شینه مسی در مقابل شینه آلومینیومی: ظرفیت، وزن، هزینه و وظیفه خطا

پسوند اتوبوس 3200 آمپر معمولاً با دو نقل قول و یک استدلال وارد می‌شود: گزینه آلومینیوم ارزان‌تر و تقریباً نصف وزن است، در حالی که گزینه مس کوچک‌تر است، با نقشه‌های تابلو برق تایید شده مطابقت دارد و رفتاری را انجام می‌دهد که تیم‌های تعمیر و نگهداری انتظار دارند.

در اینجا پاسخ کوتاه است. آلومینیوم زمانی برنده می‌شود که هزینه مواد، وزن و دوره‌های مستقیم طولانی غالب باشد و محیط سایت قابل مدیریت باشد. مس برنده می شود زمانی که پوشش فضا تنگ باشد، سطح خطا بالا باشد، شیمی سایت تهاجمی باشد، یا تجهیزات در دو انتها در اطراف پایانه های مس ساخته شده باشند. بیشتر مشکلات از خود فلز نیست، بلکه از جزئیات طراحی کپی شده از فلز دیگر ناشی می شود.

مس در مقابل شینه آلومینیومی: تفاوت هایی که نقشه ها را تغییر می دهد

مس و آلومینیوم در روش‌هایی که می‌توانید اندازه‌گیری کنید، نقل‌قول کنید و طراحی کنید متفاوت هستند. مقادیر زیر مقادیری هستند که نقاشی ها را جابجا می کنند، نه آنهایی که کتاب های درسی را پر می کنند.

مس و آلومینیوم در دمای 20 درجه سانتیگراد با نتایج عملی هر تفاوت مقایسه شدند.
اموال	مس	آلومینیوم	معنی آن در نقاشی
هدایت الکتریکی	100٪ IACS	61٪ IACS	آلومینیوم needs about 1.5 to 1.6 times the cross-section for the same current
مقاومت در 20 درجه سانتیگراد	1.72 µΩ·cm	2.83 µΩ·cm	در محاسبات تلفات و افت ولتاژ باید از بخش واقعی استفاده شود
تراکم	8.96 گرم بر سانتی متر ³	2.70 گرم بر سانتی متر ³	وزن آلومینیوم با قدرت برابر، تقریباً نصف آن است
هدایت حرارتی	401 W/m·K	237 W/m·K	گرما کندتر پخش می شود، بنابراین افزایش دما باید با آزمایش نوع تایید شود
انبساط خطی	16.5 × 10 ^-6 / ک	23 × 10 ^-6 / ک	آلومینیوم moves about 40% more, so long runs need expansion provision
ثابت اتصال کوتاه k (IEC 60949)	226 ق ^1/2 /mm ²	148 ق ^1/2 /mm ²	در بخش مساوی، مس تقریباً 2.3 برابر I²t جذب می کند
اکسید سطحی	نازک و رسانا	عایق، در چند دقیقه تشکیل می شود	آلومینیوم joints need brushing, compound and immediate assembly

سه ردیف بیشتر تصمیمات را هدایت می کنند. اگر عرض محفظه از قبل ثابت باشد، رسانایی تصمیم می‌گیرد که آیا آلومینیوم اصلاً مناسب است یا خیر. اگر دویدن طولانی باشد و در خارج از منزل باشد، توسعه مقدار مجاز را تعیین می کند. اگر سطح خطا بالا باشد، ثابت اتصال کوتاه تصمیم می‌گیرد که آیا اندازه بخش افزایش می‌یابد یا خیر.

رسانایی، قدرت و وزن ریاضی

رقم 61٪ IACS اغلب به اشتباه خوانده می شود زیرا "آلومینیوم 61٪ جریان را حمل می کند". این فقط در مقاطع عرضی یکسان صادق است و هیچ کس یک شینه را به این صورت اندازه نمی‌گیرد.

مقاومت DC برابر به حدود 1.64 برابر مساحت آلومینیوم نیاز دارد، اما طرح های آزمایش شده معمولاً 1.5 تا 1.6 برابر نزدیک تر می شوند، زیرا یک میله پهن تر سطح خنک کننده بیشتری در هر آمپر دارد. سپس وزن به دنبال چگالی است: تقریباً 1.6 × 2.70 گرم در سانتی متر ³ در مقابل 8.96 گرم بر سانتی متر ³ بنابراین یک شینه آلومینیومی با ظرفیت برابر حدود نیمی از جرم مس را حمل می کند.

