Tại sao không phải là dây dẫn chính trong cáp điện ngầm này được làm từ đồng?

Tôi đã tìm thấy một đoạn cáp điện do công ty điện lực cung cấp cho khu vực. Họ đã sửa chữa gần đây dưới lòng đất.

Tôi tò mò tại sao ba dây dẫn hình tam giác lớn không được làm từ đồng. Nó trông giống như nhôm đối với tôi, nhưng tôi đã nghĩ rằng đồng sẽ là một chất dẫn tốt hơn nhiều.

Tôi đang thiếu gì? Là nhôm gần như tốt nhưng rẻ hơn nhiều?

Ảnh:

Anixter nói:

Mặc dù đồng có một lịch sử lâu dài là vật liệu được lựa chọn để dẫn điện, nhôm có những lợi thế nhất định làm cho nó hấp dẫn cho các ứng dụng cụ thể.

Nhôm có 61 phần trăm độ dẫn của đồng, nhưng chỉ có 30 phần trăm trọng lượng của đồng. Điều đó có nghĩa là một dây nhôm trần nặng bằng một nửa dây đồng trần có cùng điện trở. Nhôm thường rẻ hơn khi so sánh với dây dẫn bằng đồng.

Fastmarkets nói (và tôi không yêu cầu hiểu bất kỳ điều gì trong số đó):

Copper     LME Averages Cash Ask ($/MT)    Sep 2017     $6,583.19
Aluminium  LME Official 3M Ask ($/MT)      21 Dec       $2,125.50

Vì vậy, nếu chúng ta cần 1 tấn (tấn?) Đồng, nó sẽ có giá 6,5 nghìn đô la và chúng ta cần nửa tấn nhôm cho cùng độ dẫn sẽ có giá 1,1 nghìn đô la. Đó là tiết kiệm> 80%.

Lý do bạn không thấy nhiều đồng có thể là vì những lý do được giải thích bởi sự tiếp tục của bài viết đầu tiên:

Dây dẫn nhôm bao gồm các hợp kim khác nhau được gọi là loạt AA-1350 và loạt AA-8000. AA-1350 có hàm lượng nhôm tối thiểu 99,5%. Trong những năm 1960 và 1970, do giá đồng cao so với nhôm, loại nhôm này bắt đầu được sử dụng phổ biến cho hệ thống dây điện trong gia đình. Do tay nghề chất lượng thấp tại các kết nối và sự khác biệt vật lý giữa nhôm và đồng, các kết nối điện trở cao hình thành và trở thành mối nguy hiểm hỏa hoạn.

Như một phản ứng, hợp kim nhôm đã được phát triển để có tính chất leo và độ giãn dài tương tự như đồng. Các hợp kim sê-ri AA-8000 này là các dây dẫn nhôm rắn hoặc mắc kẹt duy nhất được phép sử dụng theo Điều 310 của Bộ luật điện quốc gia 2014 *. Hợp kim sê-ri AA-8000 đáp ứng các yêu cầu của ASTM B800, Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho Dây hợp kim nhôm 8000 Series cho các mục đích điện được ủ và ủ trung gian.

• Mỹ (Mỹ).

Để hoàn thiện, mật độ là:

metal        g/cm³
copper       8.96
aluminum     2.70

Nhôm có độ dẫn thấp hơn đồng nhưng nó cũng có mật độ và giá thành thấp hơn nhiều so với mỗi tấn. Vì vậy (đối với một điện trở nhất định) trong khi cáp đồng sẽ nhỏ hơn, cáp nhôm sẽ nhẹ hơn và rẻ hơn.

Nhược điểm chính của cáp nhôm là chúng cần thực hành chấm dứt đặc biệt để tạo ra các đầu mối đáng tin cậy và các chi tiết chính xác phụ thuộc vào hợp kim nhôm cụ thể. Độ tin cậy chấm dứt là một mối quan tâm trong hệ thống dây điện vì các đầu mối xấu có thể rất nóng và có nguy cơ hỏa hoạn.

Người vận hành mạng lưới phân phối điện có thể kiểm soát chặt chẽ các vật liệu và thông lệ được sử dụng để chấm dứt hệ thống dây điện của họ, tỷ lệ chấm dứt so với lượng dây là tương đối nhỏ và đối với các dây cáp lớn dài, họ sử dụng tiết kiệm chi phí bằng nhôm là quá lớn.

OTOH trong môi trường xây dựng, mọi thứ thường được kiểm soát chặt chẽ hơn nhiều. Còn nhiều sự chấm dứt nữa, rất nhiều phụ kiện khác nhau có khả năng sẽ được sử dụng, phụ kiện thường có thiết kế trong đó phải chấm dứt trước khi dây được đẩy vào vị trí cuối cùng của họ, nhiều người / công ty khác nhau có thể làm việc trong quá trình cài đặt bao gồm một số người không thực sự đủ điều kiện để làm như vậy. Trong môi trường này, các vấn đề về độ tin cậy chấm dứt khó giảm hơn nhiều.

