في عالم توزيع الطاقة الكهربائية ، تلعب أشرطة النحاس الصارمة دورًا محوريًا ، خاصةً عندما يتعلق الأمر ببيئات درجة الحرارة العالية. كمورد لقرار النحاس الصارم ، أنا على دراية بالمواصفات الفنية التي تجعل هذه الأشرطة المناسبة لمثل هذه الظروف الصعبة.
الموصلية الكهربائية
واحدة من أكثر المواصفات التقنية الأهمية لأشرطة النحاس الصارمة في بيئات درجة الحرارة العالية هي الموصلية الكهربائية. يشتهر النحاس بموصلية كهربائية ممتازة ، والتي لا تزال مستقرة نسبيًا حتى في درجات الحرارة المرتفعة. في درجة حرارة الغرفة (حوالي 20 درجة مئوية) ، تبلغ الموصلية الكهربائية للنحاس حوالي 58 × 10⁶ ثانية/م. ومع ذلك ، مع ارتفاع درجة الحرارة ، تنخفض الموصلية قليلاً.
يمكن وصف العلاقة بين الموصلية الكهربائية (σ) ودرجة الحرارة (T) بواسطة الصيغة التالية:
s (t) = σ₀ / [1 + α (t - t₀)]
عندما يكون σ₀ هو الموصلية في درجة حرارة مرجعية T₀ (عادة 20 درجة مئوية) ، و α هو معامل درجة حرارة المقاومة للنحاس ، وهو حوالي 0.00393/درجة مئوية.
في بيئات درجة الحرارة العالية ، على سبيل المثال حوالي 100 درجة مئوية ، لا يزال الانخفاض في الموصلية ضمن نطاق مقبول لمعظم التطبيقات الكهربائية. تضمن هذه الموصلية الكهربائية المستقرة أن بوسبر النحاس الصارم يمكن أن يحمل تيارًا كهربائيًا بكفاءة دون خسائر كبيرة في الطاقة بسبب زيادة المقاومة.
التمدد الحراري
يعد التوسع الحراري جانبًا مهمًا آخر يجب مراعاته في بيئات درجة الحرارة العالية. عندما يتعرض بوسار النحاس الصلب لدرجات حرارة عالية ، فإنه يتوسع. يبلغ معامل التمدد الحراري الخطي (αₗ) للنحاس حوالي 16.7 × 10⁻⁶ /درجة مئوية. هذا يعني أنه لكل درجة مئوية زيادة في درجة الحرارة ، سيتوسع بوسبر النحاس الذي يبلغ طوله متر واحد بمقدار 16.7 ميكرومتر.
في تركيب درجة الحرارة العالية ، يجب إجراء بدل مناسب للتوسع الحراري. إذا لم يكن الأمر كذلك ، يمكن أن يسبب التوسع إجهادًا ميكانيكيًا على بوسار واتصالاته. يمكن أن يؤدي هذا الإجهاد إلى تخفيف الاتصالات ، والتي بدورها يمكن أن تزيد من المقاومة وتولد المزيد من الحرارة ، مما يخلق دورة مفرغة. للتخفيف من هذه المشكلة ، يمكن دمج الاتصالات المرنة أو مفاصل التوسع في نظام BUSBAR. يمكن لهذه المكونات امتصاص التوسع والانكماش في بوسار ، مما يضمن سلامة الاتصال الكهربائي.
الحالي - القدرة الاستيعابية
تتأثر السعة الدائرية التيار لبوسار النحاس الصارم في بيئة درجة حرارة عالية بشكل كبير بدرجة الحرارة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد مقاومة البوسار ، ووفقًا لقانون جول (P = I²R) ، يتم تبديد المزيد من الطاقة كحرارة. هذا يحد من كمية التيار التي يمكن أن يحملها بوسبر بأمان.
يتم تحديد السعة الدائرية للقرار من خلال المساحة المقطعية ، ودرجة الحرارة المحيطة ، وارتفاع درجة الحرارة المسموح بها. في بيئات درجة الحرارة العالية ، تكون درجة الحرارة المحيطة مرتفعة بالفعل ، وبالتالي فإن ارتفاع درجة الحرارة المسموح به أعلى من درجة الحرارة المحيطة. على سبيل المثال ، في بيئة طبيعية ، قد يُسمح للبوسار بالارتفاع 50 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة. ولكن في بيئة درجة حرارة عالية حيث تكون درجة الحرارة المحيطة 80 درجة مئوية ، قد يتم تخفيض ارتفاع درجة الحرارة المسموح به إلى 30 درجة مئوية لضمان عدم ارتفاع درجة الحرارة.
