Hvordan forhindre oksidasjon på aluminiumsskinnekoblinger?

Hvorfeller aluminiumsskinneskjøter oksiderer raskere enn lederkroppen

Aluminium reagerer med oksygen nesten umiddelbart når en ny overflate er eksponert, og danner en tynn aluminiumoksidfilm. På den åpne lederen er denne filmen faktisk beskyttende, men ved en boltet eller klemt skjøt blir det et problem fordi aluminiumoksid er en elektrisk isolator, ikke en leder. Etterlatt på plass øker denne filmen kontaktmotstanden ved skjøten, og motstanden blir direkte til varme under belastning. A høystrøms samleskinne tilkobling som bærer flere tusen ampere kan se en lokal temperaturøkning på 20 til 40 grader Celsius over den omkringliggende lederen, ganske enkelt fordi et tynt oksidlag aldri ble fjernet før montering.

Fuktighet, industrielle forurensninger og kystsalt luft akselererer denne prosessen ytterligere. I et standard industrielt miljø kan en ubehandlet aluminiumskjøt vise målbar oksidvekst innen 90 dager; i kystområder eller områder med høy luftfuktighet forkortes vinduet til noen uker. Dette er grunnen til at alle anerkjente strømfordelingsskinne installasjonsprosedyren behandler skjøtepreparering som et distinkt trinn, atskilt fra bare å stramme bolter.

Seks praktiske trinn for å forhindre oksidasjon i leddet

Følgende sekvens gjenspeiler standard praksis brukt på tvers av transformatorstasjoner og industrielle samleskinneinstallasjoner, og gjelder både for nybygg og ettermontering av en eksisterende elektrisk samleskinnesystem .

1. Slip mekanisk på kontaktflaten. Bruk en stålbørste i rustfritt stål eller en fin slipepute for å fjerne det synlige oksidlaget ned til blankt metall. Bruk aldri en børste som tidligere har rørt kobber, da innstøpte kobberpartikler skaper galvanisk korrosjon på aluminium.
2. Påfør fugemasse innen minutter. En oksidhemmende fugemasse (typisk et sink- eller aluminiumspartikkelfett) må påføres umiddelbart etter sliping, før en ny oksidfilm kan dannes. Sammensetningen fortrenger luft og fuktighet fra de mikroskopiske overflateuregelmessighetene.
3. Slip på nytt gjennom blandingen. Å jobbe stålbørsten gjennom den påførte blandingen bryter opp alt oksid som dannes i løpet av sekundene etter rengjøring, og legger inn friske ledende kontaktpunkter.
4. Velg riktig koblingsmateriale. Aluminium-til-aluminium skjøter bør bruke aluminium eller aluminiumslegering maskinvare; overganger mellom aluminium og kobber krever en sertifisert bimetall samleskinnekobling for å forhindre galvanisk virkning mellom forskjellige metaller.
5. Moment til produsentens spesifikasjoner. Skjøter med undervridning etterlater hull der luft og fuktighet migrerer inn; for mye strammede skjøter kan ta knekken på det oksidbeskyttende laget eller deformere aluminiumet. Begge ytterpunktene forkorter felleslivet.
6. Tett og isoler den ferdige skjøten. Varmekrympende støvler, isolasjonstape eller et helt lukket hus holder fuktighet, støv og kondens ute i hele installasjonens levetid.

Velge overflatebehandlinger og plating: En sammenligning

Plating og beleggsvalg påvirker både den initiale oksidasjonsmotstanden og det langsiktige vedlikeholdsintervallet til en skjøt. Tabellen nedenfor oppsummerer vanlige alternativer som brukes i samleskinnesystemløsninger i dag.

Der miljøet er spesielt tøft, beveger mange ingeniører seg helt bort fra åpne bolteforbindelser og spesifiserer en Fullt isolert rørbussstang , som pakker lederen inn i et lag av PTFE, epoksyharpiks eller EPDM silikongummi, slik at skjøten aldri utsettes for åpen luft etter igangkjøring.

