Popularisierung des Wissens über die Erdung von Kupferstäben in der Kupferbarrenbranche

 

Erdungsschienen aus Kupfer sind zentrale Metallverarbeitungskomponenten, die in Stromversorgungssystemen zum Anschluss elektrischer Geräte und Erdungsgeräte verwendet werden. Seine Hauptfunktion besteht darin, einen Ableitungspfad mit niedriger-Impedanz für Fehlerströme, Blitzströme oder hoch-frequente Störströme bereitzustellen, um sicherzustellen, dass die Ausrüstung auch unter anormalen Arbeitsbedingungen ihre potenzielle Stabilität beibehält und die Sicherheit von Personal und Ausrüstung schützt. Als hochpräzise vertikale Kupfer-Verbindungsschiene steht die Leistung der Kupfer-Erdungsschiene in direktem Zusammenhang mit der Stabilität und Sicherheit des gesamten Stromsystems. Es wird besonders häufig in Verteilerschränken, Frequenzumrichtern, Leistungsschränken, Kommunikationsbasisstationen, im Schienenverkehr und anderen Szenarien eingesetzt. Erdungskupferschienen aus Kupfer bestehen normalerweise aus hochreinen Kupfermaterialien mit einem Kupfergehalt von mindestens 99,92 % und einem Gesamtverunreinigungsgehalt von 0,08 %. Dieses hohe Reinheitsverhältnis gewährleistet nicht nur eine hervorragende Leitfähigkeit, sondern berücksichtigt auch eine gute Korrosionsbeständigkeit.

 

Seine typische Härte beträgt etwa 65 % (bezogen auf den geglühten Zustand) und seine Erweichungstemperatur kann 518 Grad erreichen. Dies bedeutet, dass die Kupfer-Erdungskupferschiene bei Überlastung durch hohe Temperaturen oder kurzzeitigen Erwärmungsbedingungen im Kurzschluss die strukturelle Integrität beibehalten kann und ihre mechanische Stützfähigkeit nicht durch Erweichung verliert. Die Standardproduktlänge kann je nach Projektbedarf angepasst werden, mit einer maximalen Länge von 7981 mm. Die zulässige Längenabweichung wird innerhalb von ±0,3 mm kontrolliert. Der feine Verarbeitungsstandard mit einer Körnung von 0,17 gewährleistet die Passgenauigkeit zu den Geräteklemmen und der Erdungsschiene bei der Montage. Darüber hinaus unterstützt die Kupfererdungskupferschiene bedarfsgerechtes Schneiden, Stanzen, Biegen und andere Sekundärbearbeitungsdienste, um sich an die Anforderungen unterschiedlicher Schrankstrukturen und Verkabelungslayouts anzupassen. Als Kernkomponente des an der Wand montierten Kupfer-Erdungsschienensatzes kann es den seitlichen Platz im Inneren des Schranks effektiv nutzen und die Belegung des Hauptsammelleitungskanals bei der wandmontierten Installation reduzieren.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Das Materialsystem der Kupfererdungskupferschienen besteht hauptsächlich aus hochreinem Elektrolytkupfer. Zu den typischen Qualitäten gehören T2-Kupfer oder C11000 mit einem Kupfergehalt von mindestens 99,9 % und einem Gesamtgehalt an Legierungselementen von nicht mehr als 0,5 %. Dieses Materialverhältnis sorgt für einen extrem niedrigen spezifischen Widerstand (ungefähr 0,01724 Ω·mm²/m) und verbessert gleichzeitig durch Spurenlegierung die Kriechfestigkeit und Spannungsrelaxationsbeständigkeit des Materials moderat, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass es unter langfristigem Schraubenanzugsdruck oder Temperaturwechsel zu dauerhaften Verformungen kommt. Der Härteindex beträgt etwa 65 % (gemessen auf der HV- oder HB-Skala) und liegt damit im halbharten Bereich. Es gewährleistet nicht nur eine ausreichende mechanische Festigkeit, um Stößen und Biegungen während der Installation standzuhalten, sondern behält auch eine gute Duktilität bei, um das Biegen und Formen zu unterstützen. Die Erweichungstemperatur erreicht 518 Grad, was bedeutet, dass die Kupfererdungsschiene nicht so schnell ihre Tragfähigkeit verliert, wenn ein Kurzschlussfehler einen sofortigen Temperaturanstieg im Leiter verursacht, wodurch Zeit für den Schutz elektrischer Geräte gewonnen wird. Im Hinblick auf die Maßgenauigkeit kann die maximale Länge 7981 mm betragen, mit einer zulässigen Abweichung von ±0,3 mm.

 

