Kao dobavljačBakrena autobusa, Svjedočio sam iz prve ruke sve većem trendu korištenja bakrenih i aluminijskih sabirnica zajedno u električnim sustavima. Ova kombinacija može ponuditi određene prednosti, poput uštede troškova i smanjenja težine. Međutim, također dolazi s nizom potencijalnih problema koje je potrebno pažljivo razmotriti.
Galvanska korozija
Jedno od najznačajnijih problema pri korištenju bakrenih i aluminijskih sabirnica zajedno je galvanska korozija. Galvanska korozija nastaje kada su dva različita metala u električnom kontaktu u prisutnosti elektrolita, koji može biti vlaga u zraku ili provodljiva tekućina.
Bakar i aluminij imaju različite elektrokemijske potencijale. Aluminij je više anodni (manje plemeniti) u usporedbi s bakarom. Kad su povezani, aluminij djeluje kao anoda i bakar djeluje kao katoda. U prisutnosti elektrolita, aluminij će preferirano korodirati. Kemijska reakcija uključuje oksidaciju aluminijskih atoma, koji gube elektrone i otope se u elektrolit kao ioni. Ovaj postupak može dovesti do postupnog propadanja aluminijske sabirnice.
Posljedice galvanske korozije daleko su dostignute. To može uzrokovati značajno povećanje otpora na točki povezivanja između bakrenih i aluminijskih sabirnica. Kako se otpor povećava, više se topline stvara prema Jouleovom zakonu (P = i^{2} r), gdje je (p) snaga raspršena kao toplina, (i) je struja koja teče kroz vezu, a (r) je otpor. Prekomjerna toplina može oštetiti izolaciju oko sabirnica, a u teškim slučajevima može čak dovesti do kratkog kruga ili opasnosti od požara.
Različiti koeficijenti toplinske ekspanzije
Bakar i aluminij imaju različite koeficijente toplinske ekspanzije. Koeficijent toplinske ekspanzije bakra je približno (16.5 \ puta10^{-6}/^{\ circ} c), dok je aluminij oko (23.1 \ puta10^{-6}/^{\ circ} c). To znači da će se, kada se temperatura sabirnica mijenja, aluminij proširiti i ugovoriti više od bakra.
Tijekom normalnog rada, električni sustavi često doživljavaju temperaturne fluktuacije zbog promjena opterećenja, temperature okoline ili drugih čimbenika. Kad temperatura raste, aluminijska sabirnica proširit će se više od bakrene sabirnice. Ova diferencijalna ekspanzija može stvoriti mehanički stres pri povezivanju dviju sabirnica.
S vremenom, ti ponovljeni ciklusi širenja i kontrakcije mogu uzrokovati otpuštanje veze između bakrenih i aluminijskih sabirnica. Labava veza dodatno povećava otpor na spoju, što dovodi do većeg stvaranja topline i pogoršanja problema. Na kraju, veza može u potpunosti propasti, ometajući napajanje električnim energijom i potencijalno uzrokujući oštećenja opreme povezane na sabirnice.
Površinska oksidacija
I bakar i aluminij tvore oksidne slojeve na njihovim površinama kad su izloženi zraku. Međutim, svojstva ovih oksidnih slojeva su prilično različita.
Aluminij tvori tanak, tvrd i električno izolacijski oksidni sloj ((al_ {2} o_ {3})) na njegovoj površini gotovo odmah nakon izlaganja zraku. Ovaj oksidni sloj može povećati kontaktni otpor na priključku između bakra i aluminijskih sabirnica. Čak i tanki sloj aluminij oksida može imati značajan utjecaj na električne performanse zgloba, jer djeluje kao prepreka protoku elektrona.
S druge strane, bakar također formira sloj oksida ((CUO) ili (Cu_ {2} o)), ali bakreni oksid je vodljiviji u usporedbi s aluminijskim oksidom. Prisutnost izolacijskog sloja aluminij oksida može otežati uspostavljanje dobre električne veze između dvije sabirnice, što dovodi do loše električne vodljivosti i povećanih gubitaka snage.
