ما هي الاستخدامات الرئيسية لألكابلات الألومنيوم؟
إذا كنت قد شاركت مؤخرا في هندسة الطاقة، بناء توزيع الطاقة، أو مشاريع الطاقة الجديدة، ربما سمعت المصطلح "كابلات الألومنيوم." كابلات الألومنيوم، والمعروفة أيضا باسم كابلات سبيكة الألومنيوم أو كابلات الطاقة من الألومنيوم النقي، كان ينظر إليها بعض الناس مع التحيز بسبب المخاوف من الأكسدة وفشل المفاصل.في العقد الماضي، مع نضوج تكنولوجيات معالجة المواد والتوصيل، أصبحت كابلات الألومنيوم بشكل هادئ ركيزة في العديد من المجالات.
إذاً، أين تستخدم أسلاك الألومنيوم بالضبط؟ في أي سيناريوهات هي خيار موثوق، وفي أي منها ليست مناسبة؟دعونا نضع جانبا المعايير التقنية المعقدة وشرح استخداماتهم العملية في اللغة البسيطة.
I. توزيع الكهرباء في المباني السكنية والتجارية الكبيرة
يتم استخدام كابلات الألومنيوم بشكل متزايد في أنظمة إمدادات الطاقة الرئيسية للمباني السكنية متعددة الطوابق ومباني المكاتب ومراكز التسوق. السبب بسيط:في مبنى سكني من 30 طابق، والأسلاك من غرفة التوزيع تحت الأرض إلى الشهود الكهربائية في كل طابق غالبا ما تكون طويلة مئات الأمتار. استخدام أسلاك النحاس فقط من شأنه أن يزيد بشكل كبير من تكاليف المواد الخام.كابلات الألومنيوم، ومع ذلك ، فهي حوالي ثلث وزن النحاس فقط ، مما يجعلها أخف بكثير لنفس مساحة الشق العرضي. وهذا يعني أن كابل واحد سميك يمكن نقله ووضع من قبل شخصين فقط ،القضاء على الحاجة إلى معدات رفع إضافية وتحسين كفاءة البناء بشكل كبير.
في الوقت الحاضر، فإن الممارسة السائدة هي استخدام كابلات سبيكة الألومنيوم (مثل نماذج YJHLV و ZC-YJHLV) للخطوط الرئيسية الرئيسية من المحطة الفرعية إلى صندوق التوزيع في المبنى،بينما تستخدم أسلاك النحاس لخطوط فروع أصغر داخل المبنىهذا المزيج من "جذع الألومنيوم + فروع النحاس" يوفر للمطورين ما يقرب من 30-40٪ على تكاليف شراء الكابلات مع ضمان الموثوقية.
هناك تفاصيل مهمة يجب ملاحظتها: يجب أن تستخدم أقراص الكابلات الألومنيومية أقراص انتقالية نحاسية ألومنيومية وأن تكون مغلفة بالشحوم الموصلة لمكافحة الأكسدة.العديد من الانطباعات السابقة عن "كابلات الألومنيوم عرضة للمشاكل" نشأت في الواقع من استخدام محطات النحاس العادية، والتي تخففت وارتفعت بسبب التوسع الحراري والانكماش، وهي مشكلة يمكن الآن تجنبها تماما من خلال ممارسات البناء الموحدة.
إمدادات الكهرباء للمصانع الصناعية والمعدات الكبيرة
توزيع الطاقة في مصانع الصلب، ورشات عمل التصنيع، ومصانع الكيماويات يشترك في خصائص مشتركة: التيار الكبير، المسافات الطويلة، والاعتماد على سلاسل الكابلات أو القنوات.لمحرك 200 كيلوواط يقع على بعد 150 متر من غرفة التوزيع، سيتطلب الكابلات النحاسية ما يقرب من 3 × 185mm2، في حين أن الكابلات الألومنيومية تحتاج إلى ترقية إلى 3 × 240mm2. على الرغم من أن الكابلات الألومنيومية لديها مساحة مقطع عرض أكبر،سعر شرائهم الإجمالي لا يزال نصف سعر كابلات النحاس.
