Dây hợp kim nhôm : Nơi nó vượt trội hơn nhôm và đồng nguyên chất
Dây hợp kim nhôm được làm từ nhôm pha trộn với một lượng nhỏ magie, silicon, sắt hoặc đồng - thường ở mức 1-2% - để tăng độ bền kéo cao hơn nhôm nguyên chất mà không làm mất nhiều độ dẫn điện. Dây nhôm nguyên chất (loại 1350) mềm và dễ bị dão dưới áp lực cơ học kéo dài, điều này chủ yếu giới hạn ở các thanh cái và đường chạy ngắn. Dây hợp kim, phổ biến nhất là loại 8000 (AA-8176 hoặc AA-8030), chịu được ứng suất uốn, rung và lắp đặt mà các dây dẫn trên cao, hệ thống dây điện ô tô và dây điện xây dựng đều gặp phải.
So với đồng, dây hợp kim nhôm chạy khoảng một phần ba trọng lượng cho cùng một chiều dài , đó là lý do tại sao nó chiếm ưu thế trong việc truyền tải điện trên cao và ngày càng được sử dụng nhiều trong bộ dây điện ô tô, nơi việc giảm trọng lượng ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng nhiên liệu. Sự cân bằng là độ dẫn điện - dây hợp kim nhôm cần khoảng 1,6 lần diện tích mặt cắt ngang của đồng để mang cùng một dòng điện, do đó việc lựa chọn đồng hồ đo phải tính đến sự khác biệt đó thay vì thay thế trên cơ sở kích thước theo kích thước.
Các loại hợp kim phổ biến và mục đích sử dụng của mỗi loại
Việc lựa chọn cấp độ phụ thuộc vào việc ứng dụng ưu tiên độ bền, độ dẫn điện hay khả năng chống rão:
| Lớp hợp kim | Thuộc tính chính | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|
| AA-8176 | Cân bằng tốt về sức mạnh và độ dẫn điện | Dây xây dựng dân dụng và thương mại |
| AA-8030 | Độ dẻo cao hơn, dễ dàng tách và chấm dứt hơn | Dây mạch nhánh, cụm đầu nối nặng |
| 6201-T81 | Độ bền kéo cao, độ võng thấp trên các nhịp dài | Đường dây truyền tải và phân phối trên không (AAAC) |
Các loại dây hợp kim nhôm phổ biến và ứng dụng chính của chúng.
Đặc biệt, 6201-T81 đáng được gắn cờ riêng biệt với các loại dây xây dựng sê-ri 8000 — đó là hợp kim kết cấu hầu như chỉ được sử dụng trong kết cấu dây dẫn trần trên không (lõi AAAC và ACSR), không dùng cho hệ thống dây điện trong nhà cách điện, vì độ bền của nó đến từ quá trình xử lý nhiệt thay vì đặc tính dẻo giống như dây sê-ri 8000.
Tại sao phương pháp chấm dứt lại quan trọng hơn với đồng
Hầu hết các sự cố tại hiện trường được cho là do "dây nhôm kém" thực sự có nguồn gốc từ điểm cuối chứ không phải bản thân dây. Nhôm tạo thành một lớp oxit mỏng gần như ngay lập tức khi tiếp xúc với không khí và lớp đó là chất dẫn điện kém. Nếu không được xử lý tại điểm kết nối, nó sẽ gây ra hiện tượng tích tụ điện trở, nóng lên và cuối cùng là lỗi kết nối.
- Sử dụng các đầu nối và thiết bị đầu cuối được xếp hạng riêng cho nhôm (được đánh dấu AL hoặc AL/CU), bao gồm hợp chất chống oxy hóa và áp suất tiếp xúc chính xác để có tốc độ giãn nở nhiệt cao hơn của nhôm
- Bôi hợp chất mối nối chống oxy hóa tại điểm kết nối trước khi uốn hoặc bắt vít, điều này ngăn cản lớp oxit tái tạo ở bề mặt tiếp xúc
- Mô-men xoắn lại các kết nối bắt vít sau chu kỳ nhiệt ban đầu, vì tốc độ giãn nở và co lại cao hơn của nhôm so với đồng có thể làm lỏng kết nối đã được siết chặt chính xác khi lắp đặt
Các kết nối trộn nhôm và đồng trực tiếp mà không có thiết bị được xếp hạng AL/CU cũng có nguy cơ bị ăn mòn điện khi hai kim loại gặp nhau, điều này làm tăng tốc độ hỏng khớp trong môi trường ẩm ướt hoặc ngoài trời.
Định cỡ dây hợp kim nhôm chính xác
Bởi vì dây hợp kim nhôm mang ít dòng điện trên mỗi đơn vị mặt cắt hơn dây đồng nên không thể sử dụng trực tiếp các bảng định cỡ cho đồng. Thông lệ tiêu chuẩn là định cỡ dây dẫn nhôm lớn hơn khoảng hai kích cỡ AWG so với đồng tương đương cho cùng mức định mức dòng điện - ví dụ: mạch đồng 12 AWG thường tăng lên tới nhôm 10 AWG. Các mã điện địa phương công bố các bảng tương đương chính xác và đây phải là tài liệu tham khảo cuối cùng chứ không phải là quy tắc kinh nghiệm, vì cường độ khuếch đại cũng phụ thuộc vào loại cách điện, nhiệt độ môi trường và khả năng lấp đầy ống dẫn.
Đối với các hoạt động chạy trên cao và ngoài trời, tính toán độ võng và độ căng phụ thuộc vào độ bền kéo của hợp kim cụ thể chứ không phải là con số chung về nhôm, do đó cần phải lấy dữ liệu ứng suất-biến dạng của nhà sản xuất cho cấp chính xác được chỉ định để thiết kế nhịp chính xác.
Các câu hỏi nên hỏi nhà cung cấp trước khi đặt hàng số lượng lớn
Một vài kiểm tra thông số kỹ thuật sẽ ngăn chặn những điểm không khớp phổ biến nhất giữa dây dẫn được trích dẫn và những gì dự án thực sự cần:
- Hợp kim và nhiệt độ cụ thể nào đang được cung cấp và nó có phù hợp với loại được chỉ định trong bản vẽ hoặc tiêu chuẩn điện của dự án không?
- Dây được nén chặt hay bện theo tiêu chuẩn? Việc bện nén làm giảm đường kính tổng thể của dây dẫn cho cùng một diện tích mặt cắt, điều này ảnh hưởng đến sự phù hợp của đầu nối và ống dẫn.
- Chứng nhận của bên thứ ba nào được áp dụng (UL, CSA hoặc tương đương), vì dây nhôm xây dựng không có chứng nhận thích hợp có thể tạo ra các vấn đề về tuân thủ quy tắc khi kiểm tra.
Nhận được xác nhận bằng văn bản về ba điểm này trước khi đặt hàng số lượng lớn sẽ tránh được vấn đề tốn kém hơn khi nhận được dây đáp ứng mô tả chung về "hợp kim nhôm" nhưng không phải loại cụ thể mà thông số kỹ thuật của dự án yêu cầu.
