Tulevikujuht (õõneskaabel) ehk ressursside kokkuhoid kaablitootmises

Kaabliliinide ja siinide tootmine on otseselt seotud: alumiiniumi ja vase kaevandamise ja tootmisega, kuna need on peamised juhid. Tänapäeval tasub mõelda, et need ressursid on ammenduvad ja taastumatud ning inimkonna järkjärgulise arenemise tõttu on neid ressursse aina rohkem vaja. Seetõttu eeldab meie tulevik uute materjalide väljatöötamist ja ressursside säästlikumat (ratsionaalsemat) kasutamist. Käesolevas artiklis pakutakse välja uus lähenemisviis kaabliliinide tootmisele, mis põhineb juhi pinnaefektil - nahaefektil.

LOODUSVARADE KASUTAMINE — Tänapäeval, koos inimkonna arengutempoga, suureneb vajadus loodusvarade järele ning need jagunevad omakorda taastuvateks ja taastumatuteks.

Kõik ressursid ei ole tasuta, piiratud ja haruldased. Piiratud ressursside mõiste on üsna levinud. Ainult nappuse ja piiratud ressursside tingimustes, mille alusel kaupu luuakse, tekivad majanduslikku laadi probleemid.Majandusprobleeme ei teki, kui kaupade ja ressursside maht, millega inimvajadusi rahuldatakse, on piiramatu. Kuid nende ratsionaalne kasutamine võib tõsta ressursside tõhusast kasutamisest ja kasumi maksimeerimisest huvitatud tootja konkurentsivõimet ning rahuldada mõningaid inimvajadusi.

Tootjate konkurentsivõime objektiivsed alused turul määrab nende suutlikkus konkureerida teiste samas turusegmendis tegutsevate ja sarnaseid tooteid tootvate tootjatega, samuti saavutada ja säilitada pika aja jooksul tugev konkurentsipositsioon. See on selle eduka toimimise peamine tingimus, mis väljendub lõpuks kasumlikkuses.

Selleks peate ühelt poolt teadma selle konkurentsipositsiooni põhiomadusi, mida ta soovib tulevikus hõivata, ja teisest küljest omama selget ettekujutust sellest, millised ressursid ja võimalused konkurentsi tagavad. eelis, mis tal selleks peab olema ja milline neist on tegelikult saadaval või tuleb. [1]

Peamisteks materjalideks kaablite ja siinide valmistamisel on vask ja alumiinium – selle põhjuseks on nende kõrge elektrijuhtivus, piisavalt kõrge mehaaniline tugevus, korrosioonikindlus, hea töödeldavus, lihtne jootmise ja keevitamise võimalus.

Kuna see ressurss on ammendunud, on vaja säästlikumat ja tõhusamat kasutamist.

Rääkides elektri edastamise suuna säästlikust ja tõhusast arendamisest mööda kaabelliine ja siinikanaleid, võib kaaluda järgmisi suundi:

1) Elektrienergia edastamiseks vajalikele elektriomadustele vastavate uute materjalide väljatöötamine.

2) Kaabliliinide ja siinide tootmise meetodite väljatöötamine.

3) Elektrienergia ülekande uute meetodite väljatöötamine.

Käesolevas töös pakutakse välja uus meetod kaabli tootmises, mis põhineb pinnale leviva efekti meetodil — nahaefektil.

Pinnaefekt juhis. Nahaefekt. Sagedusomadused

Vahelduvvooluga kaasnevad elektromagnetilised nähtused, mis põhjustavad elektrilaengute nihkumist juhi keskpunktist selle perifeeriasse. Seda efekti nimetatakse pinnaefektiks või nahaefektiks. Selle mõju tulemusena muutub vool ebahomogeenseks. Perifeerias osutub vool suuremaks kui keskel. See on tingitud vabade laengukandjate tiheduse erinevusest juhi risti ristlõikes voolu suuna suhtes.

