ทำไมตัวนำหลักในสายไฟใต้ดินนี้ไม่ทำจากทองแดง

ฉันพบสายไฟชิ้นหนึ่งจาก บริษัท ไฟฟ้าที่จัดหาพื้นที่ พวกเขาซ่อมใต้ดินเมื่อไม่นานมานี้

ฉันอยากรู้ว่าทำไมตัวนำสามเหลี่ยมขนาดใหญ่สามตัวไม่ทำมาจากทองแดง มันดูเหมือนว่าอลูมิเนียมสำหรับฉัน แต่ฉันคิดว่าทองแดงจะเป็นตัวนำที่ดีกว่ามาก

ฉันพลาดอะไรไป อลูมิเนียมเกือบดี แต่ถูกกว่ามาก?

Photo:

Anixterพูดว่า:

แม้ว่าทองแดงมีประวัติยาวนานในฐานะวัสดุทางเลือกในการทำกระแสไฟฟ้าอลูมิเนียมมีข้อได้เปรียบบางประการที่ทำให้มันน่าสนใจสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน

อลูมิเนียมมีความนำไฟฟ้า 61% ของทองแดง แต่มีเพียง 30 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักทองแดง นั่นหมายความว่าลวดอลูมิเนียมเปลือยมีน้ำหนักเพียงครึ่งหนึ่งของลวดทองแดงที่มีความต้านทานไฟฟ้าเท่ากัน อลูมิเนียมโดยทั่วไปจะมีราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับตัวนำทองแดง

Fastmarketsพูดว่า (และฉันไม่ได้อ้างว่าจะเข้าใจข้อใดข้อหนึ่ง):

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

ดังนั้นถ้าเราต้องการทองแดง 1 MT (เมตริกตัน?) จะมีราคา 6.5 เหรียญสหรัฐและเราต้องการอลูมิเนียมครึ่งตันสำหรับค่าการนำไฟฟ้าเดียวกันที่จะมีราคา 1.1 พันดอลลาร์ นั่นประหยัดกว่า> 80%

เหตุผลที่คุณไม่เห็นทองแดงมากขึ้นอาจเป็นเพราะเหตุผลที่อธิบายโดยความต่อเนื่องของบทความแรก:

ตัวนำอลูมิเนียมประกอบด้วยอัลลอยด์ที่แตกต่างกันที่เรียกว่าซีรี่ส์ AA-1350 และ AA-8000 AA-1350 มีเนื้อหาอลูมิเนียมขั้นต่ำ 99.5 เปอร์เซ็นต์ ในปี 1960 และ 1970 เนื่องจากราคาทองแดงที่สูงเมื่อเทียบกับอลูมิเนียมอลูมิเนียมเกรดนี้เริ่มถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายสำหรับการเดินสายในครัวเรือน เนื่องจากการเชื่อมต่อที่มีคุณภาพต่ำและความแตกต่างทางกายภาพระหว่างอลูมิเนียมและทองแดงทำให้การเชื่อมต่อความต้านทานสูงเกิดขึ้นและกลายเป็นอันตรายจากไฟไหม้

จากการตอบสนองอะลูมิเนียมอัลลอยด์ได้รับการพัฒนาให้มีคุณสมบัติการคืบและการยืดตัวคล้ายกับทองแดงมากขึ้น โลหะผสม AA-8000 ซีรี่ส์เหล่านี้เป็นตัวนำอลูมิเนียมที่เป็นของแข็งหรือควั่นชนิดเดียวที่ได้รับอนุญาตให้ใช้งานได้ตามมาตรา 310 ของรหัสไฟฟ้าปี 2014 แห่งชาติ * โลหะผสม AA-8000 ซีรี่ส์ตรงตามข้อกำหนดของ ASTM B800, ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับลวดอลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 8000 สำหรับการใช้งานทางไฟฟ้า - อบอ่อนและอุณหภูมิกลาง

• อเมริกัน (สหรัฐอเมริกา)

