هادی های مورد استفاده در سیم برق
بدون سیم و کابل بسیاری از صنایع و حتی زندگی روزمره انسان مختل می‌شود. هادی مهم‌ترین بخش در ساختار یک سیم برق به حساب می‌آید.سیم و کابل یکی از مهم‌ترین تجهیزات در صنعت برق هستند. این تجهیزات وظیفه انتقال جریان برق از نقطه‌ای به نقطه دیگر را بر عهده دارند. همان‌گونه که از نام هادی مشخص است، وظیفه آن هدایت جریان الکتریکی است. سیم و کابل جویا الکترونیک در این مقاله به ارائه اطلاعات تکمیلی در رابطه با هادی های مورد استفاده در سیم برق می‌پردازد. پس در ادامه مقاله با ما همراه باشید.
هادی الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟
هادی به موادی اطلاق می‌شود که رسانای خوبی برای عبور جریان الکتریکی هستند و یا توانایی عبور حرارت از خود را داشته باشند. هادی الکتریکی، پایه اصلی سازوکار سیم و کابل است؛ به طوری که صنعت برق بدون هادی‌های الکتریکی از دور خارج می‌شود و عملا دیگر هیچ‌گونه فعالیتی در این صنعت انجام نخواهد شد. در یک رسانای الکتریکی، زمانی که اختلاف پتانسیل روی آن‌ها اعمال می‌شود، بارهای الکتریکی از اتمی به اتم دیگر حرکت می‌کنند.
با وجود الکترون‌های آزاد در سراسر ساختار فلزات، این مواد، توانایی انتقال جریان الکتریکی را کسب می‌کنند؛ با این حال، همه فلزات رسانای خوبی نیستند و میزان رسانایی در فلزات مختلف فرق می‌کند. در میان این مواد، فلز مس به دلیل رسانایی بالا و دیگر ویژگی‌های مطلوب، به طور گسترده در صنعت سیم و کابل به کار گرفته می‌شود. برخی فلزات حتی رسانایی بیشتری از مس دارند؛ اما به دلایل مختلف، کمتر به عنوان هادی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آن جمله می‌توان به فلز نقره اشاره کرد که رسانایی بالایی دارد ولی بسیار گران است و به جهت استفاده در سیم و کابل مقرون‌به‌صرفه نیست. از رساناهای الکتریکی به شکل سیم نیز استفاده می‌شود.
انواع هادی الکتریکی
هادی سیم و کابل‌ها را می‌توان با فلزات جامد گوناگونی نظیر مس، آلومینیوم، نقره و انواع آلیاژها ساخت. با این حال، بهترین گزینه برای انتقال جریان الکتریکی، هادی‌های مسی و آلومینیومی هستند که هرکدام ویژگی‌های خاص خود را در صنعت دارند. هادی مسی رسانایی بالاتر و هزینه‌ای سنگین‌تر در قیاس با هادی آلومینیومی دارد؛ در صورتی که هادی آلومینیومی وزنی سبک‌تر دارد و ارزان‌تر است. در اینجا انواع هادی‌های الکتریکی را بر اساس نوع کاربرد آن‌ها طبقه‌بندی و مورد بررسی قرار می‌دهیم.
هادی‌های خطوط انتقال
شاخصه مهم در هادی‌های مورد استفاده در خطوط انتقال، وزن کم آن‌ها است. از همین رو است که معمولا از هادی‌های آلومینیومی بدین منظور استفاده می‌شود؛ زیرا همان‌طور که قبلا گفتیم، آلومینیوم فلزی سبک است. از هادی‌های مسی به‌ندرت در خطوط انتقال استفاده می‌شود؛ چراکه فلز مس وزن بیشتری نسبت به آلومینیوم دارد. گفتنی است هادی‌های مسی مقاومت الکتریکی پایینی را فراهم می‌کنند. به طور کلی هادی‌های خطوط انتقال را می‌توان در دو دسته زیر قرار داد:
هادی تکی: هر فاز با یک هادی تشکیل می‌شود.
