Análise do conhecimento da indústria de barramentos de alumínio

O barramento de alumínio é um condutor de transmissão de energia formado a partir de alumínio de alta-pureza por meio de um processo específico. Sua estrutura física é geralmente um transportador de tira longa oco ou sólido, que pode acomodar vários cabos em seu interior ou ser usado diretamente como caminho condutor. Em comparação com fios e cabos convencionais, os barramentos de alumínio têm uma seção transversal plana ou retangular-em termos de layout espacial. Esse formato os torna mais adequados para aplicação centralizada de grandes correntes em espaços limitados, especialmente para plantas industriais, grandes edifícios públicos e outras ocasiões que exigem fonte de alimentação de alta-densidade. Como material condutor, os barramentos de alumínio geralmente se referem a materiais sólidos de alumínio com seção transversal retangular ou plana-e são usados ​​para conduzir correntes fortes. O alumínio tem uma estrutura cristalina cúbica-de face centrada. Este arranjo permite que os elétrons se movam de forma relativamente livre sob a ação de ligações metálicas, formando a base para uma alta condutividade. Em termos de condutividade elétrica, a resistividade do alumínio é de cerca de 2,82×10⁻⁸Ω·m, que é ligeiramente superior à do cobre.

 

No entanto, ajustando o-tamanho da seção transversal e a proporção de liga, o barramento de alumínio pode atingir um peso mais leve sob a mesma capacidade de transporte de corrente - a densidade do alumínio é de cerca de 2,7g/cm³, o que é apenas um{3}}terço do cobre. Esse recurso tem importância prática para a sustentação-de carga e instalação de estruturas de edifícios, especialmente em cenários de assentamento vertical-de longa distância ou de arranha-céus-altos, o que pode reduzir a demanda de carga do sistema de suporte. Em termos de qualidade de material, o barramento de alumínio 6101 é um tipo de liga de alumínio especialmente desenvolvido para aplicações condutoras. Seu conteúdo de magnésio e silício é proporcionado com precisão para garantir boa condutividade elétrica e, ao mesmo tempo, proporcionar resistência mecânica superior ao alumínio puro. O barramento de alumínio 6061 tem maior resistência mecânica e excelente desempenho de soldagem e é adequado para cenários de aplicação de barramento que precisam suportar grandes tensões mecânicas ou requerem processamento e conformação complexos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A capacidade de um barramento de alumínio de conduzir eletricidade depende de quanto a migração de elétrons é dificultada dentro do material. O que determina a seleção de materiais de engenharia não é um único valor de condutividade, mas uma comparação abrangente de condutividade, densidade, custo, desempenho de processamento e outros fatores. De acordo com a lei de Weidmann-Franz, a condutividade térmica do metal é aproximadamente proporcional à condutividade elétrica dentro de uma faixa de temperatura específica - o alumínio tem boa condutividade térmica, o que permite que o calor Joule gerado pelo barramento de alumínio ao transportar corrente seja dissipado rapidamente, ajudando a manter a estabilidade da temperatura operacional. O mecanismo de dissipação de calor do duto de barramento de alumínio está intimamente relacionado ao seu design de forma. A superfície mais larga facilita a dissipação do calor para o ar circundante. Algumas estruturas também possuem aletas de dissipação de calor ou aberturas de ventilação nas paredes laterais da calha para acelerar a troca de calor por convecção de ar.

 

Em termos de propriedades mecânicas, a resistência à tração, dureza e flexibilidade dos barramentos de alumínio dependem do estado da liga e da tecnologia de processamento. 6101 O barramento de alumínio t61 é um produto que passou por um estado específico de tratamento térmico. O tratamento T61 significa que o material passou por tratamento de solução e envelhecimento artificial, conseguindo um bom equilíbrio entre condutividade e resistência mecânica. A resistência à tração típica pode atingir mais de 200MPa, enquanto a condutividade ainda é mantida em torno de 50% IACS. Um filme denso de óxido de alumínio é fácil de formar na superfície de materiais de alumínio. Este filme pode retardar a oxidação adicional em um ambiente seco e manter uma aparência estável-a longo prazo. Contudo, é necessário um tratamento especial na ligação para reduzir a resistência de contacto. O coeficiente de expansão térmica do alumínio é de cerca de 23×10⁻⁶/grau, que é maior que o do cobre. Portanto, no assentamento em longas distâncias ou em ambientes com grandes diferenças de temperatura, é necessário considerar a reserva de juntas de dilatação ou a instalação de juntas de dilatação.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A tecnologia de produção de barramentos de alumínio e dutos de barramento de alumínio abrange várias etapas do processo, como fusão de lingotes, moldagem por extrusão, tratamento térmico, tratamento de superfície, usinagem e embalagem de isolamento. Cada etapa requer controle preciso para garantir o desempenho condutivo, a resistência mecânica e a precisão dimensional do produto final. A primeira etapa é fundir e fundir lingotes - usar lingotes de alumínio de alta-pureza (teor de alumínio maior ou igual a 99,7%) como matéria-prima e adicionar magnésio, silício e outros elementos de liga de acordo com o grau de liga alvo para dosagem. Para o barramento de alumínio 6101, o conteúdo de magnésio e silício precisa ser controlado com precisão dentro da faixa de 0,5%-0,7% e 0,3%-0,5% para garantir uma boa condutividade elétrica e, ao mesmo tempo, melhorar a resistência mecânica. A temperatura de fusão é geralmente controlada em 720-760 graus. Após agitação, desgaseificação e refino suficientes, ele é fundido em um lingote cilíndrico ou retangular por meio de fundição semicontínua.

