Pourquoi les principaux conducteurs de ce câble d'alimentation souterrain ne sont-ils pas en cuivre?

J'ai trouvé un morceau de câble électrique laissé par la compagnie d'électricité qui alimente la région. Ils ont fait une réparation récemment sous terre.

Je suis curieux de savoir pourquoi les trois grands conducteurs triangulaires ne sont pas en cuivre. Cela ressemble à de l'aluminium pour moi, mais j'aurais pensé que le cuivre serait un meilleur conducteur.

Qu'est-ce que je rate? L'aluminium est-il presque aussi bon mais beaucoup moins cher?

Photo:

Anixter dit:

Même si le cuivre a longtemps été le matériau de choix pour conduire l'électricité, l'aluminium présente certains avantages qui le rendent attrayant pour des applications spécifiques.

L'aluminium a 61% de la conductivité du cuivre, mais seulement 30% du poids du cuivre. Cela signifie qu'un fil d'aluminium nu pèse deux fois moins qu'un fil de cuivre nu ayant la même résistance électrique. L'aluminium est généralement plus économique que les conducteurs en cuivre.

Fastmarkets dit (et je ne prétends rien comprendre):

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

Donc, si nous avons besoin de 1 MT (tonne métrique?) De cuivre, cela coûtera 6,5k $ et nous aurons besoin d’une demi-tonne d’aluminium pour la même conductivité qui coûtera 1,1k $. C'est une économie de> 80%.

La raison pour laquelle vous ne voyez pas plus de cuivre peut être pour des raisons expliquées par la suite du premier article:

Les conducteurs en aluminium sont constitués de différents alliages appelés séries AA-1350 et AA-8000. L'AA-1350 a une teneur minimale en aluminium de 99,5%. Dans les années 1960 et 1970, en raison du prix élevé du cuivre par rapport à l'aluminium, cette nuance d'aluminium a commencé à être couramment utilisée pour le câblage domestique. En raison de la qualité médiocre des connexions et des différences physiques entre l'aluminium et le cuivre, des connexions à haute résistance se sont formées et sont devenues un risque d'incendie.

En réponse, les alliages d'aluminium ont été développés pour avoir des propriétés de fluage et d'allongement plus similaires au cuivre. Ces alliages de la série AA-8000 sont les seuls conducteurs en aluminium massifs ou toronnés autorisés à être utilisés conformément à l'article 310 du National Electric Code 2014 *. Les alliages de la série AA-8000 répondent aux exigences de la norme ASTM B800, Spécification standard pour les fils en alliage d’aluminium de la série 8000 à des fins électriques - états recuits et intermédiaires.

• Américain (USA).

Pour être complet, les densités sont:

metal        g/cm³
copper       8.96
aluminum     2.70

L'aluminium a une conductivité inférieure à celle du cuivre, mais sa densité et son coût par tonne sont également beaucoup plus bas. Ainsi (pour une résistance donnée), alors qu'un câble de cuivre sera plus petit, le câble d'aluminium sera plus léger et moins cher.

Le principal inconvénient des câbles en aluminium est qu’ils ont besoin de pratiques de terminaison particulières pour des terminaisons fiables et que les détails exacts dépendent de l’alliage d’aluminium. La fiabilité des terminaisons est un problème dans le câblage électrique car les mauvaises terminaisons peuvent devenir très chaudes et présenter un risque d’incendie.

Les exploitants de réseaux de distribution d’électricité peuvent contrôler étroitement les matériaux et les pratiques utilisés pour terminer leur câblage, le rapport entre les terminaisons et la quantité de câblage est relativement petit et pour les longs câbles de grande taille, les économies réalisées sur l’aluminium sont trop importantes pour être négligées.

OTOH dans l'environnement du bâtiment les choses sont généralement beaucoup moins étroitement contrôlées. Il y a beaucoup plus de terminaisons, une grande variété d'accessoires est susceptible d'être utilisée, les accessoires ont souvent des conceptions où les terminaisons doivent être faites avant que les fils ne soient insérés dans leurs emplacements finaux, de nombreuses personnes / entreprises différentes sont susceptibles de travailler sur l'installation y compris certains qui ne sont pas vraiment qualifiés pour le faire. Dans cet environnement, les problèmes de fiabilité de terminaison sont beaucoup plus difficiles à atténuer.

