ตัวนำแห่งอนาคต (สายกลวง) หรือการประหยัดทรัพยากรในการผลิตสาย

การผลิตสายเคเบิลและบัสบาร์เกี่ยวข้องโดยตรงกับการสกัดและการผลิต: อะลูมิเนียมและทองแดง เนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นตัวนำหลัก ทุกวันนี้ เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การคิดว่าทรัพยากรเหล่านี้หมดไปและไม่หมุนเวียน และเนื่องจากมนุษยชาติกำลังพัฒนาอย่างค่อยเป็นค่อยไป จึงจำเป็นต้องใช้ทรัพยากรเหล่านี้มากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น อนาคตของเราจึงต้องมีการพัฒนาวัสดุใหม่ๆ และการใช้ทรัพยากรอย่างประหยัด (อย่างมีเหตุผล) บทความนี้จะนำเสนอแนวทางใหม่ในการผลิตสายเคเบิลโดยพิจารณาจากพื้นผิวในตัวนำ - ผลกระทบต่อผิวหนัง

การเพิ่มพูนทรัพยากรธรรมชาติ — ทุกวันนี้ด้วยการพัฒนาของมนุษย์ที่ก้าวไปอย่างรวดเร็ว ความต้องการทรัพยากรธรรมชาติจึงเพิ่มขึ้น และในทางกลับกัน ทรัพยากรเหล่านี้ก็ถูกแบ่งออกเป็นประเภทที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้และไม่หมุนเวียน

ทรัพยากรทั้งหมดไม่ฟรี มีจำกัด และหายาก แนวคิดเกี่ยวกับทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดเป็นเรื่องปกติ เฉพาะในสภาวะที่ขาดแคลนและทรัพยากรที่ จำกัด บนพื้นฐานของการสร้างสินค้าปัญหาของธรรมชาติทางเศรษฐกิจจึงเกิดขึ้นปัญหาทางเศรษฐกิจจะไม่เกิดขึ้นหากปริมาณสินค้าและทรัพยากรที่ตอบสนองความต้องการของมนุษย์มีไม่จำกัด แต่การใช้อย่างมีเหตุผลนั้นสามารถเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของผู้ผลิตที่สนใจในการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพและเพิ่มผลกำไรสูงสุด รวมทั้งตอบสนองความต้องการบางอย่างของมนุษย์

พื้นฐานวัตถุประสงค์ของความสามารถในการแข่งขันของผู้ผลิตในตลาดนั้นพิจารณาจากความสามารถของพวกเขาในการแข่งขันกับผู้ผลิตรายอื่นที่ดำเนินงานในส่วนตลาดเดียวกันและการผลิตผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกัน ตลอดจนการบรรลุและรักษาตำแหน่งการแข่งขันที่แข็งแกร่งเป็นระยะเวลานาน นี่เป็นเงื่อนไขหลักสำหรับการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จ ซึ่งแสดงออกมาในแง่ของความสามารถในการทำกำไรในท้ายที่สุด

ในการทำเช่นนี้คุณต้องรู้ลักษณะสำคัญของตำแหน่งการแข่งขันที่ต้องการครอบครองในอนาคตและในทางกลับกันเพื่อให้มีความคิดที่ชัดเจนว่าทรัพยากรและความสามารถใดให้การแข่งขัน ข้อได้เปรียบที่ต้องมีสำหรับสิ่งนี้และที่มีอยู่จริงหรือจะมีให้ [1]

วัสดุหลักในการผลิตสายเคเบิลและบัสบาร์คือทองแดงและอะลูมิเนียม เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าสูง มีความแข็งแรงเชิงกลสูงเพียงพอ ทนทานต่อการกัดกร่อน ใช้การได้ดี บัดกรีและเชื่อมได้ง่าย

เนื่องจากทรัพยากรนี้หมดลง จึงจำเป็นต้องใช้อย่างประหยัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เมื่อพูดถึงการพัฒนาทิศทางการส่งไฟฟ้าตามสายเคเบิ้ลและช่องรถเมล์อย่างประหยัดและมีประสิทธิภาพสามารถพิจารณาทิศทางต่อไปนี้:

1) การพัฒนาวัสดุใหม่ที่สอดคล้องกับคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการส่งพลังงานไฟฟ้า

2) การพัฒนาวิธีการผลิตสายเคเบิลและบัสบาร์

3) การพัฒนาวิธีการส่งพลังงานไฟฟ้าแบบใหม่

ในบทความนี้ จะนำเสนอวิธีใหม่ในการผลิตสายเคเบิล ซึ่งขึ้นอยู่กับวิธีการกระจายพื้นผิว - เอฟเฟกต์ผิว

พื้นผิวในตัวนำ ผลกระทบต่อผิวหนัง คุณสมบัติความถี่

กระแสสลับมาพร้อมกับปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่นำไปสู่การกระจัดของประจุไฟฟ้าจากศูนย์กลางของตัวนำไปยังรอบนอก เอฟเฟกต์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์พื้นผิวหรือสกินเอฟเฟกต์ อันเป็นผลมาจากผลกระทบนี้กระแสจะไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ในบริเวณรอบนอกกระแสจะมีขนาดใหญ่กว่าตรงกลาง นี่เป็นเพราะความแตกต่างในความหนาแน่นของพาหะอิสระในส่วนตั้งฉากของตัวนำที่เกี่ยวกับทิศทางของกระแส

ความลึกของการเจาะปัจจุบันถูกกำหนดตามนิพจน์:

