zamknij newsletter
WYDARZENIA, RAPORTY I NOWOŚCI Z RYNKU ENERGII
Wysyłamy newsletter raz w tygodniu ze świeżymi informacjami, wydarzeniami z rynku oraz ciekawymi artykułami i raportami.

Przewodność elektryczna. Miedź wyznacza normę

Miedź jest materiałem z wyboru na przewody elektryczne, ponieważ posiada najwyższą przewodność elektryczną i cieplną  spośród wszystkich metali nieszlachetnych.

Przewodność miedzi jest miarą odniesienia dla przewodności elektrycznej (konduktancji) wszystkich metali. W 1913 roku Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC) zdefiniowała Międzynarodowy Standard Miedzi Wyżarzanej (IACS), ustalając przewodność elektryczną w odniesieniu do przewodności elektrycznej miedzi jako 100% IACS. Od roku 1913 technologia przetwórstwa miedzi została ulepszona w takim stopniu, że przewodność elektryczna komercyjnie produkowanej miedzi o wysokiej przewodności (HCC) rutynowo przekracza 102 % IACS.

Tylko srebro ma wyższą przewodność elektryczną – 106% IACS, jednak ze względu na swój wysoki koszt w połączeniu z niską wytrzymałością na rozciąganie jest ono wykorzystywane tylko w specjalnych zastosowaniach. Dla porównania, przewodność czystego aluminium wynosi tylko 61% IACS, a przewodność stopów aluminium jest jeszcze niższa.

Pod względem przewodności cieplnej właściwości tych metali są zbliżone – przewodność cieplna srebra jest o 9% wyższa, podczas gdy dla aluminium wynosi 63% przewodności miedzi.

ZOBACZ TAKŻE: Współczynnik rozszerzalności cieplnej – miedź czy aluminium?

Korzyść z doskonałej przewodności elektrycznej miedzi polega na tym, że przekrój poprzeczny przewodu niezbędny do przewodzenia danego prądu jest o 40% mniejszy niż aluminiowego. W przypadku szynoprzewodów oraz izolowanych przewodów i kabli oznacza to ponadto mniejsze zużycie izolacji oraz materiału na powłoki i opancerzenie kabli, a w konsekwencji mniejsze obudowy, co jest dużą korzyścią w przypadku konstrukcji przeznaczonych do stosowania w ograniczonej przestrzeni.

W przypadku emaliowanych drutów nawojowych stosowanych w uzwojeniach silników elektrycznych i transformatorach, oznacza to mniejsze wymiary żłobków uzwojeń i okien rdzenia, a co za tym idzie, mniejsze zużycie materiału magnetycznego, mniejsze wymiary urządzeń i przestrzeni potrzebnej dla nich oraz mniejsze fundamenty budowlane.

Podobnie, jeśli chodzi o przewodność cieplną, ciepło wydzielane pod wpływem przewodzonego prądu jest rozpraszane znacznie szybciej przez przewodnik miedziany, co prowadzi do bardziej równomiernego rozkładu w całej powierzchni przekroju poprzecznego i pozwala uniknąć tzw. gorących punktów. Jest to szczególnie istotne w warunkach zwarciowych, kiedy duża ilość ciepła jest wytwarzana prawie natychmiastowo.

CZYTAJ TAKŻE: Miedziane przewody lepiej wytrzymują zwarcia

Mniejsza średnica przewodu oznacza, że ciepło ma do przebycia krótszą drogę do powierzchni, a tym samym szybkość przenoszenia ciepła jest większa. W powiązaniu ze znacznie wyższą temperaturą topnienia metalu przewody miedziane mogą wytrzymywać znacznie wyższe prądy zwarciowe nie ulegając zmięknięciu. Właściwości te są szczególnie przydatne w takich zastosowaniach jak komutatory. Stapianie miedzi ze srebrem może podnieść temperaturę mięknięcia do jeszcze wyższej.

Innym aspektem, który należy brać pod uwagę, jest znaczna różnica przewodności spowodowana wpływem tlenków. Formowanie się na powierzchniach zarówno miedzi jak i aluminium wystawionych na działanie powietrza połączeń i zakończeń przewodów jest nieuniknione. Tlenki aluminium są twarde, silnie przylegające i działają jak skuteczny izolator, podczas gdy tlenki miedzi są bardziej miękkie i przewodzące. Dzięki temu połączenia i zakończenia przewodów miedzianych rzadko się przegrzewają i nie wymagają przygotowania powierzchni przy użyciu inhibitorów korozji w postaci stykowych past ochronnych.

Literatura

  1. High Conductivity Copper for Electrical Engineering, ECI publication no. Cu0232, Feb 2016.
  2. http://www.leonardo-energy.org/white-paper/comparative-evaluation-copper-and-aluminium-wires-and-cables-building-installations

 

Newsletter

Zapisujesz się na newsletter serwisu Leonardo-Energy.pl

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych przez Europejski Instytut Miedzi z siedzą we Wrocławiu 50-125, ul. Św. Mikołaja 8-11, 408, w celu korzystania z usługi „Newsletter”. Zapoznałem/zapoznałam się z pouczeniem dotyczącym prawa dostępu do treści moich danych i możliwości ich poprawiania. Jestem świadom/świadoma, iż moja zgoda może być odwołana w każdym czasie, co skutkować będzie usunięciem mojego adresu e-mail z listy dystrybucyjnej usługi „Newsletter”.
Zamknij okno