Proč se hliník v elektroinstalacích postupně stává méně běžným? Co je na něm špatného a nebezpečného?

Při provádění velkých oprav, výměně velkých úseků kabelových vedení nebo vytváření elektrických zařízení vlastníma rukama, například prodlužovacích kabelů, má zákazník rozumnou otázku: který drát je lepší, měď nebo hliník?

Na tuto otázku přesně odpoví profesionálové, kteří se orientují nejen ve své současné práci, ale i v historii elektrobyznysu, znají současné požadavky zákonů „od A do Z“ a mají bohaté zkušenosti. Co má ale amatérský nadšenec dělat, když se poprvé potýká s problémem výběru typu drátů?

Obracet se na specialisty je vždy oboustranně výhodná možnost. Jak ve stavebnictví a elektroinstalaci, tak i mezi prodejci kabelových produktů je v oboru dostatek odborníků, kteří již řadu let úspěšně radí svým vděčným zákazníkům. Můžete hádat vyhledávač a získat 250 tisíc nebo milion odkazů na nejrůznější články na toto téma. Nebo si přečtěte náš další materiál, který vám umožní pochopit, proč není vhodné používat hliníkový kabel?

Trocha historického pozadí

Za SSSR se neptali Který drát je lepší, měděný nebo hliníkový?, jednoduše proto, že měď se pro elektrické rozvody téměř nikdy nepoužívala. Mnoho z nás z vlastní zkušenosti ví, že v každém domě, který je starší 15-20 let, je hlavní úkol napájení bytů stále prováděn hliníkovými dráty. Mimochodem, vnitřní elektroinstalace je ze stejného materiálu a to se někdy stává obrovským problémem, ale o tom níže.

V Unii se ne vždy starali o kvalitu života svých občanů, a tak mohli vyrábět výrobky z levnějších surovin, protože rozsah úspor v rámci rozlehlé země byl impozantní. Abychom byli objektivní, je třeba říci, že jen málokdo plánoval provozovat obytné budovy ne na 15-20 let, ale na 30-40-50 a mnoho z nich ještě pár desítek let vydrží. A výměna hroutících se rozvodů by byla jednoduchá záležitost – stále by se stavěly nové, možná pohodlnější budovy a elektrické vedení by se neměnilo v nepříjemné a extrémně nebezpečné „cosi“. Navíc v té době nebyly takové zátěže na elektrickém vedení, což znamená, že nebyl důvod dávat přebytečný výkon do kabelů.

Výhody hliníkových drátů

Přes řadu vážných nevýhod jsou hliníkové kabely i přes řadu zákonných omezení stále široce používány pro domácí i profesionální účely. A to je pochopitelné, pokud se podíváte na seznam jejich hlavních výhod:

• масса. Měrná hmotnost hliníku je 2.7 g/cm3 a jeho „konkurent“ pro kabelové produkty, měď, je 8.96 g/cm3. Je těžké nesouhlasit s tím, že je mnohem snazší přepravovat, vykládat a rozvinout svitek, buben nebo svitek z lehčího kovu. Pokud mluvíme o kilometrech kabelových produktů, například pro instalaci elektrického vedení, pak je výhoda zřejmá,
• náklady. Silný argument při výběru materiálu pro kabelové produkty, zejména ve velkých projektech. Podle údajů z trhu stojí hliníkový drát 4-5krát méně než měděný drát s podobnými technickými parametry. Například za 1 metr mědi VVG 4×4 (olzh) byste zaplatili nejméně 96 rublů, zatímco cena AVVG 4×4 (olzh) je pouze 22 rublů.

