¿Por qué los principales conductores de este cable de alimentación subterráneo no están hechos de cobre?

Encontré un trozo de cable eléctrico dejado por la compañía eléctrica que abastece el área. Hicieron una reparación recientemente bajo tierra.

Tengo curiosidad por qué los tres grandes conductores triangulares no están hechos de cobre. A mí me parece aluminio, pero hubiera pensado que el cobre sería un conductor mucho mejor.

¿Qué me estoy perdiendo? ¿El aluminio es casi tan bueno pero mucho más barato?

Foto:

Anixter dice:

Aunque el cobre tiene una larga historia como el material elegido para conducir electricidad, el aluminio tiene ciertas ventajas que lo hacen atractivo para aplicaciones específicas.

El aluminio tiene el 61 por ciento de la conductividad del cobre, pero solo tiene el 30 por ciento del peso del cobre. Eso significa que un cable pelado de aluminio pesa la mitad que un cable pelado de cobre que tiene la misma resistencia eléctrica. El aluminio es generalmente más económico en comparación con los conductores de cobre.

Fastmarkets dice (y no pretendo entender nada de eso):

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

Entonces, si necesitamos 1 TM (tonelada métrica?) De cobre costará $ 6.5k y necesitamos media tonelada de aluminio para la misma conductividad que costará $ 1.1k. Eso es un ahorro de> 80%.

La razón por la que no ve más cobre puede ser por razones explicadas por la continuación del primer artículo:

Los conductores de aluminio consisten en diferentes aleaciones conocidas como las series AA-1350 y AA-8000. AA-1350 tiene un contenido mínimo de aluminio de 99.5 por ciento. En las décadas de 1960 y 1970, debido al alto precio del cobre en relación con el aluminio, este grado de aluminio comenzó a usarse popularmente para el cableado doméstico. Debido a la mano de obra de baja calidad en las conexiones y las diferencias físicas entre el aluminio y el cobre, se formaron conexiones de alta resistencia y se convirtieron en un peligro de incendio.

Como respuesta, las aleaciones de aluminio se desarrollaron para tener propiedades de fluencia y alargamiento más similares al cobre. Estas aleaciones de la serie AA-8000 son los únicos conductores de aluminio sólidos o trenzados que pueden usarse de acuerdo con el Artículo 310 del Código Eléctrico Nacional de 2014 *. Las aleaciones de la serie AA-8000 cumplen con los requisitos de ASTM B800, Especificación estándar para alambres de aleación de aluminio de la serie 8000 para fines eléctricos: templado recocido e intermedio.

• Estadounidense (EE. UU.).

Para completar, las densidades son:

metal        g/cm³
copper       8.96
aluminum     2.70

El aluminio tiene una conductividad más baja que el cobre, pero también tiene una densidad y un costo por tonelada mucho más bajos. Entonces (para una resistencia dada), mientras que un cable de cobre será más pequeño, el cable de aluminio será más liviano y más barato.

El principal inconveniente de los cables de aluminio es que necesitan prácticas especiales de terminación para hacer terminaciones confiables y los detalles exactos dependen de la aleación de aluminio en particular. La fiabilidad de la terminación es una preocupación en el cableado eléctrico porque las malas terminaciones pueden calentarse mucho y presentar un riesgo de incendio.

Los operadores de redes de distribución de electricidad pueden controlar estrictamente los materiales y las prácticas utilizadas para terminar su cableado, la relación de terminaciones a la cantidad de cableado es relativamente pequeña y para los cables largos y largos que usan, el ahorro de costos del aluminio es demasiado grande para dejarlo pasar.

OTOH en el entorno del edificio, las cosas suelen estar mucho menos controladas. Hay muchas más terminaciones, es probable que se utilicen una amplia variedad de accesorios diferentes, los accesorios a menudo tienen diseños donde las terminaciones tienen que hacerse antes de que los cables se coloquen en sus ubicaciones finales, es probable que muchas personas / compañías diferentes trabajen en la instalación incluidos algunos que no están realmente calificados para hacerlo. En este entorno, los problemas de confiabilidad de terminación son mucho más difíciles de mitigar.

