Barre omnibus cuivre-aluminium

Jan 07, 2023

Tout d'abord, le conducteur en cuivre, la rangée composite cuivre-aluminium et la rangée trois conducteurs en aluminium :

Voir "tableau I" pour la comparaison des paramètres de performances électriques des trois matériaux conducteurs. De la comparaison des indices complets du tableau I, on peut voir que la fiabilité de service et la durée de vie des trois matériaux conducteurs :

1. La conductivité du bus en cuivre est la deuxième après l'argent, et son utilisation est fiable, mais elle a un poids lourd, un prix élevé et sera de plus en plus élevée.

2. Le bus en aluminium présente les avantages d'un poids léger, d'un prix bas et d'une conductivité juste derrière le cuivre, mais si le joint à recouvrement présente les faiblesses fatales suivantes :

(1) La surface en aluminium est facilement oxydée et la résistance de contact sera augmentée sur la surface du recouvrement, ce qui entraînera un échauffement et même une combustion.

(2) Le matériau est doux, la vitesse de fluage est rapide, il est facile de se desserrer après une longue période et il est chauffé ou même brûlé en raison d'un mauvais contact.

Pour les raisons ci-dessus, la résistance de contact de surface de la barre en aluminium augmente progressivement après une mise sous tension à long terme, ce qui est facile à provoquer une dégradation des performances électriques et même une perte de conductivité.

Démonstration expérimentale 1 : test de performance de recouvrement de surface de conducteur

En 2003, le British Columbia Power Laboratory of Canada a effectué 2 000 heures d'essai de cycle de corrosion par brouillard salin et d'essai d'éclatement de courant sur des joints à recouvrement (boulonnés) en cuivre et en cuivre, en cuivre et en aluminium, en alliage d'aluminium et en alliage d'aluminium. Le test d'éclatement à courant fort consiste à étudier le vieillissement des pièces de connexion des conducteurs.



Les résultats expérimentaux montrent que dans les mêmes conditions environnementales, la fiabilité de connexion du conducteur en alliage d'aluminium est loin de celle du cuivre et du cuivre. La résistance du cuivre et de la connexion en cuivre change peu pendant le test, seulement 30% de la résistance de l'échantillon augmente, tandis que plus de 70% de la résistance de l'alliage d'aluminium et de la connexion en alliage d'aluminium augmente fictivement, dont plus de 40% de la fonction conductrice est perdu. Les résultats expérimentaux montrent que l'alliage d'aluminium présente les avantages d'un collage direct, d'un vieillissement rapide et d'une courte durée de vie électrique. (le texte original de ce test est l'article primé 2005 de l'IEEE (Institute of electrical and Electronics Engineers).)

Le but principal decuivre à barre omnibus en aluminiumest de résoudre la faiblesse fatale du bus en aluminium en termes de conductivité et de réduire les coûts en garantissant la sécurité, la fiabilité et la durée de vie.

Barre omnibus cuivre-aluminiuma la même résistance à l'oxydation que le cuivre car sa surface est en cuivre. Le rodage mutuel est le rodage du cuivre et du cuivre. Sa durée de vie électrique est la même que celle du bus en cuivre après une mise sous tension à long terme. Après un traitement spécial, la déformation par fluage est faible et les performances sont proches de celles du cuivre, ce qui surmonte la faiblesse fatale du bus en aluminium. La fiabilité du service est la même que celle du bus en cuivre. Ses performances de service sont essentiellement différentes de celles des bus en aluminium. Il peut remplacer le bus en cuivre, mais le prix est considérablement réduit.

Démonstration expérimentale 2 :

Que la durée de vie decuivre à barre omnibus en aluminiumpeut répondre aux exigences, les conclusions ci-dessus sont confirmées par des tests :

Le test de durée de vie des matériaux conducteurs est basé sur les exigences des méthodes de test GB / t9327-2010 et les exigences de sertissage et de raccords de connexion mécanique pour les conducteurs de câbles électriques avec une tension nominale de 35 kV et moins. Le Shanghai Cable Research Institute a réalisé 1000 cycles thermiques (équivalent à 1000 élévations de température) pour une marque de rangée composite selon cette norme, et quatre rangées 8 * 80 sont connectées pour le test, avec un courant de 1535a. Mesurez la température et la résistance CC du joint à recouvrement, calculez le rapport de résistance et la dispersion sur la base des données de 1000 tests. Le test a duré huit mois et le test a été qualifié. Le test a confirmé que la barre composite cuivre-aluminium traverse un courant élevé pendant une longue période et que le changement de performance de son interface matériau-cuivre-aluminium est très faible, ce qui se situe dans la plage des exigences standard. La capacité et la fiabilité de la rangée composite à résister à la fatigue thermique sont prouvées, et cela montre que la conductivité ne déclinera pas après une mise sous tension à long terme.

