کابل‌های آلومینیومی در سال‌های اخیر به دلیل قیمت مناسب، وزن سبک و قابلیت استفاده در مسیرهای بلند، توجه بسیاری از مهندسان برق و پیمانکاران ساختمانی را به خود جلب کرده‌اند. اما در کنار تمام این مزایا، واقعیت این است که آلومینیوم نیز مانند هر فلز دیگری، محدودیت‌ها و معایبی دارد که در صورت نادیده گرفتن آن‌ها، ممکن است عملکرد سیستم برق را با مشکل روبه‌رو کند.
شناخت دقیق این نقاط ضعف، برای تصمیم‌گیری آگاهانه در انتخاب بین کابل آلومینیومی و مسی اهمیت حیاتی دارد. در این مقاله از آلوکیما که مرجع تخصصی صنعت ساختمان و سیستم‌های آلومینیومی می باشد به‌صورت تخصصی و فنی به بررسی معایب استفاده از کابل آلومینیوم در تأسیسات برقی می‌پردازیم و راهکارهای مقابله با آن‌ها را نیز مرور خواهیم کرد.
۱. رسانایی کمتر نسبت به مس
اولین و شاید مهم‌ترین ضعف کابل آلومینیوم، رسانایی الکتریکی کمتر آن نسبت به مس است.
آلومینیوم تنها حدود ۶۰ درصد رسانایی مس را دارد. به زبان ساده، برای عبور مقدار مساوی جریان برق، سطح مقطع کابل آلومینیومی باید حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد بزرگ‌تر از کابل مسی باشد.
این موضوع در طراحی سیستم‌های برقی تأثیر مستقیمی دارد؛ زیرا کابل ضخیم‌تر، فضای بیشتری اشغال می‌کند و نیازمند سینی، کانال یا داکت بزرگ‌تری است. در پروژه‌های با محدودیت فضا، این مسئله می‌تواند دردسرساز شود.
۲. افزایش افت ولتاژ در مسیرهای بلند
به دلیل مقاومت الکتریکی بالاتر آلومینیوم، در مسیرهای طولانی‌تر احتمال افت ولتاژ بیشتر وجود دارد.
اگر طراحی کابل‌کشی با محاسبات دقیق انجام نشود، ممکن است تجهیزات برقی در انتهای مسیر ولتاژ کافی دریافت نکنند و دچار کاهش بازده یا آسیب شوند.
در چنین شرایطی معمولاً لازم است از کابل با سطح مقطع بزرگ‌تر یا مسیر دو‌فاز استفاده شود که هزینه و فضای نصب را افزایش می‌دهد.
۳. اکسید شدن سطح کابل در اتصالات
آلومینیوم در تماس با هوا، به سرعت لایه‌ای از اکسید آلومینیوم روی سطح خود تشکیل می‌دهد.
این لایه رسانایی بسیار پایینی دارد و در محل اتصالات باعث افزایش مقاومت الکتریکی، گرم شدن و حتی آتش‌سوزی احتمالی می‌شود.
اگرچه امروزه استفاده از گریس ضد اکسیداسیون و اتصالات مخصوص آلومینیوم این مشکل را تا حد زیادی برطرف کرده، اما در صورت عدم رعایت این اصول در نصب، می‌تواند خطرناک باشد.
۴. خزش (Creep) یا تغییر شکل تدریجی در اتصالات
یکی از معایب ذاتی آلومینیوم، خاصیتی به نام خزش است.
خزش به معنی تغییر شکل تدریجی فلز تحت فشار و حرارت در طول زمان است.
در محل اتصال کابل آلومینیومی به ترمینال یا پیچ، این پدیده باعث می‌شود اتصال به‌مرور شل شود و تماس الکتریکی ضعیف گردد.
نتیجه این اتفاق، افزایش مقاومت، داغ شدن و در نهایت سوختن محل اتصال است.
برای جلوگیری از این موضوع باید از ترمینال‌های مخصوص آلومینیوم و پیچ‌کردن با گشتاور استاندارد استفاده شود و اتصالات به‌صورت دوره‌ای بررسی شوند.
۵. مقاومت مکانیکی کمتر از مس
از نظر فیزیکی، آلومینیوم فلزی نرم‌تر و شکننده‌تر از مس است.