شاخص اموال نسبی، مس = 100

این کاهش وزن جنبه زیبایی ندارد: تکیه گاه های کمتر، مهاربندی لرزه ای سبک تر، فولاد ساختاری کمتر و حمل و نقل ارزان تر. مبادله حجم است. همین ظرفیت در آلومینیوم نیاز به فضای بیشتری دارد و در داخل یک محفظه ثابت 600 میلی متری که به تنهایی می تواند قبل از بحث در مورد قیمت آلومینیوم را رد کند.

جایی که مس و آلومینیوم در سایت واقعاً خراب می شوند

مفاصل و لایه اکسید

آلومینیوم در عرض چند دقیقه پس از مسواک زدن یک اکسید عایق تولید می کند و آن لایه در دمای بالای 2000 درجه سانتی گراد ذوب می شود. اتصالی که سفت به نظر می رسد ممکن است به عنوان مقاومت بالا خوانده شود و تحت بار گرم شود، بنابراین کار آلومینیومی به برس زدن تحت ترکیب آنتی اکسیدانی، مونتاژ فوری و گشتاور کالیبره شده نیاز دارد. اکسید مس نازک است و به همان روش هدایت را مسدود نمی کند.

خزش و افت گشتاور

آلومینیوم تحت فشار مداوم پیچ و مهره در دمای تقریباً 90 تا 100 درجه سانتیگراد در محل اتصال می خزد و به آرامی فشار تماس را از دست می دهد. واشرهای Belleville به اضافه یک بازه ثابت گشتاور مجدد، اقدامات متقابل استاندارد هستند. مس در اینجا بخشنده تر است، به همین دلیل است که تیم های تعمیر و نگهداری با تجربه مس در مقابل سوئیچ مقاومت می کنند.

انبساط حرارتی در طولانی مدت

آلومینیوم حدود 40 درصد بیشتر از مس منبسط می شود. در یک دوی 30 متری با تاب 60 K، که تقریباً 12 میلی متر حرکت اضافی برای جذب از طریق تکیه گاه های کشویی یا درزهای انبساط است. مشخص کردن مجدد چیدمان مس در آلومینیوم بدون دست زدن به تکیه گاه ها معمولاً در اولین فصل گرم به صورت میله های کمانشی نشان داده می شود.

انرژی خطا و دمای اتصال کوتاه

با ثابت های آدیاباتیک حدود 226 A·s ^1/2 /mm ² برای مس و 148 برای آلومینیوم، یک سطح مقطع یکسان به دمای محدود خود در حدود 43 درصد از I²t مس می رسد. یا بخش آلومینیومی رشد می کند یا زمان پاکسازی حفاظت کوتاه می شود. یک مطالعه هماهنگی که این را نادیده می گیرد، تمام نشده است.

هزینه، چرخه عمر و اعدادی که خریداران از دست می دهند

قیمت هادی عددی است که همه نقل می کنند و کوچکترین قسمت داستان است. آلومینیوم کسری از مس در هر کیلوگرم قیمت دارد و شما به حدود نیمی از جرم آن با آمپاکسی مساوی نیاز دارید، بنابراین شکاف مواد اولیه گسترده است. در یک بسته تحویلی، پس از افزودن محفظه وسیع تر، اتصالات بزرگتر و کار برای آماده سازی اتصالات آلومینیومی به درستی، پس انداز باریک می شود.

جایی که پول و ریسک در ارتقاء 4000 A قرار دارند (وزن دهی گویا)

هزینه مواد 35٪

نصب و پشتیبانی 20%

فضا و مسیریابی 15%

محیط زیست و خوردگی 15%

سازگاری خاتمه 10٪

تعمیر و نگهداری و بازرسی 5%

دو هزینه اغلب از دست می رود. اول، اصلاح محفظه و تابلو: اگر طراحی آلومینیومی به 800 میلی متر نیاز دارد که در آن مس 600 میلی متر نصب شده است، ورق فولادی، آبکاری و حمل و نقل می توانند یک سوم صرفه جویی در هادی را جذب کنند. دوم، تعمیر و نگهداری: یک برنامه گشتاور مجدد مستند در طول 25 سال کار واقعی است، نه یک پاورقی.

