Dây điện lõi đồng vs dây điện nhôm: Đâu là vật liệu dẫn điện phù hợp?

1.1 Dây điện lõi đồng: Tiêu chuẩn đáng tin cậy

Trong hầu hết các loại cáp và dây dẫn, đồng là tiêu chuẩn chung của ngành – và có lý do rõ ràng cho điều đó. Đồng có khả năng dẫn điện rất cao, chịu lực kéo tốt, dẻo, dễ gia công và có thể tái chế. Nhờ những đặc tính này, dây đồng phù hợp với rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp, tự động hóa tòa nhà, giao thông và cung cấp năng lượng. Ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt với tác động cơ học như uốn cong hoặc rung động, dây điện lõi đồng vẫn chứng minh được độ tin cậy trong vận hành.

1.2 Dây điện nhôm: Lợi thế chi phí ở mức nhất định

Dây điện nhôm nhôm chủ yếu được sử dụng khi yếu tố trọng lượng đóng vai trò quyết định, ví dụ trong cáp truyền tải đường dài, trong tua-bin gió hoặc làm cáp ắc quy cho xe. Dây nhôm nhẹ hơn dây đồng đáng kể, nhưng chỉ đạt 63% khả năng dẫn điện của đồng. Vì vậy cần tiết diện lớn hơn để đạt cùng khả năng tải dòng. Ngoài ra, dây điện nhôm giòn hơn, dễ bị ăn mòn và kém bền cơ học. Việc sử dụng dây nhôm đòi hỏi kiến thức chuyên môn cùng công nghệ và dụng cụ đấu nối phù hợp.

>>Thông tin kỹ thuật: Đặc điểm của dây điện nhôm - Các dòng cáp nhôm của HELUKABEL

1.3 Dây điện nhôm mạ đồng CCA: Giải pháp “nửa vời” dễ gây nhầm lẫn?

CCA là loại cáp điện có lõi dẫn điện bằng nhôm được phủ một lớp đồng mỏng bên ngoài. Công nghệ này vốn xuất phát từ lĩnh vực ăng-ten, dựa trên hiện tượng “hiệu ứng bề mặt” (skin effect) – khi dòng điện xoay chiều tập trung nhiều nhất ở lớp ngoài của lõi dẫn. Tuy nhiên, trong truyền tải điện, dây nhôm mạ đồng cần được xem xét một cách thận trọng, vì khả năng dẫn điện kém hơn nhiều so với dây điện lõi đồng nguyên chất.

Mặc dù vậy, cáp CCA ngày càng được các nhà sản xuất châu Á cung cấp phổ biến hơn và thường được quảng bá như một giải pháp giá rẻ cho các ứng dụng sau:

• Cáp loa
• Cáp nguồn cho hệ thống âm thanh ô tô HiFi
• Cáp mạng lưới (cáp patch)

>>Thông tin kỹ thuật: Đặc điểm kỹ thuật và những lưu ý khi sử dụng dây nhôm mạ đồng

2.1 Thông số kỹ thuật của dây nhôm

Dây điện nhôm thường có thành phần nhôm tinh khiết từ 98,5–99,5%. Độ bền kéo dao động trong khoảng 82,7–117 MPa, thấp hơn nhiều so với đồng. Khả năng dẫn điện chỉ đạt 61–65% IACS, nghĩa là để truyền tải cùng một dòng điện, dây nhôm cần có tiết diện lớn hơn.

Ưu điểm chính của nhôm là trọng lượng nhẹ và giá thành rẻ, thích hợp cho những ứng dụng cần tối ưu chi phí hoặc giảm tải trọng, chẳng hạn như cáp truyền tải đường dài hay cáp trong tuabin gió.

2.3 Thông số kỹ thuật của dây cáp điện CCA (Copper-Clad Aluminium)

Dây CCA là sự kết hợp giữa lõi nhôm phủ lớp đồng mỏng, thường chứa 10–15% đồng theo khối lượng. Độ bền kéo của CCA tương đương nhôm (82,7–117 MPa) và khả năng dẫn điện chỉ đạt 62,9–64,4% IACS, kém xa so với đồng nguyên chất.

Ưu điểm của CCA là giá rẻ, trọng lượng nhẹ, nhưng hạn chế lớn về hiệu suất điện và độ bền cơ học. Loại dây này không nên dùng cho các ứng dụng đòi hỏi truyền tải điện năng lớn.

Hạn chế của dây dẫn CCA

• Hiệu suất dẫn điện thấp hơn: Một dây dẫn CCA tiết diện 2,5 mm² chỉ tương đương với dây đồng tiết diện 1,5 mm². Điều này cho thấy CCA có khả năng dẫn điện kém, cần tiết diện lớn hơn mới đạt cùng hiệu suất như đồng.
• Suy hao điện áp và sinh nhiệt cao: Khi sử dụng trong công nghệ Power over Ethernet (PoE), dây CCA dễ gây ra tổn hao điện áp lớn và phát nhiệt cao hơn, dẫn đến giảm hiệu suất và tuổi thọ thiết bị.
• Nguy cơ cháy nổ trong hệ thống âm thanh ô tô: Với các hệ thống HiFi trên xe, nếu cầu chì không được bảo vệ đúng cách, việc sử dụng CCA có thể làm dây bị quá tải và gây cháy nổ.
• Không đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế: Dây mạng bằng CCA không phù hợp với các tiêu chuẩn TIA và IEC, đồng nghĩa với việc bị cấm sử dụng trong hệ thống mạng doanh nghiệp.