به همین دلیل کابل‌های آلومینیومی مقاومت کششی و استحکام مکانیکی پایین‌تری دارند.
در حین حمل‌ونقل، خم‌کردن یا نصب، اگر فشار یا پیچ‌خوردگی بیش از حد به کابل وارد شود، احتمال شکستن یا آسیب‌دیدن هادی بیشتر است.
همچنین در محیط‌های صنعتی که کابل‌ها در معرض لرزش یا حرکت هستند، کابل آلومینیومی باید با مراقبت بیشتری مهار و محافظت شود.
۶. انبساط حرارتی زیاد
آلومینیوم در مقایسه با مس، ضریب انبساط حرارتی بالاتری دارد.
به این معنا که با افزایش دما، طول کابل آلومینیومی بیشتر از کابل مسی افزایش می‌یابد.
این ویژگی می‌تواند باعث ایجاد تنش در محل اتصالات یا شل شدن پیچ‌ها شود. در سیستم‌هایی که تغییرات دمایی زیادی دارند (مانند موتورخانه‌ها یا تابلوهای برق صنعتی)، این موضوع نیازمند طراحی دقیق و استفاده از ترمینال‌های انعطاف‌پذیر است.
۷. حساسیت بالا به نصب غیراستاندارد
برخلاف کابل مسی که نصب ساده‌تر و تحمل‌پذیری بالاتری دارد، کابل آلومینیوم نیازمند دقت فنی بالا در نصب است.
اتصالات، سرسیم‌ها، و حتی نوع ابزار مورد استفاده باید مخصوص کابل آلومینیومی باشد.
در غیر این صورت، احتمال داغ شدن، خوردگی گالوانیکی و آسیب به کابل بسیار زیاد است.
به همین دلیل توصیه می‌شود نصب کابل آلومینیومی تنها توسط تکنسین‌های آموزش‌دیده و با ابزارهای استاندارد انجام گیرد.
۸. خوردگی گالوانیکی در تماس با فلزات دیگر
اگر کابل آلومینیومی در تماس مستقیم با فلزات دیگری مانند مس یا فولاد قرار گیرد، به‌ویژه در حضور رطوبت، ممکن است واکنش الکتروشیمیایی رخ دهد که به آن خوردگی گالوانیکی می‌گویند.
این پدیده باعث تخریب تدریجی سطح آلومینیوم و کاهش رسانایی آن می‌شود.
برای جلوگیری از این مشکل، باید از اتصالات ترکیبی مخصوص یا لایه‌های عایق بین دو فلز استفاده کرد.
۹. اشغال فضای بیشتر در مسیر کابل‌کشی
چون برای انتقال جریان برابر، کابل آلومینیومی باید سطح مقطع بیشتری داشته باشد، قطر کلی کابل نیز بزرگ‌تر است.
این مسئله در پروژه‌هایی که فضای عبور کابل محدود است . مانند داکت‌ها یا سینی‌های فشرده – می‌تواند چالش‌زا باشد.
همچنین شعاع خم کابل آلومینیومی معمولاً بزرگ‌تر از کابل مسی است، که در طراحی مسیرها باید مورد توجه قرار گیرد.
۱۰. شکنندگی در دماهای پایین
آلومینیوم در دماهای بسیار پایین (زیر صفر درجه) تمایل به شکننده شدن دارد.
در پروژه‌هایی که در مناطق سردسیر اجرا می‌شوند، اگر کابل در زمان نصب خم یا فشرده شود، ممکن است رشته‌های داخلی آن ترک بردارد.
بنابراین در چنین شرایطی باید از کابل‌های آلومینیومی با عایق مخصوص و پوشش مقاوم به سرما استفاده شود.
۱۱. سختی در تست و تشخیص خطا
در کابل‌های آلومینیومی به‌دلیل مقاومت بالاتر و خاصیت اکسید شدن سطح، تشخیص نقاط داغ یا اتصالات ضعیف دشوارتر است.
در بسیاری از موارد، ایراد در اتصال تنها زمانی مشخص می‌شود که دما به‌صورت غیرعادی بالا می‌رود یا سیستم قطع می‌شود.
