A jövő vezetője (üreges kábel) vagy erőforrás-megtakarítás a kábelgyártásban

A kábelvezetékek és gyűjtősínek gyártása közvetlenül kapcsolódik a következők kitermeléséhez és gyártásához: alumínium és réz, mivel ezek a fő vezetők. Ma már érdemes elgondolkodni azon, hogy ezek az erőforrások kimeríthetetlenek és nem megújulóak, és az emberiség fokozatos fejlődése miatt egyre többre van szükség ezekből az erőforrásokból. Jövőnk tehát új anyagok kifejlesztését, az erőforrások gazdaságosabb (ésszerűbb) felhasználását igényli. Ez a cikk egy új megközelítést javasol a kábelvonalak előállítására a vezető felületi hatásán – a bőrhatáson – alapul.

A TERMÉSZETI ERŐFORRÁSOK BŐVÍTÉSE — Manapság az emberi fejlődés ütemével a természeti erőforrások iránti igény növekszik, ezek pedig megújuló és nem megújuló forrásokra oszlanak.

Nem minden forrás ingyenes, korlátozott és ritka. A korlátozott erőforrások fogalma meglehetősen általános. Csak a szűkös és korlátozott erőforrások körülményei között, amelyek alapján a javak létrejönnek, felmerülnek gazdasági jellegű problémák.Gazdasági problémák nem merülnek fel, ha az emberi szükségletek kielégítésére szolgáló áruk és erőforrások mennyisége korlátlan. De ésszerű felhasználásuk növelheti a hatékony erőforrás-felhasználásban és a profitmaximalizálásban érdekelt termelő versenyképességét, valamint kielégítheti az emberi igények egy részét.

A gyártók piaci versenyképességének objektív alapjait az határozza meg, hogy képesek-e felvenni a versenyt az azonos piaci szegmensben tevékenykedő és hasonló termékeket előállító más gyártókkal, illetve képesek-e tartósan erős versenypozíciót elérni és megtartani. Ez a sikeres működésének fő feltétele, végső soron a jövedelmezőségben kifejezve.

Ehhez egyrészt ismerni kell a jövőben elfoglalni kívánt versenypozíció főbb jellemzőit, másrészt tisztában kell lenni azzal, hogy milyen erőforrások és képességek biztosítják a versenyképességet. előnye, hogy ehhez milyen előnye kell, hogy legyen, és ezek közül melyik érhető el vagy lesz elérhető. [1]

A kábelek és gyűjtősínek gyártásában a fő anyagok a réz és az alumínium - ez a nagy elektromos vezetőképességnek, a kellően nagy mechanikai szilárdságnak, a korrózióállóságnak, a jó megmunkálhatóságnak, a könnyű forrasztásnak és hegesztésnek köszönhető.

Mivel ez az erőforrás kimeríthető, gazdaságosabb és hatékonyabb felhasználásra van szükség.

A kábelvonalak és buszcsatornák mentén történő villamosenergia-átviteli irány gazdaságos és hatékony fejlesztéséről szólva a következő irányok jöhetnek szóba:

1) Az elektromos energia átviteléhez szükséges elektromos jellemzőknek megfelelő új anyagok kifejlesztése.

2) Kábelvezetékek és gyűjtősínek előállítására szolgáló módszerek kidolgozása.

3) Új elektromos energia átviteli módok kidolgozása.

Ebben a cikkben a kábelgyártás új módszerét javasoljuk, amely a felületi szétterítési hatás – bőrhatás – módszerén alapul.

Felületi hatás a vezetőben. Bőrhatás. Frekvencia tulajdonságok

A váltakozó áramot elektromágneses jelenségek kísérik, amelyek az elektromos töltések elmozdulásához vezetnek a vezető középpontjából a kerületére. Ezt a hatást felülethatásnak vagy bőrhatásnak nevezik. E hatás következtében az áram inhomogénné válik. A periférián az áramerősség nagyobbnak bizonyul, mint a központban. Ennek oka a szabad töltéshordozók sűrűségének különbsége a vezető merőleges keresztmetszetében az áram irányához képest.

Az aktuális behatolási mélységet a következő kifejezés határozza meg:

A fenti képletet alkalmazva a rézhuzalra, 50 Hz áramfrekvenciánál a behatolási mélység körülbelül 9,2 mm. Valójában ez azt jelenti, hogy egy 9,2 mm-nél nagyobb sugarú kör keresztmetszetű vezetéknél nem lesz áram a vezeték közepén, mert nem lesznek szabad töltéshordozók.

Minél nagyobb az áramfrekvencia, annál kisebb a behatolási mélység. Az áramfrekvencia kétszeres növelése a behatolási mélység kettő négyzetgyökére csökkenését eredményezi. Ha az áram frekvenciája 10-szeresére nő, akkor a behatolási mélység 10-szeresére csökken.

Jelenlegi eloszlási grafikon

A grafikonon jól látható a J áramsűrűség eloszlása ​​kerek (hengeres) vezetőben.A behatolási mélységen túl az áramsűrűség nulla vagy elhanyagolható, mivel a vezetéken ezeken a helyeken nincsenek szabad elektronok. Ezeken a helyeken nincs áram.

Ha egy ilyen vezeték középpontjából, ahol nincs áram, vezető anyagot távolítunk el, akkor egy üreges vezetéket kapunk cső (cső) formájában. A vezetőképességi jellemzők ettől nem változnak, mivel ott nem volt áram, az ilyen vezeték ellenállása nem változik, de az olyan jellemzők, mint a vezeték induktivitása és kapacitása, változhatnak.

A bőrhatás gyakorlati alkalmazása

Figyelembe véve az aktuális behatolási mélységet különböző frekvenciák esetén, ha a behatolási mélységnél nagyobb sugarú vezetékre van szükség, akkor indokolt többeres kábel alkalmazása. Tegyük fel, hogy 50 Hz-es áramfrekvenciánál a határsugár körülbelül 9 mm, ami azt jelenti, hogy nincs értelme 9 mm-nél nagyobb sugarú tömör vezetékkel dolgozni. Ez nem növeli a vezetőképességet, mert nem lesz áram a vezeték közepén, ami a drága réz irracionális felhasználása. Ezért használnak többeres vezetékeket és kábeleket nagy keresztmetszetekhez. [2]

Az erőforrások megtakarítása érdekében feltételezhető, hogy üreges huzalt használnak, amelynek huzalvastagsága meghaladja a 9 mm-t.

Ma a Luvata üreges huzalokat gyárt.

A Luvata üreges rézhuzalok széles választékát kínálja generátorokhoz, mágnestekercsekhez, indukciós kemencékhez és sokféle egyéb alkalmazáshoz.

Az üreges huzal mérettartománya 4 x 4 mm (20 kg/m).

Az üreges vezetékek nagy tisztaságú OF-OK® oxigénmentes rézből készülnek, nagy elektromos vezetőképességgel, legalább 100% IACS.Ha az üreges huzal műszaki tulajdonságai miatt szükséges, hogy az ezüstrezet tartalmazó fém magasabb lágyulási pontja vagy magasabb kúszási indexe legyen, a CuAg 0,03% vagy CuAg 0,1%, réz alapú OF-OK® alapú, használva voltak.

Az üreges rézhuzalokat széles körben használják olyan iparágakban, mint az energiatermelés, az orvosi és a kutatási berendezések. [3]

Üreges huzal alkalmazások

• Mágneses rezonancia gépek

• Mágnesek nagy energiájú fizikai alkalmazásokhoz

• Részecskegyorsítók

• Generátorok

• Indukciós sütők

• Plazmakutató berendezés

• Elektrodinamikus rázógépek

• Ionötvözetből készült berendezések mikroáramkörök gyártásához

• Nagy intenzitású mágneses térelválasztók

De ma már nem gyártanak üreges vezetékes kábeleket.

Javasoljuk a következő kábelvonal-kialakítás használatát.

1. ábra Üreges huzal

Javasoljuk a sodrott hüvely használatát is.

2. ábra Sodrott üreges huzal PVC-vel töltött üreggel

Ez a fejlesztés lehetővé teszi az erőforrások gazdaságos és ésszerű felhasználását.