Использование алюминиевых проводов в электроснабжении

Почему алюминиевый кабель нельзя использовать в электропроводке?

1314431376 33Почему алюминий постепенно изымается из обихода при монтаже электроустановок? Чем он плох и опасен?

Согласно требованиям 7-ого издания правил устройства электроустановок (ПУЭ), алюминиевые провода и кабели сечением менее 16 кв. мм не допускаются к использованию при монтаже. Но с чем это связано? Чем же так плох алюминий, на протяжении многих лет верно служивший электромонтажникам?

Чтобы ответить на эти вопросы, нужно вспомнить кое-что из физики и немного из школьного курса химии. Какие свойства есть у алюминия, как у материала?

Прежде всего, он, конечно, легкий. Это бесспорное преимущество: ведь удобнее раскатывать бухту или катушку с легким кабелем, а если речь идет о монтаже ЛЭП, то легкость и вовсе становится ценнейшим качеством.

1314431369 32Именно высокое удельное сопротивление и сводит на нет преимущество легкости алюминия. Получается, что для того, чтобы обеспечить одну и ту же проводимость, придется взять намного более мощный, а, значит, и тяжелый алюминиевый проводник, чем если бы мы использовали медь.

Все прекрасно знают, что алюминий – стойкий к коррозии металл. Но из курса химии известно, что это не совсем так. Сам алюминий окисляется на воздухе очень быстро. А вот образовавшаяся тонкая пленка окисла и предохраняет его от дальнейшего химического разрушения.

Но у защитной пленки уже немного другие свойства, нежели у самого металла. В частности, проводник из нее уже совсем не такой хороший. Это значит, что в месте электрического контакта с пленкой из окисла алюминия может образоваться повышенное переходное сопротивление. А это приводит к нагреву контакта, который в свою очередь приводит к еще большему увеличению электрического сопротивления.

1314431354 36Вот такой замкнутый круг. Итогом становится расплавление контактов, обрыв цепи или ненадежное электроснабжение. Проблемный контакт приходится искать, подтягивать его, или менять зажимы, а подвергнутый длительному нагреву алюминий, и без того не обладающий особой пластичностью, может обломиться от любого неосторожного движения. Тогда и вовсе потребуется замена кабеля, которая технологически даже не всегда и возможна.

С медью подобных неприятных историй не происходит, поэтому последнее издание ПУЭ и рекомендует ее к использованию при монтаже кабельных линий малых сечений. Что касается мощных проводников, сечением 16 кв. мм и более, то здесь алюминий пока допущен к использованию только из соображений экономии. Все-таки медь намного дороже, и перейти исключительно на медные провода и кабели пока невозможно.

Источник

Алюминиевая проводка в доме — новые правила. Приказ №968 — теперь можно то, что раньше было нельзя.

36В конце 2017 года незамеченными для многих электриков остался ряд документов и приказов. Например такой, как приказ №968 от 16 октября 2017г.

Какие же изменения были внесены этим документом и почему это важно для всех, кто занимается электромонтажными работами в жилом фонде. Полный текст приказа можно скачать отсюда.

А говорится в нем о том, что отныне всю проводку в квартире и доме, спокойно можно делать как медными так и алюминиевыми кабелями. Главное соблюсти следующие минимальные сечения жил:32

Конечно, есть такое понятие как иерархия нормативно-правовых актов. И министерский приказ в сравнении с ПУЭ и СП стоит ниже в этой цепочке. Вот схематичная пирамида, какой нормативный документ над каким стоит и какой из них важнее.2425 1

Однако, если раньше ПУЭ и СП противоречили вышеприведенному приказу, то и в них не так давно также внесли соответствующие изменения.

Например, в ПУЭ пункт 7.1.34 было указано, что электропроводку в жилых домах необходимо выполнять только медным кабелем.27

При этом минимальное сечение жилы должно быть 1,5мм2.28 1

Согласно этих правил, алюминий в качестве исключения тоже можно было использовать, но только на магистральных (самых главных) питающих сетях. Например, до распределительных щитовых.29

При этом, строго оговаривалось минимальное сечение жил алюминия. Оно должно было быть минимум 16мм2.

