โลหะผสมทองแดงดีบุก

ปัจจัยใดเป็นตัวกำหนดว่าทองแดงหรืออลูมิเนียมถูกใช้เป็นวัสดุตัวนำสายเคเบิลหรือไม่?

เมื่อเลือกวัสดุตัวนำสายเคเบิล การใช้ทองแดงและอลูมิเนียมจะได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่อไปนี้เป็นหลัก:

1. การนำไฟฟ้า
   ค่าการนำไฟฟ้าของทองแดง: ค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงอยู่ที่ประมาณ 100% IACS (มาตรฐานทองแดงอบอ่อนระหว่างประเทศ) ซึ่งสูงกว่าค่าการนำไฟฟ้าของอลูมิเนียมมาก (ประมาณ 61% IACS) ทำให้ทองแดงเหมาะสมกับสถานการณ์ที่ต้องการการนำไฟฟ้าสูงมากขึ้น
   ค่าการนำไฟฟ้าของอะลูมิเนียม: แม้ว่าค่าการนำไฟฟ้าจะต่ำกว่า แต่อะลูมิเนียมมีน้ำหนักเบาและต้นทุนที่ต่ำกว่าทำให้สามารถแข่งขันได้ในหลาย ๆ สถานการณ์
   2. คุณสมบัติทางกล
   ความแข็งแรงทางกลของทองแดง: ทองแดงมีความต้านทานแรงดึงสูง ทนต่อความล้าได้ดี และไม่แตกหักง่ายจากการโค้งงอหรือการสั่นสะเทือน เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความแข็งแรงเชิงกลสูง (เช่น สายเคเบิลลิฟต์และสายเคเบิลการขุด)
   ความแข็งแรงทางกลของอลูมิเนียม: อลูมิเนียมมีความนุ่มกว่าและมีความทนทานต่อความล้าต่ำ และอาจต้องใช้พื้นที่หน้าตัดที่ใหญ่ขึ้นเพื่อชดเชยการขาดคุณสมบัติทางกล
   3. น้ำหนัก
   น้ำหนักของทองแดง: ทองแดงหนักกว่าอลูมิเนียมประมาณ 70% ดังนั้นจึงอาจไม่ประหยัดเมื่อใช้ในระยะทางไกลหรือสถานการณ์ที่ต้องการน้ำหนักเบา
   น้ำหนักอะลูมิเนียม: คุณสมบัติน้ำหนักเบาของอะลูมิเนียมทำให้ได้เปรียบมากขึ้นในสถานการณ์ที่ต้องการลดน้ำหนัก เช่น การบินและอวกาศและสายส่งไฟฟ้า
   4. ต้นทุน
   ราคาทองแดง: โดยทั่วไปทองแดงจะมีราคาแพงกว่าอลูมิเนียมประมาณสามเท่า ดังนั้นสายทองแดงจึงมีราคาเริ่มต้นที่สูงกว่า
   ต้นทุนอะลูมิเนียม: อะลูมิเนียมมีต้นทุนที่ต่ำกว่า ทำให้น่าสนใจยิ่งขึ้นสำหรับโครงการที่มีงบประมาณจำกัด
   5. ความต้านทานการกัดกร่อน
   ความต้านทานการกัดกร่อนของทองแดง: ทองแดงมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ แต่อาจได้รับผลกระทบในสภาพแวดล้อมที่มีกำมะถัน
   ความต้านทานการกัดกร่อนของอะลูมิเนียม: ชั้นของฟิล์มป้องกันอะลูมิเนียมออกไซด์จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของอะลูมิเนียม แต่อาจจำเป็นต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ (เช่น การเคลือบ) ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงหรือมีกรด
   6. สถานการณ์การใช้งาน
   การใช้งานกับทองแดง: เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพสูง เช่น สายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูง การเดินสายไฟในอาคาร และอุปกรณ์อุตสาหกรรม
   การใช้งานอะลูมิเนียม: ส่วนใหญ่ใช้ในสถานการณ์ที่ต้องการน้ำหนักเบาและต้นทุนต่ำ เช่น สายส่งไฟฟ้าแรงสูงและสายเคเบิลเหนือศีรษะกลางแจ้ง
   7. การเชื่อมต่อและการติดตั้ง
   ประสิทธิภาพการเชื่อมต่อด้วยทองแดง: การเดินสายทองแดงมีความน่าเชื่อถือสูงกว่า และข้อต่อไม่คลายหรือร้อนเกินไปง่าย
   ประสิทธิภาพการเชื่อมต่ออะลูมิเนียม: ตัวนำอะลูมิเนียมจำเป็นต้องมีขั้วต่อหรือการดูแลพิเศษ (เช่น ป้องกันการคืบคลานและออกซิเดชัน) เมื่อเดินสายไฟ

ประเภทสายเคเบิลทั่วไป (เช่น สายไฟแรงดันต่ำ สายไฟแรงสูง เคเบิลไฟเบอร์ออปติก ฯลฯ) เหมาะสำหรับสถานการณ์เฉพาะใด

1. สายเคเบิลแรงดันต่ำ

คุณสมบัติ: แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานมักจะไม่เกิน 1kV วัสดุตัวนำส่วนใหญ่เป็นทองแดงหรืออลูมิเนียม และวัสดุฉนวนโดยทั่วไปคือ PVC หรือ XLPE

