CCA vodiče místo hliníku nebo mědi?
Kabely označené jako CCA jsou nabízeny mnoha maloobchodníky a online prodejci kabelů a vodičů. Osvětleme si s tím spojenou terminologii.
Měděná jádra jsou obvykle preferována pro většinu kabelů a vodičů kvůli jejich vysoké vodivosti, pružnosti, pevnosti v tahu a hospodárnosti. Díky těmto vlastnostem je měď ideální volbou pro různé aplikace. V některých případech se používají jádra vyrobená z hliníku, zejména při přenosu energie.
Hliník má však vodivost pouze asi 63 % ve srovnání s mědí. To má za následek vyšší úbytek napětí a sníženou proudovou zatížitelnost pro stejný průřez. Pro dosažení stejného úbytku napětí a proudové kapacity jako u měděných kabelů jsou u hliníkových kabelů vyžadovány větší průřezy. Kromě toho je oproti mědi hliník při vystavení vícenásobnému ohybu náchylnější k lámání, tedy jeho odolnost ohybu je horší. Proto se hliníkové kabely primárně používají pro pevné instalace nebo nízké mechanické namáhání.
Když se hliník dostane do kontaktu s holou mědí, dochází k tvorbě usazenin, což vede ke korozi, resp. rozkladu hliníku. Proto hliníkové kabely vyžadují samostatnou technologii připojení, která nesmí používat kabelová oka určená pro měděné kabely. Místo toho by měly být použity pouze speciálněschválené spojovací materiály. Manipulace, nástroje a požadovanéodborné znalosti jsou taktéž jedinečné.
Proč se jako vnitřní vodič používá hliník?
Výhody hliníku jako materiálu vodiče spočívají v nižší hmotnosti kabelů. Vdůsledku toho se hliníkové kabely používají ve všech stavebníchkonstrukcích, kde je důležitým faktorem celková hmotnost, jako například velektrických vedeních. Další výhodou je, že hliníkové kabely jsou levnější nežměděné kabely, a to i přes jejich větší průřezy, protože náklady na surovinypro hliník jsou nižší než u mědi.
Porovnání dvou průřezů vodičů na základě IEC 60228 třídy 2 s podobnouvodivostí je následující:
- hliníkový vodič s průřezem o průměru 240mm² váží přibližně 723kg/km.
- hmotnost měděného vodiče o průměru 150mm² je přibližně 1341 kg/km.
- navzdory nárůstu tloušťky kabelu může snížení hmotnosti dosaženépoužitím hliníku dosáhnout až 30-40 % v závislosti na konkrétníkonstrukci
Co znamená CCA?
CCA je zkratka pro "Copper Clad Aluminium". Kabely se skládají z hliníkového jádra s tenkou povrchovou vrstvou mědi, typicky je obsah asi 10% mědi a 90% hliníku. Tyto vodiče byly vyvinuty jako ekonomická alternativa k vysokofrekvenčním kabelům pro pevné instalace, jako je anténní technika. Je důležité si uvědomit, že zvukové signály nejsou přenášeny napříč průřezem, jako je tomu u elektřiny, ale spíše po povrchu vodiče. Tento jev je známý jako skin efekt: při vyšších přenosových frekvencích je pro přenos primárně využíván povrch vodiče, zatímco průřez hraje sekundární roli.
Již několik let dochází mezi evropskými maloobchodníky a online prodejci k šíření produktů s označením CCA. Většina těchto položek pochází z Asie a nachází se v dostupném cenovém rozpětí.
- Kabely pro reproduktory
- Napájecí kabely pro Hi-Fi v automobilech (pro napájení zesilovače)
- Síťové kabely (propojovací kabely se zástrčkou)
V zásadě lze CCA kabely použít jako reproduktorové kabely – hrozí však nebezpečí omylu: hifi nadšeneci si schválně kupují velký průřez, aby dosáhli nízkého odporu a přenosu s co nejmenšími ztrátami. Pokud zvolí kabel CCA s průřezem 2,5 mm², odpovídá vodivost měděnému kabelu s průřezem pouze cca 1,5 mm² - není tedy zaručena vyšší kvalita přenosu. Většina prodejců a obchodů však na tento rozdíl neupozorňuje.