والأهم من ذلك، أن البيئات الصناعية غالباً ما تنطوي على اهتزازات وغازات تآكل طفيفة.كابلات سبائك الألومنيوم الحديثة (مثل سبائك الألومنيوم من سلسلة AA-8000) أكثر مرونة بكثير من الألومنيوم النقي، وأقل عرضة للكسر في النواة تحت الانحناء المتكرر. علاوة على ذلك ، لا تعاني كابلات الألومنيوم من تشقق التآكل من الإجهاد مثل النحاس في بيئات معينة ،مما يجعلها خيارًا مفضلًا لمناطق معينة في ورشة العمل الكيميائية.
مثال من العالم الحقيقي: مصنع صب للجزء السيارات، حيث درجة الحرارة المحيطة تتجاوز باستمرار 40 درجة مئوية،لديها أكثر من 12 كابل من الألومنيوم وضعت جنبا إلى جنب على سلاسل الكابلات الصلبة في سقف ورشة العملفي ثماني سنوات، لم يكن هناك انقطاع طاقة واحد بسبب الكابلات نفسها.
الطاقة الجديدة الطاقة الشمسية والرياح
قد لا تدركوا ذلك، لكن الطول الإجمالي للكابلات الموجودة في محطة توليد الطاقة الكهروضوئية ذات الطاقة المشتركة 100 ميجاوات يمكن أن يتجاوز 300 كيلومترتكلفة الكابل وحدها يمكن أن تمثل 8-10٪ من إجمالي الاستثمارولذلك، استخدمت صناعة الطاقة الشمسية الطاقة الشمسية منذ فترة طويلة كابلات الألومنيوم على نطاق واسع، وخاصة للخط الأساسي للاتصالات المتبادلة من صندوق المزيج إلى المحول.والكابلات الجانب التيار المتردد من عاكس إلى محول خطوة.
الاستخدام المحدد: من أجل المرونة ومقاومة الطقس ، لا يزال يتم استخدام كابلات النحاس في الغالب من الأوتار داخل المجال الضوئي إلى صندوق المجمع ؛ ومع ذلك ،من صندوق المجمع إلى المحول المركزي (غالباً ما يكون مئات الأمتار)، يتم استخدام كابلات سبيكة الألومنيوم خاصة بالطاقة الشمسية مباشرة. هذه ليست أرخص فقط ولكن أيضا مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، مقاومة للأوزون، ويمكن أن تتكيف مع اختلافات درجات الحرارة من -40 درجة مئوية إلى 90 درجة مئوية.
وينطبق الشيء نفسه على توليد الطاقة الرياحية: توربينات الرياح 5 ميجاوات مع ارتفاع البرج من 120 متر، إذا كان استخدام كابلات النحاس للكابلات الكهربائية داخل البرج، يمكن أن يزن أكثر من 4 أطنان،وضع عبء على هيكل البرج والرفعاستبدالها بكابلات سبيكة الألومنيوم يقلل من الوزن إلى حوالي 2 طن. العديد من توربينات الرياح البرية والبحرية انتقلت الآن إلى حلول كابلات الألومنيوم لكابلات الطاقة الرئيسية.
IV - مصابيح الشوارع البلدية وإضاءة المرور
توفر طاقة مصابيح الشوارع على الطرق الرئيسية الحضرية له سمة: خطوط طويلة ولكن الحمل منخفض كابل واحد مصابيح الشارع قد يدعم 60 ضوءا على امتداد 2 كيلومتر، كل واحد يستهلك 250 واط فقط.في هذا الوضعفي كثير من الأحيان يكون انخفاض الجهد هو الاهتمام الرئيسي ، وليس القدرة على تحمل التيار. الكابلات الألومنيوم ، لأن مساحة قطرها العرضي يمكن زيادتها بسهولة (مع زيادة ضئيلة في التكلفة) ،تقدم حل أكثر اقتصادية لمشكلة انخفاض الجهد.
على سبيل المثال: لمسافة إمدادات الطاقة 2 كيلومتر وحمل 15 كيلوواط ، ستحتاج كابلات النحاس إلى 50mm2 لتلبية متطلبات انخفاض الجهد ؛ يمكن أن تستخدم كابلات الألومنيوم ، ومع ذلك ، 95mm2 ،مما يؤدي إلى انخفاض تكلفة المواد الكليةوعلاوة على ذلك، وبما أن معظم خطوط إضاءة الشوارع مدفونة مباشرة أو وضعت في قنوات، مع متطلبات انحناء منخفضة، عوائب الكابلات الألومنيوم هي إلى حد كبير دون أن يلاحظ.
