Mengapa konduktor utama di kabel listrik bawah tanah ini tidak terbuat dari tembaga?

45

Saya telah menemukan sepotong kabel listrik yang ditinggalkan oleh perusahaan listrik yang memasok daerah tersebut. Mereka melakukan perbaikan baru-baru ini di bawah tanah.

Saya ingin tahu mengapa tiga konduktor segitiga besar tidak terbuat dari tembaga. Ini terlihat seperti aluminium bagi saya, tapi saya pikir tembaga akan menjadi konduktor yang jauh lebih baik.

Apa yang saya lewatkan? Apakah aluminium hampir sebagus tetapi jauh lebih murah?

Foto:

voltage power current

— i-CONICA
sumber

17

Aluminium lebih murah.

— Eugene Sh.

2

Hanya karena satu bagian kabel di satu bagian dunia menggunakan sesuatu yang lain tidak berarti itu adalah praktik umum yang menyiratkan pertanyaan ini. Apa yang membuat satu materi "lebih baik" hari ini mungkin tidak membuatnya lebih baik di masa depan atau masa lalu. Biaya bahan seperti ini berfluktuasi.

— old_timer

7

Mengapa downvote, downvoter?

— i-CONICA

17

Jual sebagai kabel interkoneksi yang seimbang ke audiophile.

— pipa

3

@Pomagranite Tidak cukup. Elektron "mengalir" "di antara" inti nuklir yang bermuatan positif. Tidak ada biaya tambahan (yang tentu saja akan berada di ujung konduktor), hanya gerakan teratur dari elektron yang bergerak secara acak. Memang ada yang disebut efek kulit , tetapi asalnya jelas berbeda.

— Neinstein

39

Anixter berkata:

Meskipun tembaga memiliki sejarah panjang sebagai bahan pilihan untuk menghantarkan listrik, aluminium memiliki kelebihan tertentu yang membuatnya menarik untuk aplikasi tertentu.

Aluminium memiliki 61 persen konduktivitas tembaga, tetapi hanya memiliki 30 persen dari berat tembaga. Itu berarti bahwa kawat telanjang aluminium seberat setengah dari kawat tembaga telanjang yang memiliki hambatan listrik yang sama. Aluminium umumnya lebih murah jika dibandingkan dengan konduktor tembaga.

Fastmarkets mengatakan (dan saya tidak mengklaim memahami semua itu):

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

Jadi, jika kita membutuhkan 1 MT (metrik ton?) Tembaga, biayanya $ 6.5rb dan kita membutuhkan setengah ton aluminium untuk konduktivitas yang sama dengan biayanya $ 1.1rb. Itu penghematan> 80%.

Alasan Anda tidak melihat lebih banyak tembaga mungkin karena alasan yang dijelaskan oleh kelanjutan artikel pertama:

Konduktor aluminium terdiri dari paduan berbeda yang dikenal sebagai seri AA-1350 dan seri AA-8000. AA-1350 memiliki kandungan aluminium minimum 99,5 persen. Pada 1960-an dan 1970-an, karena tingginya harga tembaga relatif terhadap aluminium, tingkat aluminium ini mulai populer digunakan untuk kabel rumah tangga. Karena pengerjaan berkualitas rendah pada koneksi dan perbedaan fisik antara aluminium dan tembaga, koneksi resistensi tinggi terbentuk dan menjadi bahaya kebakaran.

Sebagai tanggapan, paduan aluminium dikembangkan untuk memiliki sifat mulur dan memanjang yang lebih mirip dengan tembaga. Paduan seri AA-8000 ini adalah satu-satunya konduktor aluminium padat atau terdampar yang diizinkan untuk digunakan sesuai dengan Pasal 310 dari Kode Listrik Nasional 2014 *. Paduan seri AA-8000 memenuhi persyaratan ASTM B800, Spesifikasi Standar untuk Kawat Paduan Aluminium Seri 8000 untuk Keperluan Listrik - Pencuri Anil dan Menengah.

Amerika (AS).

Untuk kelengkapan, kepadatannya adalah:

metal        g/cm³
copper       8.96
aluminum     2.70

— Transistor
sumber

2

Bagus. Saya akan menambahkan pemikiran lain melintasi pikiran saya, membaca ini. Jika berat per meter adalah setengah dari berat, itu lebih sedikit berat pada truk (meskipun mungkin lebih besar) dan kemudian juga pekerjaan penanganan manusia yang lebih sedikit oleh karyawan membawa dan meletakkan kawat.

— Jonk

4

Kabel aluminium sekarang digunakan dalam penerbangan (Airbus A380, dan banyak lainnya) terutama untuk menghemat berat.

— TEMLIB

2

@ Transistor: "mcm" adalah kependekan dari "ribuan mil melingkar ", sebuah unit area penampang

— Dave Tweed

1

@ JonRB: Tidak, karena kepadatan aluminium jauh lebih sedikit.

