فقط دو فلز به طور گسترده به عنوان رسانای الکتریسیته استفاده می شود. علاوه بر این، هم در ساختمان های مسکونی و هم در تاسیسات صنعتی و صنعتی. در همان زمان، سیم کشی آلومینیوم عمدتا در زمان شوروی محبوب بود. در ساخت و ساز مدرن، این فلز برای گذاشتن ارتباطات الکتریکی ممنوع است، با مس جایگزین می شود.
نیم قرن پیش، بار شبکه برق در مقایسه با امروز چندان زیاد نبود. ویژگی های تغییر ناپذیر در آن زمان یک یخچال، یک تلویزیون، چندین لامپ رشته ای بود. خانواده های با درآمد خوب جاروبرقی، اتو، لامپ زمینی خریداری کردند. همه اینها کاملاً در برابر سیمکشی با سطح مقطع 1.5 میلی‌متر مقاومت کردند2.
با این حال، پیشرفت به طور اجتناب ناپذیری رو به جلو است، دیگر نمی توان آن را متوقف کرد. در حال حاضر تقریباً هر خانه ای یک کامپیوتر دارد که بسته به ویژگی ها، برق نه چندان کمی مصرف می کند. همچنین می‌توانید اجاق‌های مایکروویو، ماشین‌های لباسشویی خودکار، و دیگر تلویزیون‌های مدرن و لوازم خانگی را در اینجا اضافه کنید.
در این رابطه، یک سوال منطقی در مورد توصیه به بهره برداری بیشتر از آلومینیوم مطرح می شود.سیم کشی در یک آپارتمان یا یک خانه خصوصی. بیایید سعی کنیم آن را بفهمیم، اما ابتدا - یک بخش نظری مختصر.
کمی تئوری
همه ما از درس های فیزیک می دانیم که جریان الکتریکی حرکت منظم ذرات باردار است که الکترون هایی هستند که تحت تأثیر نیروهای میدان الکتریکی قرار می گیرند. این ذرات که در امتداد رسانا حرکت می کنند، ناگزیر با مقاومتی به نام مقاومت مواجه می شوند که در اهم (اهم) اندازه گیری می شود.
و از آنجایی که هادی ها استوانه ای هستند، محاسبه مقاومت طبق این فرمول انجام می شود: r=ρl / s، که در آن:
- r - مقاومت الکتریکی هادی (اهم)؛
- ρ - مقاومت الکتریکی مواد رسانا (اهمmm2/m);
- l - طول هادی (m)؛
- s سطح مقطع هادی است (mm2).
به همین دلیل است که از آلومینیوم و مس استفاده می شود - به دلیل مقاومت کم. برای آلومینیوم، r 0.0294 اهمmm2/m است، برای مس کمی کمتر از r - 0.0175 اهمmm2/m است.
در طول حرکت بارهای الکتریکی روی سیم کشی آلومینیومی، گرم می شود. و هر چه مقاومت بیشتر باشد گرما بیشتر می شود. و هیچ فایده ای ندارد. علاوه بر این، دما به شاخص دیگری بستگی دارد - چگالی جریان، که با فرمول تعیین می شود: δ \u003d I / s، جایی که:
- δ - چگالی جریان، (a/mm2);
- I - مقدار فعلی، (a);
- S - سطح مقطع هادی، (mm2)
کدام فلز بهتر استفقط برای سیم کشی برق آپارتمان ها و خانه های شخصی مناسب است؟ خواص آلومینیوم و مس را در نظر بگیرید و همچنین احتمالاً تمام مزایا و معایب هر سیم کشی را تجزیه و تحلیل کنید.
خواص آلومینیوم
مزیت بدون شک آلومینیوم وزن کم آن است. به همین دلیل، تخمگذار چنین سیم کشی ساده است. وزن سبک این فلز به دلیل چگالی کم آن است که سه برابر کمتر از آهن و مس است. اما در عین حال، عنصر 13 از نظر استحکام کمتر از آنها نیست.
همراه با رسانایی الکتریکی، این ماده رسانایی حرارتی بالایی نیز دارد. با این حال، سیم کشی آلومینیوم را نمی توان بیش از حد گرم کرد، زیرا نقطه ذوب فلز 660 درجه سانتی گراد است. سیزدهمین عنصر سیستم تناوبی مندلیف از نظر توزیع در پوسته زمین جایگاه سوم را به خود اختصاص می دهد و جای خود را به اکسیژن و سیلیکون در بین تمام اتم ها می دهد. اما در مقایسه با سایر فلزات، آلومینیوم حرف اول را می زند.
خواص مس
مس فلزی متمایل به صورتی متمایل به قرمز است، مانند آلومینیوم، رسانایی حرارتی و الکتریکی بالایی دارد. در دمای 1083 درجه سانتیگراد ذوب می شود و در 2567 درجه سانتیگراد می جوشد. چگالی مس 8.92 g/cm3 است. هنگام تعامل با هوا، یک لایه سبز خاکستری متراکم تشکیل می شود که از فلز در برابر اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند.