Nevýhody hliníkových drátů

Abychom pochopili, co to vlastně jsou výrobky z hliníkových kabelů, podívejme se na jejich hlavní nevýhody:

• elektrická vodivost. Pokud vezmeme index stříbra jako 100, pak elektrická vodivost hliníku je 55 (měď – 94). Tato hodnota není špatná, ale nezapomeňte, že čistoty obsahu kovu ve vodiči je poměrně obtížné dosáhnout a přítomnost všech druhů nečistot vážně snižuje vodivost. Důležitým bodem je skutečnost, že hodnota tohoto indikátoru přímo ovlivňuje průřez produktu, který je vybrán pro konkrétní elektrický projekt (tj. hliníkový kabel bude mnohem tlustší než měděný). Tato vlastnost částečně kompenzuje hmotnostní výhodu hliníku,
• oxidace. Při kontaktu se vzduchem se na povrchu hliníkových vodičů, zejména ve spojích, vytvoří vrstva žáruvzdorného dielektrika ve formě tmavě zbarveného filmu, který chrání drát před další chemickou destrukcí, ale zvyšuje odolnost a žhavitelnost a také snižuje hodnotu užitečného průřezu a zhoršuje kontakt. Následky nejsou povzbudivé: roztavení spojů, přerušení elektrického obvodu a snížená spolehlivost napájení. Problémové místo je třeba najít, utáhnout kontakt nebo vyměnit svorku, každou vteřinu riskovat poškození zahřátého vodiče. Potom bude obecně nutné vyměnit kabel, což není vždy technologicky možné,
• mechanická pevnost hliníkových vodičů je výrazně nižší než u měděných (tvrdost podle Brinella 25 a 45-110 kgf/mm2), což znamená, že hliníkový vodič nelze příliš pevně sevřít nebo často ohýbat. Ti, kteří samostatně vyměnili zásuvku, vypínač nebo lustr, si pamatují, že hliníkové elektrické jádro se často zlomí „u kořene“,
• Flexibilita hliníkového drátu také není příliš vysoká, proto vzhledem k jeho relativní křehkosti vyžaduje kladení takových drátů vždy zvláštní péči. Při nákupu hliníkového kabelu v obchodě jej můžete zkusit 4-5x ohnout a podívat se na obnažené jádro – pokud je pokryto prasklinami, pak je materiál vodiče velmi nekvalitní,
• Instalační potíže začínají ve chvíli, kdy pro dosažení požadovaných parametrů vodivosti musíte zvolit hliníkový kabel s mnohem větším průřezem. Je známo, že se silnými dráty je mnohem obtížnější pracovat, zejména na náročných cestách plných ostrých zatáček a úzkých míst,
• teplo. Měrná tepelná kapacita hliníku je 0.9 kJ/kg*K (0.39 pro měď), hliníkové vodiče se tak mnohem rychleji přehřívají, zhoršují a stávají se ještě křehčími a izolační vrstva kabelů vysychá a přestává plnit své funkce. V důsledku toho může dojít ke zkratu elektrické sítě a požáru. Je třeba si uvědomit, že pod šroubovou svorkou má hliník vlastnost tepelné roztažnosti, což může vést k jeho další deformaci, a tedy k zeslabení kontaktu, až vyhoření,
• specifický elektrický odpor. A podle tohoto ukazatele je hliník horší než měď. Jeho hodnota pro hliníkové vodiče je 0.27 Ohm*mm2/m, zatímco pro měděný vodič je to téměř 2krát méně – 0.017,
• životnost je jedním z hlavních kritérií, podle kterých se vybírá materiál pro elektrické vedení. Hliníkové kabely mohou efektivně a relativně bezproblémově fungovat 20–25 let, zatímco měděné vodiče mohou v podobných podmínkách fungovat 30–50 let.

Pro jasnější představu o tom, co jsou tyto kovy, se podívejte na video Jaký je rozdíl mezi hliníkem a mědí Tématu se docela dobře věnuje video Měď a hliníkové elektrické rozvody? Pojďme bořit mýty.

Závěry a doporučení

Pouhé vizuální sečtení množství výhod a nevýhod hliníkových vodičů, stejně jako rychlé posouzení objemu textu v každé z tematických sekcí, umožňuje jednoznačně konstatovat, že měděné vodiče mají mnohem přijatelnější technické vlastnosti, jsou kompaktnější, spolehlivější, odolnější, snadněji se instalují a mnohem méně často způsobují nehody. Snad jedinou vážnou nevýhodou je jejich poměrně vysoká cena. Dobrý majitel, zákazník nebo projektant však s největší pravděpodobností raději „zaplatí a zapomene“, než utrácet čas a značné finanční prostředky na neustálé sledování, údržbu a opravy hliníkových vedení.

