti dobro izoliran.
Terminali
Upotreba opružnih stezaljki tipa WAGO prikladna je za slučajeve u kojima je potrebno zamijeniti sve žice. Njihova glavna prednost je jednostavna instalacija i praktičnost pričvršćivanja žica, zbog opružnog mehanizma. Neposredno prije spajanja aluminijskih ožičenja na bakar, prvo morate skinuti oba vodiča na duljinu od 13-15 mm od rubova. Nakon toga, ostaje namjestiti žicu u montažni otvor i pričvrstiti je malom polugom.
Vrijedi samo napomenuti da se takvi terminali mogu koristiti za ožičenje za rasvjetu. Veliko opterećenje uzrokuje pregrijavanje opruga i, kao rezultat, pogoršava se kvaliteta kontakta. Sukladno tome, električna vodljivost se smanjuje.
Jastučići
Upotreba blokova jedan je od najboljih načina za spajanje aluminijskih žica s bakrenim žicama. Konektor izgleda kao šipka od dielektrika s metalnim šipkama istezaljke za unutarnje stezanje. Sve što trebate učiniti je dobro skinuti žice, umetnuti ih u rupe i pritisnuti ih stezaljkom.
Ova je opcija prikladna kada se koriste potrošači velike snage. Ploče su dovoljno debele da izdrže teška opterećenja. Zahvaljujući ovoj takvoj povezanosti praktički nema premca.
Korisni savjeti
Nekoliko jednostavnih savjeta pomoći će vam da odlučite koje je ožičenje bolje - bakreno ili aluminijsko? Trožični kabel mora ići do utičnica (potrebna je žica za uzemljenje). U tom slučaju udaljenost od utičnice do poda mora biti najmanje 300 mm. Ali za ožičenje rasvjete ne morate koristiti žicu za uzemljenje, odnosno dvije žice su dovoljne.
Vrlo je obeshrabreno, posebno u slučaju aluminijskih ožičenja, opterećivati samo jedan krug - mora biti podijeljen u nekoliko linija. Na primjer, samo kupaonica je spojena na jedan automat, samo je kuhinja spojena na drugi, treći je odgovoran samo za rasvjetu, itd.
Tijekom samostalnog projektiranja ožičenja za svoju kuću ili stan, trebali biste, ako je moguće, odabrati bakrene žice. Prvo, s manjim presjekom, izdržavaju velike struje i ne lome se čestim savijanjem. Drugo, govorimo o kompaktnosti. Uzmimo, na primjer, potrošač snage 7 ili 8 kW. Za aluminijsko ožičenje, poprečni presjek jezgre ne smije biti manji od 8 mm2. Kabel će se sastojati od tri jezgre i pletenice - kao rezultat toga, debljina žice se povećava na 4-5 cm. Bakrena žica ima manji presjek -4 mm2, a ukupna debljina žice ne prelazi 2 cm.