في السنوات الأخيرة ، تم اعتماد كابلات YJV الألومنيوم أو كابلات VV الألومنيوم على نطاق واسع للطرق الرئيسية في المناطق الحضرية الجديدة ، والطرق السريعة حول المطارات ،والطرق داخل المنتزهات الصناعية في العديد من المدن على مستوى البلاد.
مشروعات الطاقة المؤقتة وسوق الإيجار
لتزويد الطاقة المؤقتة في مواقع البناء، والأحداث الكبيرة، والوصول إلى الطاقة في حالات الطوارئ، تكون كابلات الألومنيوم معدات قياسية تقريبًا في هذه السيناريوهات. لماذا؟لأن الكابلات تحتاج إلى وضعها في كثير من الأحيانالكابلات من الألومنيوم لديها تكاليف شراء منخفضة، والخسائر أو الأضرار أقل إزعاجا، وعلاوة على ذلك فهي خفيفة الوزن،تسمح لشخصين بتمرير عدة مئات من الأمتار يومياً، ومشاريع كهرباء مؤقتة ذات جدول زمني ضيق لا يمكنها تحمل انتظار وصول المعدات الثقيلة.
شركات تأجير الكهرباء المؤقتة ذوات الخبرة ستقوم بتخزين مواصفين: كابلات الألومنيوم للاستخدام بين مصدر الطاقة الرئيسي وصناديق التوزيع الثانوية،و كابلات النحاس فقط للاتصالات من صندوق التوزيع النهائي إلى معدات محددةهذا يفي بمتطلبات السلامة، ويتحكم في أسعار الإيجار، ويكون مقبولًا للعملاء.
أين يجب استخدام كابلات الألومنيوم "بالتأكيد لا تستخدم"؟
توضيح الاستخدامات الرئيسية بوضوح ووضع الخطوط العريضة للحظر يظهر المسؤولية.
أسلاك الحماية من الحريق: مطلوبة كابلات مقاومة للحريق للحفاظ على إمدادات الطاقة لمدة 90-180 دقيقة تحت اللهب 950 درجة مئوية.تتراجع المقاومة الميكانيكية للكابلات الألومنيومية بشكل أسرع عند درجات الحرارة العالية من الكابلات النحاسيةولذلك، فإن اللوائح تشترط صراحة استخدام كابلات النحاس في خطوط الطاقة الرئيسية لمضخات الحريق ومروحي مخرجات الدخان وإضاءة الطوارئ وغيرها من معدات الحماية من الحرائق.
في البيئات ذات الحركة الشديدة أو الاهتزازات: سكة الحديد الموصلة للرافعة ، كابلات سفر المصعد ، وكابلات معدات رفع الموانئويتطلب الالتفاف عمر التعب من كابلات الألومنيوم أقصر بكثير من كابلات النحاس.
في البيئات الرطبة بشكل خاص أو الحمضية / القلوية: في حين أن فيلم أكسيد الألومنيوم مستقر في البيئات الجافة ،خطر التآكل الكهروكيماوي يزداد بشكل كبير في البيئات الرطبة طويلة الأمد أو بخار الحمض / القلوي إذا كان هناك عيوب طفيفة في عملية التوصيل.
باختصار ، التطبيقات الرئيسية للكابلات الألومنيوم هي: القسم العريض الكبير ، المسافة الطويلة ، الحمل المتوسط ، والتركيب الثابت في سيناريوهات العمود الفقري لتوزيع الطاقة ،مناسبة بشكل خاص للمشاريع الحساسة للتكلفة، المشاريع ذات ظروف البناء المحدودة، أو المشاريع ذات متطلبات الوزن.إنه حل هندسي "يتبادل الكفاءة الاقتصادية والخفيفة من خلال زيادة مساحة القسم العرضي بشكل مناسب. "
احصل على ثلاثة نقاط رئيسية صحيحة: اختيار مواد سبيكة الألومنيوم الصحيحة (لا تستخدم قديم الموضة نقية الألومنيوم الموصل الصلب) ، واستخدام الحواف الانتقالية النحاس الألومنيوم،وتشديد وفقًا لمتطلبات الدوران وإعادة تشديد بانتظام.
