विद्युत उद्योग में अनुप्रयोग

विद्युत उद्योग में अनुप्रयोग

पावर ट्रांसमिशन: पावर ट्रांसमिशन में अत्यधिक सुचालक तांबे की एक बड़ी मात्रा का उपयोग किया जाता है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से पावर केबल, बस, ट्रांसफार्मर, स्विच, प्लग-इन घटकों और कनेक्टर में किया जाता है। तारों और केबलों के पावर ट्रांसमिशन की प्रक्रिया में, प्रतिरोध हीटिंग के कारण विद्युत ऊर्जा बर्बाद होती है। ऊर्जा की बचत और अर्थव्यवस्था के दृष्टिकोण से, वर्तमान में दुनिया में "इष्टतम केबल क्रॉस-सेक्शन" मानक को बढ़ावा दिया जा रहा है। अतीत में, लोकप्रिय मानक केवल पहली स्थापना में निवेश को कम करने पर आधारित थे, और केबल क्रॉस-सेक्शन को कम करने के लिए, डिजाइन द्वारा आवश्यक रेटेड वर्तमान के तहत खतरनाक ओवरहीटिंग को रोकने के लिए केबल का न्यूनतम स्वीकार्य आकार निर्धारित किया गया था। हालांकि इस मानक के अनुसार बिछाई गई केबल की स्थापना शुल्क कम है, लेकिन दीर्घकालिक उपयोग के दौरान प्रतिरोध ऊर्जा की खपत अपेक्षाकृत बड़ी है। "इष्टतम केबल क्रॉस-सेक्शन" मानक पहली स्थापना लागत और बिजली की खपत दोनों को ध्यान में रखता है, और ऊर्जा की बचत और सर्वोत्तम व्यापक आर्थिक लाभ प्राप्त करने के लिए केबल के आकार को उचित रूप से बढ़ाता है। नए मानक के अनुसार, केबल क्रॉस-सेक्शन अक्सर पुराने मानक की तुलना में दोगुना से अधिक होता है, जो लगभग 50% की ऊर्जा बचत प्रभाव प्राप्त कर सकता है। पिछले समय में, मेरे देश में स्टील की कमी के कारण, वजन कम करने की उम्मीद में ओवरहेड हाई-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों में तांबे की जगह एल्यूमीनियम का उपयोग किया गया था, यह देखते हुए कि एल्यूमीनियम का विशिष्ट गुरुत्व तांबे का केवल 30% है। वर्तमान में, पर्यावरण संरक्षण के दृष्टिकोण से, हवाई ट्रांसमिशन लाइनों को भूमिगत केबल बिछाने में परिवर्तित किया जाएगा। इस मामले में, इसकी खराब चालकता और बड़े केबल आकार के कारण तांबे की तुलना में एल्यूमीनियम फीकी पड़ जाती है।
मोटर निर्माण: मोटर निर्माण में, उच्च चालकता और उच्च शक्ति वाले तांबे के मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मुख्य तांबे के हिस्से स्टेटर, रोटर और शाफ्ट हेड हैं। बड़ी मोटरों में, वाइंडिंग को पानी या हाइड्रोजन से ठंडा किया जाता है, जिसे डबल वाटर इंटरनल कूलिंग या हाइड्रोजन कूलिंग मोटर कहा जाता है, जिसके लिए लंबे समय तक खोखले तार की आवश्यकता होती है। मोटर बिजली के बड़े उपयोगकर्ता हैं, जो कुल बिजली आपूर्ति का लगभग 60% हिस्सा हैं। एक मोटर के संचालन के लिए संचयी बिजली बिल बहुत अधिक है, आम तौर पर संचालन के पहले 500 घंटों के भीतर मोटर की लागत तक पहुँच जाता है, जो एक वर्ष के भीतर लागत के 4 से 16 गुना के बराबर होता है, और पूरे कामकाजी जीवन के दौरान लागत का 200 गुना तक होता है। मोटर की दक्षता में थोड़ी सी वृद्धि न केवल ऊर्जा बचा सकती है; बल्कि महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ भी प्राप्त कर सकती है। उच्च दक्षता वाली मोटरों का विकास और अनुप्रयोग आज दुनिया में एक गर्म विषय है। चूंकि मोटर के अंदर ऊर्जा की खपत मुख्य रूप से वाइंडिंग के प्रतिरोध हानि से आती है, इसलिए तांबे के तार के क्रॉस-सेक्शन को बढ़ाना उच्च दक्षता वाली मोटरों को विकसित करने का एक महत्वपूर्ण उपाय है। हाल के वर्षों में, कुछ उच्च दक्षता वाली मोटरें जो पहले विकसित की गई हैं, उनमें पारंपरिक मोटरों की तुलना में तांबे की वाइंडिंग का उपयोग 25% से 100% तक बढ़ गया है। वर्तमान में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग कास्ट कॉपर तकनीक का उपयोग करके मोटर रोटर बनाने के लिए एक विकास परियोजना को वित्तपोषित कर रहा है।
संचार केबल: 1980 के दशक से, ऑप्टिकल फाइबर केबल की बड़ी धारा वहन क्षमता के लाभों के कारण, वे संचार ट्रंक लाइनों पर तांबे के केबलों की जगह ले रहे हैं और तेजी से प्रचारित और लागू किए गए हैं। हालांकि, विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में बदलने और उपयोगकर्ताओं को इनपुट लाइनों को भेजने के लिए अभी भी बड़ी मात्रा में तांबे की आवश्यकता होती है। संचार उद्योग के विकास के साथ, लोग संचार पर अधिक से अधिक निर्भर होते जा रहे हैं, और ऑप्टिकल फाइबर केबल और तांबे के तारों की मांग में वृद्धि जारी रहेगी।
