미래의 도체(중공 케이블) 또는 케이블 생산 자원 절약

케이블 라인 및 버스바의 생산은 알루미늄 및 구리의 추출 및 생산과 직접적인 관련이 있습니다. 오늘날 이러한 자원은 고갈되고 재생 불가능하며 인류가 점차 발전하고 있기 때문에 점점 더 많은 자원이 필요하다고 생각할 가치가 있습니다. 따라서 우리의 미래는 새로운 소재의 개발과 보다 경제적인(합리적인) 자원의 사용이 필요합니다. 이 논문은 도체의 표면 효과(표피 효과)를 기반으로 케이블 라인 생산에 대한 새로운 접근 방식을 제안합니다.

천연 자원의 향상 — 오늘날 인간 개발의 속도에 따라 천연 자원에 대한 필요성이 증가하고 있으며, 이에 따라 천연 자원은 재생 가능한 자원과 재생 불가능한 자원으로 구분됩니다.

모든 리소스는 무료가 아니며 제한적이며 희귀합니다. 제한된 자원의 개념은 매우 일반적입니다. 희소성과 제한된 자원의 조건에서만 상품이 생성되는 것을 기반으로 경제적 성격의 문제가 발생합니다.인간의 욕구를 충족시키는 재화와 자원의 양이 무한하다면 경제적 문제는 발생하지 않는다. 그러나 그것들의 합리적인 사용은 자원의 효율적 사용과 이익의 극대화에 관심이 있는 생산자의 경쟁력을 높일 수 있을 뿐만 아니라 인간의 필요를 일부 충족시킬 수 있습니다.

시장에서 제조업체 경쟁력의 객관적인 기반은 동일한 시장 부문에서 활동하고 유사한 제품을 생산하는 다른 제조업체와 경쟁할 수 있는 능력과 장기간 동안 강력한 경쟁 위치를 달성하고 유지할 수 있는 능력에 의해 결정됩니다. 이것이 성공적인 운영을 위한 주요 조건이며 궁극적으로 수익성 측면에서 표현됩니다.

이를 위해서는 한편으로는 미래에 점유하고자 하는 경쟁적 지위의 주요 특징을 알아야 하고, 다른 한편으로는 어떤 자원과 역량이 경쟁력을 제공하는지에 대한 명확한 아이디어를 가져야 합니다 이를 위해 가져야 하는 이점과 실제로 사용 가능하거나 사용 가능할 것입니다. [1]

케이블 및 모선 생산의 주요 재료는 구리와 알루미늄입니다. 이는 높은 전기 전도성, 충분히 높은 기계적 강도, 내 부식성, 우수한 가공성, 쉬운 납땜 및 용접 가능성 때문입니다.

이 자원은 고갈되기 때문에 보다 경제적이고 효율적인 사용이 요구됩니다.

케이블 라인과 버스 채널을 따라 전기 전송 방향의 경제적이고 효율적인 개발에 대해 말하면 다음 방향을 고려할 수 있습니다.

1) 전기에너지 전달에 필요한 전기적 특성에 상응하는 신소재 개발

2) 케이블 라인 및 버스바 생산 방법 개발.

3) 새로운 전기 에너지 전송 방법 개발.

본 논문에서는 표피효과(Skin Effect)라는 표면확산효과를 기반으로 한 새로운 케이블 생산방법을 제안한다.

도체의 표면 효과. 피부 효과. 주파수 속성

교류는 도체의 중심에서 주변으로 전하를 변위시키는 전자기 현상을 동반합니다. 이 효과를 표면 효과 또는 표피 효과라고 합니다. 이 효과의 결과로 전류가 불균일해집니다. 주변부에서 전류는 중앙보다 크기가 더 큰 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 전류의 방향에 대해 도체의 수직 단면에서 자유 전하 캐리어 밀도의 차이 때문입니다.

현재 침투 깊이는 다음 식에 따라 결정됩니다.

