ทำไมเราไม่สามารถเลือกสายอลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับสายพลังงานแสงอาทิตย์ได้?

สายเคเบิลอะลูมิเนียมอัลลอยด์ไม่ได้ใช้มาเป็นเวลานานในประเทศของเรา แต่มีกรณีที่แสดงให้เห็นว่ามีอันตรายและความเสี่ยงซ่อนเร้นอย่างมากในการใช้สายเคเบิลอะลูมิเนียมอัลลอยด์ในเมือง โรงงาน และเหมืองแร่ มีการพูดคุยถึงกรณีการใช้งานจริงสองกรณีต่อไปนี้และปัจจัยแปดประการที่นำไปสู่ความเสี่ยงอุบัติเหตุของสายเคเบิลโลหะผสมอลูมิเนียม

กรณีที่ 1

สายเคเบิลอะลูมิเนียมอัลลอยด์ถูกใช้เป็นชุดในโรงงานเหล็ก เหตุเพลิงไหม้สองครั้งเกิดขึ้นในหนึ่งปี ส่งผลให้ต้องปิดระบบครึ่งเดือน และสร้างความเสียหายทางเศรษฐกิจโดยตรงถึง 200 ล้านหยวน

นี่คือสะพานเคเบิลที่ได้รับการซ่อมแซมหลังเกิดเพลิงไหม้ ร่องรอยของไฟยังคงโดดเด่น

กรณีที่สอง

สายเคเบิลโลหะผสมอลูมิเนียมถูกนำมาใช้ในระบบจำหน่ายไฟของเมืองในมณฑลหูหนาน ภายในหนึ่งปีหลังการติดตั้ง เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรงของสายเคเบิลอลูมิเนียมอัลลอยด์ ส่งผลให้ข้อต่อสายเคเบิลและตัวนำได้รับความเสียหาย และไฟฟ้าขัดข้องของสายไฟ

จากทั้งสองกรณีนี้ เราจะเห็นได้ว่าการแพร่หลายอย่างกว้างขวางของสายเคเบิลอลูมิเนียมอัลลอยด์ในเมือง โรงงาน และเหมืองแร่ในประเทศจีน ได้ทิ้งอันตรายที่ซ่อนอยู่ให้กับเมือง โรงงาน และเหมืองแร่ ผู้ใช้ขาดความเข้าใจในคุณสมบัติพื้นฐานของสายเคเบิลอะลูมิเนียมอัลลอยด์ ดังนั้นจึงประสบกับความสูญเสียครั้งใหญ่ หากผู้ใช้เข้าใจถึงคุณลักษณะของสายเคเบิลอะลูมิเนียมอัลลอยด์ในด้านความน่าเชื่อถือและการป้องกันอัคคีภัยล่วงหน้า พวกเขาจะประสบความสูญเสียอย่างมาก เพศสามารถหลีกเลี่ยงการสูญเสียดังกล่าวได้ล่วงหน้า

ตามลักษณะของสายอลูมิเนียมอัลลอยด์ สายเคเบิลอลูมิเนียมอัลลอยด์มีข้อบกพร่องตามธรรมชาติในการป้องกันอัคคีภัยและป้องกันการกัดกร่อน แสดงให้เห็นใน 8 ประการดังต่อไปนี้:

1. ความต้านทานการกัดกร่อน อลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 8000 นั้นด้อยกว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์ธรรมดา

GB/T19292.2-2003 ตารางมาตรฐาน 1 หมายเหตุ 4 ระบุว่าความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นแย่กว่าโลหะผสมอลูมิเนียมธรรมดาและแย่กว่าของทองแดง เนื่องจากสายเคเบิลโลหะผสมอลูมิเนียมมีส่วนประกอบของแมกนีเซียม ทองแดง สังกะสี และเหล็ก ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนในท้องถิ่น เช่น การกัดกร่อนจากความเค้นแตก การกัดกร่อนของชั้น และการกัดกร่อนตามขอบเกรน นอกจากนี้ อลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 8000 ยังอยู่ในสูตรที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อน และสายเคเบิลโลหะผสมอลูมิเนียมก็สึกกร่อนได้ง่าย การเพิ่มกระบวนการบำบัดความร้อนทำให้สภาพทางกายภาพไม่เรียบง่าย สึกกร่อนได้ง่ายกว่าสายอะลูมิเนียม ปัจจุบันอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ใช้ในประเทศของเรานั้นเป็นซีรีย์อลูมิเนียมอัลลอยด์ 8000

2. ความต้านทานต่ออุณหภูมิของอลูมิเนียมอัลลอยด์นั้นแตกต่างจากความต้านทานของทองแดงมาก

