Có nên dùng dây cáp điện lõi nhôm mạ đồng không?
Các sản phẩm dây cáp điện được dán nhãn CCA hiện được cung cấp bởi nhiều nhà bán lẻ khác nhau. Vậy CCA là gì? Chúng tôi, HELUKABEL sẽ mang đến thông tin về thuật ngữ này.
1. Dây cáp điện làm bằng nhôm có ưu điểm gì?
1.1 Đặc điểm của dây cáp điện làm bằng nhôm
Dây dẫn có lõi bằng đồng thường được ưa thích cho hầu hết các loại dây cáp điện và dây điện do tính dẫn điện tốt, tính linh hoạt cao, độ bền kéo và hiệu quả chi phí. Những ưu điểm này làm cho đồng trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng. Bên cạnh đó, trong một số trường hợp khác, dây dẫn làm bằng nhôm cũng được sử dụng, đặc biệt là trong truyền tải năng lượng.
Tuy nhiên, nhôm có độ dẫn điện chỉ khoảng 63% so với đồng. Điều này dẫn đến sụt áp cao hơn và giảm khả năng mang dòng điện trên cùng một mặt cắt. Để đạt được độ sụt áp và dòng điện bằng nhau như cáp đồng, dây cáp điện làm bằng nhôm cần có tiết diện lớn hơn. Hơn nữa, nhôm dễ bị gãy hơn đồng khi bị uốn cong nhiều lần, dẫn đến khả năng thực hiện các chuyển động thường kém linh hoạt hơn. Vì vậy, cáp nhôm chủ yếu được sử dụng để lắp đặt cố định hoặc các ứng dụng có ứng suất cơ học thấp.
Khi nhôm tiếp xúc với đồng trần sẽ xảy ra sự hình thành nguyên tố dẫn đến ăn mòn. Vì vậy, dây cáp điện làm bằng nhôm yêu cầu công nghệ kết nối riêng, không được sử dụng vấu cáp dành riêng cho cáp đồng. Thay vào đó, chỉ nên sử dụng các sản phẩm kết nối được phê duyệt đặc biệt. Bên cạnh đó, cách xử lý, công cụ và kiến thức chuyên môn cần thiết khi sản xuất lõi nhôm cũng rất khác biệt và độc đáo.
>>Xem thêm: Vai trò quan trọng của tiết diện trong dây cáp điện
1.2 Lợi ích của dây cáp điện làm bằng nhôm là gì?
Lợi ích của nhôm khi làm vật liệu dẫn điện là giúp dây cáp điện có trọng lượng nhẹ hơn. Do đó, cáp nhôm được sử dụng trong tất cả các công trình xây dựng mà trọng lượng tổng thể là yếu tố quan trọng, chẳng hạn như trong đường dây điện. Một ưu điểm khác là cáp nhôm rẻ hơn cáp đồng. Mặc dù có tiết diện lớn hơn nhưng vì chi phí nguyên liệu thô của nhôm thấp hơn so với cáp đồng nên dây cáp điện làm bằng nhôm sẽ có giá thành phải chăng hơn.
Việc so sánh hai mặt cắt dây dẫn dựa trên IEC 60228 Loại 2 có độ dẫn tương tự như sau:
- Một dây dẫn nhôm 240mm² nặng khoảng 723 kg/km.
- Đối với dây dẫn đồng 150mm², trọng lượng khoảng 1341 kg/km.
- Mặc dù độ dày của cáp tăng lên nhưng khả năng giảm trọng lượng cao hơn lên tới 30-40% nhờ sử dụng nhôm và tùy vào các thiết kế cụ thể.
>>Xem thêm: Các loại dây cáp điện bằng đồng thông dụng
2. Tìm hiểu về dây cáp điện CCA
2.1 Dây cáp điện CCA nghĩa là gì?
CCA là viết tắt của Copper Clad Aluminium, có nghĩa là nhôm mạ đồng. Các dây cáp điện bao gồm một lõi nhôm với một lớp đồng mỏng trên bề mặt, thường khoảng 10% đồng và 90% nhôm. Những dây dẫn này được phát triển như một giải pháp thay thế tối ưu về kinh tế cho cáp tần số cao để lắp đặt cố định, chẳng hạn như công nghệ ăng-ten. Điều quan trọng cần lưu ý là tín hiệu âm thanh không được truyền qua mặt cắt ngang như với điện mà là trên bề mặt của dây dẫn. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng bề mặt. Ở tần số truyền cao hơn, bề mặt dây dẫn chủ yếu được sử dụng để truyền trong khi mặt cắt ngang đóng vai trò thứ yếu.
Trong vài năm, đã có sự gia tăng nhanh chóng các sản phẩm dây cáp điện được dán nhãn CCA giữa các nhà bán lẻ và nhà cung cấp trực tuyến ở Châu Âu. Hầu hết các mặt hàng này đều có nguồn gốc từ châu Á và có mức giá phải chăng.
a Loa
b Cáp nguồn Hi-Fi trên ô-tô (để cấp nguồn cho amply)
c Cáp mạng (dây nối có phích cắm)
2.2 Đặc điểm kỹ thuật của dây cáp điện CCA
Về lý thuyết, dây cáp điện CCA có thể đóng vai trò là dây loa, tuy nhiên bạn nên thận trọng. Những người đam mê Hi-Fi đặc biệt tìm kiếm dây có tiết diện lớn hơn nhằm đạt được điện trở thấp nhất có thể và khả năng truyền tải không bị suy hao. Tuy nhiên, sử dụng dây cáp điện CCA có tiết diện 2,5 mm2 tương đương với cáp đồng chỉ có độ dẫn điện khoảng 1,5 mm2, dẫn đến chất lượng đường truyền kém hơn. Tuy nhiên, nhiều người bán và cửa hàng đã không nói rõ về điểm khác biệt này.
