تفاوت سیم برق مسی و آلومینیومی : مطابق استاندارد بین المللی IEC هادی به بخشی از سیم و یا کابل گفته می‌شود که وظیفه عبور جریان برق را به عهده دارد که مهمترین قسمت کابل برق به دلیل هدایت جریان الکتریکی می‌باشد. هادی را می‌توان از جهت جنس و نحوه قرارگیری در قسمت مرکزی کابل مورد بررسی قرار داد.
جنس هادی می‌تواند مس، آلومینیوم و طلا باشد. فلز طلا علی رغم رسانایی بسیار بالایی که دارد به دلیل گران بودن قیمت، فقط در تجهیزات حساس صنایع نظامی برخی از کشورها مورد استفاده قرار می‌گیرد. بجای فلز طلا به عنوان هادی سیم و کابل از فلزهای مس و آلومینیوم استفاده می‌شود که علاوه بر قیمت پایین و مناسب (در مقایسه با طلا) از رسانایی خوبی برخوردار بوده و در دسترس هستند. در این مقاله قصد داریم به بررسی دو هادی مس و آلومینیوم بپردازیم با فرنام الکتریک همراه باشید.
تاریخچه سیم کشی با سیم و کابل آلومینیومی
استفاده از سیم و کابل آلومینیومی به منظور اجرای سیستم برق ساختمان از دهه 1960 میلادی بسیار محبوب شد و در دنیا رواج پیدا کرد. دلیل این محبوبیت قیمت این محصولات بود چرا که از سیم و کابل‌های مسی به مراتب ارزانتر بودند و جریان الکتریکی را به خوبی منتقل می‌کردند.
همچنین محصولات آلومینیومی وزن کمتری نسبت به سیم و کابل‌های مسی داشتند که همین موضوع باعث راحتی کارگران و افزایش سرعت انجام پروژه‌های مختلف می‌شد.
منظور از سیم و کابل برق مسی و آلومینیومی چیست؟
برای تعریف کردن سیم و کابل برق مسی و آلومینیومی ابتدا بهتر است با مفهوم سیم و کابل و تفاوت آنها با یکدیگر آشنا شویم. در یک تعریف ساده به چند سیم که درون یک قالب لاستیکی بزرگتر جاساز شده‌اند کابل برق گفته می‌شود اما سیم برق، به یک یا چند رشته فلز که در ۹۹ درصد اوقات این فلز از جنس مس می‌باشد، گفته می‌شود که داخل یک قالب لاستیکی پیچیده شده است.
اگر جنس فلز هادی به کار رفته در سیم و کابل برق مسی باشد در نتیجه سیم و کابل برق مسی است و اگر آلومینومی باشد سیم و کابل مورد نظر آلومینیومی است. به عبارتی دیگر باتوجه به جنس هادی سیم و کابل برق می‌توان تشخیص داد که محصول آلومینیومی یا مسی است. هادی به کار رفته در هر دو مدل سیم و کابل برق می‌تواند مفتولی، افشان و یا نیمه افشان باشد. محصولات با هادی افشان و نیمه افشان انعطاف پذیری بیشتری به نسبت سیم و کابل برق با هادی مفتولی شکل دارند.
ویژگی‌های سیم و کابل مسی
مهمترین علت استفاده از مس در سیم برق، رسانایی بالای آن برای جریان الکتریکی است. عنصر مس رسانایی بیشتری نسبت به عنصر آلومینیوم دارد به طوری که رسانایی فلز آلومینیوم فقط حدود ۶۰ درصد فلز مس است و به همین نسبت سیم یا کابل آلومینیومی هم از رسانایی ضعیف‌تری نسبت به سیم یا کابل مسی برخوردار است.