C'est pourquoi l'aluminium domine le câblage de distribution, tandis que le cuivre domine le câblage du bâtiment.

Certains organismes de normalisation interdisent les petits conducteurs en aluminium car ils sont considérés comme une responsabilité trop lourde. AIUI, le US NEC, définit une taille minimale de 8 AWG (~ 8 mm²) pour l’aluminium (nouvelle construction) et BS7671 définit une taille minimale de 16 mm².

L'aluminium est souvent utilisé pour les alimentations souterraines car il se plie beaucoup plus facilement autour des virages en PVC de 45 degrés. Seuls les virages à 45 degrés sont autorisés, car l’effort de tourner à 90 degrés casserait le fil de poisson ou fendrait le tuyau en PVC. Il faut encore une ligne en acier 'poisson', un 'savon' et un extracteur motorisé pour aider, car ils tirent 4 fils à travers un tuyau de 4 "à 6" de diamètre avec des fils de 300 à 500 mcm, pour triphasé puissance, 5 fils s'ils ont un neutre double.

Je devrais clarifier deux choses. A) L'OP montre un câble sur mesure utilisé en dehors des États-Unis, bien que l'OP n'ait pas précisé son emplacement. Aux États-Unis, le bon vieux livre de NEC et une industrie de longue date utilisent encore des câbles individuels dans un tuyau en PVC épais. La résistance aux dommages causés par les racines des arbres en est une raison. B) La ligne «poisson» en acier est utilisée au départ en tirant une corde épaisse à travers le tuyau pouvant supporter 2 000 livres de traction.

Les fils sont tirés du panneau d’entrée de service (l’intérieur n’est pas encore installé) jusqu’à la plateforme de transformation en béton. Le transformateur est tombé en place et le rack de disjoncteurs du panneau d’entrée de service est installé une fois la traction des câbles terminée, plusieurs pieds de fil sortant de chaque extrémité. C'est une tâche qui dure toute la journée et où plusieurs personnes des deux côtés travaillent à l'unisson. C'est un travail ardu et salissant. Été là, fait ça.

Plusieurs tuyaux peuvent être nécessaires pour alimenter un grand complexe de bureaux ou une usine de fabrication. Les fils sont liés parallèlement et appariés en phase aux deux extrémités des tuyaux. Pour les maisons résidentielles, le fil est rarement supérieur à 4 awg avec 3 fils (phase divisée 120/240), ils utilisent donc du cuivre.

L'aluminium est en effet moins cher que le cuivre, ce qui peut constituer un facteur important dans le choix du matériau pour le câblage en fonction des prix du marché pour les deux matériaux. De plus, l'aluminium pèse beaucoup moins que le cuivre (~ 30%), il est donc plus facile (et donc moins cher) de le transporter, de le déplacer et de l'installer.

Je n'ai pas de source, mais j'ai entendu dire que le coût inférieur de l'aluminium ne visait pas à faire économiser de l'argent sur le câble, car le coût du câble en aluminium était presque identique à cause des coûts de fabrication plus élevés. Le métal en aluminium est utilisé pour dissuader le vol car les fils de cuivre sont facilement reformés et revendus aux recycleurs, mais pas l’aluminium.

Ce raisonnement est peut-être local, je vis en Israël mais je ne sais pas si l'ingénieur discutait de câble israélien ou non. Le sujet de la discussion était le vol d'équipement, pas les avantages et les inconvénients du cuivre par rapport à l'aluminium.

Quelques liens qui démontrent comment grand un problème est le métal le vol .

Une autre considération possible est la contribution de "l'effet de peau". En raison de "l'effet de peau", il importe peu que l'aluminium ne soit pas aussi bon conducteur que le cuivre. Cependant, l’aluminium étant meilleur marché et plus léger, il est idéal pour la construction du centre du câble et le cuivre pour la "peau" du câble.