Abychom byli spravedliví, upřesněme, že výše uvedené zcela platí pro kabelové výrobky malých průřezů. Pokud je však průměr drátů větší než 16 mm2 a jeho stopáž se měří v kilometrech, jako při instalaci venkovního vedení, bude rozhodující „náklady na vydání“. V současné době se tohoto názoru drží i PUE, a proto nezakazuje použití hliníku pro elektrické kabely velkých průřezů.

Pokud plánujete úplnou výměnu bytových drátů, mělo by to být provedeno pouze mědí a hliník odstranit až k panelu, protože tyto kovy nejsou příliš „přátelské“ a nedovolí elektrické síti pracovat na plný výkon.

Promyšlené čtení tohoto článku, schopnost uvažovat a myslet logicky, umožní každému samostatně vyvodit závěry Který drát je lepší, měděný nebo hliníkový?, a proč se druhé nedoporučuje používat, zejména pro instalaci malých domácích elektrických sítí.

Staré hliníkové rozvody byly položeny před několika desítkami let a jsou dimenzovány na spotřebu energie maximálně 4 kW. U bytů s moderními domácími spotřebiči je to nepřijatelné a může to způsobit požáry. Kromě toho má slitina řadu charakteristických vlastností, jejichž ukazatele jsou výrazně horší než ty, které jsou vlastní dnešním vodivým materiálům.

Všeobecné informace

Hliník je spolu s mědí vynikajícím vodičem elektřiny, který je široce používán pro pokládku napájecích systémů. Až do roku 1991 bylo povoleno používat oba vodiče při výstavbě obytných a průmyslových objektů. Rozvíjející se přístrojový průmysl vedl k rychlému vybavování domů a bytů moderními domácími spotřebiči, což vedlo ke zvýšení zátěže vnitřních elektrických vedení.

To byl důvod, proč byly změněny požadavky obsažené v PUE-6. Od tohoto okamžiku bylo používání elektrického vedení v budovách a konstrukcích zakázáno.

V roce 2003 byl představen PUE-7, umožňující použití hliníku pro stavbu přívodních a rozvodných vedení. Kromě toho musí být průřez jádra minimálně 16 mm2 (čtverečky).

Důležité! Životnost hliníkové elektroinstalace závisí na její kvalitě a pohybuje se v rozmezí 10-15 let. Pokud je dvojitá izolace – 20-25. Záruka výrobce však nepřesahuje 5-10 let.

V bytových domech postavených před rokem 1991 však stále existuje mnoho částí elektrického vedení vyrobených ze starého hliníkového drátu. Navíc průřez jeho žil je pouze 2,5 a dokonce 1,5 čtverečních.

Zdravý! PUE (Pravidla elektrické instalace) je kniha určená pro inženýrský a technický personál zabývající se projektováním, instalací a provozem elektrické části osvětlení a elektrických zařízení budov, staveb a staveb. Obsahuje všechny potřebné náležitosti týkající se této problematiky.

Viz také:
Instalace elektroinstalace v domě – ukázka schémat, výběr výkonu, ceny za práci

Změnit „hliník“ na „měď“ nebo ne, argumenty

Jedním z nejoblíbenějších způsobů, jak vyhodnotit rozdíl mezi měděnou a starou hliníkovou elektroinstalací, je výměna zapuštěné zásuvky nebo vypínače za novou. Poměrně často se v této situaci konce starého drátu odlomí a vytvoří další potíže.

Staré hliníkové rozvody se navíc vyznačují jednoduchou izolací proudovodného jádra. Zvyšuje se tak pravděpodobnost náhodného poškození a zatékání do zdi nebo jiné konstrukce domu či bytu. Moderní dům je zařízen výhradně pomocí drátu, který má dvojitý ochranný plášť a nazývá se kabel.