در جایی که مقایسه در سطح اتوبوس به جای سطح میله اتفاق می افتد، هادی دیگر متغیر اصلی نیست. یک سیستم گذرگاه فشار متوسط و ضعیف آزمایش شده هادی، عایق، اتصالات و تجهیزات انبساط را به عنوان یک مجموعه بسته بندی می کند، بنابراین نتیجه آزمایش نوع و طراحی اتصال بیش از آلیاژ اهمیت دارد.

High and Low Voltage Fully Insulated Busway System

سیستم اتوبوسرانی کاملاً عایق ولتاژ بالا و پایین مجموعه ای فشرده کاملاً عایق برای توزیع ولتاژ متوسط و کم، که پیرامون عملکرد مشترک، توسعه مدولار و پروژه های مقاوم سازی با محدودیت فضا طراحی شده است. مشاهده محصول →

انتخاب های طراحی که حکم را تغییر می دهد

سه تصمیم طراحی، محلول آلومینیوم را از نظر عملکرد بسیار به مس نزدیک می‌کند و معمولاً ارزان‌تر از تعویض فلز هستند.

آلیاژ و مزاج، نه فقط "آلومینیوم"

گرید برق 1350 نرم و خزنده است. گریدهایی مانند 6101-T6 و آلیاژهای منیزیم-آلومینیوم استحکام کششی و سفتی بالاتری را ارائه می دهند که برای لوله های خود نگهدارنده بین تکیه گاه ها اهمیت دارد. مشخص کردن "آلومینیوم" ساده بدون آلیاژ و مزاج نشان می‌دهد که چگونه پروژه‌ها با میله‌ها و اتصالات آویزان شده و گشتاور خود را از دست می‌دهند.

Ultra-High Voltage Magnesium-Aluminum Alloy Tubular Bus Bar

میله اتوبوس لوله ای منیزیم-آلومینیوم ولتاژ فوق العاده بالا یک شینه لوله‌ای منیزیم-آلومینیوم UHV با رسانایی بالا، دهانه‌های پشتیبانی طولانی و سازگاری با ریخته‌گری اپوکسی یا عایق PTFE در ایستگاه‌های پرکار. مشاهده محصول →

عایق که هادی را آب بندی می کند

یک شینه لوله ای کاملاً عایق شده سطح هادی را به طور کلی از محیط خارج می کند. پوشش های EPDM و لاستیک سیلیکونی مناسب سیستم های نصب شده در میدان، ریخته گری رزین اپوکسی یک ساختار مهر و موم شده سفت و سخت برای کارهای کلاس 35 کیلوولت می دهد، و پوشش های PTFE در جایی که مقاومت شیمیایی منجر می شود انتخاب می شوند. هنگامی که آلومینیوم مهر و موم شد، بحث خوردگی برای مس تا حد زیادی ناپدید می‌شود و آنچه باقی می‌ماند، ampacity، انرژی خطا و فضا است.

باربری لوله ای ریخته گری رزین اپوکسی یک شینه لوله‌ای کاملاً عایق‌دار و کاملاً محافظ با عایق اپوکسی ریخته‌گری شده خلاء و هادی‌های مسی بدون اکسیژن، مناسب برای پست‌های 10-35 کیلوولت و توزیع داخلی. مشاهده محصول →

در پست‌های ساحلی و کارخانه‌های شیمیایی، ترکیبی که ما اغلب می‌سازیم، یک شینه لوله‌ای آلیاژ آلومینیوم با عایق ریخته‌گری و انتقال دو فلزی آبکاری شده در پایانه‌های مس است: هزینه و وزن آلومینیوم، با شیمی اتصال در داخل یک پاکت مهر و موم شده حرکت می‌کند.

چک لیست انتخاب عملی

قبل از اینکه نقل قول ثابت شود، از طریق آنها کار کنید. هر مورد می تواند به تنهایی انتخاب را تغییر دهد.

