Una dintre cele mai importante descoperiri din istoria omenirii este energia electrică. Ea pune în mișcare tot ce este pe planeta noastră, permițând o secundă secundară să lege continentele. Fără aceasta, progresul științific și tehnologic modern ar fi imposibil. Și nu am putut produce aluminiu fără energie electrică. Este curios că astăzi acest metal este responsabil pentru transmiterea energiei electrice pentru mii de kilometri.
Printre metalele non-prețioase, aluminiul din punct de vedere al conductivității electrice este al doilea numai în cupru, iar apoi doar o treime, în timp ce aluminiul are un avantaj incontestabil - este mai ușor. Pentru a trece un curent de aceeași putere ca un fir de cupru, sârma de aluminiu ar trebui să fie de unu și jumătate mai mare decât firul de cupru, dar va avea încă de două ori greutatea. Pentru liniile de transport de înaltă tensiune, care transportă energia electrică pe distanțe lungi, caracteristicile de greutate sunt unul dintre cei mai importanți parametri. Prin urmare, în toate liniile electrice aeriene de trunchi sunt utilizate numai fire de aluminiu.
Pentru prima dată firele de aluminiu au apărut la sfârșitul secolului al XIX-lea în Statele Unite. În 1880, șeful de la Chicago a stației de cale ferată a observat că cablurile de cupru exterior este distrus rapid, deoarece cuprul este corodat de fum de locomotive. Nu se știe ce la determinat să încerce ca un înlocuitor pentru aluminiu, dar sârmă de cupru de mai multe sute de metri în lungime a fost înlocuit cu aluminiu, care sa dovedit a fi mai durabile, în ciuda faptului că numărul de trenuri de la stația a crescut în fiecare an.
Greutatea relativ scăzută a sârmei din aluminiu permite reducerea sarcinii suporturilor rețelelor electrice și creșterea distanței dintre zborurile dintre acestea, reducând astfel costurile și timpul de construcție. Când curentul trece prin ele, firele de aluminiu se încălzesc și suprafața lor este acoperită cu un film puternic de oxid. Este ceva care îi servește ca un izolator excelent, protejând împotriva influențelor externe.
din totalul aluminiului produs în lume este utilizat în domeniul energetic
Pentru producția de cabluri din aluminiu se utilizează aliaje din seria 1xxx, 6xxx, 8xxx - acestea din urmă permit crearea de produse cu o durată de viață mai mare de 40 de ani.
Piesa de prelucrat pentru cablul de aluminiu este o tijă din aluminiu - o tijă solidă de aluminiu cu diametrul de 9 până la 15 mm. Se îndoaie ușor și se îndoașează fără apariția de fisuri. Este aproape imposibil să se rupă sau să se rupă, rezistă cu ușurință sarcini statice semnificative.
Tija este produsă prin turnare continuă și laminare. Rezultată țagla turnată este trecut prin standuri de mai multe role, reducerea secțiunii transversale la diametrul dorit, și un cablu flexibil este format, care este apoi răcită și laminate în role mari de rotund - „bay“. Mai mult, deja la stațiile de cablu, sârma este prelucrată în sârmă cu echipament special de tragere, trasă la diametre de la 4 mm la 0,23 mm.
Există mai multe tipuri de fire pentru linii electrice de înaltă tensiune.
Conducta electrică aeriene este construită pe principiul unei linii de lanț. Utilizează un păianjen în rețeaua sa. Forma inversată este utilizată în construcția de arcade.
Cel mai frecvent utilizat fir de aluminiu cu miez din oțel (ACSR, armat cu oțel din aluminiu). Are în interior mai multe fire de oțel răsucite, care sunt "înfășurate" de straturi de sârmă de aluminiu. Otelul este folosit pentru a creste rezistenta cablului si ii permite sa isi mentina forma originala atunci cand este incalzita si alte incarcaturi. Partea din aluminiu este responsabilă pentru transferul curent.
Complet conductor de aluminiu din aluminiu nealiat (AAAC, toate din aliaj de aluminiu conductor) sau din aliaj de aluminiu și întărit cu ușurință, spre deosebire de absolut nu corodează.
În cele din urmă, miezul compozit sârmă (ACCC, miez de aluminiu compozit conductor) reduce sârmă termoprovisaniya miezul de oțel caracteristic de tip ACSR efect care se extinde atunci când este încălzit. Coeficientul de expansiune al miezului de carbon este de 10 ori mai mic decât miezul de oțel. În plus, este mult mai ușoară și mai puternică - acest lucru permite utilizarea într-un astfel de fir cu 28% mai mult aluminiu fără a crește diametrul și greutatea totală. Aluminiu suplimentar reduce pierderile de energie în linie cu 25-40%.
Dinamica prețurilor pentru aluminiu și cupru (dolari SUA pe tonă)
Utilizarea cablurilor din aluminiu are un efect economic semnificativ. În primul rând, aluminiul este mult mai ieftin decât cuprul și, în al doilea rând, conductivitatea electrică ridicată a aluminiului permite transferul mai multor energii electrice folosind aceeași infrastructură. Consumul de energie este în creștere în lume, rețeaua nu se poate ocupa de sarcină existentă, crește cantitatea de congestionare și de accidente, precum și construirea de noi linii electrice - mai scumpe decât înlocuirea cablului.
Producătorii lucrează la îmbunătățirea aliajelor de aluminiu
nevoi electrotehnice. Un exemplu este sârmă de aluminiu-zirconiu, care permite dublarea capacității liniilor electrice fără înlocuire sau construcția de stâlpi de piloni noi. Acest lucru este apreciat în special în locuri cu o construcție densă sau pe un teren dificil. Aluminiu înlocuiește cu succes cablajul de cupru în mașini, ceea ce vă permite să reduceți greutatea totală a mașinii cu o medie de 12 kg.
Aluminiu și aliaje de aluminiu sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în fabricarea de componente electronice și microelectronice, în special în producția de condensatori. De asemenea, face antene, inclusiv televiziune. Acest metal este folosit în construcția de radare. Iar în unele țări, pilonii sunt de asemenea din aluminiu pentru linii de transmisie. Aluminiu este utilizat pe scară largă în producția de transformatoare, precum și motoare rotative de joasă tensiune.