عادة ما توفر الشركات المصنعة طاولات سعة الحمل الخاصة بأشرطة النحاس الصارمة في درجات حرارة محيطة مختلفة. تأخذ هذه الجداول في الاعتبار آثار درجة الحرارة على المقاومة وتبديد الحرارة. عند اختيار بوسار لتطبيق درجة حرارة عالية ، من الضروري الإشارة إلى هذه الجداول للتأكد من أن بوسبر يمكنه التعامل مع التيار المطلوب دون تجاوز حدود درجة الحرارة.
مقاومة الأكسدة
في بيئات درجة الحرارة العالية ، النحاس عرضة للأكسدة. يمكن أن تشكل الأكسدة طبقة من أكسيد النحاس على سطح بوسار ، مما يزيد من مقاومة التلامس عند الاتصالات. هذا يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة والفشل المحتمل للنظام الكهربائي.
لتعزيز مقاومة الأكسدة لأشرطة النحاس الصلبة ، يمكن تطبيق العديد من العلاجات السطحية. علاج واحد شائع هو طلاء القصدير. تشكل القصدير طبقة واقية على سطح النحاس ، مما يمنع الأكسجين من التفاعل مع النحاس. خيار آخر هو الطلاء الفضي ، والذي لا يوفر مقاومة أكسدة ممتازة فحسب ، بل إنه يحتوي أيضًا على توصيل كهربائي أفضل من النحاس. غالبًا ما يتم استخدام الفضة - الأشرطة المطلية في التطبيقات النهائية عالية حيث تكون هناك حاجة إلى مقاومة التلامس المنخفضة والموثوقية العالية.
القوة الميكانيكية
القوة الميكانيكية هي أيضًا اعتبار مهم في بيئات درجة الحرارة العالية. يمكن أن تقلل الحرارة من القوة الميكانيكية لقرار النحاس ، مما يجعلها أكثر عرضة للتشوه والكسر. قوة العائد وقوة الشد النهائية للنحاس تنخفض مع زيادة درجة الحرارة.
للتأكد من أن بوسبر النحاس الصارم يمكنه تحمل الضغوط الميكانيكية في بيئة عالية درجة الحرارة ، والتحجيم المناسب والدعم ضروريان. يجب تصميم BUSBAR مع منطقة تقاطع شاملة وشكل لتوفير قوة ميكانيكية كافية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب دعم بوسار بشكل صحيح لمنع التراجع أو الانحناء تحت وزنه أو قواته الخارجية.
مقارنة معجامد الألومنيوم بربار
في حين أن busbars النحاسية الصارمة لها العديد من المزايا في بيئات درجة الحرارة العالية ، إلا أنها تستحق أيضًا مقارنتهاجامد الألومنيوم بربار. يحتوي الألومنيوم على توصيل كهربائي أقل من النحاس ، حوالي 37.7 × 10⁶ S/M في درجة حرارة الغرفة. هذا يعني أنه بالنسبة لنفس السعة التي تحمل التيار ، يحتاج بوسار الألمنيوم إلى منطقة مقطعية أكبر من الشرير النحاسي.
من حيث التمدد الحراري ، يحتوي الألمنيوم على معامل أعلى من التمدد الحراري الخطي (حوالي 23.1 × 10⁻⁶ /درجة مئوية) مقارنة بالنحاس. هذا يمكن أن يجعل من الصعب التعامل مع التوسع الحراري في التطبيقات عالية درجة الحرارة. ومع ذلك ، فإن الألمنيوم أخف من النحاس ، والذي يمكن أن يكون ميزة في بعض المنشآت حيث يكون الوزن مصدر قلق.
خاتمة
في الختام ، فإن المواصفات الفنية لأشرطة النحاس الصلبة في بيئات درجة الحرارة العالية معقدة ومترابطة. يجب النظر بعناية في الموصلية الكهربائية ، التوسع الحراري ، السعة الحالية ، مقاومة الأكسدة ، والقوة الميكانيكية ، لضمان التشغيل الموثوق لنظام BUSBAR.
كمورد لبربار النحاس الصلب، أنا أفهم أهمية توفير منتجات عالية الجودة تلبي المتطلبات المحددة للتطبيقات عالية درجة الحرارة. إذا كنت في حاجة إلى أشرطة النحاس الصارمة لمشروع درجة الحرارة المرتفعة ، أشجعك على الاتصال بي للحصول على معلومات مفصلة للمنتج ومناقشة احتياجات المشتريات الخاصة بك. يمكننا العمل معًا لتحديد حل BUSBAR الأنسب لتطبيقك ، وضمان الأداء الأمثل والموثوقية.
مراجع
- "كتيب الموصلات الكهربائية" ، CRC Press.
- "الخصائص الحرارية للمواد" ، وايلي - interscience.
- أوراق البيانات الفنية للشركة المصنعة لأشرطة النحاس الصلبة.