 

A segunda etapa é a moldagem por extrusão - o lingote é pré-aquecido a 400-500 graus e barramentos de alumínio com seções transversais retangulares, planas ou-de formato especial-são extrudados através de uma matriz de formato específico em uma extrusora grande. O processo de extrusão refina a estrutura granular do material e alinha-a ao longo da direção do fluxo, melhorando assim a condutividade elétrica e a resistência mecânica. Para produtos que exigem alta precisão, como barramentos de alumínio para conexão de células, eles precisam ser trefilados a frio ou laminados com precisão após a extrusão para controlar a tolerância dimensional dentro de ± 0,05 mm. A terceira etapa é o tratamento térmico - para o barramento de alumínio 6101 t61, o material extrudado precisa passar por tratamento de solução e envelhecimento artificial. No tratamento com solução sólida, o material é aquecido a cerca de 520-540 graus e mantido por um tempo apropriado para dissolver completamente os elementos de liga na matriz de alumínio, seguido de rápida têmpera em água para fixar a solução sólida supersaturada à temperatura ambiente; o envelhecimento artificial é mantido a 180-200 graus durante 4-8 horas para promover a dispersão e precipitação de fases finas de reforço, permitindo que o material mantenha uma alta condutividade (cerca de 52-55% IACS) enquanto atinge uma resistência à tração de mais de 200MPa.

 

A quarta etapa é o tratamento de superfície - para melhorar a resistência à corrosão e a confiabilidade de contato do barramento de alumínio, a face final da conexão geralmente é estanhada. barramento de alumínio estanhado A produção da barra adota galvanoplastia ou processo de galvanoplastia-por imersão a quente: antes da galvanoplastia, ela precisa passar por processos de pré-tratamento, como remoção de óleo, ataque alcalino, extração de luz e imersão de zinco para remover o filme de óxido e formar uma camada de transição de zinco na superfície do alumínio e, em seguida, em solução de estanho ácida ou alcalina A galvanoplastia média tem uma camada de estanho de 3-8μm; o revestimento por imersão a quente é adequado para produção em massa. A extremidade do barramento de alumínio é imersa em estanho líquido a 260-300 graus por alguns segundos e depois retirada. A camada de ligação é formada pela reação de difusão do estanho fundido e da matriz de alumínio. Os produtos após estanhagem devem passar no teste de névoa salina neutra (sem ferrugem vermelha por 48 horas) e no teste de adesão (método hachurado). Para a junta flexível de barramento elétrico de alumínio, sua produção envolve um processo de soldagem de pilha de folha de alumínio - após o empilhamento de múltiplas camadas de folha de alumínio com 0.10- 0.30 mm de espessura, é usada soldagem por difusão de polímero ou soldagem por arco de argônio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Os barramentos de alumínio desempenham a função central de coletar e distribuir energia elétrica em sistemas de transmissão e distribuição de energia. Eles são amplamente utilizados em subestações como barramentos para conectar transformadores, painéis e bancos de capacitores. Sua vantagem leve é ​​particularmente proeminente no projeto de estruturas de subestações, o que pode reduzir os requisitos de suporte-de carga na estrutura de suporte. Em-armários de distribuição de baixa tensão em plantas industriais, os barramentos de alumínio são amplamente usados ​​como barramentos principais e barramentos de ramificação - em comparação aos barramentos de cobre, os barramentos de alumínio fornecem uma alternativa viável em situações-sensíveis ao custo e ao peso-exigidas. Em cenários de aplicação-de alta corrente, como fábricas de alumínio eletrolítico e fábricas eletroquímicas, o barramento de alumínio precisa transportar dezenas de milhares de amperes de corrente CC. Neste momento, o projeto-da área transversal e o processo de soldagem ou crimpagem na conexão são cruciais para garantir baixa resistência e alta resistência mecânica. No campo de novas energias, os barramentos de alumínio para conexão de células são amplamente utilizados para conexões em série e paralelas entre módulos de bateria. A baixa densidade do alumínio ajuda a reduzir o peso total da bateria e a sua boa condutividade térmica também ajuda a equilibrar a distribuição de temperatura entre os módulos da bateria.

 

Para centrais fotovoltaicas, barramentos de alumínio são utilizados para a conexão do lado CC entre a caixa combinadora e o inversor, e sua resistência à corrosão pode se adaptar ao ambiente externo; dentro da torre de uma turbina eólica, o barramento de alumínio precisa suportar vibrações contínuas e flutuações de temperatura, portanto, há requisitos mais elevados de resistência à fadiga e confiabilidade de conexão. Além disso, a Junta Flexível de Barramento Elétrico de Alumínio é utilizada para compensar erros de instalação e deslocamentos de expansão térmica entre dispositivos. Sua estrutura flexível pode absorver vibrações com eficácia e evitar danos aos terminais causados ​​por conexões rígidas. Como fabricante de barramentos de alumínio (fabricante de barramentos de alumínio), um ponto importante a se prestar atenção ao selecionar materiais é que os barramentos de alumínio não são adequados para todos os cenários - em situações de corrente alternada de alta-frequência, uma vez que a corrente de efeito pelicular é distribuída principalmente na superfície do condutor, o barramento retangular sólido precisa ser calculado com base na frequência específica; em espaços extremamente compactos ou situações onde existam restrições rigorosas ao tamanho do condutor, pode ser necessário dar prioridade a materiais de cobre com maior condutividade.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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