Những yếu tố nào quyết định liệu đồng hay nhôm được sử dụng làm vật liệu dẫn cáp?
Khi lựa chọn vật liệu dây dẫn cáp, việc sử dụng đồng và nhôm chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:
- Độ dẫn điện
Độ dẫn điện của đồng: Độ dẫn điện của đồng khoảng 100% IACS (Tiêu chuẩn đồng ủ quốc tế), cao hơn nhiều so với độ dẫn điện của nhôm (khoảng 61% IACS). Điều này làm cho đồng phù hợp hơn với các tình huống đòi hỏi độ dẫn điện cao.
Độ dẫn điện của nhôm: Mặc dù độ dẫn điện thấp hơn nhưng trọng lượng nhẹ và giá thành thấp hơn của nhôm khiến nó có tính cạnh tranh trong nhiều trường hợp.
2. Tính chất cơ học
Độ bền cơ học của đồng: Đồng có độ bền kéo cao, chống mỏi tốt, không dễ bị gãy khi uốn cong hoặc rung. Nó phù hợp với các tình huống đòi hỏi độ bền cơ học cao (chẳng hạn như cáp thang máy và cáp khai thác mỏ).
Độ bền cơ học của nhôm: Nhôm mềm hơn và có khả năng chống mỏi kém và có thể cần diện tích mặt cắt ngang lớn hơn để bù đắp cho việc thiếu các tính chất cơ học.
3. Cân nặng
Trọng lượng của đồng: Đồng nặng hơn nhôm khoảng 70% nên có thể không tiết kiệm khi sử dụng cho quãng đường dài hoặc những tình huống cần trọng lượng nhẹ.
Trọng lượng nhôm: Đặc tính nhẹ của nhôm giúp nó có lợi thế hơn trong các tình huống cần giảm trọng lượng, chẳng hạn như đường dây truyền tải điện và hàng không vũ trụ.
4. Chi phí
Giá thành đồng: Đồng thường đắt hơn nhôm khoảng ba lần nên cáp đồng có giá thành ban đầu cao hơn.
Chi phí nhôm: Nhôm có chi phí thấp hơn, khiến nó trở nên hấp dẫn hơn đối với các dự án có ngân sách hạn hẹp.
5. Chống ăn mòn
Khả năng chống ăn mòn đồng: Đồng có khả năng chống ăn mòn tốt trong hầu hết các môi trường, nhưng có thể bị ảnh hưởng trong môi trường chứa lưu huỳnh.
Chống ăn mòn nhôm: Một lớp màng bảo vệ oxit nhôm hình thành trên bề mặt nhôm, nhưng có thể cần phải xử lý đặc biệt (chẳng hạn như lớp phủ) trong môi trường có độ ẩm cao hoặc axit.
6. Kịch bản ứng dụng
Ứng dụng đồng: Thích hợp cho các tình huống đòi hỏi độ tin cậy và hiệu suất cao, chẳng hạn như cáp điện áp cao, hệ thống dây điện tòa nhà và thiết bị công nghiệp.
Ứng dụng nhôm: Chủ yếu được sử dụng trong các tình huống yêu cầu trọng lượng nhẹ và chi phí thấp, chẳng hạn như đường dây truyền tải điện áp cao và cáp treo ngoài trời.
7. Kết nối và cài đặt
Hiệu suất kết nối đồng: Dây đồng có độ tin cậy cao hơn và các khớp nối không dễ bị lỏng hoặc quá nóng.
Hiệu suất kết nối nhôm: Dây dẫn nhôm yêu cầu các đầu nối hoặc phương pháp xử lý đặc biệt (chẳng hạn như ngăn chặn hiện tượng rão và oxy hóa) khi nối dây.
Các loại cáp thông dụng (như cáp hạ thế, cáp cao thế, cáp quang…) phù hợp với những trường hợp cụ thể nào?
1. Cáp hạ thế
Đặc điểm: Điện áp làm việc thường không quá 1kV, vật liệu dẫn điện chủ yếu là đồng hoặc nhôm, vật liệu cách điện thường là PVC hoặc XLPE.
Kịch bản ứng dụng:
Phân phối điện tòa nhà: được sử dụng để phân phối điện trong các tòa nhà dân cư và thương mại, như hệ thống chiếu sáng, ổ cắm và các thiết bị điện áp thấp khác.
