Materialien für den Leiter der Übertragungsleitung
Übertragungsleitung ist ein wichtiger Bestandteil des Energieversorgungssystems. Die Kosten und die Lebensdauer einer Übertragungsleitung hängen in erster Linie von dem Material ab, das für die Herstellung des Leiters der Übertragungsleitung verwendet wird. Das wichtigste und am besten geeignete Material für den Leiter einer Übertragungsleitung ist Kupfer, da es eine hohe Leitfähigkeit und hohe Zugfestigkeit aufweist. Darüber hinaus hat es eine gute Verformbarkeit. Die einzige Einschränkung ist sein Preis. Das am häufigsten verwendete Material in Übertragungsleitungen ist Aluminium.
Aluminium hat eine ausreichende Leitfähigkeit. Darüber hinaus ist es leicht. Dies führt zu einem geringeren Gewicht des Leiters und weniger Durchhängen. Die einzige Einschränkung ist seine geringe Zugfestigkeit. Um diese Einschränkung zu überwinden, wird ein Stahlkern verwendet, um die Zugfestigkeit des Aluminiumleiters zu erhöhen, wie bei ACSR (Aluminiumleiter mit Stahlverstärkung) Leiter.
ACSR-Leiter sind sehr beliebt für Hochspannungs-Freileitungen. Die Wahl des geeigneten Materials für die Übertragungsleitung hängt von folgenden Faktoren ab–
Erforderliche elektrische Eigenschaften
Erforderliche mechanische Festigkeit
Lokale Bedingungen
Materialkosten
Erforderliche Eigenschaften der Materialien, die als Leiter in Übertragungsleitungen verwendet werden
Hohe Leitfähigkeit
Hohe Zugfestigkeit
Leichtes Gewicht
Hohe Korrosionsbeständigkeit unter Wetterbedingungen
Hohe thermische Stabilität
Geringer thermischer Ausdehnungskoeffizient
Niedrige Kosten
Verwendete Materialien für Übertragungsleitungen
Die Materialien, die für Übertragungsleitungen verwendet werden, sind wie folgt-
Kupfer
Aluminium
Cadmium-Kupfer-Legierungen
Phosphorbronze
Verzinkter Stahl
Stahlkern-Kupfer
Stahlkern-Aluminium
Kupfer (Cu)
Das weit verbreitete, hochleitfähige Material als Leiter für elektrische Maschinen oder Geräte ist Kupfer. Formbarkeit, Schweißbarkeit und Lötbarkeit sind die wichtigsten Eigenschaften von Kupfer. Reines Kupfer hat eine gute Leitfähigkeit. Allerdings wird die Leitfähigkeit von Standardkupfer durch die Anwesenheit von Verunreinigungen reduziert.
Eigenschaften von Kupfer
Spezifischer Widerstand: 1,68 µΩ-cm.
Temperaturkoeffizient des Widerstands bei 20oC: 0,00386 /oC.
Schmelzpunkt: 1085oC.
Dichte: 8,96 g/cm³.
Verwendung von Kupfer
Kupfer ist das wichtigste und am besten geeignete Material für den Leiter einer Übertragungsleitung, da es eine hohe Leitfähigkeit und hohe Zugfestigkeit aufweist. Darüber hinaus hat es eine gute Verformbarkeit. Die einzige Einschränkung ist sein Preis.
Aluminium (Al)
Aluminium ist ein Element, das silberweiß, leicht, weich, nicht magnetisch und verformbar ist. Aluminium ist das drittmeiste Element (nach Sauerstoff und Silicium) und das meiste Metall, das in der Erdkruste vorkommt. Der Haupterz von Aluminium ist Bauxit. Aluminium hat eine geringe Dichte, hohe Verformbarkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und gute Leitfähigkeit, was es geeignet macht, als elektrischer Leiter für die Übertragung und Verteilung von Elektrizität zu verwenden.
Eigenschaften von Aluminium
Spezifischer Widerstand: 2,65 µΩ-cm.
Temperaturkoeffizient des Widerstands bei 20oC: 0,00429 /oC.
Schmelzpunkt: 660oC.
Dichte: 2,70 g/cm³.
Verwendung von Aluminium
Das am häufigsten verwendete Material in Übertragungsleitungen ist Aluminium. Aluminium hat eine ausreichende Leitfähigkeit. Darüber hinaus ist es leicht. Die einzige Einschränkung ist seine geringe Zugfestigkeit. Um diese Einschränkung zu überwinden, wird ein Stahlkern verwendet, um die Zugfestigkeit des Aluminiumleiters zu erhöhen, wie bei ACSR (Aluminiumleiter mit Stahlverstärkung) Leiter. ACSR-Leiter sind sehr beliebt für Hochspannungs-Freileitungen.
Cadmium-Kupfer-Legierung
Die Cadmium-Kupfer-Legierungen enthalten Cadmium im Bereich von 0,6 bis 1,2 %. Diese kleine Zugabe von Cadmium erhöht die Zugfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Kupfer. Die Leitfähigkeit von Cadmium-Kupfer-Legierungen beträgt 90 bis 96 % von reinem Kupfer.
Verwendung von Cadmium-Kupfer-Legierung
Für die Herstellung von Leitern für Übertragungsleitungen mit hoher Zugfestigkeit.
Für die Herstellung von Trolleydrähten.
