Карактеристике материјала: „Инхерентни недостаци“ легура алуминијума ретких земаља
Иако каблови од легуре алуминијума ретких земаља могу изгледати као „све-извршиоци, они заправо пате од инхерентних недостатака у домену ултра-примена високог напона (УХВ). Њихов основни састојак-легура алуминијума-иако је повећана чврстоћа и отпорност на корозију додавањем реткоземних елемената, проналази своју електричну проводљивост која постаје његова „Ахилова пета“. У поређењу са чистим бакром, електрична отпорност ове легуре алуминијума је приближно 1,6 пута већа; ово имплицира да, под идентичним струјним оптерећењима, каблови од легуре алуминијума генеришу више топлоте и имају веће губитке енергије. УХВ пренос енергије захтева каблове са изузетно ниским електричним отпором како би се минимизирало расипање енергије и умањио ризик од прегревања-што је ригорозан захтев који проводљивост легура алуминијума ретких земаља очигледно није у стању да задовољи.
Електрична проводљивост: "Линија живота" УХВ преноса
Основни принцип УХВ преноса снаге је „ефикасан пренос“, а електрична проводљивост је кључни фактор који одређује ту ефикасност. Узимајући за пример УХВ линију од 500 кВ, отпор по километру се мора одржавати испод 0,01 ома како би се осигурало да губици у преносу остану испод 3%. Ако се користе каблови од легуре алуминијума ретких земаља, отпор би нагло нарастао на преко 0,016 ома, што би ефективно удвостручило губитак енергије. Што је још критичније, УХВ линије су потребне да издрже струје које достижу десетине хиљада ампера; у условима тако високих{7}}температура, каблови од легуре алуминијума су склони омекшавању и деформацији, што може довести до оштећења изолационог слоја и изазвати значајне безбедносне опасности. Насупрот томе, бакарни каблови имају тачку топљења од 1083 степена, док се легуре алуминијума топе на само 660 степени -огромна разлика у отпорности на високе{12}} температуре.
Техничка уска грла: „Последња миља“ од лабораторије до примене
Чак и када би се побољшала електрична проводљивост каблова од легуре алуминијума ретких земаља кроз оптимизоване формулације легуре, они би се и даље суочили са још једним огромним изазовом: самим производним процесом. УХВ каблови захтевају изузетно висок степен униформности; чак и најмањи микроскопски дефект може довести до локализованих концентрација електричног поља, потенцијално изазивајући квар диелектрика. Међутим, током процеса топљења и извлачења легура алуминијума, контрола нечистоћа је далеко тежа него за бакар, што резултира нижим производним приносима и већим трошковима производње. Штавише, изолациони слој ултра{3}}високонапонских-каблова мора да издржи напоне који достижу милионе волти; међутим, тренутно доминантни материјал од унакрсног-повезаног полиетилена (КСЛПЕ) испољава слабу адхезију за легуре алуминијума, што га чини склоним раздвајању на међуфазној површини-фактора који додатно ограничава његову примену.