เพื่อความสมบูรณ์ความหนาแน่นคือ:

metal        g/cm³
copper       8.96
aluminum     2.70

อลูมิเนียมมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าทองแดง แต่ก็มีความหนาแน่นและราคาต่อตันที่ต่ำกว่ามาก ดังนั้น (สำหรับความต้านทานที่กำหนด) ในขณะที่สายทองแดงจะมีขนาดเล็กกว่าสายอลูมิเนียมจะเบาและราคาถูกกว่า

ข้อเสียเปรียบหลักของสายอลูมิเนียมก็คือพวกเขาต้องการวิธีการเลิกจ้างพิเศษเพื่อให้การยกเลิกมีความน่าเชื่อถือและรายละเอียดที่แน่นอนขึ้นอยู่กับอลูมิเนียมอัลลอยด์โดยเฉพาะ ความน่าเชื่อถือในการเลิกจ้างเป็นข้อกังวลในการเดินสายไฟฟ้าเนื่องจากการยุติที่ไม่ดีสามารถเกิดความร้อนสูงและเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้

ผู้ประกอบการเครือข่ายการจำหน่ายไฟฟ้าสามารถควบคุมวัสดุและวิธีปฏิบัติที่ใช้ในการยกเลิกการเดินสายได้อย่างแน่นหนาอัตราส่วนการยุติต่อปริมาณการเดินสายมีขนาดค่อนข้างเล็กและสำหรับสายเคเบิลขนาดใหญ่ที่ใช้การประหยัดต้นทุนของอลูมิเนียมนั้น

OTOH ในสภาพแวดล้อมของอาคารสิ่งต่าง ๆ มักถูกควบคุมอย่างเข้มงวดน้อยกว่ามาก มีการเลิกจ้างจำนวนมากมีความหลากหลายของอุปกรณ์เสริมที่แตกต่างกันมีแนวโน้มที่จะใช้อุปกรณ์เสริมมักจะมีการออกแบบที่ต้องทำการยุติก่อนที่สายไฟจะถูกผลักเข้าไปในตำแหน่งสุดท้ายของพวกเขาคน / บริษัท ต่าง ๆ จำนวนมาก รวมถึงบางคนที่ไม่ผ่านการรับรองให้ทำเช่นนั้น ในสภาพแวดล้อมนี้ปัญหาความน่าเชื่อถือในการยกเลิกนั้นยากที่จะบรรเทาได้มาก

นี่คือเหตุผลที่อลูมิเนียมควบคุมการเดินสายกระจาย แต่ทองแดงครองสายไฟภายในอาคาร

หน่วยมาตรฐานบางแห่งห้ามตัวนำอลูมิเนียมขนาดเล็กเพราะถูกมองว่าเป็นภาระมากเกินไป AIUI the US NEC กำหนดขนาด minium เป็น 8AWG (~ 8mm²) สำหรับ Aluminium (ในงานใหม่) และ BS7671 ตั้งค่าขนาดขั้นต่ำ 16 มม. ²

อลูมิเนียมมักใช้สำหรับป้อนพลังงานใต้ดินเพราะมันจะโค้งงอได้ง่ายกว่าในรอบ 45 องศาในท่อพีวีซี อนุญาตให้หันได้เพียง 45 องศาเท่านั้นเนื่องจากความพยายามในการเลี้ยว 90 องศาจะดึงลวด 'ปลา' หรือแตกท่อพีวีซี มันยังคงใช้เหล็ก 'ปลา' และ 'สบู่' และตัวดึงแบบใช้มอเตอร์เพื่อช่วยขณะที่พวกเขาดึงลวด 4 เส้นผ่านท่อขนาด 4 "ถึง 6" ที่มีสายขนาด 300 mcm ถึง 500 mcm สำหรับขนาด 3 เฟส พลังงาน 5 สายหากพวกเขามีความเป็นกลางสองเท่า

