الألومنيوم لقضبان الألومنيوم
تم تصميم مادة بسبار الألومنيوم لتقديمهاالموصلية الكهربائية العالية، الوزن المنخفض، المقاومة القوية للتآكل، والأداء الميكانيكي المستقرفي أنظمة توزيع الطاقة. بالمقارنة مع النحاس، يقدم الألومنيوم عرضًا ذا قيمة مقنعة:انخفاض كبير في الوزن والتكلفةمع الاستمرار في تلبية متطلبات حمل التيار والتدوير الحراري - خاصة في المفاتيح الكهربائية والمحولات وأنظمة الطاقة المتجددة وشبكات الطاقة الصناعية.
لماذا يعتبر الألومنيوم مادة قوية لقضيب التوصيل؟
أشرطة التوصيل ليست مجرد "موصلات". إنها مكونات كهربائية هيكلية يجب أن تتحمل:
- الحمل الزائد المستمر والذروة
- ركوب الدراجات الحرارية(التمدد/الانكماش، خطر استرخاء المفاصل)
- القوى الميكانيكية ماس كهربائى
- الأجواء المسببة للتآكل(الرطوبة، الملوثات الصناعية)
- استقرار واجهة الاتصال(الأكسدة ومقاومة المفاصل)
يؤدي الألمنيوم أداءً جيدًا عبر هذه القيود نظرًا لخصائصهنسبة الموصلية العالية إلى الوزنوقابلية بثق/درفلة ممتازة، وتوافر واسع النطاق في السبائك الكهربائية.
الميزات وفوائد العملاء
| ميزة | ماذا يعني في الممارسة العملية | فائدة العملاء |
|---|---|---|
| كثافة منخفضة (~2.7 جم/سم³) | ~1/3 وزن النحاس | سهولة التعامل، وانخفاض الحمل الهيكلي، وانخفاض تكلفة الشحن |
| الموصلية الكهربائية الجيدة | تقدم السبائك الكهربائية النموذجية حوالي 52-62% من IACS | القدرة الحالية التنافسية مع التحجيم المناسب |
| مقاومة قوية للتآكل | طبقة أكسيد مستقرة تحمي المعدن الأساسي | عمر خدمة طويل في العبوات الداخلية/الخارجية |
| الموصلية الحرارية العالية | توزيع الحرارة بكفاءة | انخفاض خطر النقاط الساخنة، وتحسين توحيد درجة الحرارة |
| قابلية تصنيع ممتازة | المتداول، البثق، اللكم، الانحناء | تصنيع فعال من حيث التكلفة ومدة زمنية سريعة |
| قابلية إعادة التدوير | الألومنيوم قابل لإعادة التدوير بدرجة كبيرة | مزايا تكلفة الاستدامة ودورة الحياة |
سبائك الألومنيوم الموصى بها لقضبان التوصيل
تستخدم قضبان التوصيل الكهربائية عادةًألومنيوم عالي النقاءأوالمغ سيالسبائك عند الحاجة إلى قوة أعلى.
اختيارات السبائك الشائعة (نموذجية)
| سبيكة / الصف | مزاج نموذجي | لماذا يتم استخدامه | ملحوظات |
|---|---|---|---|
| 1050 / 1350 | يا/H12/H14 | الموصلية العالية | تستخدم على نطاق واسع في القضبان الكهربائية |
| 1060 | يا/H14 | الموصلية المتوازنة والتشكيل | غالبا ما تستخدم لشريط بسبار العام |
| 6101 | T61 / T63 | قوة أعلى مع الموصلية الجيدة | مشهورة بقضبان التوصيل المبثوقة |
| 6063 | T5 / T6 | نوعية قذف ممتازة، الموصلية لائقة | شائع في ملفات تعريف بسبار، الكابلات |
نصيحة الاختيار: إذا كان التصميمالموصلية محدودة، استخدم 1050/1350/1060. إذا كان الأمر كذلكمحدودة ميكانيكيا(الامتداد، والاهتزاز، وإجهاد الدائرة القصيرة)، فكر في 6101/6063 مع تصميم القسم المناسب.
التركيب الكيميائي النموذجي (النطاقات المرجعية)
أدناهعادينطاقات التركيب المستخدمة في الصناعة للمواد من فئة بسبار. تعتمد الحدود الفعلية على المعايير (ASTM/EN/GB) وضوابط المورد.
