Hur man förhindrar oxidation på anslutningar av aluminiumskenor?

Varför aluminiumskenor oxiderar snabbare än ledarkroppen

Aluminium reagerar med syre nästan omedelbart när en ny yta exponeras och bildar en tunn aluminiumoxidfilm. På den öppna ledaren är denna film faktiskt skyddande, men vid en bultad eller fastklämd skarv blir det ett problem eftersom aluminiumoxid är en elektrisk isolator, inte en ledare. Om den lämnas på plats höjer denna film kontaktmotståndet vid fogen, och motstånd övergår direkt till värme under belastning. A starkströmsskena anslutning som bär flera tusen ampere kan se en lokal temperaturökning på 20 till 40 grader Celsius över den omgivande ledaren helt enkelt för att ett tunt oxidskikt aldrig togs bort före montering.

Fukt, industriella föroreningar och kustnära saltluft påskyndar denna process ytterligare. I en standard industriell miljö kan en obehandlad aluminiumfog visa mätbar oxidtillväxt inom 90 dagar; i kustområden eller områden med hög luftfuktighet förkortas det fönstret till några veckor. Det är därför varje ansedd kraftfördelningsskena installationsproceduren behandlar fogförberedelse som ett distinkt steg, skilt från att bara dra åt bultar.

Sex praktiska steg för att förhindra oxidation i leden

Följande sekvens återspeglar standardpraxis som används för transformatorstationer och industriella samlingsskenor, och gäller både nybyggnation och eftermontering av en befintlig elektriskt skensystem .

1. Slipa mekaniskt på kontaktytan. Använd en stålborste av rostfritt stål eller en fin slipplatta för att ta bort det synliga oxidskiktet ner till blank metall. Använd aldrig en borste som tidigare har vidrört koppar, eftersom inbäddade kopparpartiklar skapar galvanisk korrosion på aluminium.
2. Applicera fogmassa inom några minuter. En oxidhämmande fogmassa (vanligtvis ett zink- eller aluminiumpartikelfett) måste appliceras omedelbart efter slipningen, innan en ny oxidfilm kan bildas. Blandningen tränger undan luft och fukt från de mikroskopiska ytojämnheterna.
3. Slipa på nytt genom blandningen. Att arbeta med stålborsten genom den applicerade blandningen bryter upp all oxid som bildas under sekunderna efter rengöring, och bäddar in nya ledande kontaktpunkter.
4. Välj rätt anslutningsmaterial. Aluminium-till-aluminium skarvar bör använda aluminium eller aluminiumlegering hårdvara; aluminium-till-koppar övergångar kräver en certifierad bimetall samlingsskena kontakt för att förhindra galvanisk verkan mellan olika metaller.
5. Dra åt enligt tillverkarens specifikation. Undervridna fogar lämnar luckor där luft och fukt vandrar in; övervridna fogar kan spricka det oxidskyddande föreningsskiktet eller deformera aluminiumet. Båda ytterligheterna förkortar det gemensamma livet.
6. Täta och isolera den färdiga fogen. Värmekrympande stövlar, isoleringstejp eller ett helt sluten hölje håller fukt, damm och kondens ute under installationens livslängd.

Att välja ytbehandlingar och plätering: En jämförelse

Plätering och beläggningsval påverkar både den initiala oxidationsbeständigheten och det långsiktiga underhållsintervallet för en fog. Tabellen nedan sammanfattar vanliga alternativ som används i skensystemlösningar idag.

Där miljön är särskilt hård går många ingenjörer helt bort från öppna skruvförband och specificerar en Helt isolerad rörformig bussbar , som lindar in ledaren i ett PTFE-, epoxiharts- eller EPDM-silikongummiskikt så att fogen aldrig utsätts för fri luft efter idrifttagning.

Isolering och miljöskydd Beyond the Joint

Att förhindra oxidation är inte begränsat till anslutningspunkten. Hela längden av en Rörbussbar i aluminiumlegering drar nytta av miljöskyddsstrategier som minskar den totala exponeringen av ren metall:

• Applicering av anodisering eller en klar skyddande beläggning på utsatta körningar i utomhus- eller kustinstallationer.
• Att använda en PTFE Rörbussskena or EPDM silikongummi rörformad busshållare mantel där ledaren passerar genom korrosiva eller kemiskt aktiva zoner.
• Att upprätthålla tillräckligt utrymme och ventilation så att kondens inte samlas på ledarytan över natten.
• Installation av samlingsskenestöd och stolpisolatorer klassade för den specifika spänningsklassen, vilket håller ledaren mekaniskt stabil så att lederna inte upprepade gånger belastas av vibrationer eller termisk expansion.

För webbplatser som övergår till en Compact Busway med hög densitet eller a Hög och låg spänning Busway System , själva kapslingen fungerar som den första försvarslinjen, eftersom konduktören aldrig direkt exponeras för fri luft förutom vid inspektionspunkter.

Inspektionsschema för att fånga upp oxidation innan det orsakar fel

Även korrekt installerade skarvar drar nytta av regelbundna kontroller, eftersom packningsslitage, vibrationer och termisk cykling gradvis kan lossa en anslutning under flera år av drift.

En termisk skanning avläser mer än 10 grader Celsius över en likvärdig, frisk led på densamma Elektrisk lågspänningsskena körning behandlas i allmänhet som en tidig varningstecken och schemalagd för demontering vid nästa planerade avbrott.

Vanliga misstag som påskyndar oxidation

Fälterfarenhet från transformatorstationer och industriella eftermonteringsprojekt pekar på en liten uppsättning återkommande fel:

• Återanvända en stålborste som även har använts på kopparledare, införa kopparpartiklar som utlöser galvanisk korrosion.
• Fördröjer appliceringen av blandningen efter att ytan har slipats, vilket gör att ett nytt oxidskikt kan bildas innan fogen tätas.
• Blanda aluminium- och kopparhårdvara direkt utan en klassad bimetallisk kontakt.
• Hoppar över vridmomentkontroller efter den första termiska cykeln efter idrifttagning, när hårdvaran sätter sig och klämkraften kan minska.
• Att välja en generisk stödstruktur istället för ett stödsystem konstruerat för den specifika samlingsskenans diameter och strömstyrka, vilket kan tillåta mikrorörelser som upprepade gånger stör fogtätningen.

Vanliga frågor

Behöver anodiserad aluminium fortfarande fogmassa vid anslutningar?

Ja. Anodisering skyddar den öppna ledarytan, men det anodiserade skiktet i sig är icke-ledande och måste avlägsnas vid kontaktytan innan man applicerar massa och gör anslutningen.

Kan aluminiumskenor anslutas direkt till kopparutrustningsterminaler?

Inte utan en bimetallisk övergångskontakt. Direkt kontakt mellan aluminium och koppar i närvaro av fukt skapar en galvanisk cell som snabbt korroderar aluminiumsidan.

Hur ofta ska fogmassa appliceras igen?

De flesta tillverkare rekommenderar att man inspekterar blandningens tillstånd vart tredje till femte år, eller tidigare i kustnära, industriella eller högfuktiga miljöer där tätningsstöveln kan brytas ned snabbare.

Är en helisolerad samlingsskena immun mot oxidation?

Den isolerade manteln minskar exponeringen avsevärt, men varje skarv, tapp eller anslutningspunkt där ledaren är exponerad för anslutning kräver fortfarande samma ytförberedelse och sammansättning som beskrivs ovan.