アルミニウム合金線 : 純アルミニウムや純銅を上回る性能
アルミニウム合金線は、少量のマグネシウム、シリコン、鉄、または銅を通常 1 ～ 2% の範囲で混合したアルミニウムから引き伸ばされ、導電性を大幅に低下させることなく、純アルミニウムをはるかに上回る引張強度を高めます。純アルミニウム ワイヤ (1350 グレード) は柔らかく、機械的ストレスが続くとクリープが発生しやすいため、主にバス バーや短距離配線に限定されます。合金ワイヤ、最も一般的な 8000 シリーズ (AA-8176 または AA-8030) は、架空導体、自動車配線、建築用ワイヤのすべてが経験する曲げ、振動、設置ストレスに耐えます。
銅に比べて、 アルミニウム合金ワイヤーは同じ長さで約 3 分の 1 の重量を実現します。 そのため、架空送電で主流となっており、軽量化が燃費に影響を与える自動車用ワイヤーハーネスでの使用が増えています。トレードオフは導電率です。アルミニウム合金ワイヤは、同じ電流を流すために銅の断面積の約 1.6 倍必要であるため、ゲージの選択では、サイズごとに置き換えるのではなく、その違いを考慮する必要があります。
一般的な合金グレードとそれぞれの目的
グレードの選択は、用途が強度、導電性、または耐クリープ性のどれを優先するかによって異なります。
| 合金グレード | キーのプロパティ | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| AA-8176 | 強度と導電性のバランスが良い | 住宅および商業ビルのワイヤー |
| AA-8030 | 延性が高く、剥ぎ取りや末端加工が容易 | 分岐回路配線、コネクタの多いアセンブリ |
| 6201-T81 | 高い引張強度、長いスパンでのたわみが少ない | 架空送配電線 (AAAC) |
一般的なアルミニウム合金線のグレードとその主な用途。
特に 6201-T81 は、8000 シリーズの建築用電線グレードとは別にフラグを立てる価値があります。これは、その強度が 8000 シリーズの電線と同じ延性プロファイルではなく熱処理プロセスによって得られるため、屋内絶縁配線ではなく、ほぼ独占的に裸架空導体構造 (AAAC および ACSR コア) に使用される構造用合金です。
銅線よりも終端方法が重要な理由
「不良アルミニウム ワイヤ」に起因する現場での障害のほとんどは、実際にはワイヤ自体ではなく、終端にまで遡ります。アルミニウムは空気にさらされるとほぼ瞬時に薄い酸化物層を形成し、その層は導電性が低くなります。接続点で対処せずに放置すると、抵抗が蓄積し、発熱し、最終的には接続障害が発生します。
- アルミニウム専用のコネクタと端子 (AL または AL/CU のマークが付いている) を使用してください。これには、酸化防止剤配合物と、アルミニウムの高い熱膨張率に対応した適切な接触圧力が含まれています。
- 圧着またはボルト締めする前に、接続点に酸化防止剤のジョイントコンパウンドを塗布します。これにより、接触面での酸化層の再形成が防止されます。
- アルミニウムは銅に比べて膨張率が高く、収縮率が高いため、取り付け時に正しくトルクをかけられた接続部が緩む可能性があるため、最初の熱サイクル後にボルト接続部のトルクを再度締めてください。
AL/CU 定格デバイスを使用せずに、アルミニウムと銅を直接混合した接続でも、2 つの金属が接触する箇所で電気腐食が発生する危険性があり、湿気の多い環境や屋外環境では接合部の故障が促進されます。
アルミニウム合金ワイヤーの正しいサイズ設定
アルミニウム合金ワイヤは銅よりも単位断面積あたりの電流が少ないため、銅用に作成されたサイジング テーブルを直接使用することはできません。標準的な方法では、アルミニウム導体のサイズを、同じ電流定格の銅相当品よりもおよそ 2 AWG サイズ大きくします。たとえば、12 AWG 銅回路は通常、最大 10 AWG アルミニウムにステップアップします。地域の電気規格は正確な等価表を発行していますが、電流容量は絶縁タイプ、周囲温度、電線管の充填量にも依存するため、これらは経験則ではなく最終的な参考値となります。
頭上走行および屋外走行の場合、たわみと張力の計算は、一般的なアルミニウムの数値ではなく、特定の合金の引張強さに依存するため、正確なスパン設計には、指定された正確なグレードのメーカーの応力-ひずみデータを引き出すことが必要です。
大量注文する前にサプライヤーに尋ねるべき質問
いくつかの仕様チェックにより、引用ワイヤーとプロジェクトが実際に必要とするものとの間の最も一般的な不一致を防ぐことができます。
- どの特定の合金と質が供給されていますか?また、それはプロジェクトの電気図面または規格に指定されているグレードと一致していますか?
- ワイヤは圧縮されていますか、それとも標準より線ですか?圧縮された撚り線により、同じ断面積でも導体全体の直径が小さくなり、コネクタとコンジットの適合に影響します。
- 適切な認証のないアルミニウム建築用ワイヤーは検査時に規格準拠の問題を引き起こす可能性があるため、どのような第三者認証が適用されるか (UL、CSA、または同等のもの)。
大量注文の前にこれら 3 つの点について書面による確認を得ることにより、一般的な「アルミニウム合金」の説明には適合するが、プロジェクトのエンジニアリング仕様が要求する特定のグレードには適合しないワイヤを受け取るという、より高価な問題を回避できます。
