วัสดุที่ใช้สำหรับสายนำส่งไฟฟ้า
สายส่งไฟฟ้า เป็นส่วนสำคัญของระบบไฟฟ้า การใช้วัสดุในการทำ ตัวนำไฟฟ้า สำหรับสายส่งไฟฟ้าจะมีผลต่อต้นทุนและอายุการใช้งานของสายส่งไฟฟ้า วัสดุที่เหมาะสมและเหมาะที่สุดสำหรับการทำตัวนำไฟฟ้าของสายส่งไฟฟ้าคือทองแดง เนื่องจากมีความ นำไฟฟ้า สูงและแรงดึงสูง นอกจากนี้ยังมีความยืดหยุ่นได้ดี ข้อจำกัดเดียวคือราคา วัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสายส่งไฟฟ้าคืออลูมิเนียม
อลูมิเนียมมีความ นำไฟฟ้า พอเพียง และมีน้ำหนักเบา ทำให้น้ำหนักตัวนำไฟฟ้าน้อยลงและมีการห้อยต่ำลง ข้อจำกัดเดียวคือแรงดึงต่ำ ในการแก้ไขข้อจำกัดนี้ จะใช้แกนเหล็กเพื่อเพิ่มแรงดึงของตัวนำอลูมิเนียม เช่น ใน ACSR (Aluminum conductor steel reinforced) ตัวนำไฟฟ้า.
ACSR ตัวนำไฟฟ้าเป็นที่นิยมมากสำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงสูงที่ผ่านอากาศ การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับ สายส่งไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับ–
คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ต้องการ
ความแข็งแรงทางกลที่ต้องการ
สภาพแวดล้อมท้องถิ่น
ต้นทุนของวัสดุ
คุณสมบัติที่จำเป็นในวัสดุที่ใช้สำหรับตัวนำไฟฟ้าในสายส่งไฟฟ้า
ความนำไฟฟ้าสูง
แรงดึงสูง
น้ำหนักเบา
ทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพอากาศ
ความเสถียรทางความร้อนสูง
สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ
ต้นทุนต่ำ
วัสดุที่ใช้สำหรับสายส่งไฟฟ้า
วัสดุที่ใช้สำหรับสายส่งไฟฟ้า มีรายละเอียดดังต่อไปนี้-
ทองแดง
อลูมิเนียม
โลหะผสมแคดเมียม-ทองแดง
บรอนซ์ฟอสเฟอรัส
เหล็กชุบสังกะสี
เหล็กเป็นแกนกลางของทองแดง
เหล็กเป็นแกนกลางของอลูมิเนียม
ทองแดง (Cu)
วัสดุที่มีความนำไฟฟ้าสูงและใช้เป็น ตัวนำไฟฟ้า สำหรับเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า คือ ทองแดง คุณสมบัติที่สำคัญของทองแดง ได้แก่ ความยืดหยุ่น สามารถเชื่อมและเชื่อมต่อได้ ทองแดงบริสุทธิ์มีความนำไฟฟ้าสูง แต่ความนำไฟฟ้าของทองแดงเกรดมาตรฐานลดลงเนื่องจากมีสิ่งเจือปน
คุณสมบัติของทองแดง
ความต้านทานไฟฟ้า: 1.68 µΩ-cm.
สัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงความต้านทานตามอุณหภูมิที่ 20oC: 0.00386 /oC.
จุดหลอมเหลว: 1085oC.
ความหนาแน่น: 8.96 กรัม/ซม3.
การใช้งานของทองแดง
ทองแดงเป็นวัสดุที่สำคัญและเหมาะสมที่สุดสำหรับตัวนำไฟฟ้าของ สายส่งไฟฟ้า เนื่องจากมีความนำไฟฟ้าสูงและความแข็งแรงสูง นอกจากนี้ยังมีความยืดหยุ่นได้ดี ข้อจำกัดเดียวคือราคา
อลูมิเนียม (Al)
อลูมิเนียมเป็นธาตุที่มีสีเงินขาว น้ำหนักเบา นิ่ม ไม่เป็นแม่เหล็ก และมีความยืดหยุ่น อลูมิเนียมเป็นธาตุที่มีปริมาณมากเป็นอันดับสาม (รองจากออกซิเจนและซิลิกอน) และเป็นธาตุโลหะที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก แหล่งแร่หลักของอลูมิเนียมคือบอกไซต์ อลูมิเนียมมีความหนาแน่นต่ำ ความยืดหยุ่นสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน และมีความนำไฟฟ้าสูง ทำให้เหมาะสมที่จะใช้เป็น ตัวนำไฟฟ้า สำหรับการส่งและกระจายไฟฟ้า
คุณสมบัติของอลูมิเนียม
ความต้านทานไฟฟ้า: 2.65 µΩ-cm.
สัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงความต้านทานตามอุณหภูมิที่ 20oC: 0.00429 /oC.
จุดหลอมเหลว: 660oC.
ความหนาแน่น: 2.70 กรัม/ซม3.
การใช้งานของอลูมิเนียม
วัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสายส่งไฟฟ้าคืออลูมิเนียม อลูมิเนียมมีความนำไฟฟ้าเพียงพอ นอกจากนี้ยังมีน้ำหนักเบา ข้อจำกัดเดียวคือแรงดึงต่ำ เพื่อแก้ไขข้อจำกัดนี้ จะใช้แกนเหล็กเพื่อเพิ่มแรงดึงของตัวนำอลูมิเนียม เช่น ใน ACSR (Aluminum conductor steel reinforced) ตัวนำไฟฟ้า ACSR นิยมใช้ในสายส่งไฟฟ้าแรงสูงที่ผ่านอากาศ
โลหะผสมแคดเมียม-ทองแดง
โลหะผสมแคดเมียม-ทองแดงมีแคดเมียมประมาณ 0.6 ถึง 1.2% การเติมแคดเมียมเล็กน้อยนี้เพิ่มแรงดึงและความทนทานต่อการกัดกร่อนของทองแดง ความนำไฟฟ้าของโลหะผสมแคดเมียม-ทองแดงคือ 90 ถึง 96% ของทองแดงบริสุทธิ์
