Nhôm được dùng làm dây dẫn điện thay cho đồng?

Trong lĩnh vực truyền tải và phân phối điện năng, việc lựa chọn vật liệu làm dây dẫn đóng vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, chi phí và độ bền của hệ thống. Đồng và nhôm là hai kim loại phổ biến nhất được sử dụng làm dây dẫn điện, mỗi loại đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Việc hiểu rõ đặc tính và ứng dụng phù hợp của từng loại giúp các kỹ sư và nhà quản lý lựa chọn giải pháp tối ưu cho từng mục đích sử dụng, từ hệ thống điện dân dụng đến các đường dây tải điện cao thế. Vậy tại sao nhôm được dùng làm dây dẫn điện thay cho đồng? Cùng Cáp điện Việt Nam tìm hiểu chi tiết dưới đây.

Nhôm được dùng làm dây dẫn điện thay cho đồng?

Nhôm có thể thay thế đồng làm dây dẫn điện, nhất là trong những trường hợp yêu cầu trọng lượng nhẹ như đường dây tải điện trên cao, bởi nhôm nhẹ hơn và chi phí thấp hơn đồng. Tuy nhiên, trong các hệ thống điện dân dụng, dây đồng vẫn được ưu tiên sử dụng nhờ khả năng dẫn điện hiệu quả hơn và độ bền vượt trội.

Nhôm được dùng làm dây dẫn điện thay cho đồng chủ yếu vì các lý do sau:

• Trọng lượng nhẹ hơn nhiều: Nhôm nhẹ hơn đồng khoảng 2,5 lần, giúp giảm trọng lượng tổng thể của dây dẫn khoảng 30% so với đồng. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng như đường dây điện trên không, nơi giảm tải trọng lên cột điện là ưu tiên hàng đầu.
• Chi phí thấp hơn: Nhôm có giá thành rẻ hơn đồng đáng kể do nguồn nguyên liệu dồi dào và dễ khai thác hơn, trong khi đồng là kim loại đắt đỏ và khan hiếm hơn.
• Độ dẫn điện: Nhôm có độ dẫn điện khoảng 60-63% so với đồng, nên để truyền tải cùng dòng điện, dây nhôm cần có tiết diện lớn hơn dây đồng. Tuy vậy, sự tăng tiết diện này không làm tăng chi phí quá nhiều so với lợi ích về trọng lượng và giá thành.
• Độ bền và chống ăn mòn: Nhôm khá bền trong không khí và ít bị ăn mòn hóa học, đặc biệt khi dùng trong dây nhôm lõi thép (lõi thép chịu kéo, vỏ nhôm dẫn điện) dùng cho đường dây trên không.
• Ứng dụng phù hợp: Nhôm thường được dùng trong các đường dây tải điện cao thế, đường dây trên không, hoặc các công trình cần giảm trọng lượng và chi phí. Ngược lại, đồng vẫn là lựa chọn ưu tiên cho hệ thống điện dân dụng và các ứng dụng yêu cầu độ bền, linh hoạt và an toàn cao hơn do đồng có độ dẫn điện tốt hơn, dễ lắp đặt và bền hơn khi uốn cong nhiều lần.
• Khó khăn kỹ thuật: Nhôm khó hàn và dễ gãy khi uốn cong nhiều, cần kỹ thuật nối đặc biệt và thiết bị phù hợp để tránh ăn mòn tiếp xúc với đồng. Vì vậy, việc thay thế dây đồng bằng dây nhôm cần được thực hiện bài bản, có thiết kế và thi công chuyên nghiệp.

Tại sao đồng dẫn điện tốt hơn nhôm nhưng dây điện cao thế thường được làm bằng nhôm mà không làm bằng đồng?

Đồng dẫn điện tốt hơn dây nhôm vì nó có độ dẫn điện cao hơn, khả năng chịu uốn cong và độ bền cơ học tốt hơn. Tuy nhiên, dây điện cao thế thường được làm bằng nhôm thay vì đồng vì một số lý do chính sau:

• Trọng lượng nhẹ: Nhôm nhẹ hơn đồng khoảng 2,5 lần, giúp giảm đáng kể trọng lượng của dây dẫn. Điều này rất quan trọng đối với đường dây tải điện trên không, vì trọng lượng nhẹ giúp giảm tải trọng lên cột điện, dễ dàng thi công và giảm chi phí xây dựng kết cấu nâng đỡ.
• Chi phí thấp hơn: Nhôm có giá thành rẻ hơn đồng nhiều do nguồn nguyên liệu phong phú và quá trình sản xuất ít tốn kém hơn, giúp giảm tổng chi phí đầu tư cho hệ thống điện cao thế.
• Khả năng chống ăn mòn: Nhôm có khả năng chống ăn mòn tốt trong môi trường ngoài trời, đặc biệt là khi được sử dụng dưới dạng dây nhôm lõi thép, giúp tăng tuổi thọ và độ bền của đường dây.
• Hiệu quả kinh tế tổng thể: Mặc dù nhôm có độ dẫn điện thấp hơn đồng, nhưng bằng cách tăng tiết diện dây dẫn, nhôm vẫn đáp ứng được yêu cầu truyền tải điện với chi phí và trọng lượng hợp lý hơn.

Vì vậy, dù đồng dẫn điện tốt hơn, nhôm vẫn là vật liệu ưu tiên cho dây điện cao thế nhờ sự cân bằng giữa hiệu suất kỹ thuật và chi phí, cũng như các yêu cầu về trọng lượng và độ bền trong môi trường sử dụng. Trong khi đó, đồng vẫn được ưu tiên cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao và độ bền cơ học tốt như hệ thống điện trong nhà và thiết bị điện tử.