สถานการณ์การใช้งาน:
การจ่ายไฟในอาคาร: ใช้สำหรับจ่ายไฟในอาคารพักอาศัยและอาคารพาณิชย์ เช่น ไฟส่องสว่าง ปลั๊กไฟ และอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงต่ำอื่นๆ

ใช้ในอุตสาหกรรม: การเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าแรงต่ำภายในโรงงาน

สายควบคุม: ระบบควบคุมแรงดันต่ำและการส่งสัญญาณ

2. สายไฟแรงดันปานกลาง

คุณสมบัติ: ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานมักจะอยู่ที่ 1kV ถึง 35kV และมักใช้ในเครือข่ายการจำหน่ายในท้องถิ่น

สถานการณ์การใช้งาน:
การกระจายพลังงานไฟฟ้าในเขตเมือง: ใช้เพื่อกระจายพลังงานไฟฟ้าจากสถานีไฟฟ้าย่อยไปยังเครือข่ายการกระจายไฟฟ้ารองในเมืองหรือพื้นที่อุตสาหกรรม

สาขาอุตสาหกรรม: เช่นแหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าปานกลาง เช่น เหมืองและท่าเรือ

การผลิตพลังงานลม: เชื่อมต่อกังหันลมและโครงข่ายไฟฟ้า

3. สายไฟฟ้าแรงสูง

คุณสมบัติ: ช่วงแรงดันไฟฟ้าใช้งานมักจะอยู่ที่ 35kV ถึง 220kV ขึ้นไป โดยมีข้อกำหนดด้านการออกแบบที่สูง และวัสดุฉนวนส่วนใหญ่เป็น XLPE หรือฉนวนกระดาษน้ำมัน

สถานการณ์การใช้งาน:
การส่งไฟฟ้าทางไกล: ใช้สำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงสูงเพื่อส่งไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าไปยังเมือง

การเชื่อมต่อสถานีย่อย: เชื่อมต่อโรงไฟฟ้า สถานีย่อย และเครือข่ายการจำหน่าย

อุปกรณ์อุตสาหกรรมหนัก: ให้พลังงานแก่อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง

4. สายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ

คุณสมบัติ: แรงดันไฟฟ้าเกิน 220kV เทคโนโลยีมีความซับซ้อนและมักใช้ฉนวนก๊าซหรือวัสดุฉนวนพิเศษ

สถานการณ์การใช้งาน:
ระบบส่งไฟฟ้าทางไกล: สายส่งข้ามภูมิภาคและข้ามชาติ

โครงการพลังงานที่สำคัญ: เช่น สายส่งของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และสถานีไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่

5. สายเคเบิลใยแก้วนำแสง

คุณสมบัติ: ใช้สัญญาณแสงในการส่งข้อมูล โดยมีข้อดี เช่น แบนด์วิธสูง การสูญเสียต่ำ และป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า

สถานการณ์การใช้งาน:
เครือข่ายโทรคมนาคม: เครือข่ายหลัก เครือข่ายเขตนครหลวง และเครือข่ายการเข้าถึง

การสื่อสารทางอินเทอร์เน็ต: การเชื่อมต่อโครงข่ายศูนย์ข้อมูล การเข้าถึงบรอดแบนด์ภายในบ้าน
อุตสาหกรรมและการตรวจสอบ: เครือข่ายระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ระบบตรวจสอบความปลอดภัย
สภาพแวดล้อมพิเศษ: พื้นที่แม่เหล็กไฟฟ้าสูงที่ต้องต้านทานการรบกวน

6. สายเคเบิลหุ้มฉนวน

คุณสมบัติ: ด้วยชั้นป้องกันโลหะประสิทธิภาพการป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม
สถานการณ์การใช้งาน:
การควบคุมทางอุตสาหกรรม: ป้องกันการรบกวนสัญญาณที่ใช้ในระบบควบคุมเช่น PLC, DCS
อุปกรณ์ทางการแพทย์: การส่งสัญญาณที่มีความแม่นยำสูง
การส่งสัญญาณเสียงและวิดีโอ: ป้องกันสัญญาณรบกวน

7. สายเคเบิลทนไฟและสายเคเบิลทนไฟ

คุณสมบัติ: สายเคเบิลทนไฟสามารถจ่ายไฟให้กับกองไฟต่อไปได้ และสายเคเบิลทนไฟสามารถชะลอการแพร่กระจายของไฟได้
สถานการณ์การใช้งาน:
สถานที่ปลอดภัย: อาคารสูง รถไฟใต้ดิน สนามบิน อุโมงค์ ฯลฯ
ระบบฉุกเฉิน: ปั๊มดับเพลิง ไฟฉุกเฉิน และระบบสื่อสาร

8. สายเคเบิลพิเศษ

คุณสมบัติ: ออกแบบตามสภาพแวดล้อมหรือความต้องการพิเศษ วัสดุและโครงสร้างมีหน้าที่เฉพาะ
ประเภทและการใช้งานทั่วไป:
สายเคเบิลการทำเหมือง: เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงในเหมือง ทนต่อการสึกหรอและทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูง
สายเคเบิลใต้น้ำ: ใช้สำหรับจ่ายพลังงานใต้น้ำหรือส่งข้อมูล
สายเคเบิลทนอุณหภูมิสูง: ใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เช่น การบินและอวกาศและโรงงานเหล็กกล้า