ใช้สูตรข้างต้นสำหรับลวดทองแดงที่ความถี่ปัจจุบัน 50 Hz ความลึกของการเจาะจะอยู่ที่ประมาณ 9.2 มม. ผลก็คือ การมีลวดหน้าตัดทรงกลมที่มีรัศมีมากกว่า 9.2 มม. จะไม่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ตรงกลางของเส้นลวด เนื่องจากจะไม่มีตัวพาประจุไฟฟ้าฟรี

ยิ่งความถี่ปัจจุบันสูงเท่าใด ความลึกของการเจาะก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ความถี่ปัจจุบันที่เพิ่มขึ้นสองเท่าจะส่งผลให้ความลึกของการเจาะลดลงถึงรากที่สองของสอง หากความถี่ของกระแสเพิ่มขึ้น 10 เท่า ความลึกของการเจาะจะลดลงที่ราก 10 เท่า

กราฟการกระจายปัจจุบัน

กราฟแสดงการกระจายของความหนาแน่นกระแส J ในตัวนำแบบกลม (ทรงกระบอก) อย่างชัดเจนนอกเหนือจากความลึกของการเจาะลึก ความหนาแน่นกระแสเป็นศูนย์หรือเล็กน้อยเนื่องจากไม่มีอิเล็กตรอนอิสระที่ตำแหน่งเหล่านี้บนเส้นลวด ไม่มีกระแสน้ำในสถานที่เหล่านี้

หากนำวัสดุนำไฟฟ้าออกจากกึ่งกลางของเส้นลวดที่ไม่มีกระแสไฟฟ้า เราจะได้เส้นลวดกลวงในรูปของท่อ (ท่อ) ลักษณะการนำไฟฟ้าจะไม่เปลี่ยนแปลงจากนี้ เนื่องจากไม่มีกระแสอยู่ที่นั่น ความต้านทานของเส้นลวดดังกล่าวจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่ลักษณะเช่นความเหนี่ยวนำและความจุของเส้นลวดสามารถเปลี่ยนแปลงได้

การใช้งานจริงของเอฟเฟกต์ผิว

เมื่อพิจารณาถึงความลึกของการเจาะในปัจจุบันสำหรับความถี่ต่างๆ หากจำเป็นต้องใช้สายไฟที่มีรัศมีมากกว่าความลึกของการเจาะ ก็สมเหตุสมผลที่จะใช้สายเคเบิลแบบมัลติคอร์ สมมติว่าสำหรับความถี่ปัจจุบัน 50 Hz รัศมีจำกัดคือประมาณ 9 มม. ซึ่งหมายความว่าไม่สมเหตุสมผลที่จะทำงานกับลวดทึบที่มีรัศมีมากกว่า 9 มม. สิ่งนี้จะไม่ทำให้ค่าการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเนื่องจากจะไม่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ตรงกลางของเส้นลวด ซึ่งเป็นการใช้ทองแดงราคาแพงอย่างไร้เหตุผล ด้วยเหตุนี้จึงใช้สายไฟและสายเคเบิลแบบมัลติคอร์สำหรับหน้าตัดขนาดใหญ่ [2]

เพื่อประหยัดทรัพยากร แนะนำให้ใช้ลวดกลวงที่มีความหนาของลวดมากกว่า 9 มม.

วันนี้ Luvata ผลิตลวดกลวง

Luvata นำเสนอลวดกลวงทองแดงที่หลากหลายสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขดลวดแม่เหล็ก เตาแม่เหล็กไฟฟ้า และการใช้งานอื่นๆ ที่หลากหลาย

ช่วงขนาดของลวดกลวงอยู่ที่ 4 x 4 มม. (20 กก. / ม.)

สายกลวงทำจากทองแดงปราศจากออกซิเจน OF-OK® ที่มีความบริสุทธิ์สูงพร้อมค่าการนำไฟฟ้าสูง IACS ไม่น้อยกว่า 100%หากจำเป็นต้องให้คุณสมบัติทางเทคนิคของลวดกลวงมีจุดอ่อนตัวที่สูงขึ้นหรือดัชนีการคืบที่สูงขึ้นของโลหะที่มีทองแดงเงิน ยี่ห้อ CuAg 0.03% หรือ CuAg 0.1% ผลิตขึ้นจากทองแดง OF-OK® ถูกใช้.

ลวดทองแดงกลวงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตกระแสไฟฟ้า อุปกรณ์ทางการแพทย์และการวิจัย [3]

การประยุกต์ใช้ลวดกลวง

• เครื่องเรโซแนนซ์แม่เหล็ก

• แม่เหล็กสำหรับการใช้งานทางฟิสิกส์พลังงานสูง

• เครื่องเร่งอนุภาค

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• เตาแม่เหล็กไฟฟ้า

• อุปกรณ์วิจัยพลาสมา

• เครื่องเขย่าไฟฟ้า

• การติดตั้งโลหะผสมไอออนสำหรับการผลิตไมโครเซอร์กิต

• เครื่องแยกสนามแม่เหล็กความเข้มสูง

แต่ปัจจุบันนี้ไม่มีการผลิตสายเคเบิ้ลลวดกลวงแล้ว

ขอแนะนำให้ใช้การออกแบบสายเคเบิลต่อไปนี้

รูปที่ 1 ลวดกลวง

นอกจากนี้เรายังแนะนำให้ใช้ปลอกมีดควั่น

รูปที่ 2 ลวดกลวงที่ควั่นด้วยโพรงที่เต็มไปด้วย PVC

การพัฒนานี้ช่วยให้สามารถใช้ทรัพยากรอย่างประหยัดและมีเหตุผล