Kompatibilnost metoda povezivanja
Potrebno je pažljivo razmotriti metode povezivanja za bakar i aluminijske sabirnice. Tradicionalne metode povezivanja koje dobro funkcioniraju za bakrene sabirnice možda nisu prikladne za kombinaciju bakra i aluminija.
Na primjer, jednostavne spojeve s vijcima možda nisu dovoljne da spriječe probleme povezane s bakrenim i aluminijem zajedno. Spojena veza možda neće moći održavati dosljedan i pouzdan kontaktni tlak tijekom vremena, posebno uzimajući u obzir probleme toplinske ekspanzije i galvanske korozije.
Potrebne su specijalizirane tehnike povezivanja kako bi se osigurala pouzdana veza između bakrenih i aluminijskih sabirnica. Jedno takvo rješenje je upotrebaBakar u aluminijski adapter sabirnice. Ove sabirnice adaptera dizajnirane su tako da omoguće prijelaz između bakrenih i aluminijskih sabirnica, smanjujući izravni kontakt između dva različita metala i minimizirajući rizik od galvanske korozije.
Rješenja i strategije ublažavanja
Za rješavanje ovih potencijalnih problema može se upotrijebiti nekoliko strategija.
Prvo, ključna je pravilna priprema površine. Prije spajanja bakrenih i aluminijskih sabirnica, površine treba očistiti kako bi se uklonili bilo koji oksidni slojevi ili onečišćenja. Posebna sredstva za čišćenje mogu se koristiti za uklanjanje sloja aluminij oksida i osiguravanje dobrog električnog kontakta.
Drugo, korištenje odgovarajućih zaštitnih premaza može pomoći u smanjenju rizika od galvanske korozije. Na raspolaganju su premazi koji mogu djelovati kao barijera između bakrenih i aluminijskih sabirnica, sprječavajući da elektrolit dosegne metalne površine i smanjuje vjerojatnost galvanske reakcije.
Treće, upotrebaBakar u aluminijski adapter sabirnicetoplo se preporučuje. Ove adapterske sabirnice dizajnirane su tako da pružaju stabilniju i pouzdaniju vezu između dva različita metala. Često se izrađuju od materijala koji imaju intermedijarna elektrokemijska svojstva, smanjujući potencijal za galvansku koroziju.
Konačno, redovita inspekcija i održavanje sabirnih veza su neophodni. Inspekcije trebaju uključivati provjeru znakova korozije, labavih spojeva i prekomjerne topline. Bilo koja pitanja treba riješiti odmah kako bi se spriječilo daljnje oštećenje električnog sustava.
Zaključak
Dok je kombinacijaBakrena autobusaiAluminijska sabirnicamože ponuditi neke prednosti, nije bez svojih izazova. Galvanska korozija, različiti koeficijenti toplinske ekspanzije, površinska oksidacija i kompatibilnost metoda povezanosti su potencijalni problemi koje je potrebno pažljivo razmotriti.
Međutim, s pravim znanjem, pravilnim planiranjem i uporabom odgovarajućih rješenja poput bakra na aluminijske adapterske sabirnice, ovi se problemi mogu učinkovito upravljati. Ako razmišljate o korištenju bakrenih i aluminijskih sabirnica zajedno u svom električnom sustavu, potičem vas da posegnete za detaljnom raspravom. Naš tim stručnjaka može vam pružiti najbolje savjete i visokokvalitetne proizvode kako bi osigurali sigurnost i pouzdanost vaše električne instalacije.
Reference
- "Priručnik za električne vodiče", McGraw - Hill Professional.
- "Kontrola korozije i korozije" Mars G. Fontana, Wiley.
- Industrijski standardi i smjernice o električnim instalacijama sabirnica.