در طبیعت، فلز می تواند به شکل خالص خود رخ دهد - وزن قطعات در این مورد به چندین تن می رسد. مس را می توان در ترکیبات دیگر نیز یافت. اغلب اینها سولفیدهایی هستند که در سنگهای رسوبی یا بسترها تشکیل می شوند. از اینهاترکیبات مس به دلیل نقطه ذوب پایین به راحتی بدست می آیند.
با مقایسه سیم کشی مس و آلومینیوم، نمی توان یک ویژگی دیگر این فلز را نادیده گرفت. مس رنگ منحصر به فردی شبیه طلا و اسمیوم دارد. اما برای سیم کشی برق، عدم وجود جرقه در اثر ضربه بسیار مهمتر است. این ویژگی به فلز اجازه می دهد تا در شرایط افزایش خطر آتش سوزی استفاده شود.
مزایای سیم کشی آلومینیومی
مهمترین مزیت البته هزینه است که در دسترس بسیاری از مصرف کنندگان است. به همین دلیل است که در زمان اتحاد جماهیر شوروی تمام تاسیسات مسکونی به سیم کشی آلومینیومی مجهز شده بودند. در کنار این، مزایای دیگری نیز وجود دارد:
- وزن سبک، که امکان نصب آسان خطوط برق را فراهم می کند، به خصوص در مواقعی که نیاز به کشیدن چندین ده یا حتی صدها کیلومتر سیم باشد.
- آلومینیوم به دلیل تشکیل یک لایه محافظ در برابر فرآیندهای اکسیداتیو مقاوم است.
در عین حال، معایبی نیز دارد که در ادامه به آنها پرداخته خواهد شد.
معایب سیم کشی آلومینیوم
شکنندگی فلز را می توان یک منهای مشخصه در نظر گرفت. به همین دلیل، شکستن سیم ها هنگام گرم شدن بیش از حد غیر معمول نیست.
معمولاً سیم کشی آلومینیومی بیش از 30 سال عمر مفید ندارد و پس از آن سیم کشی باید به روز شود. در میان معایب دیگر شایان ذکر است:
- مقاومت بالا و میل به گرما. در این رابطه استفاده از سیم های با مقطع برای سیم کشی برق مجاز نمی باشدکمتر از 16 میلی متر2 (شرایط PUE، ویرایش هفتم).
- با توجه به این واقعیت که سیم ها اغلب گرم و سرد می شوند، اتصالات تماس با گذشت زمان شل می شوند.
- لایه تشکیل دهنده که از سیم ها در برابر اکسیداسیون محافظت می کند رسانایی الکتریکی پایینی دارد.
همانطور که می بینید، سیم کشی آلومینیومی همچنان نقاط ضعف بیشتری نسبت به مزیت دارد. بیایید ببینیم با استفاده از مس اوضاع چگونه است.
مزایای سیم کشی مسی
سیم کشی آلومینیومی فقط می تواند بار کمی را تحمل کند، جریان بالاتر برای آن نامطلوب است. چه چیزی در مورد آنالوگ مس نمی توان گفت. سیم های آن در برابر خم شدن مقاوم هستند و به همین دلیل در طول کارکرد طولانی مدت پاره نمی شوند. علاوه بر این، شایان ذکر است که هدایت الکتریکی بهبود یافته و واکنش های اکسیداتیو به هیچ وجه بر عملکرد تمام سیم کشی ها تأثیر نمی گذارد.
سیم مسی1mm2 قادر به تحمل بار 2 کیلو وات است. و این دو برابر بیشتر از همتای آلومینیومی است. در مورد عمر سرویس، به طور قابل توجهی طولانی تر است. اگر برای سیم کشی آلومینیومی بیش از 30 سال طول نکشید، برای نمونه مسی تا نیم قرن طول می کشد.
انعطاف پذیری سیم های مسی نصب را بسیار آسان تر می کند. علاوه بر این، اتصال چنین سیم کشی به اتصالات الکتریکی (پریزها، سوئیچ ها و غیره) راحت تر است. و به دلیل مقاومت کمتر، تلفات جریان 1.3 برابر کاهش می یابد.
معایب سیم کشی مسی
مهمترین و شاید تنها عیب سیم کشی مسی هزینه بالای آن است. درنیاز به استفاده از سیم های با تکنولوژی بالا که رشته های زیادی در یک قیطان خاص محصور شده است، قیمت نهایی می تواند دو برابر همتای آلومینیومی باشد.
آیا می توان مس را با آلومینیوم ترکیب کرد؟
گاهی اوقات لازم است که نه تمام سیم کشی های آلومینیومی، بلکه فقط بخشی از آن را تعویض کنید. در این مورد، هنگامی که یک هادی مسی انتخاب می شود، نمی توان از تماس با هادی آلومینیومی اجتناب کرد. با چنین ارتباطی، خطر خاصی وجود دارد که در نتیجه ممکن است یک موقعیت اضطراری رخ دهد.
نکته این است که در حین کار، یک فیلم اکسید روی سیم ها تشکیل می شود که به دلیل آن اتصال بین هادی ها تضمین می شود. اما هر فلزی خواص الکتروشیمیایی خاص خود را دارد. با گذشت زمان، مقاومت افزایش می یابد، به ترتیب، سیم ها بیشتر گرم می شوند، که در نهایت می تواند منجر به آتش سوزی شود.
