Zliatina medi a cínu

Aké faktory určujú, či sa ako materiál vodičov káblov použije meď alebo hliník?

Pri výbere materiálov káblových vodičov ovplyvňujú použitie medi a hliníka najmä tieto faktory:

1. Vodivosť
   Vodivosť medi: Vodivosť medi je približne 100 % IACS (International Annealed Copper Standard), čo je oveľa vyššia hodnota ako vodivosť hliníka (asi 61 % IACS). Vďaka tomu je meď vhodnejšia pre scenáre, ktoré vyžadujú vysokú vodivosť.
   Vodivosť hliníka: Napriek nižšej vodivosti je hliník vďaka nízkej hmotnosti a nižším nákladom konkurencieschopný v mnohých scenároch.
   2. Mechanické vlastnosti
   Mechanická pevnosť medi: Meď má vysokú pevnosť v ťahu, dobrú odolnosť proti únave a nie je ľahké ju zlomiť ohybom alebo vibráciami. Je vhodný pre scenáre, ktoré vyžadujú vysokú mechanickú pevnosť (ako sú výťahové káble a banské káble).
   Mechanická pevnosť hliníka: Hliník je mäkší a má slabú odolnosť proti únave a môže vyžadovať väčšiu plochu prierezu, aby sa kompenzoval nedostatok jeho mechanických vlastností.
   3. Hmotnosť
   Hmotnosť medi: Meď je asi o 70 % ťažšia ako hliník, takže nemusí byť hospodárna, keď sa používa na dlhé vzdialenosti alebo scenáre, ktoré vyžadujú nízku hmotnosť.
   Hmotnosť hliníka: Vďaka nízkej hmotnosti je hliník výhodnejší v scenároch, ktoré vyžadujú zníženie hmotnosti, ako je letecký priemysel a prenosové vedenia.
   4. Náklady
   Náklady na meď: Meď je zvyčajne asi trikrát drahšia ako hliník, takže medené káble majú vyššie počiatočné náklady.
   Náklady na hliník: Hliník má nižšie náklady, vďaka čomu je atraktívnejší pre projekty s obmedzeným rozpočtom.
   5. Odolnosť proti korózii
   Odolnosť proti korózii medi: Meď má dobrú odolnosť proti korózii vo väčšine prostredí, ale môže byť ovplyvnená v prostrediach s obsahom síry.
   Odolnosť proti korózii hliníka: Na povrchu hliníka sa vytvára vrstva ochranného filmu z oxidu hlinitého, ale pri vysokej vlhkosti alebo kyslom prostredí môže byť potrebná špeciálna úprava (napríklad náter).
   6. Aplikačné scenáre
   Aplikácia medi: Vhodné pre scenáre, ktoré vyžadujú vysokú spoľahlivosť a výkon, ako sú vysokonapäťové káble, elektroinštalácia budov a priemyselné zariadenia.
   Aplikácia hliníka: Väčšinou sa používa v scenároch, ktoré vyžadujú ľahké a nízke náklady, ako sú vysokonapäťové prenosové vedenia a vonkajšie nadzemné káble.
   7. Pripojenie a inštalácia
   Výkon medeného spojenia: Medené vedenie má vyššiu spoľahlivosť a spoje sa nedajú ľahko uvoľniť alebo prehriať.
   Výkon hliníkového spojenia: Hliníkové vodiče vyžadujú špeciálne svorky alebo úpravy (ako je zabránenie tečeniu a oxidácii) pri zapájaní.

Pre aké konkrétne scenáre sú vhodné bežné typy káblov (ako sú nízkonapäťové káble, vysokonapäťové káble, káble z optických vlákien atď.)?

1. Nízkonapäťový kábel

Vlastnosti: Pracovné napätie zvyčajne nie je väčšie ako 1 kV, materiál vodiča je väčšinou meď alebo hliník a izolačný materiál je bežne PVC alebo XLPE.

Aplikačné scenáre:
Rozvod elektrickej energie v budove: používa sa na rozvod elektrickej energie v obytných a komerčných budovách, ako je osvetlenie, zásuvky a iné nízkonapäťové zariadenia.