Kov má však rozsáhlý seznam výhod, které zahrnují následující:

• Nízká měrná hmotnost – 2,7 g/cm2.
• Nízká cena.
• Nízká hodnota odporu – 0-0175 Ohm mm0,01184/m.
• Vysoká hodnota vodivosti – 35,3-36,4 m/Ohm mm2.
• Téměř okamžité vytvoření průhledného ochranného filmu na předmětu.

Důležité! Poslední bod je také nevýhodou. Silný oxid, který zabraňuje následné oxidaci, má jinou hodnotu odporu, což přispívá k silnému zahřívání.

Nevýhody hliníkového vedení jsou:

• Vysoká tekutost kovu. To se projevuje zmenšením plochy průřezu vodičů v místech kontaktu s upínacím prvkem. To je způsobeno zvýšením odporu a odpovídajícím ohřevem, po kterém následuje vyhoření kontaktu.
• Pravděpodobnost prasknutí jádra v důsledku provozu. K tomu dochází v důsledku mikrotrhlin, náhodného poškození při odstraňování izolace, v místech, kde jsou stlačeny kontakty klipu.
• Citlivost na mechanické poškození. V porovnání s mědí se hliníkový vodič snadněji trhá, láme a láme.

Za názorný příklad můžeme považovat srovnávací tabulku založenou na závislosti každého vodiče na výkonu připojených spotřebičů.

Na základě obsahu předložené tabulky je zřejmé bezpodmínečné vedení mědi.

poslední novinky

Měděné rozvody v mnoha ohledech předčí hliníkové rozvody, ale přesto v roce 2017 Ministerstvo energetiky Ruské federace zveřejnilo novou vyhlášku č. 968. Dokument umožňoval použití kabelů z hliníkové slitiny v interiéru. Jeho obsah klade důraz na přísné dodržování požadavků na průřez vodičů s proudem ve vztahu k místu jejich použití:

• Ve skupinových sítích – minimálně 2,5 mm2.
• V liniích mezi podlahovými a bytovými měřiči, panely, zúčtovací měřiče – minimálně 4 mm2.
• V rozvodech (stoupacích) zásobujících byty – minimálně 6 mm2.

Počínaje dnem 20.03.2019. března 2 vstoupily v platnost dodatky č. 256.1325800.2016 k SP 8030, které umožňují použití kabelů a vodičů s vodiči ze slitin 8176 a XNUMX při výstavbě bytových a veřejných budov.

Inovace jsou vysvětleny nejnovějším vývojem UC Rusal a Aluminium Association týkající se slitin. Velké množství provedené práce umožnilo minimalizovat nevýhody kovu provedením změn v krystalové mřížce výsledného produktu.

To vedlo k moderní hliníkové elektroinstalaci se zvýšenou pevností a flexibilitou. Výborná vodivost a nízká hmotnost přitom zůstávají na stejné úrovni.

Viz také:
Elektroinstalace v dřevěném domě – funkce připojení a fáze práce

Nové slitiny

Výše zmíněná vyhláška Ministerstva energetiky č. 968 tedy legitimizuje použití hliníkových rozvodů prostřednictvím použití nových typů kabelů. To však vedlo k problémům jiného charakteru.

Za prvé, dnes vyráběné spínače mají měděné a mosazné svorky, což přináší potíže při připojování hliníkového vodiče. Druhým problémem je chybějící vizuální rozdíl mezi novými a starými slitinami. V praxi je během instalace není možné rozlišit. V důsledku podvodů bezohledných prodejců se tak na trhu nacházejí dráty starého typu za ceny nových.

Výše uvedené slitiny 8030 a 8176 ve srovnání s dříve používanými mají lepší fyzikální a chemické vlastnosti a jsou méně nebezpečné z hlediska požární bezpečnosti.

Hlavní nevýhody „staré elektroinstalace“

Staré hliníkové rozvody byly položeny v době, kdy v bytech sovětských občanů nebyli žádní silní spotřebitelé energie: pračky, kuchyňské roboty, vysavače, mikrovlnné trouby a další moderní zařízení. Průřez vodičů tak prostě není dimenzován na takové zatížení, které se stává častou příčinou požárů.

