บัสบาร์ทองแดงเป็นอลูมิเนียม

Jan 07, 2023

ประการแรก ตัวนำทองแดง แถวอลูมิเนียมคอมโพสิตทองแดง และวัสดุตัวนำสามแถวอลูมิเนียม:

ดู "ตาราง I" สำหรับการเปรียบเทียบพารามิเตอร์ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของวัสดุตัวนำสามชนิด จากการเปรียบเทียบดัชนีที่ครอบคลุมในตารางที่ 1 จะเห็นได้ว่าความน่าเชื่อถือในการให้บริการและอายุการใช้งานของวัสดุตัวนำทั้งสาม:

1. ค่าการนำไฟฟ้าของบัสทองแดงเป็นรองแค่เงินเท่านั้น และเชื่อถือได้ในการใช้งาน แต่มีน้ำหนักมาก ราคาสูง และจะสูงขึ้นเรื่อย ๆ

2. บัสอะลูมิเนียมมีข้อดีคือน้ำหนักเบา ราคาถูก และมีค่าการนำไฟฟ้าเป็นอันดับสองรองจากทองแดง แต่ถ้า Lap Joint มีจุดอ่อนร้ายแรงดังนี้

(1) พื้นผิวอลูมิเนียมออกซิไดซ์ได้ง่าย และความต้านทานการสัมผัสจะเพิ่มขึ้นบนพื้นผิวตัก ส่งผลให้เกิดความร้อนและแม้กระทั่งการเผาไหม้

(2) วัสดุอ่อนนุ่ม คืบเร็ว คลายง่ายหลังจากเวลาผ่านไปนาน และถูกความร้อนหรือกระทั่งไหม้เนื่องจากการสัมผัสไม่ดี

ด้วยเหตุผลข้างต้น ความต้านทานการสัมผัสพื้นผิวของแถบอลูมิเนียมจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นหลังจากเปิดเครื่องเป็นเวลานาน ซึ่งง่ายต่อการทำให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเสื่อมลงและแม้กระทั่งสูญเสียการนำไฟฟ้า

การสาธิตการทดลองที่ 1: การทดสอบประสิทธิภาพการตักพื้นผิวตัวนำ

ในปี พ.ศ. 2546 ห้องปฏิบัติการพลังงานบริติชโคลัมเบียของแคนาดาดำเนินการทดสอบวงจรการกัดกร่อนด้วยละอองเกลือเป็นเวลา 2,000 ชั่วโมงและการทดสอบการปะทุของกระแสไฟฟ้าบนข้อต่อทองแดงและทองแดง ทองแดงและอลูมิเนียม โลหะผสมอะลูมิเนียม และข้อต่ออะลูมิเนียมอัลลอยด์ (สลักเกลียว) การทดสอบระเบิดกระแสสูงคือการศึกษาอายุของชิ้นส่วนเชื่อมต่อตัวนำ



ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาพแวดล้อมเดียวกัน ความน่าเชื่อถือในการเชื่อมต่อของตัวนำอลูมิเนียมอัลลอยด์ยังห่างไกลจากทองแดงและทองแดง ความต้านทานของทองแดงและการเชื่อมต่อของทองแดงเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในระหว่างการทดสอบ ความต้านทานตัวอย่างเพิ่มขึ้นเพียง 30% ในขณะที่ความต้านทานของโลหะผสมอะลูมิเนียมและการเชื่อมต่อโลหะผสมอะลูมิเนียมเพิ่มขึ้นมากกว่า 70% ซึ่งมากกว่า 40% ของฟังก์ชันการนำไฟฟ้า จะหายไป ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าโลหะผสมอลูมิเนียมมีข้อได้เปรียบในการยึดติดโดยตรง การแก่เร็ว และอายุการใช้ไฟฟ้าสั้น (ข้อความต้นฉบับของการทดสอบนี้คือเอกสารที่ได้รับรางวัล 2005 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers))

จุดประสงค์หลักของบัสบาร์ทองแดงถึงอลูมิเนียมคือการแก้จุดอ่อนร้ายแรงของบัสอะลูมิเนียมในการนำไฟฟ้า และลดต้นทุนในสถานที่ตั้งเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัย เชื่อถือได้ และอายุการใช้งาน

