Karakteristike materijala: "Inherentni nedostaci" legura retkih zemlja aluminijuma
Iako se mogu činiti da kablovi od legure aluminijuma rijetkih zemalja "-izvode na sve strane", oni zapravo pate od inherentnih nedostataka u domenu ultra-primjena visokog napona (UHV). Njihov osnovni sastojak-legura aluminijuma-iako je poboljšana u čvrstoći i otpornosti na koroziju dodavanjem rijetkih zemnih elemenata, pronalazi svoju električnu provodljivost koja postaje njegova "Ahilova peta". U poređenju sa čistim bakrom, električna otpornost ove legure aluminijuma je približno 1,6 puta veća; ovo implicira da, pod identičnim strujnim opterećenjima, kablovi od legure aluminijuma generišu više toplote i imaju veće gubitke energije. UHV prijenos energije zahtijeva kablove s ekstremno niskim električnim otporom kako bi se minimizirala disipacija energije i umanjio rizik od pregrijavanja-rigorozni zahtjev koji provodljivost legura rijetkih zemnih aluminijuma očigledno nije u stanju da zadovolji.
Električna provodljivost: "Lifeline" UHV transmisije
Osnovni princip prijenosa energije UHV je "efikasan prijenos", a električna provodljivost je ključni faktor koji određuje tu efikasnost. Uzimajući 500 kV UHV vod kao primjer, otpor po kilometru mora se održavati ispod 0,01 oma kako bi se osiguralo da gubici u prijenosu ostanu ispod 3%. Ako se koriste kablovi od legure aluminijuma retkih zemalja, otpor bi naglo narastao na preko 0,016 oma, efektivno udvostručujući gubitak energije. Što je još kritičnije, UHV vodovi moraju izdržati struje koje dostižu desetine hiljada ampera; pod tako visokim{7}}temperaturnim uslovima, kablovi od legure aluminijuma su skloni omekšavanju i deformaciji, što može dovesti do oštećenja izolacionog sloja i izazvati značajne bezbednosne opasnosti. Nasuprot tome, bakarni kablovi imaju tačku topljenja od 1083 stepena, dok se legure aluminijuma tope na samo 660 stepeni -velika razlika u izdržljivosti na visokim{12}}temperaturama.
Tehnička uska grla: "Posljednja milja" od laboratorije do primjene
Čak i kada bi se električna provodljivost kablova od legure aluminijuma retkih zemalja poboljšala kroz optimizovane formulacije legure, oni bi se i dalje suočili sa još jednim ogromnim izazovom: samim proizvodnim procesom. UHV kablovi zahtevaju izuzetno visok stepen uniformnosti; čak i najmanji mikroskopski defekt može dovesti do lokaliziranih koncentracija električnog polja, potencijalno izazivajući proboj dielektrika. Međutim, tokom procesa topljenja i izvlačenja aluminijskih legura, kontrola nečistoća je daleko teža nego za bakar, što rezultira nižim proizvodnim prinosima i većim troškovima proizvodnje. Nadalje, izolacijski sloj ultra{3}}visokonaponskih-kablova mora izdržati napone koji dostižu milione volti; međutim, trenutno dominantni materijal od unakrsnog-povezanog polietilena (XLPE) pokazuje slabu adheziju na aluminijske legure, što ga čini podložnim međufaznom razdvajanju-faktora koji dodatno ograničava njegovu primjenu.