위의 구리선 공식을 사용하면 전류 주파수 50Hz에서 침투 깊이는 약 9.2mm입니다. 실제로 이것은 반지름이 9.2mm보다 큰 원형 단면 와이어가 있으면 자유 전하 캐리어가 없기 때문에 와이어 중앙에 전류가 없다는 것을 의미합니다.

전류 주파수가 높을수록 침투 깊이가 작아집니다. 전류 주파수가 2배 증가하면 침투 깊이가 2의 제곱근으로 감소합니다. 전류의 주파수가 10배 증가하면 침투 깊이는 10배로 감소합니다.

전류 분포 그래프

그래프는 원형 도체(원통형)의 전류 밀도 J 분포를 명확하게 보여줍니다.침투 깊이를 넘어서면 와이어의 이러한 위치에 자유 전자가 없기 때문에 전류 밀도는 0이거나 무시할 수 있습니다. 이 장소에는 전류가 없습니다.

전류가 흐르지 않는 이러한 전선의 중심에서 전도성 물질을 제거하면 튜브 (튜브) 형태의 속이 빈 전선이 생깁니다. 전류가 없었기 때문에 전도성 특성은 이것으로부터 변경되지 않습니다. 이러한 와이어의 저항은 변경되지 않지만 와이어의 인덕턴스 및 커패시턴스와 같은 특성은 변경 될 수 있습니다.

스킨 효과의 실용화

다른 주파수에 대한 현재 관통 깊이를 고려할 때 관통 깊이보다 큰 반경의 와이어가 필요한 경우 다중 코어 케이블을 사용하는 것이 합리적입니다. 50Hz의 현재 주파수에 대해 제한 반경이 약 9mm라고 가정해 보겠습니다. 즉, 반경이 9mm보다 큰 단선으로 작업하는 것은 의미가 없습니다. 이렇게 하면 와이어 중앙에 전류가 흐르지 않기 때문에 전도성이 증가하지 않습니다. 이는 값비싼 구리를 비합리적으로 사용하는 것입니다. 그렇기 때문에 다중 코어 와이어와 케이블이 큰 단면에 사용됩니다. [2]

자원을 절약하기 위해 9mm 이상의 와이어 두께를 가진 속이 빈 와이어를 사용한다고 가정합니다.

오늘날 Luvata는 할로우 와이어를 제조합니다.

Luvata는 발전기, 자석 코일, 유도로 및 기타 다양한 응용 분야를 위한 광범위한 구리 중공 와이어를 제공합니다.

중공 와이어의 크기 범위는 4 x 4mm(20kg/m)입니다.

중공 와이어는 100% IACS 이상의 높은 전기 전도성을 가진 고순도 OF-OK® 무산소 구리로 만들어집니다.속이 빈 와이어의 기술적 특성이 구리 OF-OK®를 기반으로 생산된 은 구리, 브랜드 CuAg 0.03% 또는 CuAg 0.1%를 포함하는 금속의 더 높은 연화점 또는 더 높은 크리프 지수를 가져야 하는 경우, 사용 된.

중공 동선은 발전, 의료 및 연구 장비와 같은 산업에서 널리 사용됩니다. [삼]

할로우 와이어 애플리케이션

• 자기 공명 기계

• 고에너지 물리학 응용 분야용 자석

• 입자 가속기

• 발전기

• 인덕션 오븐

• 플라즈마 연구 장비

• 전기역학 셰이커

• 미세 회로 생산을 위한 이온 합금 설비

• 고강도 자기장 분리기

그러나 오늘날 중공 와이어 케이블 라인은 생산되지 않습니다.

다음 케이블 라인 디자인을 사용하는 것이 좋습니다.

그림 1. 할로우 와이어

우리는 또한 좌초된 칼집을 사용하는 것을 제안합니다.

그림 2. 공동이 PVC로 채워진 중공 연선

이러한 개발은 자원의 경제적이고 합리적인 사용을 가능하게 합니다.