Thanh cái đồng đến nhôm

Jan 07, 2023

Đầu tiên, dây dẫn bằng đồng, hàng composite bằng đồng nhôm và vật liệu dây dẫn bằng nhôm hàng ba:

Xem "bảng I" để so sánh các thông số hiệu suất điện của ba vật liệu dẫn điện. Từ việc so sánh các chỉ số toàn diện trong bảng I, có thể thấy rằng độ tin cậy của dịch vụ và tuổi thọ của ba vật liệu dây dẫn:

1. Độ dẫn điện của thanh cái bằng đồng chỉ đứng sau bạc, đáng tin cậy khi sử dụng, nhưng nặng, giá cao và sẽ ngày càng cao hơn.

2. Xe buýt nhôm có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, giá thành rẻ và chỉ đứng sau đồng về độ dẫn điện, nhưng nếu khớp nối lòng lại có những điểm yếu chết người sau:

(1) Bề mặt nhôm dễ bị oxy hóa, điện trở tiếp xúc trên bề mặt lòng sẽ tăng lên, dẫn đến nóng và thậm chí cháy.

(2) Chất liệu mềm, tốc độ rão nhanh, lâu ngày dễ bị lỏng, tiếp xúc kém nên bị nóng thậm chí bị cháy.

Vì những lý do trên, điện trở tiếp xúc bề mặt của thanh nhôm tăng dần sau khi bật nguồn trong thời gian dài, dễ gây suy giảm hiệu suất điện và thậm chí mất tính dẫn điện.

Trình diễn thí nghiệm 1: kiểm tra hiệu suất vòng bề mặt dây dẫn

Năm 2003, Phòng thí nghiệm điện British Columbia của Canada đã tiến hành thử nghiệm chu kỳ ăn mòn phun muối kéo dài 2000 giờ và thử nghiệm nổ dòng điện trên đồng và đồng, đồng và nhôm, hợp kim nhôm và khớp nối (bắt vít) bằng hợp kim nhôm. Thử nghiệm nổ dòng điện cao là để nghiên cứu sự lão hóa của các bộ phận kết nối dây dẫn.



Kết quả thí nghiệm cho thấy trong cùng điều kiện môi trường, độ tin cậy kết nối của dây dẫn hợp kim nhôm kém xa so với đồng và đồng. Điện trở của kết nối đồng và đồng thay đổi rất ít trong quá trình thử nghiệm, chỉ 30% điện trở của mẫu tăng lên, trong khi hơn 70% điện trở của hợp kim nhôm và kết nối hợp kim nhôm tăng đáng kể, trong đó hơn 40% chức năng dẫn điện bị mất. Kết quả thí nghiệm cho thấy hợp kim nhôm có ưu điểm là liên kết trực tiếp, lão hóa nhanh và tuổi thọ điện ngắn. (văn bản gốc của bài kiểm tra này là bài báo đoạt giải IEEE (Viện kỹ sư điện và điện tử) năm 2005.)

Mục đích chính củathanh cái đồng đến nhômlà giải quyết điểm yếu chết người của xe buýt nhôm về độ dẫn điện và giảm chi phí trên tiền đề đảm bảo tuổi thọ an toàn, đáng tin cậy và phục vụ.

Thanh cái đồng đến nhômcó khả năng chống oxy hóa tương tự như đồng vì bề mặt của nó là đồng. Tiếng vỗ lẫn nhau là tiếng vỗ của đồng và đồng. Tuổi thọ điện của nó giống như tuổi thọ của xe buýt đồng sau khi bật nguồn lâu dài. Sau khi xử lý theo quy trình đặc biệt, biến dạng rão nhỏ và hiệu suất gần bằng đồng, giúp khắc phục điểm yếu chết người của xe buýt nhôm. Độ tin cậy của dịch vụ giống như của xe buýt đồng. Hiệu suất dịch vụ của nó về cơ bản khác với xe buýt nhôm. Nó có thể thay thế xe buýt đồng, nhưng giá giảm đi rất nhiều.

Trình diễn thí nghiệm 2:

Cho dù tuổi thọ củathanh cái đồng đến nhômcó thể đáp ứng được yêu cầu, các kết luận trên được khẳng định thông qua các phép thử:

Kiểm tra tuổi thọ sử dụng của vật liệu dây dẫn dựa trên các yêu cầu của phương pháp kiểm tra GB / t9327-2010 và các yêu cầu đối với phụ kiện uốn và kết nối cơ học đối với dây dẫn cáp điện có điện áp định mức từ 35kV trở xuống. Viện nghiên cứu cáp Thượng Hải đã tiến hành 1000 chu kỳ nhiệt (tương đương với 1000 lần tăng nhiệt độ) cho một thương hiệu hàng composite theo tiêu chuẩn này và bốn hàng 8 * 80 được kết nối để thử nghiệm, với dòng điện 1535a. Đo nhiệt độ và điện trở DC của khớp nối, tính toán tỷ lệ điện trở và độ phân tán dựa trên dữ liệu của 1000 lần thử nghiệm. Bài kiểm tra kéo dài trong tám tháng và bài kiểm tra đã đủ tiêu chuẩn. Thử nghiệm đã xác nhận rằng thanh hỗn hợp nhôm đồng đi qua dòng điện cao trong một thời gian dài và sự thay đổi hiệu suất của vật liệu và giao diện nhôm đồng của nó là rất nhỏ, nằm trong phạm vi yêu cầu tiêu chuẩn. Khả năng và độ tin cậy của hàng composite chống mỏi nhiệt đã được chứng minh, và nó cho thấy rằng độ dẫn điện sẽ không giảm sau khi bật nguồn trong thời gian dài.