از این رو، استفاده از دستگاه‌های ترموگرافی و تست حرارتی دوره‌ای برای پایش کابل‌های آلومینیومی ضروری است.
۱۲. محدودیت در استفاده برای تجهیزات حساس
در سیستم‌هایی که نیاز به جریان پایدار و ولتاژ دقیق دارند (مانند سیستم‌های کنترل صنعتی، تجهیزات پزشکی یا مراکز داده)، حتی افت ولتاژ جزئی می‌تواند عملکرد دستگاه‌ها را مختل کند.
به همین دلیل، در این نوع کاربردها، کابل آلومینیومی معمولاً توصیه نمی‌شود و کابل مسی گزینه مطمئن‌تری است.
۱۳. نیاز به تجهیزات و اتصالات مخصوص
کابل‌های آلومینیومی را نمی‌توان با اتصالات معمولی که برای کابل‌های مسی به‌کار می‌رود نصب کرد.
سرسیم‌ها، ترمینال‌ها، پیچ‌ها و حتی خمیرهای رسانا باید مخصوص آلومینیوم باشند تا از اکسید شدن و افزایش مقاومت جلوگیری شود.
در صورت استفاده از تجهیزات نامناسب، خطر داغ شدن و سوختن کابل افزایش می‌یابد.
این موضوع گاهی باعث می‌شود هزینه نصب و تجهیزات جانبی در مجموع نزدیک به هزینه کابل مسی شود.
۱۴. تغییرات مقاومت در اثر حرارت
آلومینیوم نسبت به حرارت حساس‌تر است و مقاومت الکتریکی آن با افزایش دما بیشتر می‌شود.
به همین دلیل، در مدارهایی که جریان بالا و حرارت زیاد دارند، کابل آلومینیومی ممکن است سریع‌تر گرم شود.
اگر خنک‌سازی مناسب در مسیر کابل وجود نداشته باشد، این حرارت می‌تواند عمر مفید کابل را کاهش دهد.
۱۵. کاهش دوام در شرایط ارتعاش یا حرکت
در تجهیزات متحرک یا فضاهایی که کابل در معرض ارتعاش مداوم قرار دارد (مانند آسانسورها یا ماشین‌آلات صنعتی)، کابل آلومینیومی نسبت به کابل مسی مقاومت مکانیکی کمتری دارد.
در این موارد احتمال شکستگی یا قطع رشته‌های داخلی کابل در طول زمان وجود دارد، مگر آنکه از کابل‌های مخصوص افشان یا آلیاژی استفاده شود.
۱۶. نیاز به نگهداری و بازبینی دوره‌ای
کابل‌های آلومینیومی به‌دلیل ویژگی‌های فیزیکی خود، باید به‌صورت دوره‌ای بازبینی شوند تا از شل نشدن یا اکسید شدن اتصالات جلوگیری گردد.
در پروژه‌هایی با حجم زیاد کابل‌کشی، انجام این بازبینی‌ها زمان‌بر و هزینه‌بر است.
عدم انجام سرویس دوره‌ای ممکن است باعث بروز خطا، افزایش حرارت و در نهایت قطع مدار شود.
معایب سیم و کابل الومینیوم
کابل‌های آلومینیومی با وجود مزایای فراوانی همچون قیمت مناسب، وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی، دارای محدودیت‌هایی فنی و اجرایی هستند که باید با دقت مدیریت شوند.
رسانایی کمتر، حساسیت بالا به نصب غیراستاندارد، خزش در اتصالات، و اکسید شدن سطح از مهم‌ترین معایب این نوع کابل‌ها به‌شمار می‌رود. با این حال، در صورت طراحی درست، انتخاب تجهیزات استاندارد و اجرای صحیح، می‌توان بسیاری از این مشکلات را کنترل کرد.
در نهایت، انتخاب میان کابل آلومینیومی و مسی باید بر اساس نوع پروژه، شرایط محیطی، میزان جریان، فضا و بودجه انجام شود.
شناخت مزایا و معایب هر دو گزینه، به مهندسان کمک می‌کند تا تصمیمی آگاهانه، ایمن و اقتصادی برای پروژه‌های برق ساختمان اتخاذ کنند.
