هادی های مورد استفاده در سیم برق

هادی به اجسامی که رسانای خوبی برای عبور جریان الکتریکی باشند و یا توانایی عبور حرارت را داشته باشند،اطلاق می شود.هادی الکتریکی پایه اصلی سازوکار سیم و کابل می باشد،طوری که صنعت برق بدون وجود هادی وجود خارجی ندارد و بدون هادی عملاً هیچگونه عملکردی اتفاق نمی افتد.با وجود الکترون های آزاد در سراسر ساختار فلزات،فلزات این ویژگی را کسب میکنند،با این حال همه فلزات رسانای خوب جریان الکتریکی نیستند و فلزات در میزان رسانایی از یکدیگر متفاوت می باشند. در میان فلزات،فلز مس با وجود ویژگی های مطلوب در صنعت سیم وکابل بیشتر در دایره توجه قرار دارد و مصرف می شود و رسانایی کمتری در مقایسه با فلز نقره دارد.فلز نقره قیمت بالاتری دارد و استفاده از نقره در صنعت هزینه گزافی دارد.در یک رسانای الکتریکی، بارهای الکتریکی، زمانی که اختلاف پتانسیل روی آن‌ ها اعمال می‌شود، از اتمی به اتم دیگر حرکت می‌کنند. از رساناهای الکتریکی به شکل سیم نیز استفاده می‌شود.

انواع هادی الکتریکی و ویژگی کاربردی هر هادی:

هادی سیم ها و کابل ها را میتوان با فلزات جامد گوناگونی نظیرمس،آلومینیوم،نقره و انواع آلیاژها ساخت اما در اکثر امور مربوط به انتقال جریان الکتریکی از هادی مسی و آلومینیومی بهره می گیریم که هر کدام ویژگی های انحصاری و قابل توجهی در صنعت دارند.هادی مسی رسانایی بالاتر و هزینه ای سنگین تر در قیاس با هادی آلومینیومی دارد،در صورتی که هادی آلومینیومی وزنی سبک تر و هزینه ای کم تر دارد.

در این مقاله به بررسی انواع هادی الکتریکی مورد توجه سیم و کابل میپردازیم:

هادی های خطوط انتقال و مشخصات اساسی هر هادی:

در خطوط انتقال با توجه بر ویژگی شاخص وزن کم تر،اغلب از هادی آلومینیومی استفاده می شود که بر حسب تعداد هادی ها طبقه بندی می شوند.

هادی تکی:هر فاز با یک هادی تشکیل می شود.
هادی چندتایی:هر فاز با چند هادی تشکیل می شود.

هادی AAC وساختار تشکیل دهنده هادی:

هادی های تمام آلومینیومی از رشته های مفتولی آلومینیومی با آلومینیوم تقریبا خالص به هم تابیده می شوند که لایه لایه ساخته می شوند و به هرلایه که روی لایه قبلی قرار می گیرد6عدد رشته مفتولی اضافه می شود.

هادی تمام آلومینیوم AAC علاوه بر ویژگی سبکی و قیمت پایین تر از مس،در مقابل خوردگی نیز مقاومت بالایی دارد و درنتیجه از هادی AAC در سیم کشی بسیاری از امورسیم وکابل ودر حوزه خطوط انتقال استفاده می شود.

هادی AAACوویژگی های هادی:

هادی های AAAC ساختاری تقریبا مشابه با هادی های سری AAC دارند با این تفاوت که در این نوع هادی ها از دو عنصر منیزیم و سیلیسیم برای افزایش استحکام در مقابل خورده شدن و برای استفاده گسترده تر بهره گیری می شود.و باتوجه به مقاومت بالا این هادی در خطوط انتقال مناطق ساحلی که نیاز به کابل های مقاوم امری مهم می باشد،کاربرد دارند.

هادی آلومینیومی ACSR و محیط کاربرد هادی های ACSR:

هادی های آلومینیومی ACSR از دو بخش مرکزی با رشته و یا رشته های مفتولی فولادی و حول بخش مرکزی که با رشته های مفتول آلومینیومی و با هدف افزایش مقاومت مکانیکی هادی ساخته می شوند و از این نوع هادی در خطوط انتقال هوایی با فاصله زیاد دکل ها و در شرایط آب و هوایی سخت با ویژگی های ساختاری مناسب با شرایط استفاده می شود.

هادی SLAC:

هادی SLAC الگوی ساختاری دقیقا یکسانی با هادی ACSR دارد با این تفوت که هادی SLAC رشته هایی با مقاطعی غیردایره ای ساخته می شوند.این هادی ها در مقایسه با هادی های ACSR با مقاطع تقریبا یکسان مقاومت الکتریکی کم تری دارند،که این تفاوت مقطعی و مقاومت کم تر هادی SLAC با هدف کم تر شدن تلفات الکتریکی در خطوط انتقال هوایی با این هادی می باشد.

هادی TACSR و ویژگی شاخص این نوع هادی:

در ساختار این نوع هادی از زیرکونیوم با هدف افزایش مقاومت حرارتی استفاده می شود واز درجه مقاومت بالاتری در مقایسه با هادی ACSR برخوردار می باشد،به طوریکه این هادی تا دمای 150 درجه سانتی گراد را متحمل می شود و هیچ اختلالی در عملکرد کابل پدید نمی آورد.