Esta es la razón por la cual el aluminio domina el cableado de distribución, pero el cobre domina el cableado del edificio.

Algunos organismos de normalización prohíben los conductores de aluminio pequeños porque se consideran una gran responsabilidad. AIUI, el NEC de EE. UU. Establece un tamaño mínimo de 8AWG (~ 8 mm²) para aluminio (en trabajos nuevos) y BS7671 establece un tamaño mínimo de 16 mm².

El aluminio se usa a menudo para alimentaciones subterráneas de energía, ya que se dobla mucho más fácilmente alrededor de giros de 45 grados en las tuberías de PVC. Solo se permiten giros de 45 grados, ya que el esfuerzo de hacer un giro de 90 grados rompería el cable de 'pez' o rompería la tubería de PVC. Todavía necesita una línea de acero 'pescado' y 'jabón' y un extractor motorizado para ayudar, ya que tiran de 4 cables a través de una tubería de 4 "a 6" de diámetro con cables de 300 mcm a 500 mcm de tamaño, para trifásico potencia, 5 cables si tienen un doble neutro.

Debo aclarar dos cosas. A) El OP muestra un cable a medida utilizado fuera de los EE. UU., Aunque el OP no especificó su ubicación. En los EE. UU., El buen libro NEC y una industria de larga data todavía usan cables individuales en una tubería gruesa de PVC. La resistencia a ser dañada por las raíces de los árboles es una de las razones. B) La línea de acero 'pez' se usa para comenzar tirando de una cuerda gruesa a través de la tubería que puede tolerar 2,000 libras de tracción.

Los cables se extraen del panel de entrada de servicio (el interior aún no está instalado) hacia la plataforma del transformador de concreto. El transformador se deja caer en su lugar y el estante del interruptor del panel de entrada de servicio se instala después de que se completa la extracción del cable, con varios pies de cable saliendo de cada extremo. Esta es una tarea de todo el día con varias personas en ambos lados trabajando al unísono. Es un trabajo duro y sucio. He estado allí, hecho eso.

Puede tomar varias tuberías para suministrar energía a un gran complejo de oficinas o planta de fabricación. Los cables están atados en paralelo y la fase coincide en ambos extremos de las tuberías. Para hogares residenciales, el cable rara vez mide más de 4 awg con 3 cables (120/240 de fase dividida), por lo que utilizan cobre.

El aluminio es de hecho más barato que el cobre, y eso puede ser un factor significativo en la elección del material para el cableado, dependiendo de los precios actuales del mercado para ambos materiales. Además, el aluminio pesa significativamente menos que el cobre (~ 30%), por lo que es más fácil (y, por lo tanto, más barato) transportar, mover e instalar.

No tengo fuente, pero escuché que mencionó que el menor costo del aluminio no es ahorrar dinero en el costo del cable, ya que el cable de aluminio cuesta casi lo mismo debido a los mayores costos de fabricación. El aluminio metálico se usa para evitar el robo, ya que los alambres de cobre se reforman y revenden fácilmente a los recicladores, pero el aluminio no.

Este razonamiento puede ser local, vivo en Israel pero no sé si el ingeniero estaba discutiendo el cable israelí real o no. El tema de discusión fue el robo de equipos, no las ventajas y desventajas del cobre frente al aluminio.

Algunos enlaces que demuestran cómo grande un problema es de metal robo .

Una posible consideración adicional es la contribución del "efecto de piel". Debido al "efecto piel", poco importa que el aluminio no sea tan buen conductor como el cobre. Sin embargo, dado que el aluminio es más barato y ligero, es ideal para la construcción del centro del cable y el cobre para la "piel" del cable.