الفرق بين مؤشر أداء كابلات الألومنيوم وكابلات النحاس

وبما أن الألومنيوم لديه موصلة كهربائية جيدة، تم استخدام كابلات الألومنيوم في أمريكا الشمالية منذ الستينيات. في البداية، مثل خطوط الهواء العالية الجهد، تم استخدام مواد الألومنيوم النقي،وبعد ذلك فقط تم استخدام مواد سبائك الألومنيوم من سلسلة 8000 على نطاق واسع.

1、أصل مواد كابلات سبيكة الألومنيوم

في الفترة من 1965 إلى 1971، وقعت بعض حوادث الحرائق في المباني بشكل متكرر في الولايات المتحدة باستخدام كابلات الألومنيوم النقي.كان السبب الرئيسي أنه لا يوجد رابط خاص مصمم للكابلات الألومنيومية، ولكن استخدمت مباشرة رابط كابل النحاس، مما أدى إلى هبوط، والضرر المجهري والقوس بين سلك الألومنيوم والمقبس أو المفتاح،مما يزيد من مقاومة الاتصال لتسخين الزائد وتسبب الحريق.

من أجل عكس هذا الوضع، صناعة الكابلات الأمريكية الشمالية من منتجات الكابلات والمتصلات لتحسين العديد من الجوانب، واتخاذ التدابير التالية.

من حيث المواد؛ الولايات المتحدة ساوثواير، كندا الألومنيوم اخترع 8176، 8030 وغيرها من سلسلة 8000 سبائك الألومنيوم لتحسين أداء الزحف ؛

في اتصال الأسلاك؛ باستخدام مجموعة متنوعة من الطرق لتحسين أداء الاتصال، بما في ذلك استخدام المحطات المعلبة، وإضافة غشاشات خاصة بين محطات الألومنيوم والنحاس،نقاط اتصال مغطاة بمضادات الأكسدة، تصميم المقابس الخاصة، الخ ;

من حيث المعايير؛ من خلال شركة UL الأمريكية، واختبار مجلس حماية الحرائق الوطني الأمريكي (NFPA) ، في عام 1985،يجب أن تستخدم الأحكام الكهربائية NEC في 2000V تحت أنواع معينة من الموصلات الأسلاك الألومنيوم سبيكة الألومنيوم 8000 سلسلةفي عام 1988، أصدرت الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) معيار B800، ستة درجات من سبيكة الألومنيوم من سلسلة 8000 في معيار موصل الكابلات (ملاحظة).

من تاريخ تطوير كابلات سبيكة الألومنيوم في الولايات المتحدة ، هناك العديد من الخصائص ؛

أولاً، مشكلة محطات الاتصال من الألومنيوم النقي والنحاس، مما أدى إلى عدد من الحوادث.

ثانياً، سبيكة الألومنيوم من سلسلة 8000، وهو نموذج جديد تم تطويره على أساس مواد الألومنيوم النقي، والغرض الرئيسي هو تحسين أداء الزحف للكابل الألومنيوم العام،بشكل رئيسي لحل المشاكل الناشئة عن المحطات المشتركة.

ثالثاً، في عام 1985، نصت لوائح الكهرباء الأمريكية على أن موصلات الألومنيوم من أنواع معينة من الأسلاك تحت 2000 فولت يجب أن تكون مصنوعة من سبيكة الألومنيوم من سلسلة 8000.يمكن أن نرى أن في الولايات المتحدة، لم تدخل كابلات سبيكة الألومنيوم قط إلى مجال الجهد المتوسط، ولكن فقط في الجزء المنخفض من مجال الجهد المعمول به.

رابعاً، منذ إصدار معيار B800 في عام 1988 وحتى الآن، تاريخ استخدام كابلات سبيكة الألومنيوم في الولايات المتحدة أقل من 30 عاماً.

2、أداء سبيكة الألومنيوم من سلسلة 8000

من الجدول القياسي لألواح الألومنيوم المذكورة أعلاه ، يمكننا أن نرى أن 1350 كهربائي الألومنيوم النقي ، ينتمي إلى الألومنيوم النقي ، محتوى الألومنيوم هو 99.50٪ ؛ 8000 سلسلة سبيكة الألومنيوم ،تنتمي إلى سلسلة السبائك الأخرى، محتوى الألومنيوم أكثر من 98٪، مع إضافة Si Cu Fe Me وعناصر ضوئية أخرى، ما مجموعه 1-1.5٪.هذا يعني أن سبائك الألومنيوم من سلسلة 8000 يضيف فقط عنصر ضئيل على أساس الألومنيوم النقي، بهدف تحسين أداء الزحف من الألومنيوم لتصنيع كابلات سبيكة الألومنيوم ، ولا يحسن أداء الألومنيوم في الاستخدامات الأخرى.