Были еще исключения. Это оборудование насосных, вентиляторных и других инженерных механизмов в здании. Согласно ПУЭ п.7.1.34 здесь подключать алюминий можно было начиная от 2,5мм2.30 1

Однако по поводу этих правил ПУЭ, был выпущен другой приказ №1196 от 20 декабря 2017г, который отменил действия многих пунктов.

19 1

Что касается свода правил СП 256.1325800.2016, то в них по поводу меди говорится:31 1

Но уже и тут законодатели и разработчики правил подсуетились и выкатили проект изменений №2 к данному СП.

13 1 15 14

По мнению большинства электриков, для рядовых потребителей такие нововведения не приведут ни к чему хорошему. Давайте рассмотрим несколько причин, почему их опасения могут быть обоснованы.

Прежде всего, алюминий это текучий металл. Он в несколько раз мягче чем медь.37

Чем это опасно и неудобно в эксплуатации? А грозит это тем, что вам придется регулярно перетягивать все винтовые контактные места с алюминием — в автоматах, клеммниках и даже в розетках.

Представьте, что у вас в квартире пару десяток розеток, и все их каждые полгода-год придется раскручивать, вытаскивать, подтягивать и опять монтировать на место.111 rozetki 1

А если вы с электрикой на Вы, то готовьте дополнительные затраты на ежегодный профилактический вызов монтера. Если этого не делать, то легко можно столкнуться со следующими последствиями:2 1

Второе — алюминиевые жилы очень хрупкие и ломкие. Достаточно перегнуть их несколько раз и они обломятся.20

А вот чтобы обломить медь, придется очень сильно постараться.

Особенно на стадии монтажных работ приходится не один и не два раза изгибать, перекладывать, откручивать и заново закручивать контакты. С медными жилами, электрики это делают не особо заморачиваясь о последствиях.29 2

А вот с алюминиевой проводкой придется быть максимально аккуратным.

Третье — это контакты коммутационной аппаратуры. У выключателей, контакторов, пускателей, реле напряжений, УЗО, тех же клеммных колодок, они изначально идут если не из меди, то по крайней мере из латуни.Avt vykl

Если напрямую соединить такой контакт медь-алюминий=латунь-алюминий, то получится гальваническая пара, с образованием окислов и дальнейшим нагревом места соединения.43 1

Не зря для многих, стал головной болью вопрос правильного и надежного подключения провода СИП к автомату. Особенно если он находится под пломбой и никакой возможности провести ревизионные работы на нем нет. 111 SIPavtomat

Например в ГОСТе про автоматы, прямо говорится, что его выводы должны быть предназначены для подключения медных жил. А вот про алюминий, прямым текстом ничего не сказано.21 1

То же самое можно сказать и про контакты на большинстве электросчетчиков.

Вам теперь придется через пару лет регулярно подавать заявки на срыв пломбы и перетяжку винтов. Иначе контакт будет ослабляться и начинать искрить.34

Если конечно пойдет массовое внедрение такой проводки, то вполне возможно ожидать появления новинок в коммутационной аппаратуре, соединительной арматуре и т.д.

Например, сегодня те же переходные медно-алюминиевые гильзы ГАМ, выпускают для алюминия только на сечение от 16мм2, не меньше.gam

А их порой, ох как не хватает. 111 med al

Пятая причина — это увеличение сечения жил проводки. Там, где раньше было достаточно кабеля с медными жилами 2,5мм2, теперь придется укладывать алюминиевые жилы 4мм2.5 1

А это между прочим все розеточные группы в квартире. 111 podrozetnik

Сейчас очень популярной стала тенденция выполнять весь ремонт без распаечных коробок. При этом все коммутации и соединения производят непосредственно в подрозетниках.
Представьте себе, как вы это сделаете, если речь идет не о двух жилах 2,5мм2, а о трех, четырех или пяти отпайках по 4мм2 каждая.

К примеру, наружный диаметр кабеля АВВГ 3*4мм2 равен 14,8мм, а медного ВВГнг 3*2,5мм2 — 10,2мм. То есть, уже на одном только кабеле будет увеличение занимаемого пространства на 50%.

Есть конечно одно большое НО.

22

Однако там же говорится, что непосредственно самого алюминия в составе такой проводки должно быть более 99%.6 1

Также остается надеяться, что и название у таких кабелей будет совершенно иными. Например, не хотелось бы, чтобы продукция со сплавами называлась как АВВГ. А его состав указывался где-то отдельными сертификатами.