จุดหลอมเหลวของทองแดงคือ 1,080 จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียมคือ 660 ดังนั้นตัวนำทองแดงจึงเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับสายเคเบิลทนไฟ ขณะนี้ผู้ผลิตสายเคเบิลอะลูมิเนียมอัลลอยด์บางรายอ้างว่าสามารถผลิตสายเคเบิลอะลูมิเนียมอัลลอยด์ทนไฟและผ่านการทดสอบมาตรฐานระดับชาติที่เกี่ยวข้อง แต่ไม่มีความแตกต่างระหว่างสายเคเบิลอะลูมิเนียมอัลลอยด์และสายเคเบิลอะลูมิเนียมในส่วนนี้ หากอุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมอัลลอยด์และสายเคเบิลอลูมิเนียมในศูนย์ดับเพลิง (ด้านบน) ไม่ว่าสายเคเบิลจะใช้ฉนวนชนิดใดก็ตาม สายเคเบิลก็จะละลายในเวลาอันสั้นมากและสูญเสียหน้าที่นำไฟฟ้า ดังนั้นจึงไม่ควรใช้อลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียมเป็นตัวนำสายเคเบิลทนไฟหรือในเครือข่ายการกระจายสินค้าในเมืองอาคารโรงงานและเหมืองที่มีประชากรหนาแน่น

3. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของอลูมิเนียมอัลลอยด์นั้นสูงกว่าทองแดงมากและอลูมิเนียมอัลลอยด์ AA8030 นั้นสูงกว่าโลหะผสมอลูมิเนียมธรรมดาด้วยซ้ำ

จากตารางจะเห็นได้ว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของอลูมิเนียมสูงกว่าทองแดงมาก อลูมิเนียมอัลลอยด์ AA1000 และ AA1350 ได้รับการปรับปรุงเล็กน้อย ในขณะที่ AA8030 นั้นสูงกว่าอะลูมิเนียมด้วยซ้ำ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนสูงจะนำไปสู่การสัมผัสที่ไม่ดีและวงจรอุบาทว์ของตัวนำหลังจากการขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อน อย่างไรก็ตาม แหล่งจ่ายไฟมักจะมีจุดสูงสุดและหุบเขาอยู่เสมอ ซึ่งจะทำให้เกิดการทดสอบประสิทธิภาพของสายเคเบิลครั้งใหญ่

4. อลูมิเนียมอัลลอยด์ไม่สามารถแก้ปัญหาการเกิดออกซิเดชันของอลูมิเนียมได้

อลูมิเนียมอัลลอยด์หรืออลูมิเนียมอัลลอยด์ที่สัมผัสกับบรรยากาศจะเกิดฟิล์มแข็งที่ยึดติดแต่เปราะบางได้รวดเร็ว โดยมีความหนาประมาณ 10 นาโนเมตร ซึ่งมีความต้านทานสูง ความแข็งและแรงยึดเกาะทำให้ยากต่อการสร้างหน้าสัมผัสที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า นี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงต้องถอดชั้นออกไซด์บนพื้นผิวของอะลูมิเนียมและอะลูมิเนียมอัลลอยด์ออกก่อนการติดตั้ง พื้นผิวทองแดงยังออกซิไดซ์ แต่ชั้นออกไซด์นั้นนิ่มและแตกเป็นเซมิคอนดักเตอร์ได้ง่ายทำให้เกิดหน้าสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะ

5. สายเคเบิลโลหะผสมอลูมิเนียมมีการปรับปรุงการผ่อนคลายความเครียดและความต้านทานการคืบคลาน แต่น้อยกว่าสายทองแดงมาก

คุณสมบัติการคืบของอลูมิเนียมอัลลอยด์สามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มองค์ประกอบเฉพาะลงในอลูมิเนียมอัลลอยด์ แต่ระดับของการปรับปรุงนั้นมีจำกัดมากเมื่อเทียบกับอลูมิเนียมอัลลอยด์ และยังคงมีช่องว่างขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับทองแดง สายเคเบิลโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถปรับปรุงความต้านทานการคืบได้จริงหรือไม่นั้นมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับเทคโนโลยี เทคโนโลยี และระดับการควบคุมคุณภาพของแต่ละองค์กร ความไม่แน่นอนนี้เป็นปัจจัยเสี่ยง หากไม่มีการควบคุมเทคโนโลยีที่สมบูรณ์อย่างเข้มงวด การปรับปรุงประสิทธิภาพการคืบของสายเคเบิลอลูมิเนียมอัลลอยด์ก็ไม่สามารถรับประกันได้