Provoz je také nebezpečný z následujících důvodů:

• Vysoká rychlost tečení.
• Nízká plasticita.
• Vysoký teplotní práh.
• Tendence kontaktů vstupovat do chemické reakce.
• Výskyt koroze v kombinaci s některými jinými materiály (ocel, mosaz).

Plížit se

Staré hliníkové slitiny třídy 1350 „tečou“ při zatížení. To znamená pomalý proces deformace.

Moderní hliníkový vodič se vyznačuje větší odolností proti tečení, která se blíží odolnosti mědi. Tohoto efektu je dosaženo díky zvýšenému obsahu železných částic.

Plastický

Hliníková elektroinstalace třídy 1350 byla použita výhradně ve stavu tvrzeném za studena H19. V tomto stavu slitina získává hodnotu pevnosti v tahu, která je jen o málo vyšší než mez kluzu. Kromě toho je relativní prodloužení pouze 1,5-2%. To vysvětluje zvýšenou „křehkost“ hliníkových jader a jejich citlivost na řezy a promáčkliny na povrchu.

Viz také:
Jaký drát použít pro elektroinstalaci v domě: design, typy, výběr průřezu

Zdravý! Kalení je technologické zpevnění vlastností kovů, ke kterému dochází při plastické deformaci v důsledku tváření za studena při zatížení.

Pro informaci, indikátory slitin hliníku jakosti 8030 a 8176 mají hodnotu relativního prodloužení minimálně 10 %.

Teplotní expanze

Při vystavení teplotě se hliníkové vedení zvětší. Při ochlazování se zužuje a získává svůj původní objem. Ve srovnání s jinými vodiči (měď, mosaz, ocel), se kterými přichází do styku, je toto číslo vyšší. V důsledku vznikajících pnutí dochází k plastickým deformacím vedoucím ke zmenšení kontaktní plochy a k ještě většímu zahřívání.

Velikost tepelné roztažnosti hliníkového vedení je téměř nezávislá na vlastnostech legujícího prvku nebo zvolené technologii. Kompenzace výsledných mikrotrhlin se provádí pomocí speciálních kontaktních zařízení vyrobených z materiálů s podobnou rychlostí rozpínání.

Vytvoření ochranného filmu

Jak již bylo zmíněno, na čerstvém hliníkovém povrchu se okamžitě vytvoří ochranný oxidový film. Na jedné straně chrání slitinu před výskytem oxidačních procesů. Na druhou stranu se stává překážkou, jakýmsi dielektrickým rušením. Navíc jeho tloušťka přímo souvisí s teplotou a vlhkostí okolního vzduchu.

Při průměrné pokojové teplotě (21-25°C) je tloušťka ochranného filmu 2-50 nm. V důsledku mechanické síly vznikající v okamžiku utažení upínacím šroubem dojde k jeho „zlomení“. Při použití vhodných připojovacích svorek tedy problém není relevantní.

Galvanická koroze

Náchylnost ke galvanické korozi je nebezpečná nejen pro staré hliníkové rozvody, ale i pro vodiče z jiných kovů, které jsou s ním v kontaktu. Při vystavení vlhkému prostředí mohou podstoupit proces galvanického párování, který vede k výše zmíněnému oxidačnímu cyklu. V důsledku toho se zhoršuje kvalita kontaktu, což může vést k přehřátí a požáru.

Problém se řeší podobným způsobem, pomocí speciálních připojovacích svorek nebo kontaktního maziva.

Viz také:
Hodnocení nejlepších detektorů skryté elektroinstalace

Závěr

Hlavní příčiny požárů v roce 2019 byly jmenovány: neopatrné zacházení s ohněm – 71,3 %, porušení předpisů a elektrických zařízení – 10,5 %, což činilo 49 638 požárů.

Staré hliníkové rozvody jsou důvodem k zamyšlení nad zvýšením požární bezpečnosti vašeho domova. Zvláště pokud plánujete dekorativní nebo velké rekonstrukce.