می توان از مشکلات جلوگیری کرد و برای این کار کافی است قوانین خاصی را برای اتصال سیم کشی آلومینیوم و مس رعایت کنید:
- "آجیل" مرکب؛
- اتصال پیچ شده؛
- پایانه;
- پدها.
این کار از گرم شدن بیش از حد در محل اتصال هادی های مختلف جلوگیری می کند. فقط در هیچ موردی چنین روش اتصالی مانند پیچش مجاز نیست، زیرا منجر به گرم شدن بیش از حد و در نتیجه آتش سوزی می شود.
جوش مهره
تعویض سیم کشی آلومینیومی قدیمی با جدید، می توانید از گزینه ای استفاده کنید که قبلاً امتحان خود را پس داده است. این نام خاص خود را به دلیل استفاده از کلیپ های خاص گرفته است.
اتصال سیم توسط صفحات مخصوصی انجام می شود که می تواند تا 3 قطعه باشد. سیم ها با پیچ و مهره های گیره ثابت می شوند. قابل ذکر است که با این روش تماس مستقیم هادی ها از آنجایی که از طریق صفحات به هم متصل می شوند حذف می شود.
اتصال پیچ و مهره
اتصال سیم کشی با پیچ و مهره کمتر قابل اعتماد نیست. کمی شبیه گردو است، اما یک تفاوت وجود دارد. سیم های آلومینیومی و مسی روی یک پیچ وصل می شوند، فقط یک واشر بین آنها قرار داده شده است تا از تماس مستقیم بین آنها جلوگیری شود. سپس همه چیز به طور ایمن با یک مهره ثابت می شود. در نتیجه، اتصال باید به خوبی عایق بندی شود.
ترمینال
استفاده از پایانه های فنری نوع WAGO برای مواردی که همه سیم ها نیاز به تعویض دارند مناسب است. مزیت اصلی آنها نصب آسان و راحتی سیم های بست به دلیل مکانیزم فنری است. درست قبل از اتصال سیم کشی آلومینیومی به مس، ابتدا باید هر دو هادی را به طول 13-15 میلی متر از لبه ها جدا کنید. پس از آن، باقی مانده است که سیم را در سوراخ نصب قرار دهید و با یک اهرم کوچک آن را ثابت کنید.
فقط شایان ذکر است که چنین پایانه هایی را می توان در مورد سیم کشی برای روشنایی استفاده کرد. بار زیاد باعث گرم شدن بیش از حد فنرها و در نتیجه کاهش کیفیت تماس می شود. بر این اساس، هدایت الکتریکی کاهش می یابد.
پدها
استفاده از بلوک یکی از بهترین راه ها برای اتصال سیم های آلومینیومی به سیم های مسی است. رابط به نظر می رسد مانند یک میله ساخته شده از دی الکتریک با میله های فلزی وبلوک های ترمینال برای بستن داخل. تنها کاری که باید انجام دهید این است که سیم ها را به خوبی جدا کنید، آنها را داخل سوراخ ها قرار دهید و با یک گیره به سمت پایین فشار دهید.
این گزینه برای استفاده از مصرف کننده های توان بالا مناسب است. صفحات آنقدر ضخیم هستند که بتوانند بارهای سنگین را تحمل کنند. به لطف چنین ارتباطی، عملاً هیچ برابری وجود ندارد.
نکات مفید
چند نکته ساده به تصمیم گیری در مورد سیم کشی بهتر کمک می کند - مس یا آلومینیوم؟ یک کابل سه سیم باید به سوکت ها برود (سیم زمین مورد نیاز است). در این حالت فاصله سوکت تا کف باید حداقل 300 میلی متر باشد. اما برای سیم کشی روشنایی نیازی به استفاده از سیم زمین نیست، یعنی دو سیم کافی است.
بخصوص در مورد سیم کشی آلومینیومی، از بارگیری فقط یک مدار بسیار منع می شود - باید به چندین خط تقسیم شود. به عنوان مثال، فقط حمام به یک دستگاه خودکار متصل است، فقط آشپزخانه به دستگاه دیگر متصل است، سومی فقط مسئول روشنایی است و غیره.
در دوره سیم کشی خودطراحی برای خانه یا آپارتمان خود، در صورت امکان، باید سیم های مسی را انتخاب کنید. اولاً، با سطح مقطع کوچکتر، جریان های بزرگ را تحمل می کنند و با خمش مکرر نمی شکنند. در مرحله دوم، ما در مورد فشردگی صحبت می کنیم. برای مثال مصرف کننده ای با توان 7 یا 8 کیلو وات را در نظر بگیرید. برای سیم کشی آلومینیومی، سطح مقطع هسته نباید کمتر از 8 میلی متر 2 باشد. کابل از سه هسته و یک نوار تشکیل شده است - در نتیجه ضخامت سیم به 4-5 سانتی متر افزایش می یابد. سیم مسی دارای مقطع کوچکتری است -4 میلی متر2، و ضخامت کل سیم از 2 سانتی متر تجاوز نمی کند.