وبالتالي، مقارنة مع الألومنيوم النقي من سلسلة 1000، فإن أداء سبائك الألومنيوم من سلسلة 8000 لم يتحسن بشكل أساسي، ولكن لديه فقط بعض التحسينات في مقاومة الزحف.

3قوة الشد من سبائك الألومنيوم من سلسلة 8000 هي أسوأ من الألومنيوم النقي

من خلال مؤشرات معايير منتجات سبائك الألومنيوم ، يمكن أن نرى أن قوة الشد الميكانيكية لسبائك الألومنيوم من سلسلة 8000 أقل بنسبة 30٪ من الألومنيوم النقي ،وأقل من النحاس بنسبة أكثر من 100%لذلك، من هذا المؤشر، إذا كان الكابل مع سبائك الألومنيوم 8000 سلسلة لا يتم التعامل معها بشكل صحيح في البناء، فإنه سيؤدي بسهولة إلى كسر وآثار الشقوق،وهذه آثار الكسر والشقوق هي بلا شك خطر كبير مخفي في التشغيل المستقر للكابل.

4مقارنة شاملة لأداء مختلف مواد الكابل

من خلال مؤشرات المنتج القياسية، مقارنة شاملة لأداء كابلات سبيكة الألومنيوم وكابلات الألومنيوم النقي والكابلات النحاسية.

من حيث التوصيل الكهربائي، فإن المواد النحاسية هي الأفضل، الألومنيوم النقي هو الثاني، سبيكة الألومنيوم من سلسلة 8000 ليست جيدة مثل الألومنيوم النقي.

من حيث التمدد عند الكسر / المرونة ، فإن المواد النحاسية هي الأفضل ، وتعد سبيكة الألومنيوم من سلسلة 8000 هي الأفضل الثانية ، والألومنيوم النقي ليس جيدًا مثل سبيكة الألومنيوم من سلسلة 8000.

من حيث قوة الشد، فإن المواد النحاسية هي الأفضل، والألمنيوم النقي هو الثاني الأفضل، وتسرب الألمنيوم هو 30% أسوأ من الألمنيوم النقي.

من حيث مقاومة التآكل ، فإن المواد النحاسية هي الأفضل ، والألمنيوم النقي هو الثاني الأفضل ، وألياق الألمنيوم أقل من الألمنيوم النقي.

5٬ الاستنتاج

من خلال مقارنة الأداء، يمكن أن نرى أن استخدام تصنيع كابلات سبيكة الألومنيوم من سلسلة 8000، من تصنيع كابلات الألومنيوم النقي،فقط في مقاومة الزحف و إطالة الكسر قد تحسنت، جوانب أخرى من الأداء ليس فقط لم تحسن، وحتى أسوأ من مواد الألومنيوم النقي.هل يمكننا النظر في استخدام الألومنيوم النقي بدلا من سبائك الألومنيوم من سلسلة 8000 كمادة لتصنيع الكابلات.

بالمقارنة مع كابل النحاس، جميع مؤشرات استخدام كابل سبيكة الألومنيوم هي أضعف من كابل النحاس، لذلك من غير الواقعي للكابل سبيكة الألومنيوم لتحل محل الكابل النحاس تماما.

بشكل عام، يوفر تطوير كابل سبيكة الألومنيوم للمستخدمين خيار ثالث خارج كابل النحاس وكابل الألومنيوم النقي. ومع ذلك من الوضع الفعلي لنظام الطاقة في الصين،كلما زادت تعقيد النظام، كلما ارتفع الخطر، كلما ارتفعت تكاليف الصيانة وزيادة قطع الغيار. مع الأخذ في الاعتبار هذه العوامل، تبنت دول الاتحاد الأوروبي سياسة أكثر واقعية،تنص على أن الكابلات ستكون مصنوعة من النحاس ومواد الألومنيوم النقيهل هذه الطريقة المنهجية للاختيار تستحق النظر فيها؟

(مصدر البيانات: لجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية الأمريكية التحقيق في الحرائق التي أجريت في عام 1974 على عدة ولايات ومدن.