Иначе это вызовет большие затруднения и двусмысленности при выборе и покупке.

Новые сплавы по заявлению производителей имеют другую кристаллическую решетку и позволяют производить даже алюминиевую проводку шестого класса гибкости, как у меди!11

То есть алюминиевые гибкие кабели с многопроволочными жилами (типа КГ). 38

Раньше такое и представить себе было невозможно. Более того, такие обновленные алюминиевые жилы должны будут выдерживать 15 кратный перегиб под углом в 90 градусов.

Наверное все знакомы с ситуацией на рынке, касательно медных кабелей изготовленных по ТУ и ГОСТ. 35 3

Экономят на всем. Начиная от толщины изоляции и заканчивая сечением самой жилы.

Получается, что если до сих пор в магазинах есть такая контрафактная продукция, то нет никаких гарантий, что то же самое не повторится и с алюминиевыми проводами.

Поэтому я думаю, что многие электрики, как делали весь ремонт на меди, так на ней и останутся. А вот что касается застройщиков, то тут нас ждет много инноваций и изменений уже в самое ближайшее время.

По закону, отныне все застройщики будут правы и полностью защищены вышеприведенным приказом. Так что не удивляйтесь, если при въезде в свою новую квартиру, вы обнаружите в ней алюминиевую проводку как в домах ваших бабушек и дедушек.4

В любых проектах всегда есть пункт, где нужно четко обосновывать затраты. Вот здесь то медь и начнет резко проигрывать и терять свои позиции.

Тут уже не будет играть роль квалификация электрика и отсутствие у него нужного инструмента.

Хотя справедливости ради, следует рассмотреть и альтернативную точку зрения. Некоторые вовсе не видят в этом приказе какого-то лоббизма интересов отдельных компаний. 16 1

Просто отныне появляется законная возможность экономии и удешевления там, где это целесообразно. Может быть в отдельно взятых случаях, действительно удобно проложить более толстый, но дешевый алюминиевый провод.

При этом, естественно учесть все нагрузки. Более того, это создаст в данной области конкуренцию, в результате чего и медь может подешеветь.

К тому же, запасы меди не настолько неисчерпаемы как многим кажется. Поэтому поиск альтернативы, более чем уместен.40 1

Так что, какой кабель медный или из алюминиевых сплавов применять на своих объектах, решать конечно придется самостоятельно. Главное, что теперь вам дали законный выбор применять то или иное решение.

Источник

О новой алюминиевой проводке в России

Введение

С 20 марта 2019 года в России введено в действие Изменение №2 к СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий». Изменение №2 разрешает применение кабелей и проводов с жилами из алюминиевых сплавов марок 8030 и 8176 (таблица 1) в электропроводке при строительстве жилых и общественных зданий. Это изменение вводит также некоторые дополнительные правила по работе с алюминиевыми проводами и кабелями.

Измененный свод правил СП 256.1325800.2016 дает возможность применять провода и кабели с жилами из алюминиевых сплавов не только в распределительных сетях зданий, которые осуществляют питание квартир, но и в самих квартирах.

Таблица 1 – Химический состав алюминиевых сплавов 8176 и 8030
по ГОСТ Р 58019-2017 (с учетом поправки по ИУС №5 2018 г.)

1 tabl 8000 gost 2

Ниже представлен обзор проблем и решений по алюминиевой проводке, а также практики применения алюминиевой проводки в США и Канаде.

«Старая» алюминиевая проводка

Алюминиевая проводка, которая устанавливалась в жилых зданиях с середины 1960-х годов, как считается, явилась причиной многих пожаров. Поэтому с 2003 года в России она была запрещена для применения в жилищном строительстве. Токопроводящими жилами этой проводки в то время являлась проволока из нагартованного алюминия марки АД0Е по ГОСТ 4784 (таблица 2). Основной причиной проблем с этой алюминиевой проводкой являлось ослабление и перегрев контактных соединений алюминиевого провода с так называемыми электроустановочными изделиями, то есть с розетками, выключателями и т. п.

