まず、銅導体、銅アルミニウム複合列、アルミニウム列の 3 つの導体材料:
3 つの導体材料の電気的性能パラメータの比較については、「表 I」を参照してください。表Iの包括的な指標の比較から、3つの導体材料の使用信頼性と耐用年数が次のようになることがわかります。
1.銅バスの導電率は銀に次ぐもので、信頼性がありますが、重量があり、価格が高く、ますます高くなります。
2. アルミ製バスは、軽量、低価格、銅に次ぐ導電率という利点がありますが、ラップ ジョイントには次のような致命的な弱点があります。
(1) アルミの表面は酸化しやすく、ラップ面では接触抵抗が高くなり、発熱や焼損の原因となります。
(2)材質が柔らかく、クリープ速度が速く、長時間経つと緩みやすく、接触不良で加熱や焦げ付きます。
上記の理由により、アルミニウムバーの表面接触抵抗は、長時間の電源投入後に徐々に増加し、電気的性能の低下を引き起こしやすく、導電性を失うことさえあります.
実証実験1：導体表面ラップ性能試験
2003 年に、カナダのブリティッシュ コロンビア電力研究所は、銅と銅、銅とアルミニウム、アルミニウム合金、およびアルミニウム合金の重ね (ボルト) 接合部に対して、2000 時間の塩水噴霧腐食サイクル テストと電流バースト テストを実施しました。大電流バースト試験は、導体接続部品の経年劣化を調べるためのものです。
実験結果は、同じ環境条件下で、アルミニウム合金導体の接続信頼性が銅と銅の接続信頼性からかけ離れていることを示しています。銅と銅接続の抵抗はテスト中にほとんど変化せず、サンプル抵抗の 30% しか増加しませんが、アルミニウム合金とアルミニウム合金接続の抵抗の 70% 以上が大幅に増加し、そのうち 40% 以上が導電機能です。失われます。実験結果は、アルミニウム合金が直接結合、急速な老化、および短い電気的寿命の利点を有することを示しています。 (このテストの原文は、2005 年 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 賞を受賞した論文です。)
主な目的は銅からアルミニウムへのバスバー安全・安心・長寿命を前提にアルミバスの致命的な弱点である導電率を解消し、コストダウンを図ることです。
銅からアルミニウムへのバスバー表面が銅のため、銅と同等の耐酸化性があります。相互ラッピングは、銅と銅のラッピングです。その電気的寿命は、長時間の電源投入後の銅バスと同じです。特殊加工処理により、クリープ変形が少なく銅に近い性能を発揮し、アルミバスの致命的な弱点を克服。サービスの信頼性は銅線バスと同じです。そのサービス性能は、アルミバスとは本質的に異なります。銅バスを置き換えることができますが、価格は大幅に削減されます。
実験デモンストレーション 2:
かどうかの耐用年数銅からアルミニウムへのバスバー要件を満たすことができる場合、上記の結論はテストによって確認されます。
導体材料の耐用年数試験は、GB / t9327-2010 試験方法の要件と、定格電圧が 35kV 以下の電力ケーブル導体の圧着および機械的接続金具の要件に基づいています。 Shanghai Cable Research Institute は、この規格に従ってブランドの複合材列に対して 1000 回の熱サイクル (1000 回の温度上昇に相当) を実施し、テストのために 4 つの 8 * 80 列を 1535a の電流で接続しました。重ね継ぎ部の温度と直流抵抗を測定し、1000回の試験データから抵抗比とばらつきを算出します。テストは8か月続き、テストは認定されました。テストでは、銅アルミニウム複合バーが長時間にわたって大電流を通過し、その材料と銅アルミニウム インターフェースの性能変化が非常に小さく、標準要件の範囲内であることが確認されました。複合列の熱疲労に耐える能力と信頼性が証明されており、長時間の電源投入後も導電率が低下しないことが示されています。
上記のテストは、銅からアルミニウムへのバスバーアルミバスバーとは本質的に異なります。電気的寿命はアルミニウムバスバーよりもはるかに長く、信頼性ははるかに高くなります。使用上の安全性は銅線バスと同じです。同時に、軽量で設置が容易で、自重による曲げ応力が小さく、長寿命であるため、最高のコストパフォーマンスのバスです。
アルミニウムバスの表面が酸化しやすいという問題を解決するために、一部の企業はアルミニウムバーの表面に亜鉛メッキと銅メッキを採用しています。コーティングが非常に薄く耐用年数が限られているため、最も重要なことは、クリープの問題が解決されていないことです。クリープの問題を解決するために、一部の企業はアルミニウム合金バーを使用しています。アルミニウム合金の導電率は純アルミニウムの導電率よりも低く、使用中の断面積ははるかに大きくする必要があります。つまり、アルミ棒を安全に使用するためには、多くの処理工程を追加する必要があり、そのコストは決して低くはありません。
2、銅からアルミニウムへのバス バーサービスの安全性と信頼性：信頼性試験（熱サイクルおよび熱疲労試験）
(1) 熱サイクル試験
上海理工大学は、あるブランドの複合排気ガスで 0 ～ 200 ℃ の熱サイクル試験を 100 回実施しました。試験前後の界面結合力（せん断）を測定した。試験後、界面結合強度は低下しなかった。この試験により、200℃の温度差内では、熱膨張と冷間収縮による応力が界面結合強度を破壊しないことが確認されました。電気機器一式の通常の使用温度は、110℃を超えてはなりません。したがって、熱膨張と冷間収縮によって発生する応力は、銅とアルミニウムの界面の結合強度に影響を与えず、電気機器一式の通常の使用に損傷を与えることはありません。風力発電業界の要件に従って、マイナス 40 ℃ ～ 120 ℃ でさらに 100 回の熱サイクル試験を実施しましたが、界面の結合強度は低下しませんでした。
(2) 熱疲労試験
現在、導体材料の耐用年数を検証する唯一の試験は、定格電圧が 35kV 以下の電力ケーブル導体の圧着および機械的接続金具に関する国家規格 GB / t9327-2010 試験方法および要件です。
Shanghai Cable Research Institute は、この規格の最高の要件に従って、4 8 * 80 列に接続され、1535a 電流に接続された複合列のブランドで 1000 の熱サイクル (1000 の温度上昇に相当) テストを実施しました。その都度接続部の温度と直流抵抗を測定し、試験後の抵抗比とバラツキを計算し、8ヶ月かけて試験に合格。テストは、銅アルミニウム複合列が高電流を長時間通過し、その界面の材料性能がほとんど変化しないことを証明しています。標準要件の範囲内で、複合列の熱疲労耐性の能力と信頼性を証明します。
銅からアルミニウムへのバス バー2008 年以来、高層ビル、近代的な工場、商業ビル、鉄道輸送など、高電圧および低電圧の開閉装置と電力バス ダクト プロジェクトに適用されています。何百ものプロジェクトが、何の不利な情報フィードバックもなく、何年にもわたってうまく運営されてきました。
