Eines der wichtigsten Merkmale vieler Metalle ist die Fähigkeit, Elektrizität zu leiten, und Aluminium ist einer der besten Performer in dieser Anwendung. Als elektrischer Leiter können nur wenige Materialien mit Aluminium konkurrieren. Deshalb haben sich viele Branchen und Technologien, von High-Tech-Verbrauchsgeräten bis hin zur Luft- und Raumfahrt und schweren Transformatoren, auf Aluminiumlegierungen als Lösung verlassen.
Die chemische Zusammensetzung von Metall bedeutet, dass in den meisten Fällen die metallische Bindung die Leitung von Elektrizität ermöglicht. Metallische Atome sind von ständig bewegenden Elektronen umgeben, die es ermöglichen, dass Elektrizität leicht zwischen den Ionen fließt. Während Aluminium kein bester Metallleiter ist, wird es nur von reinem Silber (#1), reinem Kupfer (#2) und reinem Gold (#3) übertroffen. Am anderen Ende des Spektrums ist Eisen ein mittelmäßiger Leiter, während Edelstahl einer der schlechtesten ist.
Aufgrund der offensichtlichen Kosten, die damit verbunden wären, sind Silber und Gold auf industrieller Ebene keine realistischen Optionen. Das lässt nur Kupfer als praktikableren Leiter übrig, und wenn man die beiden vergleicht, hat Aluminium viele Vorteile, die es für Hersteller und Designer attraktiver machen.
Heute werden wir die Verwendung von Aluminiumlegierungen in elektrischen Geräten untersuchen und was Sie bei der Auswahl einer geeigneten Güteklasse wissen müssen.
Aluminium ist natürlicherweise ein Leiter
Zunächst, Aluminium ist eines der besten Metalle zur Leitung von Elektrizität. Aluminium ist tatsächlich in der Lage, was als Supraleitung bekannt ist, bei der der elektrische Widerstand eines Materials verschwindet und die magnetischen Flussfelder ausgestoßen werden. Bei einem normalen metallischen Leiter nimmt der Widerstand beim Abkühlen allmählich ab, während bei einem Supraleiter eine kritische Temperatur besteht, bei der der Widerstand plötzlich auf null sinkt. Das bedeutet, dass ein gewöhnlicher elektrischer Strom unendlich lange durch eine Schleife aus supraleitendem Draht fließen kann, ohne dass eine Stromquelle erforderlich ist.
Beim Aluminium liegt die kritische Temperatur für die Supraleitung bei 1,2 Kelvin. Sein kritisches Magnetfeld beträgt ungefähr 100 Gauss. Ein weiteres Merkmal von Aluminium ist, dass es paramagnetisch ist, sodass es sich keine Sorgen um statische Magnetfelder machen muss. Es sollte jedoch beachtet werden, dass es stark durch ein wechselndes Magnetfeld beeinflusst werden kann, was die Induktion von Wirbelströmen zur Folge hat.
Im Vergleich zu Kupfer zeigt Aluminium etwas mehr als die Hälfte (genau 61 Prozent) der Leitfähigkeit von Kupfer. Auf den ersten Blick scheint dies darauf hinzudeuten, dass Kupfer die bessere Option als Leiter ist, aber das vernachlässigt die Tatsache, dass Aluminium nur ein Drittel des Gewichts von Kupfer hat. Daher wiegt ein Draht aus Aluminium, der die gleiche Menge an Elektrizität leiten kann, nur die Hälfte eines Kupferdrahts. Aluminium ist aus diesem Grund auch in der Regel günstiger.
Welche Anwendungen verlassen sich am häufigsten auf Aluminium als Leiter?
Aluminium ist so ein guter Leiter, dass sogar Aluminiumfolie als Leiter verwendet werden kann. Folie ist für die meisten industriellen Anwendungen oft zu empfindlich, aber das zeigt nur die Vorteile dieses Materials.
Eine der bekanntesten und ältesten Anwendungen für Aluminium ist elektrischer Draht. Die meisten isolierten Stromkabel in der elektrischen Versorgung eines Landes bestehen aus Aluminium, aus den bereits genannten Gewichts- und Kostengründen. Kupferkabel wären viel schwerer als die Aluminiumkabel, weshalb Aluminium bereits in den Stromnetzen vor vielen Jahrzehnten verwendet wurde.