— Dave Tweed

9

Terima kasih kawan " Mil melingkar adalah satuan luas, sama dengan luas lingkaran dengan diameter satu mil (seperseribu inci). Ini setara dengan 5.067 × 10−4 mm². " Sumber: Circular mil . Berantakan sekali!

— Transistor

10

Aluminium memiliki konduktivitas yang lebih rendah daripada tembaga tetapi juga memiliki kepadatan dan biaya per ton yang jauh lebih rendah. Jadi (untuk resistensi yang diberikan) sementara kabel tembaga akan lebih kecil kabel aluminium akan lebih ringan dan lebih murah.

Kelemahan utama dari kabel aluminium adalah bahwa mereka membutuhkan praktik terminasi khusus untuk membuat terminasi yang andal dan detail yang tepat tergantung pada paduan aluminium tertentu. Keandalan pemutusan adalah masalah dalam kabel listrik karena pemutusan yang buruk bisa menjadi sangat panas dan menimbulkan risiko kebakaran.

Operator jaringan distribusi listrik dapat dengan ketat mengontrol bahan dan praktik yang digunakan untuk mengakhiri kabel mereka, rasio terminasi terhadap jumlah kabel relatif kecil dan untuk kabel panjang yang besar mereka menggunakan penghematan biaya aluminium terlalu besar untuk dilewatkan.

OTOH di lingkungan bangunan, hal-hal yang biasanya jauh kurang terkontrol. Ada banyak lagi pemutusan hubungan kerja, berbagai macam aksesori yang berbeda kemungkinan akan digunakan, aksesori sering memiliki desain di mana penghentian harus dilakukan sebelum kabel didorong ke lokasi akhir mereka, banyak orang / perusahaan yang berbeda cenderung bekerja pada instalasi termasuk beberapa yang tidak benar-benar memenuhi syarat untuk melakukannya. Dalam lingkungan ini masalah keandalan terminasi jauh lebih sulit untuk dikurangi.

Inilah sebabnya mengapa Aluminium mendominasi kabel distribusi tetapi tembaga mendominasi kabel bangunan.

Beberapa badan standar melarang konduktor Aluminium kecil karena mereka dianggap sebagai terlalu banyak kewajiban. AIUI US NEC menetapkan ukuran minium 8AWG (~ 8mm²) untuk Aluminium (dalam pekerjaan baru) dan BS7671 menetapkan ukuran minimum 16mm².

— Peter Green
sumber

1

Ada banyak informasi bagus dalam jawaban ini. Mengenai penghentian, lapisan permukaan aluminium oksida menyajikan beberapa masalah - praktik kerja khusus dan bahan diperlukan untuk mengimbanginya. Persimpangan antara kabel tembaga dan aluminium juga bermasalah - konektor bi-metal diperlukan untuk mengurangi korosi. Seperti kata Peter, mudah bagi perusahaan utilitas untuk menegakkan praktik kerja dan bahan yang benar - lebih sulit bagi pengguna domestik dan komersial.

— Li-aung Yip

Paragraf terakhir Anda sebenarnya salah ulang: NEC - batasan ukuran minimum 8AWG hanyalah yang praktis yang dibuat oleh pabrik Al THHN saat ini. Satu-satunya batasan pada kawat aluminium yang ditetapkan oleh NEC adalah persyaratan 310.106 (B) bahwa kawat Al untuk penggunaan gedung dibuat dari paduan seri AA-8000 - jika seseorang membuat THHN padat 10 / 12AWG di AA-8000, itu d sangat sah untuk memasang kawat rumah Anda dengan itu.

— ThreePhaseEel

Yang mengarah pada pertanyaan "mengapa tidak ada yang membuatnya" ......

— Peter Green

10

Aluminium sering digunakan untuk feed daya bawah tanah karena tikungan jauh lebih mudah sekitar 45 derajat di pipa PVC. Hanya 45 derajat belokan diperbolehkan, karena upaya untuk berbelok 90 derajat akan mematahkan kawat 'ikan' atau memecahkan pipa PVC. Masih membutuhkan garis baja 'ikan' dan 'sabun' dan penarik bermotor untuk membantu, karena mereka menarik 4 kabel melalui pipa berdiameter 4 "hingga 6" dengan kabel berukuran 300 mcm hingga 500 mcm, untuk 3 fase kekuatan, 5 kabel jika mereka memiliki netral ganda.

Saya harus mengklarifikasi dua hal. A) OP menunjukkan kabel yang dibuat khusus yang digunakan di luar AS, meskipun OP tidak menentukan lokasinya. Di AS, buku NEC ole yang bagus dan industri yang sudah lama ada masih menggunakan kabel individu dalam pipa PVC tebal. Resistensi karena dirusak oleh akar pohon adalah salah satu alasannya. B) Garis baja 'ikan' digunakan untuk memulai dengan menarik tali tebal melalui pipa yang dapat mentolerir 2.000 pon tarikan.

