สายเคเบิลอะลูมิเนียมเอนกประสงค์: คู่ต่อสู้ที่คู่ควรกับทองแดงเมื่อพูดถึงสายเคเบิลเหนือศีรษะ

ในโพสต์นี้ เราจะสำรวจแง่มุมต่างๆ ของคำถามเหล่านี้ และพยายามอธิบายว่าทำไมสายเคเบิลประเภทหนึ่ง (เช่น สายเคเบิลอะลูมิเนียม) จึงเหมาะสำหรับระบบส่งกำลังมากกว่าตัวเลือกอื่นๆ (เช่น สายเคเบิลทองแดง)

พูดในอดีต

อลูมิเนียมถูกใช้เป็นตัวนำไฟฟ้ามานานหลายทศวรรษ เนื่องจากอัตราส่วนการนำไฟฟ้าต่อน้ำหนักที่เหนือชั้นเมื่อเทียบกับทองแดง สายเคเบิลอะลูมิเนียมจึงเป็นตัวเลือกสำหรับบริษัทสาธารณูปโภคและบริษัทส่งกำลัง อันที่จริง โครงการโครงข่ายไฟฟ้าได้เลือก อัลเคเบิ้ล มากกว่าลูกพี่ลูกน้องทองแดงตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1800

ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 เมื่อเกิดปัญหาการขาดแคลนทองแดง โครงการที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่จึงเปลี่ยนมาใช้อะลูมิเนียมเป็นสายเคเบิล ในบางกรณี 16mm ราคา สายอลูมิเนียม อาจน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของที่ผู้สนับสนุนโครงการจะจ่ายสำหรับสายเคเบิลทองแดงที่คล้ายคลึงกัน ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 โครงการไฟฟ้าบางโครงการ โดยเฉพาะในอาคารในร่มและที่อยู่อาศัย มีความกังวลเกี่ยวกับการใช้สายเคเบิลที่ผลิตจากอะลูมิเนียม

ในตอนนั้น นักออกแบบและผู้ผลิตสินค้า เช่น สวิตช์ เต้ารับ ไฟ พัดลม และอุปกรณ์อื่นๆ ไม่ได้ใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่จาก ขนาดสายอลูมิเนียม, การนำน้ำหนัก และลักษณะอื่นๆ อย่างไรก็ตาม เมื่อทบทวนความท้าทายเหล่านั้น ผู้ควบคุมความปลอดภัยและวิศวกรไฟฟ้าได้ผลักดันให้มีการปรับปรุงมาตรฐานการผลิต ด้วยเหตุนี้ การปรับปรุงในยุคปัจจุบันจึงทำให้สายเคเบิลรุ่นใหม่ๆ เช่น สายไฟฟ้าเป็นทางเลือกที่ดีกว่าทองแดง

1. เหตุใดจึงใช้อลูมิเนียมทำ สายไฟเหนือศีรษะ?

ค่าโสหุ้ย ผู้ผลิตสายเคเบิล มักใช้ทองแดงในการผลิตสายเคเบิล พวกเขาทำเช่นนั้นเนื่องจากคุณสมบัติพิเศษของทองแดงที่มีความอ่อนตัวและการนำไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม สิ่งที่มักถูกมองข้ามคือความจริงก็คือน้ำหนัก: สายตัวนำอะลูมิเนียม เป็นวัสดุที่เบากว่ามากสำหรับใช้งาน ตัวอย่างเช่น สายอะลูมิเนียม 16 มม. มีน้ำหนักน้อยกว่าทองแดงที่มีความยาวเท่ากัน และนั่นเป็นสาเหตุที่โครงการเดินสายเหนือศีรษะหลายโครงการจึงเปลี่ยนไปใช้อะลูมิเนียมแทนสายเคเบิล นั่นคือหนึ่งในความแตกต่างระหว่างสายอลูมิเนียมและสายทองแดง

หนึ่งในคุณสมบัติหลักของแอปพลิเคชั่นจ่ายไฟเหนือศีรษะคือ สายเคเบิลที่ใช้ในนั้นมักจะทำงานเหนือพื้นดิน ตัวอย่างเช่น สายไฟฟ้า อาจไหลผ่านท่อที่ติดอยู่กับเพดานและหลังคาปูนปั้น อา สายทองแดง เทียบเท่ากับ an ขนาดสายอลูมิเนียม และมีมิติที่หนักกว่ามาก น้ำหนักของท่อร้อยสาย (เช่น ท่อตะกั่วหรือท่อดีบุก) รวมกับน้ำหนักของสายเคเบิลเอง อาจเพิ่มภาระให้กับโครงสร้างเพดานที่รับไม่ได้ เนื่องจากอะลูมิเนียมเป็นโลหะที่เบากว่า จึงใช้ในสายไฟฟ้าอะลูมิเนียมและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสายดังกล่าว สายไฟฟ้าภายนอกอาคาร การใช้งาน

การใช้งานกลางแจ้งอื่นๆ อาจเห็นสายไฟเหนือศีรษะที่ร้อยจากเสาไฟฟ้าหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่งเป็นระยะทางหลายไมล์ ในฤดูหนาว สายแข็งและหิมะมักจะปกคลุมสายเคเบิลเหล่านี้ ทำให้หนักกว่าที่ออกแบบไว้ และนั่นคือเมื่อน้ำหนักของสายเคเบิลก็มีส่วนสำคัญเช่นกัน

อลูมิเนียมที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งหรือหิมะ สายเคเบิลหุ้มเกราะตัวอย่างเช่น มีน้ำหนักน้อยกว่าสายเคเบิลทองแดงเหนือศีรษะที่สร้างขึ้นในลักษณะเดียวกัน ความลับไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการผลิต และอีกมากเกี่ยวกับคุณลักษณะด้านน้ำหนักของโลหะทั้งสองชนิด แม้ว่าจะมีการนำไฟฟ้า 61% ในทองแดง แต่สายเคเบิลอะลูมิเนียมก็มีน้ำหนักเบากว่าเกือบ 30% ดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะนำอะลูมิเนียมมาทำโอเวอร์เฮด สายไฟ.