قدرت پس از کاهش درجه حرارت محیط، ارتفاع و تهویه محوطه.
مقاومت در برابر اتصال کوتاه: جریان اوج و I²t حرارتی در زمان پاکسازی واقعی.
پاکت فضایی: عرض، ارتفاع و شعاع خم موجود در طول مسیر.
مواد ترمینال در هر دو انتها، از جمله اتصالات ترانسفورماتور و ژنراتور.
شیمی محل: چرخه های کلرید، آمونیاک، سولفید هیدروژن، رطوبت و تراکم.
مشخصات بار: پیوسته یا چرخه ای، زیرا دوچرخه سواری اتصالات آلومینیومی را سخت تر می کند.
محدودیت وزن در فولاد موجود، سازه سقف یا قاب های نگهدارنده.
چه کسی، با چه ابزاری و هر چند وقت یکبار مفاصل را مجدداً گشتاور می کند.
تست های نوع قابل اجرا، به عنوان مثال سری IEC 61439 برای سیستم های ترانکینگ شینه.
هزینه چرخه عمر بیش از 20 تا 25 سال، شامل تلفات، نگهداری و محصور شدن.

برای تخته توزیع ولتاژ متوسط یا پایین به جای یک لوله لوله ای، این راهنمای به انتخاب باس بار مناسب برای سیستم های فشار متوسط و ضعیف گام به گام همین ترتیب را دنبال می کند.

سوالات متداول

آیا آلومینیوم می تواند همان جریان مس را حمل کند؟

نه در یک مقطع. در 61% IACS، آلومینیوم برای افزایش دما تقریباً 1.5 تا 1.6 برابر مساحت نیاز دارد. اندازه و نوع تست شده به آن رتبه بندی که به درستی انجام می دهد. تفاوت در اندازه و وزن خود را نشان می دهد، نه به عنوان یک مصالحه در اصل.

آیا می توان مس و آلومینیوم را مستقیماً به یکدیگر پیچ کرد؟

اتصالات خشک مستقیم یک نقطه ضعف شناخته شده است. این دو فلز در سری گالوانیکی دور از هم قرار می گیرند، بنابراین هر لایه رطوبتی باعث خوردگی گالوانیکی آلومینیوم می شود. از ترانزیشن های دو فلزی آبکاری شده یا رابط های قلع اندود با ترکیب آنتی اکسیدانی استفاده کنید که خشک و در دسترس برای بازرسی نگهداری می شوند.

کدام فلز در سطوح خطای بالا بهتر است؟

مس. در بخش مساوی، تقریباً 2.3 برابر I²t قبل از رسیدن به دمای محدود خود جذب می کند. در پست‌های با خطای زیاد که یا بخش آلومینیومی را بزرگ می‌کنند یا مس را به محلول کل ارزان‌تر تبدیل می‌کنند.

آیا شینه آلومینیومی نیاز به نگهداری بیشتری دارد؟

اتصالات پیچ شده آن به یک برنامه گشتاور مجدد مستند نیاز دارند، به ویژه پس از اولین سیکل های حرارتی. طرح‌های ریخته‌گری و کاملاً عایق‌شده این را به شدت کاهش می‌دهند، زیرا هادی آب‌بندی شده و اتصالات به‌جای آماده‌سازی در میدان، مهندسی شده‌اند.

هیچ کدام از این دو فلز برنده جهانی نیستند. مس فشردگی، تحمل خطا و اتصالات قابل پیش بینی را خریداری می کند. آلومینیوم هزینه و وزن را می خرد، مشروط بر اینکه اتصالات، انبساط و محیط به جای فرضی مهندسی شده باشند. ابتدا ampacity، سطح خطا، فضا و شیمی سایت را مقایسه کنید، سپس مقایسه قیمت را در طرح نهایی به جای اولین طرح اجرا کنید.

اگر دو ماده را برای یک پروژه خاص وزن می کنید و نیاز به بررسی بخش، نوع عایق و جزئیات انتقال دارید، تیم مهندسی ما می تواند اعداد را با شما اجرا کند. وظیفه و شرایط سایت را برای ما ارسال کنید و ما به جای یک صفحه کاتالوگ، یک مقایسه با اندازه را برمی گردانیم.