6. สายเคเบิลโลหะผสมอลูมิเนียมไม่สามารถแก้ปัญหาความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่ออลูมิเนียมได้

มีปัจจัยห้าประการที่ส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของข้อต่ออะลูมิเนียม อลูมิเนียมอัลลอยด์ได้รับการปรับปรุงเพียงประเด็นเดียว แต่ยังไม่ได้แก้ไขปัญหาข้อต่ออลูมิเนียม

มีปัญหาห้าประการในการเชื่อมต่ออลูมิเนียมอัลลอยด์ การคืบคลานและการคลายความเครียดของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 8000 ได้รับการปรับปรุงเท่านั้น แต่ไม่มีการปรับปรุงในด้านอื่นๆ ดังนั้นปัญหาการเชื่อมต่อยังคงเป็นปัญหาสำคัญที่ส่งผลต่อคุณภาพของอลูมิเนียมอัลลอยด์ อลูมิเนียมอัลลอยด์ก็เป็นอลูมิเนียมชนิดหนึ่งไม่ใช่วัสดุใหม่ หากไม่สามารถแก้ไขช่องว่างระหว่างคุณสมบัติพื้นฐานของอลูมิเนียมและทองแดงได้ อลูมิเนียมอัลลอยด์จะไม่สามารถทดแทนทองแดงได้

7. ความต้านทานการคืบต่ำของโลหะผสมอลูมิเนียมในประเทศเนื่องจากการควบคุมคุณภาพที่ไม่สอดคล้องกัน (องค์ประกอบของโลหะผสม)

หลังจากการทดสอบ POWERTECH ในแคนาดา องค์ประกอบของอลูมิเนียมอัลลอยด์ในประเทศไม่เสถียร ความแตกต่างของปริมาณ Si ในสายเคเบิลโลหะผสมอลูมิเนียมในอเมริกาเหนือน้อยกว่า 5% ในขณะที่โลหะผสมอลูมิเนียมในประเทศอยู่ที่ 68% และ Si เป็นองค์ประกอบสำคัญที่ส่งผลต่อคุณสมบัติการคืบ กล่าวคือ ความต้านทานการคืบของสายเคเบิลโลหะผสมอะลูมิเนียมในประเทศยังไม่ได้เกิดขึ้นจากเทคโนโลยีที่เติบโตเต็มที่

8. เทคโนโลยีข้อต่อสายเคเบิลอลูมิเนียมอัลลอยด์มีความซับซ้อนและง่ายต่อการทิ้งอันตรายที่ซ่อนอยู่

ข้อต่อสายเคเบิลอลูมิเนียมอัลลอยด์มีกระบวนการมากกว่าข้อต่อสายเคเบิลทองแดงถึงสามขั้นตอน การกำจัดชั้นออกไซด์และการเคลือบสารต้านอนุมูลอิสระอย่างมีประสิทธิภาพเป็นกุญแจสำคัญ ระดับการก่อสร้างในประเทศ ข้อกำหนดด้านคุณภาพไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดอันตรายที่ซ่อนอยู่ นอกจากนี้ เนื่องจากขาดระบบการชดเชยความรับผิดทางกฎหมายที่เข้มงวดในประเทศจีน ผู้ใช้จะเป็นผู้รับผิดชอบผลที่ตามมาจากการสูญเสียขั้นสุดท้ายในทางปฏิบัติเอง

นอกเหนือจากปัจจัยข้างต้นแล้ว สายเคเบิลอลูมิเนียมอัลลอยด์ยังไม่มีมาตรฐานการตัดกระแสแบบครบวงจร ขั้วต่อการเชื่อมต่อไม่ผ่าน กระแสประจุไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ระยะการวางของสายเคเบิลโลหะผสมอลูมิเนียมจะแคบลงหรือไม่เพียงพอต่อการรองรับเนื่องจาก การเพิ่มขึ้นของหน้าตัด ความยากในการก่อสร้างมีสาเหตุมาจากการเพิ่มขึ้นของหน้าตัดของสายเคเบิล การจับคู่พื้นที่ร่องลึกของสายเคเบิล การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของการบำรุงรักษาและต้นทุนความเสี่ยง ปัญหาทางวิชาชีพหลายอย่าง เช่น ต้นทุนวงจรชีวิตที่เพิ่มขึ้น และการขาดมาตรฐานสำหรับนักออกแบบที่ต้องปฏิบัติตาม เช่น การจัดการที่ไม่เหมาะสมหรือการละเลยปัญหาใดๆ โดยเจตนา เพียงพอที่จะทำให้ผู้ใช้ประสบกับความสูญเสียและอุบัติเหตุอย่างหนักและแก้ไขไม่ได้