Đây là lý do tại sao Nhôm thống trị hệ thống dây điện phân phối nhưng đồng thống trị hệ thống dây điện tòa nhà.

Một số cơ quan tiêu chuẩn cấm các dây dẫn nhôm nhỏ vì chúng được coi là quá nhiều trách nhiệm pháp lý. AIUI, NEC Hoa Kỳ đặt kích thước tối thiểu 8AWG (~ 8 mm²) cho Nhôm (trong công việc mới) và BS7671 đặt kích thước tối thiểu là 16mm².

Nhôm thường được sử dụng cho các nguồn cấp điện ngầm vì nó uốn cong dễ dàng hơn nhiều khi xoay 45 độ trong các ống PVC. Chỉ được phép quay 45 độ, vì nỗ lực thực hiện quay 90 độ sẽ giật dây 'cá' hoặc làm nứt ống PVC. Nó vẫn cần một dây chuyền 'cá' và 'xà phòng' bằng thép và một dụng cụ kéo cơ giới để giúp đỡ, khi họ kéo 4 dây qua ống có đường kính 4 "đến 6" với dây có kích thước từ 300 mcm đến 500 mcm, cho 3 pha nguồn, 5 dây nếu chúng có một trung tính kép.

Tôi nên làm rõ hai điều. A) OP đang hiển thị cáp tùy chỉnh được sử dụng bên ngoài Hoa Kỳ, mặc dù OP không chỉ định vị trí của anh ấy. Ở Hoa Kỳ, cuốn sách ole NEC tốt và một ngành công nghiệp lâu đời vẫn sử dụng các dây cáp riêng lẻ trong một ống nhựa PVC dày. Khả năng chống lại sự hư hại của rễ cây là một lý do. B) Dây chuyền 'cá' bằng thép được sử dụng để bắt đầu bằng cách kéo một sợi dây dày mặc dù ống có thể chịu được lực kéo 2.000 pound.

Các dây được kéo từ bảng điều khiển lối vào dịch vụ (bên trong chưa được lắp đặt) ra miếng đệm biến áp bê tông. Máy biến áp được đặt tại chỗ và giá đỡ bảng điều khiển lối vào dịch vụ được lắp đặt sau khi hoàn thành việc kéo cáp, với một vài chân dây ra khỏi mỗi đầu. Đây là một nhiệm vụ cả ngày với một số người ở cả hai bên cùng làm việc. Đó là công việc thô, bẩn trở lại. Đã từng trải qua rồi.

Nó có thể mất một số đường ống để cung cấp điện cho một tổ hợp văn phòng lớn hoặc nhà máy sản xuất. Các dây được buộc song song và khớp pha ở cả hai đầu của ống. Đối với nhà ở, dây hiếm khi có kích thước trên 4 awg với 3 dây (120/240 pha) nên họ sử dụng đồng.

Nhôm thực sự rẻ hơn đồng, và đó có thể là một yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn vật liệu cho hệ thống cáp tùy thuộc vào giá cả thị trường hiện tại cho cả hai vật liệu. Ngoài ra, nhôm nặng ít hơn đáng kể so với đồng (~ 30%) nên dễ dàng hơn (và do đó rẻ hơn) để vận chuyển, di chuyển và lắp đặt.

Tôi không có nguồn nhưng tôi đã nghe nói rằng chi phí nhôm thấp hơn không phải là để tiết kiệm chi phí cho cáp, vì cáp nhôm có giá gần như nhau do chi phí sản xuất cao hơn. Nhôm kim loại được sử dụng để ngăn chặn hành vi trộm cắp vì dây đồng dễ dàng được cải tổ và bán lại cho các nhà tái chế, nhưng nhôm thì không.

Lý do này có thể là địa phương, tôi sống ở Israel nhưng tôi không biết liệu kỹ sư có đang thảo luận về cáp thực tế của Israel hay không. Chủ đề thảo luận là trộm cắp thiết bị, không phải là ưu điểm và nhược điểm của đồng so với nhôm.

Một số liên kết thể hiện như thế nào lớn một vấn đề là kim loại trộm cắp .

Một xem xét bổ sung có thể là sự đóng góp của "hiệu ứng da." Do "hiệu ứng da", vấn đề nhỏ là nhôm không phải là chất dẫn điện tốt như đồng. Tuy nhiên, vì nhôm rẻ hơn và nhẹ hơn, nên nó rất lý tưởng cho việc xây dựng trung tâm của cáp và đồng cho "lớp da" của cáp.