جایگزینی آلومینیوم به جای مس در صنعت سیم و کابل

جایگزینی آلومینیوم به جای مس در صنعت سیم و کابل

به علت گران بها و بالا بودن قیمت مس ، یک کشاورز  باید  هزینه‌ای معادل قیمت کل چاه برای خرید پمپ‌های شناور باید صرف می کرد، اما با جایگزینی آلومینیوم به جای مس، علاوه بر بالا بردن کیفیت ، هزینه کشاورزان به یک چهارم رسیده است. همانطور که می دانید، سیم یک هادی الکتریسیته است که برای انتقال جریان الکتریکی از محلی به محل دیگر و ارتباط بین دستگاه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد

تقسیم بندی سیم ها

• سیم مفتولی یا سیم تک لا،
• سیم نیمه افشان و
• سیم افشان

در این میان سیم های افشان از تعداد زیادی رشته های نازک مسی تشکیل شده اند که به سیم نرم معروفند و در سیم کشی ساختمان و … کاربرد دارند. ولتاژ نامی آن ۵۰۰/۳۰۰ ولت است و قابلیت انعطاف این سیم بیشتر از نمونه های مشابه است. سیم افشان از جنس آلومینیوم ، با هدف کاهش هزینه های کشاورزان در به کارگیری پمپ های شناور چاه های عمیق تولید شد.

به علت تفاوت در میزان مقاومت مس و آلومینیوم ، سطح مقطع عنصر آلومینیوم را در کارخانه با دستگاه های خاص افزایش داده شده تا جوابگوی مقاومت مس باشد و سپس با سطح مقاومت بالا سیم افشان آلومینیومی را تولید گردیده  است.

فرآیند نازک کردن سطح مقطع آلومینیوم

سطح مقطع تا اندازه یک تار مو نازک و در هم پیچیده می گردد که با توجه به خاصیت شکنندگی این عنصر تکمیل فرآیند نام برده دشوار است. مهندسین پرتوان ایرانی با تغییر بر دستگاه های اروپایی که سال ها قبل برای تولید مس وارد کشور شده بود و با مهندسی معکوس فرآیند ها و تغییرات لازمه بر آلومینیوم را اعمال کردند.

بیشتر بخوانید : خرید انواع سیم و کابل مناسب

آلومینیوم به جای مس

آلومینیوم عنصری شیمیای در گروه بور با عدد اتمی ۱۳ و نماد Al است. این عنصر یک فلز نرم، نقره‌ای و چکش‌پذیر با چگالی۷/۲ گرم بر سانتیمتر مکعب است که سومین عنصر فراوان و فراوان‌ترین فلز در پوسته کره زمین است. آلومینیوم خالص به دلیل واکنش‌پذیری بسیار بالای خود بسیار به ندرت به‌طور طبیعی یافت می‌شود به صورت ناخالص در سنگ‌های معدنی مختلفی وجود دارد.

بیشتر آلومینیوم دنیا از سنگ بوکسیت به دست می‌آید. افزایش بی‌سابقه قیمت مس ، بسیاری از تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان سیم و کابل را به فکر جایگزینی آلومینیوم به جای مس انداخته است.

این جایگزینی در سیستم‌های انتقال و توزیع نیروی برق انتخاب مناسبی است ولی در مصارف عمومی و سیم کشی‌های داخلی، بویژه در هادی‌های افشان و مقاطع کوچک دارای اشکالات فنی است.

معایب فلز مس در مقایسه با آلومینیوم

• فلز آلومینیوم به خوبی مس غلطک پذیر نیست ،
• رشته های نازک آن توانمندی لازم را برای رویارویی با نیروهای وارده ندارد .
• استقامت مکانیکی آلومینیوم در مقایسه با مس بسیار کمتر است و
• اگر بر روی رسانای آلومینیومی کارهای مکانیکی انجام گیرد رساناییش تغییر اندکی می کند .

بر اساس الزامات استاندارد ملی ایران شماره ۳۰۸۴ و استاندارد بین المللی IEC ۶۰۲۲۸ جنس هادی افشان یا انعطاف پذیر گروه ۵ و ۶ می بایستی فقط از فلز مس بوده

و استفاده از فلز آلومینیوم در هادی سیم و کابل فقط برای هادی های مفتولی و نیمه افشان از سطح مقطع ۱۰ میلی متر و به بالا مجاز شناخته شده است .

مزایای فلز آلومینیوم

فلز آلومینیوم به دلیل مقاومت الکتریکی بالا، احتمال خوردگی و اکسید شدن در مجاورت با سایر فلزات ، بالا بودن ضریب انبساط خطی، احتمال خارج شدن از محل اتصال در نتیجه تغییرات دما و قطعی رشته های این نوع هادی بر اثر فشار اتصالات مناسب استفاده در هادی های نوع افشان نمی باشد.

یکی از نارسائیهای کاربرد آلومینیوم در تجهیزات برقی ، پدیدار شدن پوسته ای نازک و سخت از اکسید آلومینیوم بر روی آن است. هر چند این پوسته برای جلوگیری از خوردگی آلومینیوم با ارزش می باشد اما از رسانایی آن به ویژه در نقاط اتصال می کاهد. جدای از این نقیصه ، عامل دیگری نیز کاربرد آلومینیوم را به ویژه در کابل کشی با دشواری روبرو ساخته است و آن نقطه تسلیم پایین این فلز و توانایی کم آن در برابر تنش های وارده است.