Les tests ci-dessus prouvent que les performances decuivre à barre omnibus en aluminiumest essentiellement différent de celui de la barre omnibus en aluminium. La durée de vie électrique est beaucoup plus longue et la fiabilité est bien supérieure à celle de la barre omnibus en aluminium. La sécurité d'utilisation est la même que celle du bus en cuivre. Dans le même temps, en raison de son poids léger, de son installation pratique, de sa faible contrainte de flexion causée par son propre poids et de sa durée de vie plus longue, c'est un bus avec les performances les plus élevées.

Afin de résoudre le problème de l'oxydation facile à la surface du bus en aluminium, certaines entreprises adoptent le zingage et le cuivrage à la surface de la barre en aluminium. Comme le revêtement est très mince et que la durée de vie est limitée, le plus important est que le problème de fluage n'a pas été résolu. Afin de résoudre le problème du fluage, certaines entreprises utilisent des barres en alliage d'aluminium. La conductivité de l'alliage d'aluminium est inférieure à celle de l'aluminium pur et la section transversale doit être beaucoup plus grande en cours d'utilisation. En bref, pour garantir l'utilisation en toute sécurité des barres d'aluminium, de nombreux processus de traitement doivent être ajoutés et son coût n'est pas faible.

2、Barre omnibus cuivre-aluminiumsécurité et fiabilité du service : test de fiabilité (cycle thermique et test de fatigue thermique)

(1) Essai de cycle thermique

L'Université de technologie de Shanghai a effectué 100 tests de cycle thermique de 0 à 200 ℃ sur une marque d'échappement composite. La force de liaison interfaciale (cisaillement) a été mesurée avant et après le test. Après le test, la force de liaison interfaciale n'a pas diminué. Ce test a confirmé que la contrainte générée par la dilatation thermique et la contraction à froid ne détruirait pas la force de liaison interfaciale dans la différence de température de 200 ℃. La température de service normale de l'ensemble complet d'équipements électriques ne doit pas dépasser 110 ℃. Par conséquent, la contrainte générée par la dilatation thermique et la contraction à froid n'affectera pas la force de liaison de l'interface cuivre-aluminium et n'endommagera pas l'utilisation normale de l'ensemble complet d'équipements électriques. Selon les exigences de l'industrie éolienne, 100 autres tests de cycle thermique à moins 40 ℃ - 120 ℃ ont été effectués et la force de liaison de l'interface n'a pas diminué.

(2) Essai de fatigue thermique

À l'heure actuelle, le seul test permettant de vérifier la durée de vie des matériaux conducteurs est la norme nationale GB / t9327-2010 méthodes de test et exigences pour le sertissage et les raccords de connexion mécaniques pour les conducteurs de câbles électriques avec une tension nominale de 35 kV et moins.

Le Shanghai Cable Research Institute a effectué des tests de 1000 cycles thermiques (équivalents à 1000 élévations de température) sur une marque de rangée composite selon les exigences les plus élevées de cette norme, connectées à 4 8 * 80 rangées et connectées avec un courant de 1535a. Mesurez la température et la résistance CC à la connexion à chaque fois, calculez le rapport de résistance et la dispersion après le test, qui a duré huit mois et a réussi le test. Le test prouve que la rangée composite cuivre-aluminium traverse un courant élevé pendant une longue période et que les performances matérielles de son interface changent peu. Dans le cadre des exigences normatives, il prouve la capacité et la fiabilité de la résistance à la fatigue thermique de la rangée composite.

Barre omnibus cuivre-aluminiuma été appliqué dans les projets d'appareillage de commutation haute et basse tension et de conduits de bus d'alimentation depuis 2008, y compris les immeubles de grande hauteur, les usines modernes, les bâtiments commerciaux et le transport ferroviaire. Des centaines de projets ont été exploités avec succès pendant de nombreuses années sans aucun retour d'information défavorable.