Waarom aluminium wordt gebruikt in elektrische bedrading
Aluminium geleidt elektriciteit goed, weegt ongeveer een derde van het gewicht van koper en kost aanzienlijk minder per eenheid geleidbaarheid. Deze eigenschappen maken het de logische keuze voor bovengrondse hoogspanningslijnen, waar grote overspanningen en gewichtsbesparingen de torenbelastingen verminderen, en voor grote voedingsgeleiders in industriële en nutsinstallaties. Aluminium wordt ook gebruikt in transformatorwikkelingen, rails en kabelmantels. Voor een gegeven stroomsterkte moet een aluminium geleider een grotere doorsnede hebben- dan koper, maar de lagere materiaalkosten maken de algehele installatie doorgaans economischer.
Eigenschappen die er toe doen voor geleiders
De geleidbaarheid van aluminium is ongeveer 61 procent van die van koper op volumebasis, dus een aluminium geleider heeft een grotere diameter nodig om dezelfde stroom met dezelfde weerstand te geleiden. Op gewichtsbasis transporteert aluminium echter ongeveer twee keer zoveel stroom als koper bij hetzelfde gewicht, en daarom domineert het de bovengrondse transmissie. De thermische uitzettingscoëfficiënt van aluminium is hoger dan die van koper, en het metaal vormt een isolerende oxidefilm op blootgestelde oppervlakken. Beide factoren zijn van invloed op het verbindingsontwerp: verbindingen moeten worden gemaakt met compatibele materialen, anti-oxidantverbindingen en het juiste koppel om gedurende tientallen jaren betrouwbaar te blijven.
Toepassingen vandaag
Aluminium wordt nog steeds veel gebruikt in grootschalige stroomdistributie-. Bovengrondse transmissielijnen, hoog-stroomonderstationrails, grote gebouwtoevoerleidingen en nutsvoorzieningen-geleiders zijn bijna altijd van aluminium of een aluminiumlegering. Bij de bedrading in woningen en bedrijven wordt in de moderne praktijk gebruik gemaakt van geleiders van aluminiumlegeringen, zoals de AA-8000-serie, die zijn ontwikkeld om de verbindingsproblemen aan te pakken die zich voordoen bij oudere bedrading van puur aluminium. Elektrische codes definiëren nu de vereiste connectoren, installatiemethoden en inspectiepraktijken voor aluminium bedradingssystemen, en correct geïnstalleerde aluminium bedrading wordt als veilig en duurzaam beschouwd.
Aluminium versus koperen bedrading
Koper biedt een hogere geleidbaarheid, grotere ductiliteit en eenvoudiger afsluiting, en is de standaardkeuze voor kleine vertakte circuits en gevoelige elektronische apparatuur. Aluminium biedt lagere kosten, een veel lager gewicht en voldoende geleidbaarheid als het de juiste maat heeft, waardoor het de economische keuze is voor lange runs en grote geleiders. De twee materialen worden vaak gecombineerd in één installatie, bijvoorbeeld aluminium dienstingangen die zijn aangesloten op koperen aftakkingscircuits via kabelschoenen met de juiste nominale waarde. De juiste beslissing hangt af van de huidige beoordeling, runlengte, beëindigingsomgeving en levenscycluskosten van het project.
Veiligheidsmaatregelen voor aluminium bedrading
De risico's die historisch verbonden zijn aan aluminium bedrading komen voort uit verbindingen, niet uit het metaal zelf. Losse verbindingen en oxidatie bij aansluitingen kunnen oververhitting en, in extreme gevallen, brand veroorzaken. De moderne praktijk elimineert deze risico's met connectoren die specifiek geschikt zijn voor aluminium, anti-oxidant verbindingsverbindingen, koppel-gecontroleerde afsluiting en regelmatige inspectie van verbindingen met hoge- stroom. In oudere gebouwen met aluminium aftakkingscircuits moet een gekwalificeerde elektricien de staat van de aansluitingen verifiëren en, waar nodig, goedgekeurde connectoren of aansluitkabels achteraf ombouwen naar koper. Het volgen van de toepasselijke elektrische code is de belangrijkste veiligheidsmaatregel.
Veelgestelde vragen
Vraag: Is aluminium bedrading veilig in huizen?
A: Ja, indien correct geïnstalleerd met aluminium--connectoren en de juiste aansluitmethoden. De problemen in oudere huizen waren het gevolg van incompatibele armaturen en slecht vakmanschap, wat moderne codes en opgeleide elektriciens voorkomen.
Vraag: Waarom oxideert aluminium bij verbindingen?
A: Aluminium reageert snel met lucht en vormt een dunne, harde oxidelaag die isoleert. Bij verbindingen verhoogt dit oxide de weerstand en hitte, dus worden anti-oxidantpasta en goedgekeurde connectoren gebruikt om lucht buiten te sluiten en een lage weerstand te behouden.
Vraag: Hoe verhoudt aluminiumdraad zich qua grootte tot koper voor dezelfde belasting?
A: Aluminium heeft een grotere doorsnede nodig-, grofweg twee meter groter in termen van American Wire Gauge, om te passen bij de capaciteit van koper. Het grotere formaat wordt gecompenseerd door het veel lagere gewicht en de kosten van aluminium.
Vraag: Wat is AA-8000 aluminium?
A: AA-8000 is een familie aluminiumlegeringen die speciaal zijn ontwikkeld voor bouwdraad. Hun metallurgie en mechanische eigenschappen zijn ontworpen om kruip- en verbindingsfouten te voorkomen die oudere puur aluminium geleiders aantasten.
Vraag: Waar is aluminium bedrading nog steeds de standaardpraktijk?
A: Bovengrondse hoogspanningsleidingen, onderstations van nutsvoorzieningen, transformatorwikkelingen, railsystemen en grote gebouwtoevoerleidingen gebruiken aluminium als standaard geleidermateriaal vanwege het gewicht en de kostenvoordelen.