ألومنيوم كهربائي عالي النقاء (ممثل)
| سبيكة | آل (دقيقة، %) | سي (الحد الأقصى، %) | الحديد (الحد الأقصى، %) | مع (الحد الأقصى، %) | من (الحد الأقصى، %) | ملغ (الحد الأقصى، %) | الزنك (الحد الأقصى، %) | تي (الحد الأقصى، %) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | 99.50 | 0.25 | 0.40 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.03 |
| 1060 | 99.60 | 0.25 | 0.35 | 0.05 | 0.03 | 0.03 | 0.05 | 0.03 |
| 1350 | 99.50 | 0.10 | 0.40 | 0.05 | 0.01 | 0.01 | 0.05 | 0.03 |
سبائك بسبار المغنيسيوم (ممثل)
| سبيكة | و (٪) | الحديد (٪) | النحاس (٪) | من (٪) | ملغ (٪) | الكروم (٪) | الزنك (٪) | ل (٪) | آل |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6101 | 0.30-0.70 | .50.50 | .10.10 | .030.03 | 0.35-0.80 | .030.03 | .10.10 | .030.03 | توازن |
| 6063 | 0.20-0.60 | .30.35 | .10.10 | .10.10 | 0.45-0.90 | .10.10 | .10.10 | .10.10 | توازن |
المواصفات الفنية (قدرة التوريد النموذجية)
يتم توفير مادة بسبار الألومنيوم بشكل شائع على شكلشريط مسطح، شريط/ملف، أو مقاطع مقذوف.
| غرض | النطاق النموذجي | ملحوظات |
|---|---|---|
| استمارة | شريط مسطح / شريط / قذف | يمكن أن يدمج تصميم الملف الشخصي الأضلاع والفتحات وميزات تبديد الحرارة |
| سماكة | 2-30 ملم | قطاع في كثير من الأحيان 0.5-8 ملم؛ شريط مسطح عادة 3-20 ملم |
| عرض | 10-200+ ملم | أوسع عند الطلب اعتمادًا على قدرة المطحنة |
| طول | قطع حسب الطول / الملف | قطع حسب الطول لراحة تجميع المفاتيح الكهربائية |
| حِدّة | O, H12, H14, T5, T6, T63 | اختر بناءً على الانحناء والظهر والقوة |
| الانتهاء من السطح | لمسة نهائية من المطحنة / مصقولة / مطلية | طلاء القصدير اختياري في مناطق المفاصل لتقليل مقاومة التلامس |
| المعايير (نموذجية) | مراجع ASTM / EN / IEC | يعتمد الاختيار النهائي على المشروع والمنطقة |
مقاييس الأداء لتصميم Busbar
الكهربائية والحرارية (القيم النموذجية)
| ملكية | الألومنيوم (نموذجي) | أهمية التصميم |
|---|---|---|
| الموصلية الكهربائية | 52-62% IACS (بواسطة السبائك/المزاج) | يحدد حجم المقطع العرضي والخسارة |
| المقاومة (20 درجة مئوية) | ~0.0282 Ω·mm²/m (مرجع Al خالص) | يستخدم في حسابات انخفاض الجهد والحرارة |
| الموصلية الحرارية | ~200–235 واط/م·ك (يختلف) | انتشار الحرارة، وتخفيف البقع الساخنة |
| معامل التمدد الحراري | ~23 × 10⁻⁶ /ك | يؤثر على تصميم المفاصل، ويحتفظ بالمسامير قبل التحميل |
| كثافة | ~2.70 جم/سم3 | تخفيض الوزن والحمل الهيكلي |
الميكانيكية (النطاقات النموذجية)
| سبيكة | حِدّة | قوة الشد (ميغاباسكال) | قوة الخضوع (ميجا باسكال) | استطالة (٪) | المعنى العملي |
|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | يا | 60-90 | 20-35 | 25-35 | الانحناء/التشكيل الممتاز |
| 1060 | ح14 | 95-125 | 70-105 | 4-10 | صلابة أفضل للألواح والدعامات |
| 6101 | T63 | 180-230 | 150-200 | 8-14 | أقوى للامتدادات وقوى الدائرة القصيرة |
| 6063 | T6 | 190-240 | 160-210 | 6-12 | لمحات مقذوف ممتازة |
ملاحظة: القيم هي نطاقات الصناعة النموذجية. للشراء، حددالحد الأدنى من الخصائص المضمونةومعايير الاختبار المطلوبة.