Praegune läbitungimissügavus määratakse avaldise järgi:

Kasutades ülaltoodud vasktraadi valemit, on voolusagedusel 50 Hz läbitungimissügavus ligikaudu 9,2 mm. Tegelikult tähendab see seda, et ümmarguse ristlõikega traadi korral, mille raadius on suurem kui 9,2 mm, ei teki traadi keskel voolu, kuna puuduvad vabad laengukandjad.

Mida kõrgem on voolu sagedus, seda väiksem on läbitungimissügavus. Voolusageduse kahekordne suurendamine toob kaasa läbitungimissügavuse vähenemise kahe ruutjuureni. Kui voolu sagedus suureneb 10 korda, siis läbitungimissügavus väheneb juure võrra 10 korda.

Praeguse jaotuse graafik

Graafik näitab selgelt voolutiheduse J jaotust ümmarguses (silindrilises) juhis.Väljaspool läbitungimissügavust on voolutihedus null või tühine, kuna traadi nendes kohtades pole vabu elektrone. Nendes kohtades puudub vool.

Kui sellise traadi keskelt, kus voolu pole, eemaldatakse juhtiv materjal, saame toru (toru) kujul oleva õõnsa traadi. Juhtivusomadused sellest ei muutu, kuna seal polnud voolu, siis sellise traadi takistus ei muutu, kuid sellised omadused nagu traadi induktiivsus ja mahtuvus võivad muutuda.

Nahaefekti praktiline kasutamine

Arvestades praegust läbitungimissügavust erinevatel sagedustel, kui on vaja läbitungimissügavusest suurema raadiusega traati, siis on mõistlik kasutada mitmesoonelist kaablit. Oletame, et voolusagedusel 50 Hz on piirraadius umbes 9 mm, mis tähendab, et üle 9 mm raadiusega täisjuhtmega ei ole mõtet töötada. See ei suurenda juhtivust, kuna traadi keskel ei ole voolu, mis on kalli vase irratsionaalne kasutamine. Seetõttu kasutatakse suurte ristlõigete jaoks mitmesoonelisi juhtmeid ja kaableid. [2]

Ressursside säästmiseks eeldatakse, et kasutatakse õõnsat traati, mille traadi paksus on üle 9 mm.

Tänapäeval toodab Luvata õõnestraate.

Luvata pakub laia valikut vasest õõnsaid juhtmeid generaatorite, magnetpoolide, induktsioonahjude ja paljude muude rakenduste jaoks.

Õõnestraadi suurus on alates 4 x 4 mm (20 kg / m).

Õõnestraadid on valmistatud kõrge puhtusastmega OF-OK® hapnikuvabast vasest, millel on kõrge elektrijuhtivus, mitte vähem kui 100% IACS.Kui õõnestraadi tehniliste omaduste jaoks on vaja hõbedast vaske sisaldava metalli kõrgemat pehmenemistemperatuuri või kõrgemat roomeindeksit, on kaubamärgid CuAg 0,03% või CuAg 0,1%, toodetud vase OF-OK® baasil, kasutati.

Õõnest vasktraati kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu elektritootmine, meditsiini- ja uurimisseadmed. [3]

Õõnestraadi rakendused

• Magnetresonantsmasinad

• Magnetid suure energiaga füüsika rakendusteks

• Osakeste kiirendid

• Generaatorid

• Induktsioonahjud

• Plasma uurimisseadmed

• Elektrodünaamilised loksutajad

• Ioonisulamitest paigaldised mikroskeemide tootmiseks

• Suure intensiivsusega magnetvälja eraldajad

Kuid täna ei toodeta õõnestraatkaabliliine.

Soovitame kasutada järgmist kaabelliini kujundust.

Joonis 1. Õõnestraat

Soovitame kasutada ka keerdunud kesta.

Joonis 2. Keerutatud õõnestraat, mille õõnsus on täidetud PVC-ga

Selline areng võimaldab ressursse säästlikult ja ratsionaalselt kasutada.