این ویژگی مس باعث قیمت بالاتر آن شده است به همین دلیل امروزه در برخی از نقاط به جای مس از آلومینیوم استفاده می‌شود. البته این اتفاق به کمک استفاده از آلیاژهای بهبود یافته در هادی‌های آلومینیومی، رونق بیشتری گرفته است. با این حال می‌توان گفت که هنوز مس شاخص‌ترین ماده‌ی هادی انرژی الکتریکی است که در صنعت استفاده می‌شود. سیم مسی در انواع سیم افشان، نیمه‌افشان، مفتولی، گرد و تخت ساخته می‌شود. مهمترین مزایای سیم و کابل مسی را می‌توان در موارد زیر دید:
- رسانایی الکتریکی زیاد
- مصرف انرژی کمتر به دلیل مقاومت الکتریکی کمتر
- تحمل بیشتر در مقابل تنش‌های الکتریکی به دلیل وجود مقاومت مکانیکی بیشتر نسبت به آلومینیوم
- مقاومت مناسب در مقابل خمش و چرخش تا حدود ۷ برابر بیشتر نسبت به آلومینیوم
- مقاومت بیشتر در مقابل خوردگی و فرسایش نسبت به آلومینیوم
ویژگی‌های سیم و کابل آلومینیومی
سیم آلومینیومی معمولاً در یک پوشش پلاستیکی قرار می‌گیرد و در سه نوع زمینی، زره‌دار و کابل خودنگهدار استفاده می‌شود. مهمترین کاربردهای سیم و کابل آلومینیومی در سیستم‌های برق ساختمان‌های مسکونی، خطوط انتقال نیرو، توزیع برق در خطوط آب و برق و از همه مهمتر سیم‌کشی داخلی برای برخی از هواپیماها است.
مهمترین مزایای آلومینیوم نسبت به مس را می‌توان اینچنین برشمرد:
- قیمت ارزانتر کابل آلومینیومی نسبت به مس
- نصب فوری و راحت
- وزن کم
- هدایت الکتریکی یکسان
- جابجایی ساده
- کاهش خطر سرقت به دلیل قیمت پایین
از معایب کابل آلومینیومی، واکنش با اکسیژن یا اکسیداسیون در درازمدت است. بنابراین در پروژه‌هایی که قصد استفاده دراز مدت از تجهیزات برقی را دارید بهتر است به جای آلومینیوم از مس استفاده کنید.
بررسی احتمال آتش سوزی سیم و کابل برق آلومینیوم
وقتی که جریان الکتریکی از سیم و کابل برق آلومینیومی عبور می‌کند باعث انبساط آن می‌شود. با گذشت زمان یک چرخه انبساط و انقباض به نام خزش سرد بوجود می‌آید که با گذر زمان باعث شل شدن اتصالات الکتریکی و جرقه زدن آنها می‌شود.
این موضوع علاوه بر گرم شدن سیم و کابل برق احتمال ایجاد حریق و ذوب شدن لوازم مختلف را افزایش می‌دهد ولی در صورتی که اتصالات الکتریکی به صورت کاملاً ایمن و باروش‌های اصولی توسط اپراتور حرفه‌ای انجام شود این احتمال به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند. این روش حتی مورد تایید شرکت‌های بیمه است.
روش تشخیص سیم و کابل مسی از آلومینیوم:
- رنگ سیم و کابل مسی و آلومینیوم درست مانند فلزاتشان یعنی رنگ مس و نقره ای است و با یکدیگر تفاوت دارد.
- سیم و کابل مسی در یک سطح مقطع مشخص، وزنی بالاتر از سیم و کابل آلومینیومی دارد.
- کابل مسی به صورت افشان، نیمه افشان و مفتول تولید می‌شود. در صورتی که کابل آلومینیوم بیشتر به صورت نیمه افشان تولید می‌شود.
