Drôt z hliníkovej zliatiny : Kde prekonáva čistý hliník a meď
Drôt z hliníkovej zliatiny sa ťahá z hliníka zmiešaného s malým množstvom horčíka, kremíka, železa alebo medi – zvyčajne v rozsahu 1 – 2 % – na zvýšenie pevnosti v ťahu vysoko nad čistý hliník bez toho, aby sa vzdala veľkej vodivosti. Čistý hliníkový drôt (trieda 1350) je mäkký a náchylný na tečenie pri trvalom mechanickom namáhaní, čo ho obmedzuje najmä na zbernice a krátke trasy. Zliatinový drôt, najčastejšie séria 8000 (AA-8176 alebo AA-8030), odoláva ohybu, vibráciám a inštalačnému namáhaniu, ktorému sú vystavené vrchné vodiče, automobilové rozvody a stavebné drôty.
V porovnaní s meďou, drôt z hliníkovej zliatiny má pri rovnakej dĺžke približne jednu tretinu hmotnosti , a preto dominuje pri prenose sily nad hlavou a čoraz častejšie sa používa v automobilových káblových zväzkoch, kde zníženie hmotnosti ovplyvňuje úsporu paliva. Kompromisom je vodivosť - drôt z hliníkovej zliatiny potrebuje na prenos rovnakého prúdu približne 1,6-násobok prierezovej plochy medi, takže výber meradla musí zohľadňovať tento rozdiel a nie nahrádzať na základe veľkosti za veľkosť.
Bežné druhy zliatin a na čo sú všetky vyrobené
Výber triedy závisí od toho, či aplikácia uprednostňuje pevnosť, vodivosť alebo odolnosť proti tečeniu:
| Stupeň zliatiny | Kľúčová vlastnosť | Typická aplikácia |
|---|---|---|
| AA-8176 | Dobrá rovnováha sily a vodivosti | Drôty pre obytné a komerčné budovy |
| AA-8030 | Vyššia ťažnosť, ľahšie odizolovanie a ukončenie | Vedenie rozvetvených obvodov, ťažké zostavy konektorov |
| 6201-T81 | Vysoká pevnosť v ťahu, nízky priehyb na dlhých rozpätiach | Nadzemné prenosové a distribučné vedenia (AAAC) |
Bežné druhy drôtov z hliníkovej zliatiny a ich primárne aplikácie.
Najmä 6201-T81 stojí za označenie oddelene od tried stavebného drôtu série 8000 – je to konštrukčná zliatina používaná takmer výlučne v konštrukcii holých horných vodičov (jadrá AAAC a ACSR), nie pre izolované vnútorné rozvody, pretože jej pevnosť pochádza z procesu tepelného spracovania a nie z rovnakého profilu ťažnosti ako drôt série 8000.
Prečo je metóda ukončenia dôležitejšia ako meď
Väčšina zlyhaní v poli pripisovaných „zlému hliníkovému drôtu“ sa v skutočnosti vracia k ukončeniu, nie k samotnému drôtu. Hliník vytvára tenkú oxidovú vrstvu takmer okamžite pri vystavení vzduchu a táto vrstva je slabým vodičom. Ponechané neadresované v bode pripojenia spôsobuje nárast odporu, zahrievanie a nakoniec zlyhanie pripojenia.
- Používajte konektory a koncovky špeciálne určené pre hliník (označené AL alebo AL/CU), ktoré obsahujú antioxidačnú zlúčeninu a správny kontaktný tlak pre vyššiu tepelnú rozťažnosť hliníka
- Pred krimpovaním alebo skrutkovaním naneste na spojovacie miesto antioxidačnú spojovaciu zmes, ktorá zabraňuje pretvoreniu vrstvy oxidu na kontaktnom povrchu
- Opätovne utiahnite skrutkové spoje po počiatočnom tepelnom cykle, pretože vyššia miera rozťažnosti a kontrakcie hliníka v porovnaní s meďou môže uvoľniť spojenie, ktoré bolo správne utiahnuté pri inštalácii
Spoje miešajúce hliník a meď priamo, bez zariadenia s hodnotením AL/CU, tiež riskujú galvanickú koróziu v miestach, kde sa tieto dva kovy stretávajú, čo urýchľuje zlyhanie spoja vo vlhkom alebo vonkajšom prostredí.
Dimenzovanie drôtu z hliníkovej zliatiny správne
Pretože drôt z hliníkovej zliatiny prenáša menší prúd na jednotku prierezu ako meď, nie je možné priamo použiť tabuľky veľkosti vyrobené pre meď. Štandardnou praxou je dimenzovať hliníkové vodiče približne o dve veľkosti AWG väčšie ako medený ekvivalent pre rovnaký menovitý prúd - napríklad medený obvod 12 AWG zvyčajne zvyšuje hliník na 10 AWG. Miestne elektrické predpisy zverejňujú presné tabuľky ekvivalencie a tieto by mali byť konečným referenčným bodom a nie orientačným pravidlom, pretože ampacity závisí aj od typu izolácie, okolitej teploty a výplne potrubia.
V prípade nadzemných a vonkajších vedení závisia výpočty priehybu a napätia od pevnosti v ťahu konkrétnej zliatiny, a nie od všeobecnej hodnoty hliníka, takže pre presný návrh rozpätia je potrebné získať údaje výrobcu o napätí a deformácii pre presnú špecifikovanú triedu.
Otázky, ktoré je potrebné položiť dodávateľovi pred hromadnou objednávkou
Niekoľko kontrol špecifikácií zabraňuje najbežnejším nesúladom medzi citovaným drôtom a tým, čo projekt skutočne potrebuje:
- Aká špecifická zliatina a temperovanie sa dodáva a zodpovedá triede špecifikovanej v projektových elektrických výkresoch alebo norme?
- Je drôt zhutnený alebo štandardne spletený? Zhutnené lanko zmenšuje celkový priemer vodiča pre rovnakú plochu prierezu, čo ovplyvňuje uchytenie konektora a vedenia.
- Aké certifikácie tretích strán platia (UL, CSA alebo ekvivalentné), pretože hliníkové stavebné drôty bez riadnej certifikácie môžu pri kontrole spôsobiť problémy s dodržiavaním predpisov.
Získanie písomného potvrdenia o týchto troch bodoch pred hromadnou objednávkou zabráni drahšiemu problému s prijímaním drôtu, ktorý spĺňa všeobecný popis „zliatiny hliníka“, ale nie špecifickú kvalitu, ktorú vyžaduje technická špecifikácia projektu.
