Filo in lega di alluminio : Dove supera l'alluminio puro e il rame
Il filo in lega di alluminio è ricavato da alluminio miscelato con piccole quantità di magnesio, silicio, ferro o rame, in genere nell'intervallo 1-2%, per aumentare la resistenza alla trazione ben al di sopra dell'alluminio puro senza rinunciare a molta conduttività. Il filo di alluminio puro (grado 1350) è morbido e incline a deformarsi sotto stress meccanico prolungato, il che lo limita principalmente alle sbarre collettrici e alle brevi tratte. Il filo in lega, più comunemente della serie 8000 (AA-8176 o AA-8030), resiste alla flessione, alle vibrazioni e allo stress di installazione a cui sono soggetti i conduttori aerei, i cavi automobilistici e i cavi da costruzione.
Rispetto al rame, il filo in lega di alluminio pesa circa un terzo a parità di lunghezza , motivo per cui domina la trasmissione di potenza in testa ed è sempre più utilizzato nei cablaggi automobilistici dove la riduzione del peso influisce sull'efficienza del carburante. Il compromesso è la conduttività: il filo in lega di alluminio necessita di circa 1,6 volte la sezione trasversale del rame per trasportare la stessa corrente, quindi la scelta del calibro deve tenere conto di tale differenza anziché sostituire in base alle dimensioni.
Gradi di leghe comuni e per cosa sono costruiti
La scelta del grado dipende dal fatto che l'applicazione dia priorità alla resistenza, alla conduttività o alla resistenza al creep:
| Grado di lega | Proprietà chiave | Applicazione tipica |
|---|---|---|
| AA-8176 | Buon equilibrio tra forza e conduttività | Filo per edilizia residenziale e commerciale |
| AA-8030 | Maggiore duttilità, più facile da spelare e terminare | Cablaggio del circuito derivato, assemblaggi pesanti di connettori |
| 6201-T81 | Elevata resistenza alla trazione, basso cedimento su lunghe campate | Linee aeree di trasmissione e distribuzione (AAAC) |
Tipi comuni di fili in lega di alluminio e loro applicazioni principali.
In particolare, il 6201-T81 merita di essere segnalato separatamente dai fili per l'edilizia della serie 8000: è una lega strutturale utilizzata quasi esclusivamente nella costruzione di conduttori aerei nudi (nuclei AAAC e ACSR), non per cablaggi interni isolati, poiché la sua resistenza deriva da un processo di trattamento termico piuttosto che dallo stesso profilo di duttilità del filo della serie 8000.
Perché il metodo di terminazione è più importante che con il rame
La maggior parte dei guasti sul campo attribuiti al "filo di alluminio difettoso" in realtà risalgono alla terminazione, non al filo stesso. L'alluminio forma quasi istantaneamente un sottile strato di ossido se esposto all'aria e quello strato è un cattivo conduttore. Se non indirizzato in un punto di connessione, provoca accumulo di resistenza, riscaldamento e infine guasto della connessione.
- Utilizzare connettori e terminali specificatamente classificati per l'alluminio (contrassegnati con AL o AL/CU), che includono composto antiossidante e la pressione di contatto corretta per il tasso di espansione termica più elevato dell'alluminio
- Applicare un composto per giunti antiossidante nel punto di connessione prima di crimpare o imbullonare, per impedire la riformazione dello strato di ossido sulla superficie di contatto
- Serrare nuovamente le connessioni bullonate dopo il ciclo termico iniziale, poiché la maggiore espansione e contrazione dell'alluminio rispetto al rame può allentare una connessione che era stata serrata correttamente al momento dell'installazione
Anche le connessioni che mescolano direttamente alluminio e rame, senza un dispositivo classificato AL/CU, rischiano la corrosione galvanica nel punto in cui i due metalli si incontrano, il che accelera il cedimento del giunto in ambienti umidi o esterni.
Dimensionamento corretto del filo in lega di alluminio
Poiché il filo in lega di alluminio trasporta meno corrente per sezione trasversale unitaria rispetto al rame, le tabelle di dimensionamento realizzate per il rame non possono essere utilizzate direttamente. La pratica standard consiste nel dimensionare i conduttori in alluminio di circa due dimensioni AWG più grandi dell'equivalente in rame per la stessa corrente nominale: ad esempio, un circuito in rame da 12 AWG in genere aumenta fino a 10 AWG in alluminio. I codici elettrici locali pubblicano tabelle di equivalenza esatte e queste dovrebbero essere il riferimento finale piuttosto che una regola pratica, poiché la portata dipende anche dal tipo di isolamento, dalla temperatura ambiente e dal riempimento del condotto.
Per le corse sopraelevate ed esterne, i calcoli dell'abbassamento e della tensione dipendono dalla resistenza alla trazione della lega specifica piuttosto che da un valore generico dell'alluminio, quindi per una progettazione accurata della campata è necessario estrarre i dati di sollecitazione-deformazione del produttore per l'esatto grado specificato.
Domande da porre a un fornitore prima di ordinare in grandi quantità
Alcuni controlli delle specifiche prevengono le discrepanze più comuni tra il cavo citato e ciò di cui effettivamente ha bisogno un progetto:
- Quale lega e stato d'animo specifici vengono forniti e corrispondono al grado specificato nei disegni elettrici o nello standard del progetto?
- Il cavo è compattato o intrecciato standard? La cordatura compattata riduce il diametro complessivo del conduttore a parità di area della sezione trasversale, il che influisce sull'adattamento del connettore e del condotto.
- Quali certificazioni di terze parti si applicano (UL, CSA o equivalenti), poiché il filo da costruzione in alluminio senza un'adeguata certificazione può creare problemi di conformità al codice durante l'ispezione.
Ottenere una conferma scritta su questi tre punti prima di un ordine all'ingrosso evita il problema più costoso di ricevere un filo che soddisfa una descrizione generica di "lega di alluminio" ma non il grado specifico richiesto dalle specifiche tecniche di un progetto.
