Медь - очень хороший проводник электричества. Это означает, что сопротивление медного кабеля данной длины относительно невелико. Алюминиевый кабель имел бы сопротивление почти вдвое больше, чем медный кабель тех же размеров. Таким образом, потери энергии в алюминиевом кабеле будут больше, чем в медном.
Чтобы потери в алюминиевом кабеле были такими же, как в медном, алюминиевый кабель должен иметь больший диаметр, чем медный. Большая площадь поперечного сечения снижает его сопротивление и снижает потери энергии до того же уровня, что и в медном кабеле меньшего диаметра.
Кабели из меди и алюминия имеют многожильные жилы и броню. Алюминиевый кабель имеет площадь поперечного сечения почти в два раза больше, чем медный кабель, что обеспечивает такое же сопротивление, как и медный кабель.
Два кабеля имеют одинаковую допустимую нагрузку по току. Оба рассчитаны на ток 500 А без нагрева жил выше 90 ° C; они могут проводить такой ток постоянно, но не могут быть нагружены более сильным током, кабель можно купить по ссылке https://energosf.ru/catalog/kabel-vvgng-ls/kabel-vvg-pnga-ls-3kh2-5-gost/
Медный кабель (слева) меньше в диаметре, чем алюминиевый, потому что медь - лучший проводник. Его площадь поперечного сечения составляет 300 мм 2 по сравнению с 500 мм 2 у алюминиевого кабеля. Кабель состоит из четырех жил, каждая из которых изолирована сшитым полиэтиленом (XLPE). Все это усилено броней из стальной проволоки.
КАКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА У МЕДИ?
Медный кабель имеет ряд преимуществ перед алюминиевым. Поскольку он имеет меньший диаметр, его можно прокладывать в меньших по размеру кабельных каналах. Можно гнуть с меньшим радиусом изгиба. Медь также легче соединить.
Медь имеет в три раза большую плотность, чем алюминий. Алюминиевый кабель весит половину веса медного кабеля с такими же характеристиками, поэтому алюминиевые (армированные сталью) кабели часто предпочтительнее для воздушных линий, подвешенных на опорах. При полном сравнении энергоэффективности мы должны также включить энергию, используемую для добычи руды, очистки и транспортировки этих металлов.
БЕЗОПАСНЫЙ РАБОЧИЙ ТОК
Допустимая нагрузка по току кабеля - это ток, который кабель может проводить без чрезмерного нагрева. Основная проблема заключается в том, что температура проводника не должна превышать 90 ° C, поскольку это приведет к ухудшению изоляции и, в конечном итоге, к пробою. Кабель всегда должен быть защищен защитным устройством - предохранителем или автоматическим выключателем - адаптированным к допустимой нагрузке на кабель. Кабели передачи на рисунке выше подключены последовательно с защитным устройством на 500 А, которое отключит цепь до того, как ток станет достаточно высоким, чтобы перегреть кабель.
Допустимая нагрузка по току кабеля определяется температурой, до которой он нагревается. На это влияют несколько переменных:
- сопротивление кабеля - кабель с более высоким сопротивлением будет больше нагреваться при заданном токе
- изоляция кабеля - сохраняет тепло кабеля
- кабельная среда - если кабель проложен в кабелепроводе или кабелепроводе (особенно без потока воздуха), он будет иметь тенденцию к большему нагреву.
Медь улучшает несущую способность кабелей, поскольку является хорошим проводником электричества.
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ КАБЕЛЯ
Промышленные объекты, такие как фабрики, офисы и торговые центры, питаются от кабелей большого сечения. Эти кабели могут нагреваться при токах в сотни ампер. При выборе оптимального кабеля следует учитывать стоимость установки и эксплуатационные расходы. Таким образом, установка кабеля с большим поперечным сечением стоит дороже, но эксплуатационные расходы ниже.
Установка
Большая часть затрат на установку кабеля приходится на оборудование, рытье траншей, установку кабельных лотков и оплату труда. Стоимость самого кабеля может составлять от 10 до 15% от стоимости установки. Таким образом, даже удвоение стоимости кабеля мало влияет на общую стоимость. Кабели с большим поперечным сечением также позволяют удовлетворить возрастающие потребности в энергии в будущем.
Операционные затраты
Кабели большего сечения имеют меньшее сопротивление. Это означает, что потери энергии в них ниже. Представьте себе завод, который потребляет 200 ампер из национальной сети для питания своих машин. Этот ток нагревает заводские силовые кабели. Количество энергии, потерянной из-за тепла Джоуля, определяется по формуле:
P = I 2 R
Чтобы мощность потерь была как можно меньше, сопротивление кабеля также должно быть как можно меньше, поэтому чем больше сечение, тем лучше. Это также позволит увеличить энергопотребление в будущем. К тому же кабель с меньшим сечением больше нагревается. Для отвода этого тепла может потребоваться использование вентиляторов или кондиционера, что увеличивает эксплуатационные расходы.