Các thử nghiệm trên chứng minh rằng hiệu suất củathanh cái đồng đến nhômvề cơ bản là khác với thanh cái bằng nhôm. Tuổi thọ điện dài hơn nhiều và độ tin cậy cao hơn nhiều so với thanh cái bằng nhôm. An toàn sử dụng giống như xe buýt đồng. Đồng thời, do trọng lượng nhẹ, lắp đặt thuận tiện, ứng suất uốn nhỏ do trọng lượng bản thân gây ra và tuổi thọ dài hơn nên đây là loại xe buýt có hiệu suất chi phí cao nhất.

Để giải quyết vấn đề dễ bị oxy hóa trên bề mặt thanh nhôm, một số doanh nghiệp áp dụng mạ kẽm và mạ đồng trên bề mặt thanh nhôm. Vì lớp phủ rất mỏng và tuổi thọ có hạn nên điều quan trọng nhất là vấn đề rão vẫn chưa được giải quyết. Để giải quyết vấn đề rão, một số doanh nghiệp sử dụng thanh hợp kim nhôm. Độ dẫn điện của hợp kim nhôm thấp hơn so với nhôm nguyên chất và tiết diện phải lớn hơn nhiều khi sử dụng. Tóm lại, để đảm bảo thanh nhôm được sử dụng an toàn cần thêm nhiều quy trình xử lý, và giá thành của nó không hề thấp.

2、Thanh cái đồng đến nhôman toàn và độ tin cậy của dịch vụ: kiểm tra độ tin cậy (chu trình nhiệt và kiểm tra mỏi nhiệt)

(1) Kiểm tra chu trình nhiệt

Đại học Công nghệ Thượng Hải đã tiến hành 100 thử nghiệm chu trình nhiệt 0-200 ℃ trên một nhãn hiệu ống xả composite. Độ bền liên kết giữa các bề mặt (độ cắt) được đo trước và sau khi thử nghiệm. Sau khi thử nghiệm, cường độ liên kết giữa các bề mặt không giảm. Thử nghiệm này xác nhận rằng ứng suất sinh ra do giãn nở nhiệt và co nguội sẽ không phá hủy độ bền liên kết giữa các bề mặt trong khoảng chênh lệch nhiệt độ 200 ℃. Nhiệt độ sử dụng bình thường của bộ thiết bị điện hoàn chỉnh không được vượt quá 110 ℃. Do đó, ứng suất do giãn nở nhiệt và co nguội tạo ra sẽ không ảnh hưởng đến độ bền liên kết của giao diện nhôm đồng và sẽ không làm hỏng việc sử dụng bình thường của bộ thiết bị điện hoàn chỉnh. Theo yêu cầu của ngành năng lượng gió, 100 thử nghiệm chu trình nhiệt khác ở nhiệt độ âm 40 ℃ - 120 ℃ đã được thực hiện và độ bền liên kết giao diện không giảm.

(2) Thử mỏi nhiệt

Hiện tại, thử nghiệm duy nhất để xác minh tuổi thọ của vật liệu dây dẫn là các phương pháp và yêu cầu thử nghiệm tiêu chuẩn quốc gia GB / t9327-2010 đối với các phụ kiện uốn và kết nối cơ học đối với dây dẫn cáp điện có điện áp định mức từ 35kV trở xuống.

Viện nghiên cứu cáp Thượng Hải đã tiến hành thử nghiệm 1000 chu kỳ nhiệt (tương đương với 1000 lần tăng nhiệt độ) trên một nhãn hiệu hàng composite theo yêu cầu cao nhất của tiêu chuẩn này, được kết nối với 4 hàng 8 * 80 và kết nối với dòng điện 1535a. Mỗi lần đo nhiệt độ và điện trở DC tại điểm kết nối, tính toán tỷ lệ điện trở và độ phân tán sau thử nghiệm, kéo dài trong tám tháng và vượt qua thử nghiệm. Thử nghiệm chứng minh rằng hàng hỗn hợp nhôm đồng đi qua dòng điện cao trong một thời gian dài và hiệu suất vật liệu của giao diện của nó thay đổi rất ít. Trong phạm vi yêu cầu tiêu chuẩn chứng minh khả năng và độ tin cậy về khả năng chống mỏi nhiệt của hàng composite.

Thanh cái đồng đến nhômđã được áp dụng trong các dự án thiết bị chuyển mạch điện áp cao và thấp và ống dẫn điện từ năm 2008, bao gồm các tòa nhà cao tầng, nhà máy hiện đại, tòa nhà thương mại và vận chuyển đường sắt. Hàng trăm dự án đã vận hành thành công trong nhiều năm mà không có bất kỳ phản hồi thông tin bất lợi nào.