บัสบาร์ทองแดงเป็นอลูมิเนียมมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันเช่นเดียวกับทองแดงเนื่องจากพื้นผิวเป็นทองแดง การขัดซึ่งกันและกันคือการขัดทองแดงและทองแดง อายุการใช้งานไฟฟ้าจะเท่ากับบัสทองแดงหลังจากเปิดเครื่องเป็นเวลานาน หลังจากการบำบัดด้วยกระบวนการพิเศษ การเสียรูปของการคืบมีขนาดเล็กและประสิทธิภาพใกล้เคียงกับทองแดง ซึ่งเอาชนะจุดอ่อนร้ายแรงของบัสอลูมิเนียม ความน่าเชื่อถือของบริการเหมือนกับบัสทองแดง ประสิทธิภาพการบริการนั้นแตกต่างจากรถบัสอลูมิเนียม สามารถใช้แทนบัสทองแดงได้ แต่ราคาจะลดลงอย่างมาก

การสาธิตการทดลอง 2:

ไม่ว่าจะเป็นอายุการใช้งานของบัสบาร์ทองแดงถึงอลูมิเนียมเป็นไปตามข้อกำหนด ข้อสรุปข้างต้นได้รับการยืนยันผ่านการทดสอบ:

การทดสอบอายุการใช้งานของวัสดุตัวนำขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของวิธีทดสอบ GB / t9327-2010 และข้อกำหนดสำหรับการย้ำและอุปกรณ์เชื่อมต่อเชิงกลสำหรับตัวนำสายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 35kV และต่ำกว่า Shanghai Cable Research Institute ได้ดำเนินการวงจรความร้อน 1,000 รอบ (เทียบเท่ากับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 1,000 รอบ) สำหรับยี่ห้อของแถวคอมโพสิตตามมาตรฐานนี้ และเชื่อมต่อแถว 8 * 80 สี่แถวสำหรับการทดสอบ โดยมีกระแส 1535a วัดอุณหภูมิและความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงของข้อต่อตัก คำนวณอัตราส่วนความต้านทานและการกระจายตามข้อมูลของการทดสอบ 1,000 ครั้ง การทดสอบใช้เวลาแปดเดือนและการทดสอบผ่านการรับรอง การทดสอบยืนยันว่าแถบคอมโพสิตอลูมิเนียมทองแดงผ่านกระแสไฟฟ้าสูงเป็นเวลานาน และการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของวัสดุและอินเทอร์เฟซอลูมิเนียมทองแดงนั้นน้อยมาก ซึ่งอยู่ในช่วงข้อกำหนดมาตรฐาน ความสามารถและความน่าเชื่อถือของแถวคอมโพสิตในการต้านทานความล้าจากความร้อนได้รับการพิสูจน์แล้ว และแสดงให้เห็นว่าการนำไฟฟ้าจะไม่สลายตัวหลังจากเปิดเครื่องเป็นเวลานาน

การทดสอบข้างต้นพิสูจน์ว่าประสิทธิภาพของบัสบาร์ทองแดงถึงอลูมิเนียมแตกต่างจากบัสบาร์อลูมิเนียม อายุการใช้งานไฟฟ้ายาวนานกว่ามากและความน่าเชื่อถือสูงกว่าบัสบาร์อะลูมิเนียมมาก ความปลอดภัยในการใช้งานเหมือนกับบัสทองแดง ในขณะเดียวกัน เนื่องจากน้ำหนักเบา การติดตั้งที่สะดวก ความเค้นดัดเล็กน้อยที่เกิดจากน้ำหนักตัวเองและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น จึงเป็นรถบัสที่มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนสูงสุด

เพื่อแก้ปัญหาการเกิดออกซิเดชันอย่างง่ายบนพื้นผิวของบัสอะลูมิเนียม องค์กรบางแห่งจึงนำการชุบสังกะสีและการชุบทองแดงมาใช้กับพื้นผิวของแท่งอะลูมิเนียม เนื่องจากการเคลือบมีความบางมากและอายุการใช้งานมีจำกัด สิ่งที่สำคัญที่สุดคือปัญหาการคืบยังไม่ได้รับการแก้ไข เพื่อแก้ปัญหาการคืบบางองค์กรใช้แถบโลหะผสมอลูมิเนียม ค่าการนำไฟฟ้าของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ต่ำกว่าอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ และส่วนตัดขวางควรใหญ่กว่ามากในการใช้งาน กล่าวโดยย่อ เพื่อให้มั่นใจถึงการใช้แท่งอะลูมิเนียมอย่างปลอดภัย จำเป็นต้องเพิ่มกระบวนการบำบัดจำนวนมาก และต้นทุนไม่ต่ำ

