Ihre elektrischen Leitungen bergen Geheimnisse-und ganz ehrlich: 9 von 10 Menschen haben bei der Auswahl der richtigen Leitungen völlig den falschen Eindruck gemacht! Aber wenn Sie verstehen, wie die drei Schlüsselebenen funktionieren, sparen Sie sich später jede Menge Zeit, Geld und Kopfschmerzen.
Wir alle halten modernen Strom für selbstverständlich, oder? Aber haben Sie sich schon einmal den langweiligen alten Draht in der Ecke Ihrer Wand angesehen? Lasst uns heute niederknien und „zuhören“, was diese „städtischen Blutgefäße“ zu sagen haben. -Sie sind viel interessanter, als sie aussehen.
Wenn Strom wie bei einem Rennwagen durch ein Kabel strömt, ist der Leiter die Strecke, auf der er rast. Auch wenn er immer versteckt ist, ist dieser Metallkern der Star des gesamten Kabels. Ich habe so viele Leute gesehen, die Kabel ausgewählt haben, indem sie einfach nachgeschaut haben, wie dick die äußere Schicht ist-und dabei diesen entscheidenden Teil völlig ignoriert haben! Es ist, als würde man ein Auto kaufen, nur weil einem die Lackierung gefällt; Du setzt die Prioritäten völlig falsch.
Schauen wir uns die kleinen Dinge genauer an: In einem Kupferleiter (weniger als einen Zentimeter breit!) vollführen Elektronen quasi einen „Frühlingsfest-Ansturm“ (Sie wissen schon, dieser verrückte jährliche Reiseansturm in China). In jedem Kubikmillimeter reinem Kupfer befinden sich unglaubliche 8,5 × 10²² freie Elektronen, die bereit sind, sich zu bewegen. Kupfer gilt schon seit Ewigkeiten als erstklassiger Leiter, nicht nur, weil es sehr gut Strom transportiert (58,0 × 10⁶ S/m, wenn Sie sich für die Zahlen interessieren), sondern auch, weil es flexibel ist-so dass das Kabel immer wieder gebogen werden kann, ohne die „Leitung“ zu unterbrechen. Ich habe einmal eine Kabelfabrik besucht und den Prozess beobachtet: Aus einem schweren Kupferbarren wurden am Fließband wie durch Zauberei haardünne Drähte. Diese 0,15 mm-dicken Drähte werden miteinander verdrillt, ähnlich wie der Zopf eines Mädchens oder die verwickelten Stromleitungen in einer Stadt.
In letzter Zeit erleben auch Aluminiumleiter ein Comeback. Ein Mann von einem Energieversorger hat mir die Rechnung erklärt: Bei gleicher Strom-tragfähigkeit macht Aluminium das Kabel 30 % leichter. Das ist eine große Sache für diese superlangen Hochspannungsprojekte (wie solche, die sich über Kilometer erstrecken). Aber hier ist die Sache: -Kupfer und Aluminium sind unauffällige Konkurrenten.- Kupfer kann Strom besser transportieren, aber wenn es feucht ist, entstehen grüne „Rostflecken“. Aluminium ist leichter und billiger, aber Ingenieure hassen es, sich mit Oxidation an den Verbindungen auseinanderzusetzen. -Es ist wie eine kleine Zeitbombe.
Als nächstes kommt die Isolationsschicht, die im Grunde der beste Leibwächter des Leiters ist. Es bleibt in der Nähe des Leiters und verhindert, dass diese Hyperelektronen entweichen-wie eine klare Barriere. Ich habe einmal beim Kreisdienst in einem alten Wohnhaus geholfen. Als wir einen 20-Jahre-alten Draht abisoliert haben, zeigte der Wartungsmann auf die Isolierung und scherzte: „Dieser Kunststoff ist zuverlässiger als manche Verbindungen! Er hat jahrzehntelang verhindert, dass Elektronen „schummeln“ (sprich: Kurzschlüsse verursachen).
Bei der Auswahl der richtigen Isolierung kommt es auf die Materialwissenschaft an. Die übliche PVC-Isolierung? Es ist eine Mischung aus Polyvinylchlorid und Weichmachern-dicht genug zum Schutz, aber flexibel genug zum Arbeiten. Für Orte, an denen es heiß wird (z. B. in der Nähe von Industriemaschinen), wird vernetztes Polyethylen (XLPE) verwendet. Seine Moleküle verbinden sich in einem 3D-Muster, sodass es 90-Grad-Hitze wie ein Profi verkraftet.
Doch die Isolierung schützt nicht nur den Leiter. Wenn viele Kabel zusammengepackt sind (wie im Schaltschrank eines Gebäudes), verhindert die Isolierung, dass sie „kämpfen“-und sozusagen „soziale Distanz“ aufrechterhalten. Ich habe einmal einen Test in einem Energielabor gesehen: Ein 10-kV-Kabel hatte einen winzigen 0,1-mm-Riss in der Isolierung, und die in der Nähe befindlichen Kabel begannen zu Funken -wie kleine tanzende Lichtbögen. Es war wild und eine totale Erinnerung daran, warum Isolierung wichtig ist.
Schließlich bildet die Mantelschicht-den robusten äußeren Träger des Kabels. Ich habe vor ein paar Jahren während eines Taifuns Fotos gemacht, die ich immer noch nicht vergessen kann: Die Stadt wurde überschwemmt, aber als wir ein Kabel aus den Trümmern ausgruben, hielt der PE-Mantel immer noch fest und schützte alles darin. Diese Hülle? Es ist wie die Art und Weise, wie das Kabel sagt: „Mach das Wetter,-Ich komme damit zurecht.“
Auch Mantelmaterialien sind wie industrielle Magie. Normale PVC-Hüllen sind die Schwerstarbeiter-weniger als 1 mm dick, aber sie halten den täglichen Kratzern stand. Die Polyethylenummantelungen für Erdkabel? Sie sind wie ausgebildete Taucher und bleiben auch in dunklem, feuchtem Schmutz stark. Aber mein Lieblings-Neopren-Dieses Zeug wurde in den 1930er Jahren erfunden und ist immer noch in Chemiefabriken im Einsatz, wo die Luft voller Säurenebel ist. Das nenne ich zeitlos!
Die wirklich coolen Dinge passieren jedoch auf der Nanoskala. Ein Universitätslabor hat kürzlich eine neue Verbundhülle hergestellt: Sie haben Silica-Nanopartikel in das übliche Material eingemischt und es ist 300 % verschleißfester-. Verrückt, wie kleine Partikel einen so großen Unterschied machen können, oder?
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