Похожие проблемы с алюминиевой проводкой происходили и за рубежом. Например, в США и Канаде эти проблемы начались после того, как, начиная с 1965 года, в связи с нехваткой и дороговизной меди стали массово применять алюминиевые провода и кабели, в том числе, для разводки электрической проводки внутри домов. Это была проводка с жилами из марки алюминия 1350 в нагартованном состоянии H19. Химический состав марки алюминия 1350 (таблица 3) практически совпадает с химическим составом АД0Е [1].

Таблица 2 – Химический состав марки алюминия АД0E (ГОСТ 4784-97)

2 t2 AD0E

Таблица 3 – Химический состав марки алюминия 1350 по стандарту ANSI H35.1 [2]

3 t1 1350

Алюминий марки 1350 успешно применялся и применяется до сих пор в воздушных линиях электропередачи от электростанций до трансформаторных подстанций. В этом случае алюминий имеет неоспоримые преимущества перед медью благодаря своему малому удельному весу.

Проблемы “старой” проводки и их решения

Причинами проблем со «старой» алюминиевой проводкой с жилами из алюминия марки АД0Е или марки 1350 считаются следующие особенности его свойств по сравнению с медной проводкой [2,3]:

1) Ползучесть

Проблема:

4 polzuchest alyuminiya
Рисунок 1 – Ползучесть алюминия и ослабление контакта [13]

Решение:

alyuminiy zhelezo polzuchest

2) Пластичность

Проблема:

Проволоку из алюминия 1350 применяли в алюминиевой проводке в полностью нагартованном состоянии Н19. В этом состоянии предел прочности лишь незначительно превышает предел текучести, а относительное удлинение составляет всего 1,5-2 % (рисунок 3) [6]. С этим связана «хрупкость» этой алюминиевой проволоки и ее чувствительность к надрезам и вмятинам.

5 nagartovka alyuminiyaРисунок 3– Изменение пределов прочности и пластичности
при нагартовке и отжиге алюминия [5]

Решение:

3) Температурное расширение

Алюминий при нагреве увеличивает свои размеры и объем в большей степени, чем другие материалы, которые находятся вместе с ним контактном соединении, например, латунь или сталь. Это вызывает температурные напряжения и, часто, пластические деформации, что приводит к уменьшению площади контакта и к еще большему его нагреву (рисунок 4) [8].

Решение:

4) Окисление поверхности контакта

Проблема:

Решение:

5) Гальваническая коррозия алюминия

Проблема:

Решение:

«Новые» алюминиевые сплавы в США и Канаде

Электротехнические сплавы серии 8000

Еще в начале 1970-х годов в США и Канаде были разработаны несколько новых алюминиевых сплавов для изготовления алюминиевых проводов и кабелей. Стандарт ASTM B 800 [8] включает 6 таких сплавов, часть из них были запатентованы. Все они имеют повышенное содержание железа, а также добавки некоторых других элементов. Основные различия химического состава, например, алюминиевого сплава 8030 и марки алюминия 1350 показаны на рисунке 6.

alcan grafik 1Рисунок 6 – Сравнение химического состава
алюминиевого сплава 8030 и марки алюминия 1350 [13]

В настоящее время для изготовления алюминиевых кабелей и проводов применяются только два алюминиевых сплава – 8030 и 8176 (таблица 4) 11. Европейский стандарт EN 573-3 также включает в серию 8000 только эти два электротехнических алюминиевых сплава (таблица 5). Для удобства сравнения показана также таблица 6 с химическим составом сплавов 8030 и 8176 по ГОСТ Р 58019.

Таблица 4 – Сплавы 8030 и 8176 в ASTM B 800

8 astm800

Таблица 5 – Сплавы 8030 и 8176 в EN 573-3

9 573

Таблица 6 – Химический состав сплавов 8176 и 8030 по ГОСТ Р 58019-2017

1 tabl 8000 gost 2

«Американские» и «российские» сплавы 8030 и 8176

Отметим, что российские сплавы 8030 и 8176 существенно отличаются от своих американских и европейских аналогов (см. таблицы 4-6). На рисунках 7 и 8 показаны пределы содержания основных легирующих элементов в сплаве 8030 (железо-медь) и 8176 (железо-кремний) по ASTM B 800 и по ГОСТ Р 58019. Российские сплавы имеют значительно более низкое содержание легирующих элементов – железа, меди и кремния.