2、บัสบาร์ทองแดงเป็นอลูมิเนียมความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือในการให้บริการ: การทดสอบความน่าเชื่อถือ (วงจรความร้อนและการทดสอบความล้าจากความร้อน)

(1) การทดสอบวัฏจักรความร้อน

Shanghai University of technology ดำเนินการทดสอบวัฏจักรความร้อน 100 0-200 ℃ กับท่อไอเสียคอมโพสิตยี่ห้อหนึ่ง วัดความแข็งแรงของพันธะระหว่างผิวหน้า (แรงเฉือน) ก่อนและหลังการทดสอบ หลังการทดสอบ ความแข็งแรงของพันธะระหว่างผิวหน้าไม่ลดลง การทดสอบนี้ยืนยันว่าความเครียดที่เกิดจากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและการหดตัวด้วยความเย็นจะไม่ทำลายความแข็งแรงของพันธะระหว่างผิวหน้าภายในความแตกต่างของอุณหภูมิที่ 200 ℃ อุณหภูมิการใช้งานปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งชุดจะต้องไม่เกิน 110 ℃ ดังนั้นความเครียดที่เกิดจากการขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวด้วยความเย็นจะไม่ส่งผลต่อความแข็งแรงในการยึดเกาะของส่วนต่อประสานทองแดงอะลูมิเนียมและจะไม่สร้างความเสียหายต่อการใช้งานตามปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งชุด ตามข้อกำหนดของอุตสาหกรรมพลังงานลม ได้ทำการทดสอบวัฏจักรความร้อนอีก 100 ครั้งที่อุณหภูมิลบ 40 ℃ - 120 ℃ และความแข็งแรงในการยึดประสานของส่วนต่อประสานไม่ลดลง

(2) การทดสอบความล้าทางความร้อน

ในปัจจุบัน การทดสอบเดียวที่ใช้ตรวจสอบอายุการใช้งานของวัสดุตัวนำคือวิธีทดสอบมาตรฐานแห่งชาติ GB / t9327-2010 และข้อกำหนดสำหรับการย้ำและอุปกรณ์เชื่อมต่อเชิงกลสำหรับตัวนำสายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 35kV และต่ำกว่า

Shanghai Cable Research Institute ดำเนินการทดสอบวัฏจักรความร้อน 1,000 ครั้ง (เทียบเท่ากับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 1,000 ครั้ง) กับแบรนด์ของแถวคอมโพสิตตามข้อกำหนดสูงสุดของมาตรฐานนี้ โดยเชื่อมต่อกับ 4 8 * 80 แถว และเชื่อมต่อกับกระแส 1535a วัดอุณหภูมิและความต้านทาน DC ที่การเชื่อมต่อแต่ละครั้ง คำนวณอัตราส่วนความต้านทานและการกระจายตัวหลังการทดสอบ ซึ่งกินเวลาแปดเดือนและผ่านการทดสอบ การทดสอบพิสูจน์ให้เห็นว่าแถวคอมโพสิตอะลูมิเนียมทองแดงผ่านกระแสไฟฟ้าสูงเป็นเวลานาน และประสิทธิภาพของวัสดุของอินเทอร์เฟซเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ภายในขอบเขตของข้อกำหนดมาตรฐาน พิสูจน์ความสามารถและความน่าเชื่อถือของการต้านทานความล้าจากความร้อนของแถวคอมโพสิต

บัสบาร์ทองแดงเป็นอลูมิเนียมได้ถูกนำไปใช้ในโครงการสวิตช์เกียร์แรงสูงและแรงดันต่ำและท่อส่งกำลังไฟฟ้าตั้งแต่ปี 2551 รวมถึงอาคารสูง โรงงานสมัยใหม่ อาคารพาณิชย์ และการขนส่งทางรถไฟ หลายร้อยโครงการประสบความสำเร็จในการดำเนินงานเป็นเวลาหลายปีโดยไม่มีข้อมูลย้อนกลับใดๆ