Priemyselné použitie: pripojenie nízkonapäťových zariadení v rámci závodu.

Ovládací kábel: nízkonapäťový riadiaci systém a prenos signálu.

2. Kábel vysokého napätia

Vlastnosti: Rozsah pracovného napätia je zvyčajne 1 kV až 35 kV a často sa používa v miestnych distribučných sieťach.

Aplikačné scenáre:
Mestská distribúcia energie: používa sa na distribúciu elektrickej energie z rozvodní do sekundárnych distribučných sietí v mestách alebo priemyselných oblastiach.

Priemyselná oblasť: napríklad napájanie zariadení so stredným napätím, ako sú bane a prístavy.

Výroba veternej energie: pripojenie veterných turbín a energetických sietí.

3. Vysokonapäťový kábel

Vlastnosti: Rozsah prevádzkového napätia je zvyčajne 35 kV až 220 kV a viac, s vysokými požiadavkami na dizajn a izolačné materiály sú väčšinou XLPE alebo izolácia z olejového papiera.

Aplikačné scenáre:
Prenos energie na veľké vzdialenosti: používa sa pre vysokonapäťové prenosové vedenia na prenos elektriny z elektrární do miest.

Pripojenie rozvodne: pripojiť elektrárne, rozvodne a rozvodné siete.

Ťažké priemyselné zariadenia: poskytujú energiu pre vysokonapäťové zariadenia.

4. Ultra vysokonapäťový kábel

Vlastnosti: Prevádzkové napätie presahuje 220 kV, technológia je zložitá a zvyčajne sa používa plynová izolácia alebo špeciálne izolačné materiály.

Aplikačné scenáre:
Systém diaľkového prenosu energie: medziregionálne a medzištátne prenosové vedenia.

Kľúčové energetické projekty: ako napríklad diaľkové prenosové vedenia jadrových elektrární a veľkých vodných elektrární.

5. Kábel s optickými vláknami

Vlastnosti: Používa optické signály na prenos údajov s výhodami, ako je veľká šírka pásma, nízke straty a antielektromagnetické rušenie.

Aplikačné scenáre:
Telekomunikačné siete: chrbticové siete, metropolitné siete a prístupové siete.

Internetová komunikácia: prepojenie dátového centra, domáci širokopásmový prístup.
Priemysel a monitoring: priemyselná automatizačná sieť, bezpečnostný monitorovací systém.
Špeciálne prostredie: vysoká elektromagnetická oblasť, ktorá musí odolávať rušeniu.

6. Tienený kábel

Vlastnosti: s kovovou tieniacou vrstvou, vynikajúci výkon proti elektromagnetickému rušeniu.
Scenár aplikácie:
Priemyselné riadenie: zabránenie rušeniu signálu, používané v riadiacich systémoch ako PLC, DCS.
Lekárske vybavenie: vysoko presný prenos signálu.
Prenos zvuku a videa: zabráňte šumu signálu.

7. Ohňovzdorný kábel a kábel spomaľujúci horenie

Vlastnosti: Ohňovzdorný kábel môže naďalej dodávať energiu pri požiari a kábel spomaľujúci horenie môže spomaliť šírenie ohňa.
Scenár aplikácie:
Bezpečné miesta: výškové budovy, metro, letiská, tunely atď.
Núdzový systém: požiarne čerpadlá, núdzové osvetlenie a komunikačné systémy.

8. Špeciálny kábel

Vlastnosti: navrhnuté podľa špeciálnych prostredí alebo potrieb, materiály a štruktúry majú špecifické funkcie.
Bežné typy a aplikácie:
Banské káble: vhodné do náročných prostredí v baniach, odolné voči opotrebovaniu a vysokému napätiu.
Podmorské káble: používajú sa na podmorské napájanie alebo prenos dát.
Káble odolné voči vysokým teplotám: používajú sa v prostredí s vysokou teplotou, ako je letecký priemysel a oceliarne.