Napájecí kabely používané k napájení zesilovačů v automobilových hi-fi systémech přenášejí značný proud. V důsledku toho musí uživatel tuto a jakoukoli následnou instalaci řádně zabezpečit, jinak riskuje ztrátu komplexního pojištění vozidla v případě požáru. Nicméně privátní uživatelé mohou často postrádat potřebné technické znalosti. Nejsou si vědomi, že zakoupený napájecí kabel CCA má horší vodivost. Průřez 25 mm² CCA odpovídá přibližně 16 mm² měděného kabelu, což zvyšuje riziko požáru, protože není vhodně zvolena pojistka.
Z technického hlediska se kabely CCA používají jako síťové jen velmi omezeně. Nicméně vzhledem k rozšířenému používání technologie „Power over Ethernet“ jsou tyto kabely často používány pro napájení. To má za následek stejný problém, se kterým se setkáváme u propojovacích kabelů v hi-fi sektoru, což je výskyt vyššího poklesu napětí v důsledku většího odporu CCA. Výsledkem je snížení provozní délky kabelu a zvýšení tvorby tepla, což obojí zvyšuje riziko poškození. Norma TIA v Británii dokonce zakazuje použití síťových kabelů s vodiči CCA pro kategorie 5e, 6, 6A, 7 a 8. Hliníkové kabely potažené mědí také nejsou povoleny podle IEC 61156. I když jsou vhodné pro krátké vzdálenosti v prostředí domácí kanceláře je třeba se těmto kabelům vyhnout v profesionální firemní síti, která musí fungovat hladce a bezproblémově po mnoho let.
Co dalšího je třeba vědět o CCA?
- Nižší pevnost v tahu než u měděných vodičů
- Nižší odolnost proti korozi (stárnutí)
- Nižší bod tání
- Díky nižší vodivosti se kabely při použití "Power over Ethernet" více zahřívají a ztráta napětí je vyšší
- Recyklace je podstatně složitější
Porovnání elektrických a mechanických hodnot různých materiálů vodičů
| Slitina | Chemické složení | Konečná pevnost v tahu | Elektrická vodivost IACS 20°C (68°F) | |
| Hliník | 1350 | 99,5% Al | 82,7 Mpa (12,0 ksi) | 61,2 |
| 8176 | 98,5% Al | 117 Mpa (17,0 ksi) | 65,2 | |
| Měď | CDA 10100 | 99,99% | 379 Mpa (55,0 ksi) | 100 |
| CDA 10200 | 99,5% | 379 Mpa (55,0 ksi) | 100 | |
| CDA 1100 | 99,99% | 379 Mpa (55,0 ksi) | 100 | |
| CCA | 10% CCA | 10% mědi dle objemu | 82.7 Mpa (12,0 ksi) | 62,9 |
| 15% CCA | 15% mědi dle objemu | 117 Mpa (17,0 ksi) | 64,4 |
Shrnutí
S kabely CCA je třeba zacházet opatrně kvůli nedostatečnému vzdělání prodejců o tomto materiálu.
Použití hliníkových kabelů má značné výhody v oblasti hmotnosti avšak měli by být instalovány pouze odborníky kvůli jedinečným vlastnostem materiálu a riziku nesprávné manipulace. Hliníkové kabely se doporučují pro situace, kde prostor není ústředním zájmem – jako jsou větrné turbíny nebo kabely baterií ve vozidlech. U hliníkových kabelů je důležité použít vhodnou technologii připojení. Dodavatelé energií nyní používají výhradně hliníkové vodiče pro kabeláž vysokonapěťové infrastruktury. Standardizovaný podzemní kabel NAYY, vyhovující DIN VDE 0276-603, je široce známým příkladem hliníkového kabelu.
Měděné kabely, které se běžně používají, mohou realizovat i soukromé osoby s patřičnými znalostmi a manuální zručností.
O autorovi:
