مقایسه آلومینیوم و مس در هادی‌های الکتریکی
با افزایش قیمت تجهیزات تولیدی و افزایش هزینه‌های ساخت و نگهداری، ضرورت جستجوی یافتن مواد جایگزین برای تولیدکنندگان سیم وکابل که نگرش خاصی به هزینه‌ها دارند ، روزبه‌روز به امری حیاتی مبدل می‌شود. یکی از این مواد جایگزین، یعنی سیستم آلومینیومی، طی سال‌های اخیر در صنایع ساختمانی موردتوجه بسیار واقع‌شده است، خصوصاً اینکه قیمت مس مستمرا”روندی فزاینده داشته ، درحالی‌که بازار آلومینیوم و قیمت آن از اثبات نسبی بیشتری برخوردار بوده است . مسئلة قیمت به‌تنهایی دلیل قانع‌کننده‌ای برای این واقعیت است که چرا هادی‌های نسل اخیر آلومینیومی دارای شرایط مناسبی برای عرضه می‌باشند . در زمان بررسی و تحقیق مربوط به این مقاله ( اکتبر سال ۲۰۱۱ ) برای خرید سیم مسی باید تقریباً بین ۲۵ تا ۴۰ درصد بیش از قیمت سیم آلومینیومی پرداخت شود ، بنابراین شگفت‌آور نیست که ملاحظه کنیم تعداد زیادی از مهندسین امکانات و عملکرد سیم‌کشی با کابل آلومینیوم را در دست بررسی قرار دهند.
امروزه ، هادی‌های آلومینیومی در صنعت سیم و کابل به‌طورمعمول و به‌صورت کارا مورداستفاده قرار می‌گیرند و در صنایع ساختمانی به‌طور گسترده کاربرد دارند. هادی‌های آلومینیومی در حال حاضر در بسیاری از کاربردهای صنعتی با موفقیت نصب و مورد بهره‌برداری قرارگرفته‌اند. در کاربردهای خدمات شهری، آلومینیوم نشان داده است که در درازمدت پابرجا بوده و چنین به نظر می‌رسد که عملکرد مستمر قابل‌توجهی در کاربردهای تجاری و بنیادی داشته باشد. از طرفی آلومینیوم در ساختمان‌های بزرگ تجاری به‌طور فزاینده مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. کابل‌های MC (Metal clad) با تغذیه‌کننده‌های آلومینیومی در بسیاری از ساختمان‌ها بلندمرتبه ، استادیوم‌ها ، فروشگاه‌های بزرگ ، ساختمان‌های تجاری ، عملیات بازیابی فاضلاب و وسایل تولید به‌صورت یک کالای اساسی مطرح می‌باشد . پیمانکاران کابل‌های آلومینیومی را در هادی‌های ورودی تأسیسات ، هادی‌های سایز بالا، و هادی‌های توزیع برق نصب و بهره‌برداری می‌کنند. این کاربردهای متعدد مبین این واقعیت است که گزینش آلومینیوم به معنای “یک موضوع جدید ” نیست و مفید بودن و عملکرد بسیار خوب این فلز در کاربردهای پیشین به اثبات رسیده است.
چون کاربردهای صنعتی همراه با تجارب مهم در عرصه بین‌المللی می‌باشد ، ما در این بررسی به تحقیق پرداخته‌ایم که کاربرد هادی‌های آلومینیومی را به‌عنوان جایگزین مس نشان می‌دهد. ما به کاربران مزیت‌ها، معایب، و برخی از موارد سودمند در زمینة نصب این محصول جایگزین را ارائه می‌کنیم تا به آن‌ها کمک کند تصمیم معقول‌تری در ارتباط بااینکه کدام یک از این فلزات نیازهای مربوط به تجهیزاتشان را برآورده می‌سازد، اتخاذ نمایند.
چرا آلومینیوم ممکن است انتخاب مناسبی برای تأسیسات شما باش؟!
صرفه اقتصادی
هر فعال تجاری سعی بر آن دارد تا برای کار خود به بازگشت سرمایه مناسبی دست یابد، اما این موضوع با توجه به شرایط قیمت‌گذاری کنونی مواد اولیه همواره چالش‌برانگیز است. مزیت آشکار در انتخاب آلومینیوم به‌عنوان هادی همانا صرفه‌جویی اقتصادی آن به خاطر قیمت های کمتر مواد اولیه است. این میزان صرفه‌جویی درصورتی‌که آلومینیوم در همة کاربردهای ممکن بهره‌برداری شود، می‌تواند به حدود ۷۰ درصد نیز برسد. یکی از شرکت‌های مهندسی مطالعه ارزشمندی در زمینه مقایسه قیمت برای مشتریان انجام داده و به این نتیجه دست‌یافته است که کل هزینه سیم‌کشی آلومینیوم بین ۲۵ تا ۳۰ درصد کمتر است اگر مصرف‌کننده فقط در نظر داشته باشد که از مس استفاده کند. نه‌تنها قیمت آلومینیوم به میزان قابل‌توجهی کمتر از قیمت مس است، بلکه قیمت‌گذاری در بازار آلومینیوم از ثبات بیشتری نیز برخوردار است. باید توجه نمود که در حال حاضر قیمت آلومینیوم رو به رشد است، ولی در مقایسه با بازار مس که نوسان شدیدتری دارد، قیمت آلومینیوم با روندی یکنواخت و درصد بسیار کم رشد می‌یابد. در حال حاضر افزایش بی‌سابقه‌ای را در قیمت مس تجربه کرده‌ایم (افزایش قابل‌توجه ۸۵ درصدی طی سال گذشته – توجه کنید که سال مطالعه ۲۰۱۱ میلادی است) ، این ارتقاء عظیم در قیمت، اولویت و اهمیت نیاز برای تحقیقات یکپارچه برای موضوع دستیابی به هادی‌های جایگزین را دوچندان می‌سازد.
پیشرفت‌های طراحی فنی
بسیاری از گفته‌های “وحشتناک ” در سابقه به‌کارگیری آلومینیوم را می‌توان به مسایل مربوط به طراحی فنی آلیاژهای پیشین آن نسبت داد که امروزه با طراحی بهتر محصول این مشکلات از بین رفته است ، همچنین می‌توان برخی از این مشکلات را به کیفیت نصب مربوط دانست. در سال‌های گذشته، هنگام قرار دادن سیم‌های سایر پایین آلومینیوم توسط نصاب‌ها در ترمینال‌های دارای ویژگی انبساطی متفاوتی که برای کاربرد موردنظر مناسب نبودند، مثلاً به‌کارگیری پیچ‌های فولادی در وسایل سیم کشی امکان بروز عیب در کابل‌های آلومینیومی وجود داشت. متأسفانه، بسیاری از کاربران از پیشرفت‌های انجام‌شده در طراحی آلومینیوم و نصب آن اطلاع چندانی ندارند و برداشت‌های بدبینانه از این محصول کماکان ادامه دارد.
تأییدیه NEC
یکی از مدارک الزام‌آور برای به‌کارگیری آلومینیوم تأییدیة استاندارد NEC برای استفاده از آن است. بخش ۱۴-۳۱۰ این استاندارد عنوان می‌دارد که هادی‌های آلومینیومی “باید از جنس هادی آلومینیوم آلیاژی الکتریکی سری‌های ۸۰۰۰-AA ساخته‌شده باشند.” بخش نهم استاندارد شامل چندین جدول است که ویژگی‌های هادی‌های آلومینیومی، شامل مقاومت الکتریکی، امپدانس، دمای نامی ، ظرفیت جریان و غیره را ارائه می‌کنند. برای جزئیات بیشتر به جدیدترین نسخة استاندارد NEC (National Electric Code) مراجعه نمایید.
آلومینیوم را کجا می‌توان استفاده کرد؟!
بررسی‌های مهندسی به کار بردن آلومینیوم از ترانس‌ها تا تابلوی توزیع را در کاربردهای برق‌رسانی ورودی و همچنین نصب هادی‌ها از تابلوهای توزیع به مراکز کنترل موتور در کاربردهای تغذیه برق را توصیه می‌کند. کاربرد بالقوه هادی‌های آلومینیوم از تغذیه‌کننده‌ها به تابلوهای برق نیز میسر است ، مشروط به آنکه ملاحظات مربوط به فضای سربندی در تابلوی برق در نظر گرفته‌شده باشد. یکی از توصیه‌های صنعتی استفاده از سیم‌کشی آلومینیوم در سایزهای حدود ۵۰mm۲ یا بالاتر است، چون در نصب هادی‌های با سایزکمتر افزایش هزینه محتمل‌تر است. این بدان سبب است که سربندی ترمینال‌ها در مدارهای انشعابی به فضای بیشتری نیاز دارد، و همچنین هر دو سربندی آلومینیوم به مس و سربندی مس به تجهیزات ضرورت دارد.
از طرفی، عموماً صرفه‌جویی اقتصادی بیشتر در صورت به‌کارگیری کابل‌های سایز بالا، مثلاً در تغذیه‌کننده‌ها به وقوع می‌پیوندد. بنابراین مشتریانی که از آلومینیوم استفاده می‌کنند سروکارشان با مصرف آمپر بالاتر است. سیم آلومینیوم به‌صورت تجاری در سایزهای مربوط به عبور جریان ۵۰ آمپری و بالاتر موجود است. محدودیت ظرفیت جریان عموماً در حدود ۱۰۰ آمپر است ولی توسط افراد مختلف محدودیت بالاتری نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد. لازم به تذکر است که سیم انشعابی عموماً از آلومینیوم انتخاب نمی‌شود.
منابع : tadbirkara.com و پارس الکتریک و sbargh.ir
