ลวดโลหะผสมอลูมิเนียม : มีประสิทธิภาพเหนือกว่าอลูมิเนียมบริสุทธิ์และทองแดง
ลวดโลหะผสมอลูมิเนียมดึงมาจากอลูมิเนียมผสมกับแมกนีเซียม ซิลิคอน เหล็ก หรือทองแดงจำนวนเล็กน้อย โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 1-2% เพื่อเพิ่มความต้านทานแรงดึงให้สูงกว่าอลูมิเนียมบริสุทธิ์โดยไม่สูญเสียค่าการนำไฟฟ้ามากนัก ลวดอลูมิเนียมบริสุทธิ์ (เกรด 1350) มีลักษณะอ่อนและมีแนวโน้มที่จะคืบคลานภายใต้ความเครียดทางกลที่ยั่งยืน ซึ่งจำกัดไว้เพียงแท่งบัสและการวิ่งระยะสั้นเท่านั้น ลวดโลหะผสม โดยทั่วไปคือ 8000 ซีรีส์ (เอเอ-8176 หรือ AA-8030) รองรับการดัดงอ การสั่นสะเทือน และความเครียดในการติดตั้งที่ตัวนำไฟฟ้าเหนือศีรษะ สายไฟรถยนต์ และสายไฟในอาคาร ล้วนประสบมา
เมื่อเทียบกับทองแดง ลวดโลหะผสมอลูมิเนียมวิ่งประมาณหนึ่งในสามของน้ำหนักสำหรับความยาวเท่ากัน ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมระบบนี้จึงควบคุมการส่งกำลังเหนือศีรษะ และมีการใช้มากขึ้นในชุดสายไฟรถยนต์ ซึ่งการลดน้ำหนักส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ข้อดีข้อเสียคือค่าการนำไฟฟ้า ลวดโลหะผสมอลูมิเนียมต้องการพื้นที่หน้าตัดของทองแดงประมาณ 1.6 เท่าเพื่อส่งกระแสไฟเท่ากัน ดังนั้นการเลือกเกจจึงต้องคำนึงถึงความแตกต่างนั้นมากกว่าการแทนที่ด้วยขนาดต่อขนาด
เกรดโลหะผสมทั่วไปและสิ่งที่แต่ละเกรดผลิตขึ้นมาเพื่ออะไร
การเลือกเกรดขึ้นอยู่กับว่าการใช้งานจัดลำดับความสำคัญของความแข็งแรง การนำไฟฟ้า หรือความต้านทานการคืบ:
| เกรดล้อแม็ก | คุณสมบัติที่สำคัญ | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|
| AA-8176 | สมดุลระหว่างความแข็งแรงและการนำไฟฟ้าได้ดี | ลวดเชื่อมอาคารที่อยู่อาศัยและพาณิชยกรรม |
| AA-8030 | ความเหนียวที่สูงขึ้น ง่ายต่อการลอกและสิ้นสุด | การเดินสายวงจรย่อย คอนเนคเตอร์-ชุดประกอบหนัก |
| 6201-T81 | แรงดึงสูง ความย้อยต่ำตลอดช่วงยาว | สายส่งและจำหน่ายค่าโสหุ้ย (AAAC) |
เกรดลวดโลหะผสมอลูมิเนียมทั่วไปและการใช้งานหลัก
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 6201-T81 คุ้มค่าที่จะแยกจากเกรดลวดอาคารซีรีส์ 8000 — เป็นโลหะผสมที่มีโครงสร้างซึ่งใช้เกือบทั้งหมดในการก่อสร้างตัวนำเหนือศีรษะเปลือย (แกน AAAC และ ACSR) ไม่ใช่สำหรับการเดินสายไฟภายในอาคารที่มีฉนวน เนื่องจากความแข็งแรงมาจากกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน มากกว่าโปรไฟล์ความเหนียวแบบเดียวกับลวดซีรีส์ 8000
เหตุใดวิธีการยุติจึงมีความสำคัญมากกว่าการใช้ทองแดง
ความล้มเหลวของสนามส่วนใหญ่มีสาเหตุมาจาก "ลวดอลูมิเนียมที่ไม่ดี" จริงๆ แล้วสืบย้อนไปถึงจุดสิ้นสุด ไม่ใช่ตัวสายไฟเอง อะลูมิเนียมจะสร้างชั้นออกไซด์บาง ๆ เกือบจะในทันทีเมื่อสัมผัสกับอากาศ และชั้นนั้นเป็นตัวนำที่ไม่ดี การปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ได้แก้ไขที่จุดเชื่อมต่อ จะทำให้เกิดการสะสมของความต้านทาน ความร้อน และความล้มเหลวในการเชื่อมต่อในที่สุด