Cáp nguồn dùng để cung cấp bộ khuếch đại trong hệ thống Hi-Fi trên ô tô mang dòng điện đáng kể. Do đó, người dùng phải bảo đảm an toàn đúng cách cho thiết bị này và mọi thiết bị lắp đặt tiếp theo, nếu không sẽ có nguy cơ mất hiệu lực bảo hiểm toàn diện của xe trong trường hợp hỏa hoạn. Tuy nhiên, người dùng cá nhân thường có thể thiếu chuyên môn kỹ thuật cần thiết. Bạn có thể không biết rằng cáp nguồn CCA sẽ có độ dẫn điện kém hơn. Tiết diện 25 mm2 CCA tương ứng với khoảng 16 mm2 dây cáp điện bằng đồng, điều này sẽ làm tăng nguy cơ cháy nổ do không chọn cầu chì phù hợp.
2.3 Lưu ý khi sử dụng dây cáp điện CCA
Từ quan điểm kỹ thuật, dây cáp điện CCA thường hạn chế được dùng làm cáp mạng. Tuy nhiên, do công nghệ “Power over Ethernet” (Tạm dịch: Cấp nguồn qua Ethernet) được sử dụng rộng rãi nên các loại cáp này thường được sử dụng để cấp nguồn. Điều này dẫn đến vấn đề tương tự xảy ra với cáp kết nối trong lĩnh vực hi-fi, đó là hiện tượng sụt áp cao hơn do điện trở của CCA lớn hơn. Kết quả của điều này sẽ làm giảm tuổi thọ hoạt động của cáp và tăng sinh nhiệt, đây đều là nguyên nhân làm tăng nguy cơ hư hỏng của cáp. Tương tự, tiêu chuẩn TIA ở Anh cũng cấm sử dụng cáp mạng có dây dẫn CCA cho Cat 5e, 6, 6A, 7 và 8. Theo tiêu chuẩn IEC 61156, dây cáp điện làm bằng nhôm mạ đồng cũng không được phép sử dụng. Mặc dù phù hợp với khoảng cách ngắn trong môi trường văn phòng tại nhà, nhưng chúng ta nên tránh những loại cáp này trong mạng công ty chuyên nghiệp vì mạng này phải đảm bảo hoạt động trơn tru và không gặp sự cố trong nhiều năm.
BÀI VIẾT KHÁC >>> JZ-500 | Cáp điều khiển mềm dẻo, linh hoạt
2.4 Còn điều gì khác cần biết về dây cáp điện CCA?
- Độ bền kéo và uốn cong thấp hơn dây dẫn đồng.
- Khả năng chống ăn mòn thấp hơn (dễ lão hóa).
- Dễ nóng chảy hơn.
- Do độ dẫn điện thấp hơn nên cáp nóng lên nhiều hơn khi sử dụng với ứng dụng "Cấp nguồn qua Ethernet" và dẫn đến tổn thất điện áp cao hơn.
- Việc tái chế phức tạp hơn.
3. So sánh các giá trị điện và cơ học của các vật liệu dẫn điện khác nhau
Hợp kim | Thành phần hóa học | Độ bền kéo | Độ dẫn điện IACS 20°C (68°F) | |
Dây cáp điện nhôm | 1350 | 99,5% Nhôm | 82,7 Mpa (12,0 ksi) | 61,2 |
8176 | 98,5% Nhôm | 117 Mpa (17,0 ksi) | 65,2 | |
Dây cáp điện bằng đồng | CDA 10100 | 99,99% | 379 Mpa (55,0 ksi) | 100 |
CDA 10200 | 99,5% | 379 Mpa (55,0 ksi) | 100 | |
CDA 1100 | 99,99% | 379 Mpa (55,0 ksi) | 100 | |
Dây cáp điện CCA | 10% CCA | 10% Đồng theo khối lượng | 82.7 Mpa (12,0 ksi) | 62,9 |
15% CCA | 15% Đồng theo khối lượng | 117 Mpa (17,0 ksi) | 64,4 |
4. Tổng kết về dây cáp điện CCA
Dây cáp điện CCA phải được xử lý một cách thận trọng do các đại lý không được đào tạo đầy đủ về tài liệu này.
Việc sử dụng dây cáp nhôm có lợi thế đáng kể về trọng lượng và chúng chỉ nên được lắp đặt hoặc lên kế hoạch sử dụng bởi các chuyên gia do đặc tính riêng của vật liệu nếu xử lý không đúng cách sẽ gây ra nhiều vấn đề. Dây cáp điện làm bằng nhôm được khuyên dùng cho các tình huống mà không gian không phải là mối quan tâm chính, chẳng hạn như tuabin gió hoặc cáp ắc quy trong xe cộ. Điều quan trọng là phải sử dụng công nghệ kết nối phù hợp với cáp nhôm. Các nhà cung cấp năng lượng hiện nay độc quyền sử dụng dây dẫn nhôm cho hệ thống cáp cơ sở hạ tầng trung thế. Cáp ngầm được tiêu chuẩn hóa NAYY, tuân theo DIN VDE 0276-603, là một ví dụ được biết đến rộng rãi về cáp nhôm.
Ngoài ra, dây cáp điện bằng đồng cũng được sử dụng phổ biến, có thể được thi công bởi các cá nhân có kiến thức và kỹ năng thủ công phù hợp.
Tác giả bài viết
>>Tìm hiểu thêm: Khám phá các sản phẩm dây cáp điện của HELUKABEL