Isolasjon og miljøvern Beyond the Joint

Å forhindre oksidasjon er ikke begrenset til tilkoblingspunktet. Den fulle lengden av en Rørbussstang i aluminiumslegering drar nytte av miljøvernstrategier som reduserer den totale eksponeringen av bart metall:

• Påføring av anodisering eller et klart beskyttende belegg på utsatte løp i utendørs- eller kystinstallasjoner.
• Ved å bruke en PTFE rørbussstang or EPDM silikongummi rørbussstang kappe hvor lederen går gjennom korrosive eller kjemisk aktive soner.
• Opprettholde tilstrekkelig klaring og ventilasjon slik at kondens ikke samler seg på lederoverflaten over natten.
• Installasjon av samleskinnestøtter og stolpeisolatorer klassifisert for den spesifikke spenningsklassen, holder lederen mekanisk stabil slik at skjøter ikke gjentatte ganger belastes av vibrasjoner eller termisk ekspansjon.

For nettsteder som går over til en Compact Busway med høy tetthet or a Høy- og lavspenningsbussbanesystem , selve innhegningen fungerer som den første forsvarslinjen, siden konduktøren aldri blir direkte utsatt for friluft bortsett fra ved inspeksjonspunkter.

Inspeksjonsplan for å fange opp oksidasjon før det forårsaker svikt

Selv korrekt installerte skjøter drar nytte av periodiske kontroller, siden pakningsslitasje, vibrasjoner og termisk sykling gradvis kan løsne en forbindelse over flere år med bruk.

En termisk skanning avleser mer enn 10 grader Celsius over et ekvivalent, sunt ledd på samme Lavspent elektrisk samleskinne kjøring behandles generelt som et tidlig varselskilt og er planlagt for demontering ved neste planlagte driftsstans.

Vanlige feil som akselererer oksidasjon

Felterfaring på tvers av transformatorstasjoner og industrielle ettermonteringsprosjekter peker på et lite sett med tilbakevendende feil:

• Gjenbruk av en stålbørste som også har blitt brukt på kobberledere, introduserer kobberpartikler som utløser galvanisk korrosjon.
• Forsinker påføring av blanding etter sliping av overflaten, slik at det dannes et nytt oksidlag før skjøten forsegles.
• Blander aluminium og kobber direkte uten en klassifisert bimetallkontakt.
• Hopp over remomentkontroller etter den første termiske syklusen etter igangkjøring, når maskinvare setter seg og klemkraften kan falle.
• Velge en generisk støttestruktur i stedet for et støttesystem konstruert for den spesifikke samleskinnediameteren og strømstyrken, som kan tillate mikrobevegelser som gjentatte ganger forstyrrer skjøtetetningen.

Ofte stilte spørsmål

Trenger anodisert aluminium fortsatt fugemasse ved koblinger?

Ja. Anodisering beskytter den åpne lederoverflaten, men selve det anodiserte laget er ikke-ledende og må fjernes ved kontaktområdet før påføring av blanding og tilkobling.

Kan aluminiumsskinner kobles direkte til kobberutstyrsterminaler?

Ikke uten en bimetallisk overgangskontakt. Direkte aluminium-til-kobber-kontakt i nærvær av fuktighet skaper en galvanisk celle som korroderer aluminiumssiden raskt.

Hvor ofte bør fugemasse påføres på nytt?

De fleste produsenter anbefaler å inspisere blandingens tilstand hvert tredje til femte år, eller tidligere i kyst-, industri- eller miljøer med høy luftfuktighet der tetningsstøvelen kan brytes ned raskere.

Er en fullstendig isolert samleskinne immun mot oksidasjon?

Den isolerte kappen reduserer eksponeringen betraktelig, men enhver skjøt, kran eller termineringspunkt hvor lederen er eksponert for tilkobling krever fortsatt samme overflateforberedelse og sammensatte påføring som beskrevet ovenfor.