Neben Freileitungen aus Aluminium findet man auch in einigen Flugzeugen, Häusern, elektronischen Geräten und Haushaltsgeräten wie Ventilatoren, Lampen und mehr Aluminiumverkabelung.
In kleineren Drahtgrößen wird jedoch oft Kupfer gegenüber Aluminium bevorzugt. Dies liegt daran, dass Aluminiumkabel einen Nachteil haben, den Sie kennen sollten: Es kann äußerst korrosiv sein, wenn es mit anderen Metallen kombiniert wird, was bedeutet, dass Sie Aluminiumkabel nicht mit Kupferleitern verwenden können, um nur ein Beispiel zu nennen. Da Kupfer in vielen der ersten elektrischen Geräte verwendet wurde, basiert ein Großteil unserer Infrastruktur auf Kupfer. Der Umstieg auf Aluminium wäre prohibitively teuer, und das ist der Grund, warum Aluminiumverkabelung über viele Jahrzehnte hauptsächlich für Freileitungen verwendet wurde.
In jüngerer Zeit werden jedoch immer mehr Kupferleitungen durch Aluminium ersetzt. Das bedeutet, dass es wichtig ist, dass Sie Ihre Recherchen durchführen und verstehen, wie Ihre Anwendung genutzt wird und welche aktuellen Verkabelungsanforderungen (Kupfer oder Aluminium) bestehen.
Aus was bestehen Aluminiumelektrische Kabel?
Es gibt vier Haupttypen von Aluminiumelektrischen Kabeln. Der erste ist bekannt als All-Aluminium-Leiter (AAC) und besteht aus Aluminium der elektrischen Leiterqualität. Diese Aluminiumlegierung ist nicht sehr stark, und obwohl ihre Leitfähigkeit 61% die von Kupfer ist, wird sie in Übertragungsleitungen nicht sehr häufig verwendet. Sie finden sie in städtischen Verteilungsleitungen, die kürzere Spannweiten und höhere Anforderungen an die Leitfähigkeit haben.
Der nächste ist All-Aluminium-Legierungsleiter (AAAC), der aus Legierung 6201 hergestellt wird. Diese Legierung bietet hervorragende Festigkeit, mit etwa 52% der Leitfähigkeit von Kupfer. Sie wird häufig für Verteilungen verwendet und ist besonders in Küstenregionen wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit nützlich.
Aluminiumleiter, stahlverstärkt (ACSR), kombiniert einen Stahlkern mit Schichten aus Aluminium 1350 Legierungsdrähten, die spiralförmig darum gewickelt sind. Mit der deutlich erhöhten Festigkeit durch den Stahlkern gibt es viel weniger Durchhängen, was diese Art von Kabel sowohl für Übertragung als auch für Verteilung geeignet macht. Man findet sie oft bei Flussüberquerungen und in anderen Bereichen, in denen höhere Festigkeit erforderlich ist.
Schließlich kombiniert Aluminiumleiter, legierter Verstärkter (ACAR) Aluminium 1350, der um einen 6201-Aluminiumlegierungskern gewickelt ist. Dies führt zu verbesserten elektrischen und mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu ACSR, was ihn zuverlässiger macht, jedoch teurer als andere Kabel. Er ist sowohl in Freileitungs- als auch in Verteilungsleitungen zu finden.
Ihr technischer Servicemitarbeiter
Bei Clinton Aluminum ist es unser Ziel, mehr als nur ein Aluminiumlieferant zu sein. Wir streben danach, echte Partner unserer Kunden zu sein. Dies ist besonders wichtig bei komplexen Anwendungen, die elektrische Leitfähigkeit erfordern. Wir verpflichten uns, Sie bei jedem Schritt Ihres Beschaffungsprozesses zu unterstützen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um die Unterstützung von Vertriebsexperten zu erhalten, die ein tiefgehendes Verständnis der verschiedenen Aluminiumlegierungen und ihrer zahlreichen Vorteile haben.