هادی فولادی با روکش آلومینیومی:

در ساختار این هادی یک پوشش آلومینیومی برای محافظت از مرکز فولادی جهت کاهش میزان خوردگی استفاده می شود و در خطوط هوایی انتقال به عنوان سیم دارای محافظ استفاده می شود.

مشخصات فنی هادی خطوط انتقال بر اساس استانداردهایDINوBSTN:

مشخصات فنی هادی های هوایی تمام الومینیومی بر اساس استاندارد DIN48201

مقاومت الکتریکی (Ω/km)	نیروی کششی محاسباتی (Kgf)	وزن (Kg/km)	سطح مقطع (mm2)	قطر بیرونی (mm)	قطر رشته آلومینیوم (mm)	تعداد رشته آلومینیومی	کد/نام
2.09127	453	43	15.89	5.1	1.70	7	16
1.37047	651	66	24.24	6.3	2.10	7	25
0.96700	979	94	34.36	7.5	2.50	7	35
0.67153	1409	135	49.48	9.0	3.00	7	50
0.69063	1377	133	48.35	9.0	1.80	19	50.1
0.50740	1875	181	65.81	10.5	2.10	19	70
0.35802	2657	236	93.26	12.5	2.50	19	95
0.28541	3333	322	116.99	14	2.80	19	120
0.22742	4191	405	147.11	15.8	2.25	37	150
0.18421	5174	500	181.62	17.5	2.50	37	185
0.13835	6909	670	242.53	20.3	2.25	61	240
0.11206	8530	827	299.42	22.5	2.50	61	300
0.08386	11398	1105	400.13	26.0	2.89	61	400
0.06713	14238	1381	499.82	29.1	3.23	61	500
0.05369	17838	1733	626.18	32.6	2.96	91	625
0.04192	22848	2226	802.06	36.9	3.35	91	800
0.03367	28477	2767	999.68	41.1	3.74	91	1000

مشخصات فنی هادی های هوایی تمام آلومینیومی بر اساس استاندارد BSTN50182

مقاومت الکتریکی (Ω/km)	استحکام کششی (KN)	وزن متریک (Kg/km)	قطر هادی (mm)	قطر سیم (Mm)	تعداد رشته	سطح مقطع (mm2)	کد
1.7480	5.55	51.4	5.55	1.85	7	18.8	BOX
1.3828	7.02	64.9	6.24	2.08	7	23.8	ACACIA
1.0926	8.88	82.2	7.02	2.34	7	30.1	ALMOND
0.9273	10.46	96.8	7.62	2.54	7	35.5	CEDAR
0.7797	12.44	115.2	8.31	2.77	7	42.2	BEODAR
0.6875	14.11	130.6	8.85	2.95	7	47.8	FIR
0.5494	17.66	163.4	9.90	3.30	7	59.9	HAZEL
0.4591	21.14	195.6	10.8	3.61	7	71.6	PINE
0.3913	24.79	229.5	11.7	3.91	7	84.1	HOLLY
0.3665	26.47	245.0	12.1	4.04	7	89.7	WILLOW
0.2767	35.07	324.5	14.0	4.65	7	118.9	OAK
0.2192	44.52	414.3	15.9	3.18	19	150.9	MULBERRY
0.1830	53.31	496.1	17.4	3.48	19	180.7	ASH
0.1568	62.24	579.2	18.8	3.76	19	211.0	ELM
0.1387	70.61	659.4	20.1	2.87	37	239.4	POPLAR
0.1095	89.40	835.2	22.6	3.23	37	303.2	SYCAMORE
0.0917	106.82	997.5	24.7	3.53	37	362.1	UPAS
0.0693	141.31	1 319.6	28.4	4.06	37	479.0	YEW
0.0666	146.93	1 372.1	29.0	4.14	37	498.1	TOTARA
0.0567	173.13	1 622.0	31.5	3.50	61	586.9	RUBUS
0.0505	194.53	1 822.5	33.4	3.71	61	659.4	SORBUS
0.0406	242.24	2 269.4	37.3	4.14	61	821.1	ARAUCARIA
0.0334	293.88	2 753.2	41.0	4.56	61	996.2	REDWOOD

انواع هادی‌ های مورد استفاده در سیم برق

مواد اولیه‌ی بسیاری برای انتقال انرژی الکتریکی استفاده می‌شوند، اما مواردی که اغلب به عنوان انواع رسانا ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، عبارت‌ اند از مس، فولاد با روکش مس، آلومینیوم و آلیاژ های قوی. برای کاربرد های غیر معمول‌ تر، هادی‌ ها از نیکل خالص، نقره‌ی خالص، آلومینیوم با مس و آلیاژ ها و ترکیبات فلزی نیز ساخته می‌شوند. این فلزات اغلب با روکش پلاستیکی، پلی اتیلن، آزبست، ترموپلاستیک یا مواد کامبره‌ی ‌لاک‌ دار به عنوان عایق پوشانده می‌شوند؛ زیرا بسته به عوامل مختلف، از جمله مقدار ولتاژ مدار یا دما، دارای تحرک بسیار پایین الکترون (تعداد کمی یا بدون الکترون آزاد) هستند. همه ی فلزات رسانا از میزان رسانایی یکسانی برخوردار نبوده و همه‌ی عایق‌ ها به یک اندازه در برابر حرکت الکترون مقاوم نیستند. علاوه بر این، برخی از مواد در شرایط مختلف تغییراتی در خواص الکتریکی خود ایجاد می‌کنند. در ادامه چند مورد از رایج‌ ترین هادی‌ های مورد استفاده در سیم برق را که سبب هدایت الکتریکی می‌شوند، بررسی خواهیم کرد؛