आवासीय विद्युत लाइनें: हाल के वर्षों में, मेरे देश में लोगों के जीवन स्तर में सुधार के साथ, घरेलू उपकरणों को तेजी से लोकप्रिय बनाया गया है, और आवासीय बिजली का भार तेजी से बढ़ा है। 1987 में, आवासीय बिजली की खपत 26.96 बिलियन kWh (1 kWh=1 किलोवाट-घंटा) थी, और दस साल बाद 1996 में यह 113.1 बिलियन kWh तक बढ़ गई, जो 3.2 गुना वृद्धि थी। इसके बावजूद, विकसित देशों की तुलना में अभी भी एक बड़ा अंतर है। उदाहरण के लिए, 1995 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रति व्यक्ति बिजली की खपत मेरे देश की तुलना में 14.6 गुना थी, और जापान मेरे देश की तुलना में 8.6 गुना थी। मेरे देश की आवासीय बिजली की खपत में भविष्य में अभी भी काफी विकास होगा। 1996 से 2005 तक इसमें 1.4 गुना वृद्धि होने की उम्मीद है।
मशीनरी और धातुकर्म उद्योग में अनुप्रयोग: तांबे के पुर्जे लगभग सभी मशीनों में पाए जा सकते हैं। मोटर, सर्किट, हाइड्रोलिक सिस्टम, वायवीय सिस्टम और नियंत्रण प्रणालियों में इस्तेमाल होने वाले स्टील की बड़ी मात्रा के अलावा, पीतल और कांस्य से बने कई प्रकार के ट्रांसमिशन पार्ट्स और फिक्सिंग पार्ट्स हैं, जैसे गियर, वर्म व्हील, वर्म, कपलिंग, फास्टनर, ट्विस्टिंग पार्ट्स, स्क्रू, नट, आदि, जो हर जगह हैं। एंटी-फ्रिक्शन कॉपर मिश्र धातु से बने बियरिंग या स्लीव का उपयोग लगभग सभी भागों के बीच किया जाता है जो यांत्रिक सापेक्ष गति करते हैं, विशेष रूप से बड़े एक्सट्रूडर और 10,000 टन के फोर्जिंग प्रेस के सिलेंडर स्लीव और स्लाइड लगभग सभी कांस्य से बने होते हैं, और कास्टिंग का वजन कई टन तक पहुँच सकता है। कई लोचदार तत्व लगभग सभी सिलिकॉन कांस्य और टिन कांस्य का उपयोग सामग्री के रूप में करते हैं। वेल्डिंग उपकरण, डाई-कास्टिंग मोल्ड, आदि तांबे के मिश्र धातुओं से और भी अधिक अविभाज्य हैं, और इसी तरह।
धातुकर्म उपकरण: धातुकर्म उद्योग बिजली का एक प्रमुख उपभोक्ता है और इसे "इलेक्ट्रिक टाइगर" के रूप में जाना जाता है। धातुकर्म संयंत्र के निर्माण में, आमतौर पर एक विशाल संचरण और वितरण प्रणाली और बिजली संचालन उपकरण होना आवश्यक है जो काम करने के लिए तांबे पर निर्भर करता है। इसके अलावा, पाइरोमेटेलर्जी में, निरंतर कास्टिंग तकनीक हावी हो गई है, और प्रमुख घटक, क्रिस्टलाइज़र, ज्यादातर उच्च शक्ति और उच्च तापीय चालकता वाले तांबे के मिश्र धातुओं जैसे क्रोमियम कॉपर और सिल्वर कॉपर से बना है। इलेक्ट्रोमेटेलर्जी में वैक्यूम आर्क फर्नेस और इलेक्ट्रिक स्लैग फर्नेस के वाटर-कूल्ड क्रूसिबल स्टील पाइप से बने होते हैं, और विभिन्न इंडक्शन हीटिंग के इंडक्शन कॉइल को कॉपर पाइप या विशेष आकार के कॉपर पाइप से लपेटा जाता है, और ठंडा करने के लिए पानी को अंदर से गुजारा जाता है।
मिश्र धातु योजक: तांबा स्टील और एल्युमीनियम जैसे मिश्र धातुओं में एक महत्वपूर्ण योजक तत्व है। कम मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील में थोड़ी मात्रा में तांबा (0.2-0.5%) मिलाने से स्टील की ताकत और वायुमंडलीय और समुद्री जंग के प्रति इसके प्रतिरोध में सुधार हो सकता है। जंग-रोधी कच्चा लोहा और स्टेनलेस स्टील में तांबा मिलाने से उनके जंग प्रतिरोध में और सुधार हो सकता है। लगभग 30% तांबे वाले उच्च-निकल मिश्र धातु प्रसिद्ध उच्च शक्ति और जंग-रोधी "मोनेल मिश्र धातु" हैं, जिनका व्यापक रूप से परमाणु उद्योग में उपयोग किया जाता है। तांबा कई उच्च शक्ति वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में निहित है। शमन और उम्र बढ़ने के ताप उपचार के माध्यम से, मिश्र धातु में बिखरे हुए महीन कण अवक्षेपित होते हैं, जो इसकी ताकत में काफी सुधार करते हैं, और इसे उम्र-कठोर एल्यूमीनियम मिश्र धातु कहा जाता है। उनमें से, सबसे प्रसिद्ध ड्यूरालुमिन या कठोर एल्यूमीनियम है, जो तांबा, मैंगनीज और मैग्नीशियम युक्त एक एल्यूमीनियम मिश्र धातु है, और विमान और रॉकेट के निर्माण के लिए एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक सामग्री है।