التطبيقات وحالات الاستخدام
1) مجموعة المفاتيح الكهربائية وقضبان التوصيل (LV/MV)
تُستخدم قضبان التوصيل المصنوعة من الألومنيوم بشكل متكرر في خزانات التوزيع ومراكز التحكم المركزية ولوحات المفاتيح. تشمل الفوائدتجميع خفيف الوزن، سهولة التثقيب/الثني، والأداء الحراري التنافسي عندما يكون الحجم مناسبًا.
الاحتياجات النموذجية:مقاومة مشتركة مستقرة، وتنسيق العزل، وارتفاع درجة الحرارة التي تسيطر عليها.
2) اتصالات المحولات واضغط على العملاء المتوقعين
تُستخدم قضبان الألمنيوم المسطحة والموصلات المصفحة المرنة في التوصيلات الثانوية للمحولات ودوائر الصنبور.
الاحتياجات النموذجية:قابلية جيدة للتشكيل، وخسارة منخفضة للتيار الدوامي (عند تصميمها بشكل صحيح)، ومفاصل مثبتة بمسامير موثوقة.
3) الطاقة المتجددة وتخزين الطاقة (PV، الرياح، BESS)
تستخدم العاكسات وصناديق التجميع وتوزيع التيار المستمر ورفوف البطاريات الألومنيوم بشكل متزايد لتقليل وزن النظام وتكلفته.
الاحتياجات النموذجية:التحكم في التآكل، الارتفاع الحراري المتوقع، الموصلية الثابتة.
4) أنظمة قنوات الحافلات / الحافلات
تتيح مقاطع الألمنيوم المبثوقة إمكانية توصيل الكابلات المدمجة بميزات متكاملة (القنوات وأسطح التثبيت).
الاحتياجات النموذجية:دقة الأبعاد، جودة السطح، إنتاجية عالية.
5) توزيع الطاقة الصناعية (التحليل الكهربائي، UPS، محركات الأقراص)
غالبًا ما يستفيد توزيع التيار العالي من الألومنيومالانتشار الحراري وقابلية التوسع.
الاحتياجات النموذجية:تحمل ماس كهربائى، تباعد دعم قوي، هندسة مشتركة.
الاعتبارات الهندسية (ما يجب أن يطلبه العملاء)
| عنوان | توصية | لماذا يهم؟ |
|---|---|---|
| تصميم مشترك/اتصال | استخدم ضغط التلامس المناسب والأسطح النظيفة والغسالات المناسبة؛ النظر في واجهات مطلية بالقصدير | يزيد أكسيد الألومنيوم من مقاومة التلامس إذا لم تتم إدارته |
| تصفيح | يعد طلاء القصدير عند منصات التلامس أمرًا شائعًا | يقلل من تأثير الأكسدة ويثبت مقاومة المفاصل |
| ارتفاع درجة الحرارة | حدد ΔT المسموح به وفقًا لمتطلبات نظام IEC/UL | يمنع شيخوخة العزل وتدهور المفاصل |
| الدعم الميكانيكي | التحقق من قوى الدائرة القصيرة وتباعد الدعم | يمنع تشويه الشريط وتخفيف المفاصل |
| حماية السطح | ضع في اعتبارك الطلاء المؤكسد/العازل عند الحاجة | يحسن مقاومة التآكل والسلامة العازلة |
| اختيار سبيكة / مزاج | تطابق الموصلية مقابل احتياجات القوة | تجنب الإفراط في الإنفاق على القوة أو المبالغة في حجم الموصلية |
يوفر الألومنيوم لقضبان التوصيل مزيجًا قويًا منالأداء الكهربائي، وكفاءة التكلفة، والبناء خفيف الوزن. مع الاختيار الصحيح للسبائك (درجة نقاء عالية للتوصيل، 6101/6063 للقوة)، والمفاصل والدعامات المصممة جيدًا، توفر قضبان التوصيل المصنوعة من الألومنيومخدمة موثوقة على المدى الطويلعبر المفاتيح الكهربائية ومصادر الطاقة المتجددة والمحولات وأنظمة الطاقة الصناعية.
https://www.al-alloy.com/a/aluminum-for-aluminum-busbar.html