Kabel ditarik dari panel pintu masuk servis (bagian dalam belum terpasang) ke bantalan transformator beton. Trafo terjatuh pada tempatnya dan rak pemutus pintu masuk layanan dipasang setelah tarikan kabel selesai, dengan beberapa kaki kawat keluar dari masing-masing ujung. Ini adalah tugas sepanjang hari dengan beberapa orang di kedua sisi bekerja bersama-sama. Ini adalah pekerjaan kasar yang kotor dan merusak. Pernah ke sana, melakukan itu.

Mungkin diperlukan beberapa pipa untuk memasok daya ke kompleks kantor besar atau pabrik. Kabel diikat paralel dan fase cocok di kedua ujung pipa. Untuk rumah hunian, kawat jarang memiliki ukuran lebih dari 4 awg dengan 3 kabel (120/240 fase terpisah) sehingga mereka menggunakan tembaga.

— Sparky256
sumber

Hal ini tidak berjalan melalui pipa PVC. Ketebalannya sama (kira-kira 50mm) seperti pipa PVC yang membawa kabel utilitas yang lebih kecil seperti broadband kabel saya. Ini benar-benar berjalan mentah melalui tanah. Ini jauh lebih besar daripada yang terlihat di gambar. Saya hanya bisa membelokkannya sekitar 6 hingga 8cm dengan seluruh kekuatan saya sepanjang 1,5 m.

— i-CONICA

Di AS kabelnya adalah kabel terpisah di dalam pipa PVC tebal. Seperti halnya feed daya ke rumah saya.

— Sparky256

Bervariasi. Kawat tunggal THWN di saluran adalah acceptavle, tetapi kabel penguburan langsung juga merupakan metode layanan yang sangat umum untuk tempat tinggal. Dalam hal itu, pintu masuk / keluar dari bumi harus dijaga oleh mis. Pipa PVC untuk melindunginya dari kerusakan fisik, yang mudah dikacaukan untuk "saluran sepanjang jalan".

— Harper - Reinstate Monica

Utilitas listrik memutuskan apa yang terbaik di tingkat perumahan. Pipa kami disalurkan dari ujung ke ujung hanya karena akar pohon memotong garis sekitar 25 tahun yang lalu, jadi kami harus masuk dan memasang pipa di seluruh sub-divisi kami. Mereka memiliki opsi penguburan langsung jika tidak ada ancaman penebangan.

— Sparky256

Oh, kau benar. Saya di Manchester, UK.

— i-CONICA

8

Aluminium memang lebih murah daripada tembaga, dan itu bisa menjadi faktor penting dalam memilih bahan untuk pemasangan kabel tergantung pada harga pasar saat ini untuk kedua bahan. Selain itu aluminium berbobot jauh lebih sedikit daripada tembaga (~ 30%) sehingga lebih mudah (dan dengan demikian lebih murah) untuk diangkut, dipindah-pindah, dan dipasang.

— DerStrom8
sumber

7

Faktor minor: kabel aluminium yang kurang konduktif akan memiliki penampang yang lebih besar daripada kabel tembaga yang setara) dan dengan demikian akan membutuhkan sekitar 25% lebih banyak isolasi (ketebalan yang sama, area yang lebih besar) dengan peningkatan yang sama dalam berat isolasi dan biaya bahan ...

— DJohnM

@DJohnM Poin bagus, saya belum mempertimbangkan itu. Saya hanya memikirkan kabel itu sendiri, bukan isolasi.

— DerStrom8

1

Dalam transmisi tegangan tinggi, diameter yang lebih besar dari konduktor aluminium ekivalen elektrik akan menyebabkan medan listrik yang lebih rendah di permukaan. Ini memungkinkan isolasi yang lebih tipis.

— richard1941

2

Saya tidak punya sumber tetapi saya pernah mendengar bahwa biaya aluminium yang lebih rendah bukan untuk menghemat biaya kabel, karena kabel aluminium harganya hampir sama karena biaya produksi yang lebih tinggi. Aluminium logam digunakan untuk mencegah pencurian karena kabel tembaga mudah direformasi dan dijual kembali ke pendaur ulang, tetapi aluminium tidak.

Alasan ini mungkin lokal, saya tinggal di Israel tetapi saya tidak tahu apakah insinyur itu mendiskusikan kabel Israel yang sebenarnya atau tidak. Subjek diskusi adalah pencurian peralatan, bukan kelebihan dan kekurangan dari tembaga vs aluminium.

Beberapa link menunjukkan bagaimana besar suatu masalah adalah logam pencurian .

— dotancohen
sumber

-1

Pertimbangan tambahan yang mungkin adalah kontribusi dari "efek kulit." Karena "efek kulit" tidak penting bahwa aluminium tidak sebaik konduktor seperti tembaga. Namun, karena aluminium lebih murah dan lebih ringan, sangat ideal untuk pembangunan pusat kabel, dan tembaga untuk "kulit" kabel.

— Guill
sumber

Saya tidak bisa melihat kulit tembaga pada konduktor tawas?

— i-CONICA

2

Lakukan perhitungan dan hitung kedalaman kulit untuk 60 Hz.

— richard1941