11 8030 grafik 2Рисунок 7 – Пределы содержания железа и меди в сплаве 8030
по ASTM B 800 и ГОСТ Р 58019

12 8176 grafik 1

Рисунок 8 – Пределы содержания железа и кремния в сплаве 8176
по ASTM B 800 и ГОСТ Р 58019

Алюминиевые жилы в американском NEC

Согласно американскому Национальному электрическому кодексу (NEC) все алюминиевые жилы должны изготавливаться из электротехнических алюминиевых сплавов серии 8000:

Алюминиевые жилы менее 12 AWG (3,31 мм 2 ) в Кодексе не рассматриваются.

13 awg
Рисунок 9– Фрагмент таблицы AWG

Применение алюминиевых проводов в США и Канаде

В настоящее время в США и Канаде алюминиевые провода из сплавов 8030 и 8176 доступны на рынке только начиная с размера AWG 8 (8,37 мм 2 ) [10]. Это можно видеть также в каталогах и презентациях производителей алюминиевых проводов и кабелей, которые в 1970-х годах первыми начали применять сплавы 8030 и 8176 – Alcan Cable и Southwire 12. Для внутренней проводки нужны алюминиевые провода с размерами AWG 10 и AWG 12.

В презентации компании Alcan представлена наглядная схема стандартного применения алюминиевых проводов и кабелей для передачи электроэнергии от электростанций к жилым домам (рисунок 10) [13]: везде, но не внутри самих домов!

alcan figure
Рисунок 10 – Применение алюминиевых проводов в США и Канаде [13]

При строительстве новых жилых домов для разводки внутренней проводки, как правило, применяют медные провода – об этом прямо указано и на сайте американской Алюминиевой Ассоциации [14].

Вместе с тем, для подключения крупных бытовых потребителей электрической энергии – сушилок, кондиционеров, бойлеров, электроплит – обычно применяют именно алюминиевые кабели. Кроме того, во многих американских домах для подвода электрической энергии от общей электрической сети до распределительного щитка дома также применяют кабели с алюминиевыми жилами. В этих случаях применяют алюминиевые жилы 8 и 6 AWG (8,37 и 13,3 мм 2 ) [6].

За последние 20 лет значительно возросло применение алюминиевых проводов в качестве «фидерных» (подводящих) электрических линий для высотных зданий, больниц, отелей, стадионов и, уже в последнее время, дата-центров [3].

Учиться работе с алюминиевыми проводами и кабелями

Американская Алюминиевая Ассоциация прикладывает много усилий по продвижению алюминиевой продукции, в том числе, алюминиевой кабельной продукции. Примером этого служит, например, объемное руководство по алюминиевым электрическим проводникам Aluminum Electrical Conductor Handbook [15].

Американская Алюминиевая Ассоциация и Национальная Ассоциация Электротехнических Подрядчиков (NECA) совместно разработали и регулярно обновляют Стандарт NECA/AA 104-2012 [9] по правилам установки алюминиевых проводов и кабелей в электрических сетях зданий. Этот стандарт является руководством по работе с алюминиевыми проводами и кабелями, которое включает много подробных иллюстраций.

Заключение

1. Работа с алюминиевыми проводами и кабелями для внутренней и наружной проводки зданий, в том числе, из сплавов 8030 и 8176 требует дополнительных знаний и навыков по сравнению с работой с медными проводами и кабелями. Для этого, например, в США и Канаде, разрабатываются и распространяются специальные стандарты, руководства и рекомендации, а также проводятся семинары и тренинги.

2. В США и Канаде провода и кабели из алюминиевых сплавов 8030 и 8176 применяют в основном, начиная с размера 8 AWG. Такие кабели применяют для подключения крупных бытовых потребителей электроэнергии, таких как сушилки, бойлеры, кондиционеры, а также для подвода электроэнергии от общих сетей к распределительным щиткам индивидуальных домов. Для разводки внутренней проводки при строительстве новых домов алюминиевые провода и кабели с размерами 10 AWG и 12 AWG практически не применяются.

3. За последние два десятилетия в США и Канаде расширилось применение проводов и кабелей из алюминиевых сплавов 8030 и 8176 для подводящих (фидерных) линий подачи электроэнергии для высотных жилых, офисных зданий и дата-центров, а также крупных сооружений, например, стадионов.

Источник

Adblock
detector