مس

مس پرکاربرد ترین ماده‌ی رسانا و از رایج‌ ترین هادی‌ های مورد استفاده در سیم برق است. از جمله خواص فیزیکی مس می‌توان به رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا، شکل‌ پذیری و قابلیت لحیم‌ پذیری، نقطه‌ی ذوب بالا و مقاومت بسیار زیاد در برابر خوردگی و سایش اشاره کرد که آن را به یکی از بهترین هادی‌ های مورد استفاده در سیم برق تبدیل می‌کند.

فولاد با روکش مس

فولاد با روکش مس، رسانایی و مقاومت خوردگی مس را با مقاومت فولاد ترکیب می‌کند. در حال حاضر سه نوع از این ماده موجود است که اساسا در روش تولید فلز کامپوزیت متفاوت هستند: در یک نوع، جوش مذاب به طور دائم دو جزء را به هم متصل می‌کند. در دیگری، یک لایه مس روی یک میله ی فولادی آبکاری می‌شود و در سوم، مس و فولاد به طور متالورژی به یکدیگر پیوند می‌خورند. در هادی مس فولادی (SCC)، یک یا دو لایه رشته‌ی مسی یک رسانای مس فولادی را احاطه کرده و هسته‌ی فولادی مقاومت کششی را به هادی اضافه می‌کند.

آلیاژهای با مقاومت بالا

اگرچه این مواد گران تر از سیم‌های فولادی با روکش مس هستند، اما قدرت و عمر انعطاف‌ پذیری بیشتری را با افزایش اندک مقاومت DC ارائه می‌دهند. مس کادمیوم-کروم، مس کادمیوم، مس کروم و زیرکونیوم بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ برای سیم ها و کابل‌ های سربی پزشکی استفاده می‌شود. فولاد ضد زنگ در مقایسه با مس رسانایی ضعیفی دارد و ممکن است برای بهبود رسانایی باید با طلا روکش شود.

آلومینیوم

آلومینیوم معمولا به عنوان هادی استفاده می‌شود. این فلز اگرچه به اندازه‌ی مس رسانای خوبی نیست، اما برای کاربرد هایی مانند کابل‌ های توزیع قدرت بزرگ که از روی ستون‌ های برق عبور می‌کنند بسیار سبک‌ تر و مفید تر است. کابل‌ های مسی برای این کار بسیار سنگین خواهند بود. آلومینیوم همچنین با خواص منحصر به فرد خود در ساخت ترانزیستور ها و دیود ها مفید است.

در این میان، با وجود این که نقره رسانای بهتری از مس در نظر گرفته می‌شود، اما به دلیل گران بودن، تنها در موارد بسیار نادر مورد استفاده قرار می‌گیرد.در نظر داشته باشید که هادی‌ های مورد استفاده در سیم برق با توجه به عوامل مختلف از جمله قطر سیم، کاربرد و میزان دما و رطوبت محیط جهت استفاده از آن، متغیر هستند. با توجه به موارد ذکر شده، هادی‌ های الکتریکی یا هادی‌ های مورد استفاده در سیم برق از فلزاتی مانند مس، آلومینیوم و غیره تشکیل شده‌اند. اگرچه اغلب سیم‌ ها از مس ساخته می‌شوند؛ زیرا این فلز الکتریسیته را با انعطاف‌ پذیری بالا و مقاومت بسیار کمی هدایت می‌کند. اما به طور کلی سیم‌ های بسیار انعطاف‌ پذیر و در سطح مقطع مدور، از فلزات و آلیاژ های مختلف، از جمله آهن، فولاد، برنج، برنز، مس، آلومینیوم، روی، طلا، نقره و پلاتین ساخته می‌شوند.

پیشنهاد مطالعه :کابل قدرت دو رشته ای با هادی مسی و آلومینیومی

شرکت سیم و کابل ابهر با استفاده از پیشرفته ترین دستگاه ها و تجهیزات و به روز ترین متدهای روز دنیا به تولید هادی های آلومینیومی خطوط انتقال می پردازد و یکی از برترین برندها در تولید هادی های خطوط انتقال در میان تولیدکنندگان سطح برتر کشور می باشد.برای خرید از محصولات با کیفیت کابل ابهر می توانید به صورت اینترنتی و یا از طریق نمایندگی های فروش این شرکت در سراسر ایران اقدام کنید.

نوبخت نوبخت

می 16, 2022