Sử dụng trong công nghiệp: kết nối các thiết bị điện áp thấp trong nhà máy.
Cáp điều khiển: hệ thống điều khiển điện áp thấp và truyền tín hiệu.
2. Cáp trung thế
Đặc điểm: Dải điện áp làm việc thường là 1kV đến 35kV và thường được sử dụng trong các mạng phân phối địa phương.
Kịch bản ứng dụng:
Phân phối điện đô thị: dùng để phân phối năng lượng điện từ các trạm biến áp đến mạng phân phối thứ cấp trong thành phố hoặc các khu công nghiệp.
Lĩnh vực công nghiệp: như cung cấp điện cho các thiết bị trung thế như hầm mỏ, bến cảng.
Sản xuất điện gió: kết nối tua-bin gió và lưới điện.
3. Cáp cao thế
Đặc điểm: Dải điện áp hoạt động thường từ 35kV đến 220kV trở lên, yêu cầu thiết kế cao, vật liệu cách nhiệt chủ yếu là vật liệu cách nhiệt XLPE hoặc giấy dầu.
Kịch bản ứng dụng:
Truyền tải điện đường dài: dùng cho đường dây tải điện cao thế để truyền tải điện năng từ các nhà máy điện tới các thành phố.
Kết nối trạm biến áp: kết nối các nhà máy điện, trạm biến áp và mạng lưới phân phối.
Thiết bị công nghiệp nặng: cung cấp điện cho các thiết bị điện áp cao.
4. Cáp siêu cao thế
Tính năng: Điện áp hoạt động vượt quá 220kV, công nghệ phức tạp và thường sử dụng vật liệu cách nhiệt bằng khí hoặc vật liệu cách nhiệt đặc biệt.
Kịch bản ứng dụng:
Hệ thống truyền tải điện đường dài: đường dây truyền tải xuyên vùng, xuyên quốc gia.
Các dự án năng lượng trọng điểm: như đường trục truyền tải của các nhà máy điện hạt nhân và các nhà máy thủy điện lớn.
5. Cáp quang
Đặc điểm: Nó sử dụng tín hiệu quang để truyền dữ liệu, với các ưu điểm như băng thông cao, tổn hao thấp và chống nhiễu điện từ.
Kịch bản ứng dụng:
Mạng viễn thông: mạng đường trục, mạng khu vực đô thị và mạng truy cập.
Truyền thông Internet: kết nối trung tâm dữ liệu, truy cập băng thông rộng tại nhà.
Công nghiệp và giám sát: mạng tự động hóa công nghiệp, hệ thống giám sát an ninh.
Môi trường đặc biệt: vùng điện từ cao cần chống nhiễu.
6. Cáp được bảo vệ
Tính năng: với lớp che chắn kim loại, hiệu suất chống nhiễu điện từ tuyệt vời.
Kịch bản ứng dụng:
Điều khiển công nghiệp: chống nhiễu tín hiệu, dùng trong các hệ thống điều khiển như PLC, DCS.
Thiết bị y tế: truyền tín hiệu có độ chính xác cao.
Truyền âm thanh và video: ngăn nhiễu tín hiệu.
7. Cáp chống cháy và cáp chống cháy
Đặc điểm: Cáp chống cháy có thể tiếp tục cung cấp điện khi có hỏa hoạn và cáp chống cháy có thể làm chậm tốc độ lan truyền của lửa.
Kịch bản ứng dụng:
Những nơi an toàn: tòa nhà cao tầng, tàu điện ngầm, sân bay, đường hầm, v.v.
Hệ thống khẩn cấp: máy bơm chữa cháy, hệ thống chiếu sáng khẩn cấp và thông tin liên lạc.
8. Cáp đặc biệt
Tính năng: được thiết kế theo môi trường hoặc nhu cầu đặc biệt, vật liệu và kết cấu có chức năng cụ thể.
Các loại và ứng dụng phổ biến:
Cáp khai thác mỏ: thích hợp với môi trường khắc nghiệt trong hầm mỏ, chịu mài mòn và chịu được điện áp cao.
Cáp ngầm: dùng để cấp điện hoặc truyền dữ liệu cho tàu ngầm.
Cáp chịu nhiệt độ cao: được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao như nhà máy hàng không vũ trụ và thép.
VN 
