Медные и алюминиевые шины: как выбрать лучшую продукцию?

 

 

 

 

 

• Проводимость и допустимая нагрузка по току-

Медь имеет проводимость около 98% по IACS. Алюминий имеет проводимость около 61% по IACS. Это означает, что медная шина может пропускать больший ток, чем алюминиевая шина с той же-площадью поперечного сечения. Чтобы проводить тот же ток, алюминиевой шине требуется примерно на 50 % больше площади поперечного сечения-. Например, медная шина на 1000 А может занимать площадь 100 мм², а алюминиевая шина — около 150 мм².

 

• Механическая прочность и надежность установки

Медные шины имеют более высокую прочность на разрыв и твердость, чем алюминиевые. Они лучше выдерживают токи короткого-замыкания и с меньшей вероятностью деформируются. Алюминий мягче. Во время установки необходимо контролировать давление затяжки. Слишком большое давление может вызвать ползучесть (пластическую деформацию с течением времени). Это может привести к ослаблению соединений и повышению сопротивления контактов. Использование высокоэффективного-алюминиевого сплава (например, 6101-T6) может помочь решить эту проблему.

 

• Вес и стоимость

Алюминий имеет плотность 2,7 г/см³, что составляет всего 30% плотности меди (8,9 г/см³). Таким образом, алюминиевые шины легче. Они подходят для устройств,-чувствительных к весу, таких как электромобили и солнечные электростанции. Стоимость алюминиевого материала ниже. Но поскольку алюминиевые шины требуют большего размера, для них могут потребоваться разъемы и изоляция большего размера. Медные шины изначально стоят дороже, но занимают меньше места.

 

• Коррозионная стойкость и обработка поверхности

Алюминий образует на воздухе плотный оксидный слой (Al₂O₃). Это обеспечивает хорошую коррозионную стойкость в атмосфере. Но этот оксид не проводит электричество. Поэтому алюминий часто нуждается в олове или посеребрении, чтобы обеспечить хорошее электрическое соединение. Медь может образовывать непроводящую-патину во влажной среде. Для защиты часто требуется олово или никелирование. Эффективность обоих в агрессивных средах зависит от реальных условий.

 

• Тепловое расширение и технология соединения

Алюминий имеет более высокий коэффициент теплового расширения, чем медь. Изменения температуры могут вызвать напряжение в местах соединения. Поэтому для алюминиевых соединений часто требуются пружинные шайбы или болты, предохраняющие-отвинчивание. Методы соединения медных шин более зрелые и надежные.

 

 

 

 

Ситуации, в которых выбирают медные шины:

• Для областей, требующих высокой надежности: таких как центры обработки данных, финансовая инфраструктура и системы распределения электроэнергии в больницах, поскольку эти системы не терпят сбоев.
• Для случаев-ограниченного пространства: когда пространство внутри распределительного устройства ограничено и размер шины необходимо свести к минимуму.
• Для высоких требований к току короткого-замыкания: механическая прочность меди позволяет лучше противостоять воздействию электромагнитных сил.
• Для частого подключения, отключения и технического обслуживания: износостойкость и устойчивость меди к деформации делают ее более подходящей для оборудования, требующего повторяющихся регулировок.

 

Ситуации, когда выбирают алюминиевые шины:

• Для проектов,-чувствительных к затратам: таких как коммерческое и промышленное распределение электроэнергии и крупные-фотоэлектрические электростанции, поскольку важен контроль первоначальных инвестиций.
• Для применений,-чувствительных к весу: таких как новые аккумуляторные батареи для транспортных средств, железнодорожный транспорт, аэрокосмическая промышленность и другие области.
• Для сценариев с высоким-током и низким-напряжением: например, в системах хранения энергии (ESS) и блоках суммирования энергии ветра, где увеличение площади поперечного-сечения может сбалансировать требования к проводимости.
• Для агрессивных сред (требуется обработка поверхности): в особых средах, таких как химические заводы и корабли, коррозионная стойкость алюминия может быть использована в сочетании с технологией нанесения покрытия.