ฉันควรชี้แจงสองสิ่ง A) OP แสดงสายเคเบิลแบบกำหนดเองที่ใช้นอกสหรัฐอเมริกาแม้ว่า OP ไม่ได้ระบุตำแหน่งของเขา ในสหรัฐอเมริกาหนังสือ NEC ที่ดีและอุตสาหกรรมที่มีมายาวนานยังคงใช้สายเคเบิลแต่ละเส้นในท่อพีวีซีหนา ความต้านทานต่อการถูกทำลายโดยรากของต้นไม้เป็นเหตุผลหนึ่งที่ B) สาย 'ปลา' เหล็กถูกใช้เพื่อเริ่มต้นด้วยการดึงเชือกหนาแม้ว่าท่อที่สามารถทนต่อการดึง 2,000 ปอนด์

สายไฟจะถูกดึงออกจากแผงทางเข้าบริการ (ด้านในยังไม่ได้ติดตั้ง) ลงในแผ่นหม้อแปลงคอนกรีต หม้อแปลงจะหล่นเข้าที่และชั้นติดตั้งแผงเบรกเกอร์แผงทางเข้าจะถูกติดตั้งหลังจากที่ดึงสายเคเบิลเสร็จแล้วโดยมีลวดหลายฟุตออกมาจากปลายแต่ละด้าน นี่เป็นงานที่ต้องทำตลอดทั้งวันโดยมีคนหลายคนทำงานทั้งสองฝ่ายพร้อมกัน มันเป็นงานที่ยากลำบาก เคยทำมาแล้ว

อาจใช้ท่อหลายเส้นในการจ่ายพลังงานให้กับอาคารสำนักงานขนาดใหญ่หรือโรงงานผลิต สายไฟถูกผูกให้ขนานกันและมีเฟสตรงกันที่ปลายทั้งสองของท่อ สำหรับบ้านที่อยู่อาศัยลวดจะมีขนาดไม่เกิน 4 awg ด้วยสาย 3 เส้น (120/240 แยกเฟส) ดังนั้นพวกเขาจึงใช้ทองแดง

อลูมิเนียมมีราคาถูกกว่าทองแดงแน่นอนและนั่นอาจเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกวัสดุสำหรับการเดินสายขึ้นอยู่กับราคาของตลาดทั้งสองวัสดุในปัจจุบัน นอกจากนี้อลูมิเนียมยังมีน้ำหนักน้อยกว่าทองแดงอย่างมาก (ประมาณ 30%) ดังนั้นจึงง่ายต่อการขนส่งเคลื่อนย้ายและติดตั้ง

ฉันไม่มีแหล่งที่มา แต่ฉันได้ยินว่ามันบอกว่าราคาอลูมิเนียมที่ต่ำกว่านั้นไม่ใช่เพื่อประหยัดเงินกับค่าใช้จ่ายของสายเคเบิลเนื่องจากสายอลูมิเนียมมีค่าใช้จ่ายเกือบเท่าเดิมเนื่องจากต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้น อลูมิเนียมโลหะถูกนำมาใช้เพื่อยับยั้งการโจรกรรมเนื่องจากสายทองแดงสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างง่ายดาย

เหตุผลนี้อาจเป็นเรื่องท้องถิ่นฉันอาศัยอยู่ในอิสราเอล แต่ฉันไม่รู้ว่าวิศวกรกำลังพูดถึงสายเคเบิลอิสราเอลจริงหรือไม่ หัวข้อของการสนทนาคือการขโมยอุปกรณ์ไม่ใช่ข้อดีและข้อเสียของทองแดงกับอลูมิเนียม

บางส่วน เชื่อมโยง แสดงให้เห็นถึง วิธีการ ใหญ่ ปัญหาคือโลหะการโจรกรรม

การพิจารณาเพิ่มเติมที่เป็นไปได้คือการมีส่วนร่วมของ "ผลกระทบทางผิวหนัง" เนื่องจากผลกระทบทางผิวหนังมันมีความสำคัญเล็กน้อยที่อลูมิเนียมนั้นไม่ดีเท่ากับตัวนำทองแดง อย่างไรก็ตามเนื่องจากอลูมิเนียมมีราคาถูกและเบาลงจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างศูนย์กลางของสายเคเบิลและทองแดงสำหรับ"ผิวหนัง"ของสายเคเบิล