- ใช้ขั้วต่อและขั้วต่อที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับอะลูมิเนียมโดยเฉพาะ (ทำเครื่องหมาย AL หรือ AL/CU) ซึ่งประกอบด้วยสารประกอบต้านอนุมูลอิสระและแรงกดสัมผัสที่ถูกต้องสำหรับอัตราการขยายตัวเนื่องจากความร้อนที่สูงขึ้นของอะลูมิเนียม
- ใช้สารประกอบข้อต่อต้านอนุมูลอิสระที่จุดเชื่อมต่อก่อนที่จะทำการย้ำหรือขันโบลต์ ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้ชั้นออกไซด์เกิดการปฏิรูปที่พื้นผิวสัมผัส
- ขันการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวอีกครั้งหลังจากรอบความร้อนเริ่มแรก เนื่องจากอัตราการขยายตัวและการหดตัวที่สูงขึ้นของอะลูมิเนียมเมื่อเปรียบเทียบกับทองแดง อาจทำให้การเชื่อมต่อที่บิดอย่างถูกต้องเมื่อติดตั้งหลุดออก
การเชื่อมต่อที่ผสมอลูมิเนียมและทองแดงโดยตรงโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ AL/CU ยังเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกัลวานิกในบริเวณที่โลหะทั้งสองมาบรรจบกัน ซึ่งจะทำให้ข้อต่อเสียหายเร็วขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือกลางแจ้ง
การปรับขนาดลวดอลูมิเนียมอัลลอยด์อย่างถูกต้อง
เนื่องจากลวดโลหะผสมอลูมิเนียมมีกระแสไฟฟ้าต่อหน่วยหน้าตัดน้อยกว่าทองแดง ตารางกำหนดขนาดที่สร้างขึ้นสำหรับทองแดงจึงไม่สามารถนำมาใช้โดยตรงได้ แนวปฏิบัติมาตรฐานคือการกำหนดขนาดตัวนำอะลูมิเนียมประมาณ 2 ขนาด AWG ซึ่งใหญ่กว่าขนาดทองแดงที่เทียบเท่ากันสำหรับพิกัดกระแสไฟเดียวกัน ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปวงจรทองแดง 12 AWG จะก้าวขึ้นเป็นอะลูมิเนียม 10 AWG รหัสไฟฟ้าในท้องถิ่นเผยแพร่ตารางความเท่าเทียมที่แน่นอน และควรเป็นข้อมูลอ้างอิงขั้นสุดท้าย แทนที่จะเป็นหลักเกณฑ์ทั่วไป เนื่องจากความทึบแสงยังขึ้นอยู่กับประเภทของฉนวน อุณหภูมิโดยรอบ และการเติมท่อร้อยสายด้วย
สำหรับการวิ่งเหนือศีรษะและกลางแจ้ง การคำนวณความหย่อนคล้อยและแรงดึงจะขึ้นอยู่กับความต้านทานแรงดึงของโลหะผสมเฉพาะมากกว่าตัวเลขอะลูมิเนียมทั่วไป ดังนั้นการดึงข้อมูลความเค้น-ความเครียดของผู้ผลิตเพื่อให้ได้เกรดที่แน่นอนที่ระบุจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการออกแบบช่วงที่แม่นยำ
คำถามที่ต้องถามซัพพลายเออร์ก่อนสั่งซื้อจำนวนมาก
การตรวจสอบข้อกำหนดบางประการจะป้องกันความไม่ตรงกันที่พบบ่อยที่สุดระหว่างสายที่เสนอราคากับสิ่งที่โครงการต้องการจริง ๆ:
- อัลลอยด์และเทมเปอร์ชนิดใดที่มีจำหน่าย และตรงกับเกรดที่ระบุในแบบหรือมาตรฐานทางไฟฟ้าของโครงการหรือไม่
- ลวดเป็นแบบอัดแน่นหรือตีเกลียวมาตรฐานหรือไม่? การพันเกลียวแน่นจะช่วยลดเส้นผ่านศูนย์กลางตัวนำโดยรวมสำหรับพื้นที่หน้าตัดเดียวกัน ซึ่งส่งผลต่อการเชื่อมต่อและความพอดีของท่อร้อยสาย
- การรับรองจากบุคคลที่สามใดบ้างที่บังคับใช้ (UL, CSA หรือเทียบเท่า) เนื่องจากลวดอาคารอะลูมิเนียมที่ไม่มีการรับรองที่เหมาะสมอาจสร้างปัญหาการปฏิบัติตามหลักเกณฑ์ในการตรวจสอบได้
การได้รับการยืนยันเป็นลายลักษณ์อักษรเกี่ยวกับประเด็นทั้งสามนี้ก่อนการสั่งซื้อจำนวนมาก จะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาราคาแพงกว่าในการรับลวดที่ตรงตามคำอธิบาย "อลูมิเนียมอัลลอยด์" ทั่วไป แต่ไม่ใช่เกรดเฉพาะตามข้อกำหนดทางวิศวกรรมของโครงการ