میزان استفاده از سیم مسی و سیم آلومینیومی در صنعت برق
برای ساخت سیم و کابل از مس بیشتر از آلومینیوم استفاده می‌شود. مانند سایر محصولاتی که از رسانایی بالای مس استفاده می‌کنند، تقریباً تمام کابل‌های الکترونیکی نیز از مس ساخته می‌شوند. هادی‌های مسی معمولاً در توزیع برق، تولید برق و صنعت خودرو استفاده می‌شوند.
برای صرفه جویی در وزن و هزینه، شرکت‌های برق از آلومینیوم، برای خطوط انتقال هوایی استفاده می‌کنند. آلومینیوم همچنین در مواردی استفاده می‌شود که وزن کم یک خاصیت مهم باشد. برای مثال، در صنایع هواپیماسازی از آلومینیوم استفاده می‌شود برای کابل‌های کواکسیال بزرگ، می‌توان از سیم آلومینیومی دارای روکش مسی استفاده کرد تا هم از مزایای رسانایی مس استفاده شود و هم از مزیت کم وزن بودن آلومینیوم بهره کامل را کسب کرد.
تفاوت سیم برق مسی و آلومینیومی
به طور کلی می‌توان گفت که کابل‌های مسی و آلومینیومی عملکرد مشابهی دارند اما در برخی از ویژگی ها با هم تفاوت دارند
- کابل برق آلومینیومی نسبت به کابل مسی مقاومت الکتریکی بیشتری دارد و جریان الکتریکی را راحت‌تر انتقال می‌دهد.
- از لحاظ قیمت و در دسترس بودن، کابل‌های آلومینیومی از قیمت مقرون به صرفه‌تری برخوردار هستند و مس به فلزی گران بها تبدیل شده است.
- از کابل با هادی آلومینیومی در بسیاری از محیط‌های باز مانند تیر چراغ برق و … می‌توان استفاده کرد زیرا خطر سرقت این کابل‌ها نسبت به کابل‌های مسی کمتر است.
- در یک متراژ مشخص و یکسان، وزن کابل‌های آلومینیومی از کابل‌های مسی بسیار کم تر است. این عامل بر قیمت کابل مفتولی آلومینیومی و حمل و نقل آن نیز اثر می‌گذارد.
- فلز مس دوام و مقاومت بیشتری نسبت به آلومینیوم دارد. کابل آلومینیوم در شرایطی که کنار مواد شیمیایی مانند HCL قرار می‌گیرد، زودتر از کابل‌های مسی دچار خوردگی می‌شود.
- از کابل آلومینیوم تنها در دسته کابل‌های قدرت و به صورت کابل زمینی و هوایی با هادی مفتول و نیمه افشان استفاده می‌شود. استفاده از فلز آلومینیوم در کابل‌های افشان، به دلیل شکنندگی بالایی که دارد، به هیچ عنوان توصیه نمی‌شود.
- در ولتاژهای بالا از کابل‌هایی با هادی آلومینیومی استفاده می‌شود. کابل آلومینیوم فشار قوی، کابلی است که در سیستم‌هایی با ولتاژ اسمی بالاتر از ۳۰ کیلوولت کاربرد دارد.
- خطر آتش سوزی و هم چنین تلفات انرژی در کابل‌های آلومینیومی نسبت به کابل‌های مسی بیشتر است.
- در تک مفتولی‌ها سطح مقطع نامی هادی کابل‌های آلومینیومی یا آلیاژ آلومینیوم باید بالاتر از mm^210 (میلی متر مربع)باشد.
در آخر باید گفت که هر دو نوع هادی مس و آلومینیوم مزایا و معایب خاصی دارند و مصرف‌کننده با توجه به شرایط خود باید بهترین گزینه را انتخاب نماید اما می‌توان گفت که در مجموع سیم کشی با سیم و کابل برق مسی ایمن‌تر است و انتقال جریان الکتریکی بهتر انجام می‌شود بنابراین عمدتا برای سیم‌کشی سیستم برق ساختمان از سیم و کابل برق مسی به جای سیم و کابل برق آلومینیومی استفاده می‌کنند.