2. เหตุใดจึงใช้ทองแดงและอลูมิเนียมในสายเคเบิล

สองตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับบทบาทของตัวนำไฟฟ้า ได้แก่ ทองแดงและอลูมิเนียม และนั่นเป็นเหตุผลที่วิศวกรและนักออกแบบโครงการด้านพลังงานใช้สายเคเบิลอะลูมิเนียมหรือสายทองแดง หน้าที่หลักของตัวนำใด ๆ คือการนำการไหลของอิเล็กตรอนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ในกรณีของพลังงาน ตัวนำที่ใช้ในสายเคเบิลและสายไฟจะนำกระแสไฟฟ้า ตามหลักการแล้วเนื่องจากคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับตัวนำที่ประสบความสำเร็จ โลหะที่ไม่ใช่แม่เหล็กจึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด ทั้งอลูมิเนียมและทองแดงมีคุณสมบัติในอุดมคติเหล่านี้

การเลือกว่าทำไมและเมื่อใดจึงควรใช้อย่างใดอย่างหนึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสายเคเบิลแต่ละประเภท รวมถึงการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม ความต้านทานแรงดึง การนำไฟฟ้า และน้ำหนัก ทองแดงเป็นมาตรฐานสำหรับสายไฟฟ้ามาอย่างยาวนาน อย่างไรก็ตาม สายไฟอลูมิเนียม กำลังแทนที่อย่างรวดเร็วในฐานะตัวนำทางเลือก

3. เหตุใดจึงใช้อะลูมิเนียมในสายไฟ

การใช้อลูมิเนียมเป็นตัวนำทางเลือกในสายไฟเป็นเรื่องของการใช้งานและการใช้งาน เป็นความจริงที่ลวดอัลแบบดั้งเดิมไม่มีความต้านทานแรงดึงหรือค่าการนำไฟฟ้าของสายทองแดง แต่ผู้ผลิตแก้ไขข้อบกพร่องนั้นด้วยการเสริมสายเคเบิลระหว่างกระบวนการผลิต การใช้เหล็กเสริมตัวนำอะลูมิเนียม (ACSR) สำหรับสายไฟช่วยแก้ปัญหาความต้านทานแรงดึงต่ำ

กระบวนการเสริมแรงทำให้อะลูมิเนียมเป็นสายไฟสำรองที่ดีกว่าและน้ำหนักเบากว่าเมื่อเทียบกับสายทองแดง นอกจากนี้ เนื่องจากความแตกต่างของต้นทุนระหว่างโลหะสองชนิด คือ ทองแดงและอะลูมิเนียม ผู้ผลิตสายไฟจึงใช้อะลูมิเนียมบ่อยขึ้นในการผลิตสายเคเบิลอะลูมิเนียมใต้ดิน ตัวอย่างเช่น สายอะลูมิเนียม 25 มม. บางครั้งอาจมีราคาน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของราคาทองแดงที่เทียบเท่ากัน

ยังอ่าน: ผู้เชี่ยวชาญตอบคำถามสำคัญ 5 ข้อเกี่ยวกับ Unground Cable

4. ต้นทุนการใช้ลวดอลูมิเนียมต่ำ

นอกจากค่าใช้จ่ายแล้ว การใช้สายเคเบิล ACSR ในสายส่งไฟฟ้าเป็นทางเลือกที่ต้องการเนื่องจากมีความถ่วงจำเพาะต่ำ (ของอะลูมิเนียม)

ภัยคุกคามร้ายแรงอย่างหนึ่งต่อสายไฟคือการกัดกร่อน ไม่ว่าจะใช้สายเคเบิลในการใช้งานที่จ่ายไฟเหนือศีรษะ หรือวิ่งใต้ดินหรือบนบก โดยปกติแล้วจะสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม และนั่นคือจุดที่ความชื้นและความเป็นกรดเข้ามามีบทบาทในการกัดกร่อนสายเคเบิล ทองแดงมีความอ่อนไหวต่อการกัดกร่อนมากกว่า ดังนั้นสายเคเบิลที่ทำจากทองแดงจึงมีอายุการใช้งานที่ลดลง ตัวอย่างเช่น สายเคเบิลอะลูมิเนียม 35 มม. ที่ติดตั้งภายนอกอาคารอาจมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าสายเคเบิลทองแดงที่เทียบเท่ากันถึงสองเท่า

ค่าใช้จ่ายน้อยลง อันตรายจากการบำรุงรักษาน้อยลง ติดทนนาน. ทนทาน เหล่านี้เป็นลักษณะทั่วไปของอลูมิเนียม ทำให้เป็นทางเลือกที่ดีกว่าสำหรับตัวนำในสายไฟ นั่นคือเหตุผลที่สายอะลูมิเนียมเปลี่ยนทองแดงเป็นมาตรฐานสำหรับสายไฟอย่างรวดเร็ว