هادی چندتایی: هر فاز با چند هادی تشکیل می‌شود.
هادی AAC
هادی‌های تمام آلومینیومی از رشته‌های مفتولی آلومینیومی به‌هم‌تابیده، ساخته می‌شوند. آلومینیوم مورد استفاده در این هادی ها از درصد خلوص بالایی برخوردار است. این هادی ها به صورت لایه‌لایه ساخته می‌شوند؛ آنچنان که به هر لایه که روی لایه قبلی قرار می‌گیرد، 6 عدد رشته مفتولی اضافه می‌شود. هادی تمام آلومینیوم AAC، علاوه بر وزن کم و قیمت پایین‌تر نسبت به هادی‌های مسی، در مقابل خوردگی نیز مقاومت بالایی دارد. با توجه به همین ویژگی‌ها است که از این هادی در سیم‌کشی بسیاری از صنایع و همچنین در حوزه خطوط انتقال استفاده می‌شود.
• هادی AAC وساختار تشکیل دهنده هادی
هادی AAAC
هادی‌های AAAC ساختاری مشابه با هادی‌های سری AAC دارند؛ با این تفاوت که در این نوع هادی‌ها از دو عنصر منیزیم و سیلیسیم برای افزایش استحکام در مقابل خوردگی استفاده می‌شود. همین موضوع باعث بالا رفتن تنوع عملکردی این محصول شده است. با توجه به مقاومت بالای هادی AAAC، در خطوط انتقال مناطق ساحلی که نیاز به کابل‌های بسیار مقاوم دارند، از این هادی استفاده می‌شود.
هادی آلومینیومی ACSR
هادی‌های آلومینیومی ACSR از دو بخش تشکیل شده‌اند. بخش مرکزی شامل رشته یا رشته‌های مفتولی فولادی است. قسمت پیرامونی بخش مرکزی نیز با رشته‌های مفتول آلومینیومی و با هدف افزایش مقاومت مکانیکی هادی ساخته می‌شود. از این نوع هادی در خطوط انتقال هوایی با فاصله زیاد دکل‌ها و همچنین در شرایط آب و هوایی سخت استفاده می‌شود. این هادی به‌خوبی می‌تواند در شرایط سخت آب و هوایی از عهده کار برآید و وظیفه خود را بدون اختلال انجام دهد.
هادی SLAC
هادی SLAC الگوی ساختاری یکسانی با هادی ACSR دارد؛ با این تفاوت که هادی‌های SLAC با استفاده از رشته‌هایی با مقاطعی غیر دایره‌ای ساخته می‌شوند. این هادی‌ها در مقایسه با هادی‌های ACSR با مقاطع تقریبا یکسان، مقاومت الکتریکی کم‌تری دارند. مقاومت کمتر در این نوع هادی‌ها با هدف کمتر شدن تلفات الکتریکی در خطوط انتقال هوایی ایجاد می‌شود.
هادی TACSR
در ساختار این نوع هادی از زیرکونیوم، با هدف افزایش مقاومت حرارتی هادی استفاده می‌شود. این محصول از درجه مقاومت بالاتری در مقایسه با هادی ACSR برخوردار است؛ به‌طوری‌که این هادی تا دمای 150 درجه سانتی‌گراد را متحمل می‌شود؛ آنچنان که در این دما نیز هیچ اختلالی در عملکرد کابل به وجود نمی‌آید. این ویژگی در محیط‌های با حرارت بالا در صنایع مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است.
هادی فولادی با روکش آلومینیومی
مرکز این نوع هادی از جنس فولاد است. در ساختار این محصول از یک پوشش آلومینیومی بر روی مرکز فولادی استفاده می‌شود. این پوشش آلومینیومی وظیفه محافظت از مرکز فولادی را بر عهده دارد و از خوردگی یا ساییدگی بخش مرکزی جلوگیری می‌کند. از این نوع هادی در خطوط هوایی انتقال به عنوان سیم دارای محافظ استفاده می‌شود.