Dieses Toleranzniveau ist weitaus besser als das von gewöhnlichen Profilen und gewährleistet die Konsistenz und Kontaktzuverlässigkeit beim Spleißen mehrerer Abschnitte oder bei der Verlegung über große Entfernungen. Der Körnigkeitsparameter 0,17 spiegelt den Kontrollgrad der Korngröße des Materials wider. Feine Körner tragen zur Verbesserung der Ermüdungsbeständigkeit und Oberflächenbeschaffenheit des Materials bei. Was die Oberflächenbehandlung betrifft, können je nach Anwendungsumgebung blankes Kupfer, Verzinnung, Vernickelung oder Passivierungsbehandlung vorgesehen werden. Unter anderem verwendet die Erdungsschiene aus verzinntem Kupfer für unterirdische Systeme eine Verzinnungsschichtdicke von 3–8 μm, die wirksam verhindern kann, dass das Kupfersubstrat durch Bodenfeuchtigkeit, saure und alkalische Substanzen sowie Streustrom in der vergrabenen Umgebung elektrochemisch korrodiert, wodurch die Lebensdauer auf mehr als 30 Jahre verlängert wird. Die Zinnbeschichtung weist außerdem eine gute Lötbarkeit auf, was den Anschluss und die Konvergenz von Erdungskabeln vor Ort erleichtert.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Der Produktionsprozess von Kupfererdungskupferstäben erfordert mehrere Präzisionsprozesse wie Schmelzen, Walzen, Schneiden und Oberflächenbehandlung. Der Sauerstoffgehalt und die Verunreinigungselemente (wie Schwefel, Eisen, Blei usw.) müssen während der Schmelzphase streng kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass die Kupferreinheit mehr als 99,9 % erreicht, da jede Spurenmenge an Verunreinigungen die Leitfähigkeit erheblich verringert und das Risiko lokaler Korrosion erhöht. Der Walzprozess nutzt einen Kaltumformprozess (Kaltwalzen in mehreren Durchgängen), um die Härte und Zugfestigkeit des Materials zu erhöhen und gleichzeitig eine ausreichende Dehnung aufrechtzuerhalten, um Biegung und Rissbildung zu verhindern. Die inneren Körner von kaltgewalztem Kupfer werden gedehnt und bilden eine faserige Struktur, die zur Verbesserung der Kriechfestigkeit des Materials beiträgt. Zum Schneiden werden hochpräzise CNC-Sägemaschinen oder Wasserstrahlschneidanlagen eingesetzt. Die Vertikalität des Schneidabschnitts wird innerhalb von 0,1 mm gesteuert. Es entstehen keine Grate oder oxidative Verfärbungen, was den Arbeitsaufwand für nachfolgende Entgratungsprozesse reduziert. Für Erdungsschienen und Sammelschienen aus Kupfer, die gebogen oder gestanzt werden müssen, verwenden Sie zur Bearbeitung eine CNC-Stanze oder eine Biegemaschine. Der Biegeradius sollte das 1,5-fache der Materialstärke nicht unterschreiten, um Mikrorisse auf der Kupferoberfläche zu vermeiden.

 

Bei der Oberflächenbehandlung werden je nach Endanwendungsumgebung Elektro{0}}verzinnung, Elektro-vernickelung, chemische Passivierung oder Feuerverzinnungsverfahren ausgewählt. Unter anderem muss die galvanisierte Zinnschicht den Haftungstest (Kreuzschraffur-Methode oder Klebeband-Abziehmethode) und den Dickengleichmäßigkeitstest (Röntgenfluoreszenz-Dickenmessgerät, Dickentoleranz ±1 μm) bestehen. Die Qualitätsprüfung umfasst die Maßtoleranz (mit einem dreidimensionalen Koordinatenmessgerät oder einem Laser-Entfernungsmesser), die Leitfähigkeit (Wirbelstromkonduktometer oder Doppelbrückenmethode, die mindestens 98 % IACS erfordert), die Zugfestigkeit (universelle Prüfmaschine, typischer Wert größer oder gleich 240 MPa), die Dehnung (größer oder gleich 15 %) und die Überprüfung der Korrosionsbeständigkeit. Die Korrosionsbeständigkeit wird durch den neutralen Salzsprühtest (NSS) gemessen. Bei im Freien stehenden oder vergrabenen Produkten ist es erforderlich, dass nach dem Bestehen des Salzsprühtests für mindestens 72 Stunden kein roter Rost auf der Oberfläche vorhanden ist. Darüber hinaus wird ein Kontaktwiderstandstest durchgeführt: Zwei Abschnitte von Kupfer-Erdungskupferschienen werden mit Standardschrauben festgezogen und anschließend wird der Widerstand an der Verbindung gemessen. Er darf nicht mehr als das 1,2-fache des Widerstands der Sammelschiene selbst bei gleicher Länge betragen. Sämtliche Prüfdaten werden erfasst und in einem nachvollziehbaren Qualitätsbericht zusammengefasst.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Anschlussschnittstelle ist der Bereich, in dem die Kupfererdungsschiene in direktem Kontakt mit dem externen Erdungskabel oder der Geräteerdungsklemme steht. Sein detailliertes Design ist entscheidend für die Langzeitstabilität des Kontaktwiderstands. Der Lochrand (der Abstand von der Mitte des Lochs bis zum Rand der Sammelschiene) beträgt normalerweise nicht weniger als das 1,5-fache des Lochdurchmessers, um ein Ausreißen der Kanten beim Festziehen zu verhindern. Für Anwendungen, die häufiges Ein- und Ausstecken erfordern oder Vibrationen standhalten, wird die Klemmenschnittstelle versenkt oder versenkt, damit die Schraubenköpfe oder Unterlegscheiben in die Sammelschienenoberfläche eintauchen können, um die Anti-Lockerungsfähigkeit zu erhöhen. Einige hochwertige wandmontierte Erdungsschienen-Sets aus Kupfer verfügen über Muttern aus rostfreiem Stahl oder Kupfermuttern, die im Bereich der Anschlussklemmen vorgenietet sind. Bei der -Installation vor Ort müssen keine zusätzlichen Muttern und Unterlegscheiben angebracht werden. Sie müssen lediglich die Erdungskabelanschlüsse quetschen und die Schrauben direkt festschrauben, was die Konstruktionseffizienz erheblich verbessert. Die Ebenheit der Anschlussschnittstelle muss innerhalb von 0,1 mm liegen. Jegliche Ausbuchtungen oder Vertiefungen führen zu einer verringerten Kontaktfläche und einer lokalen Überhitzung. In der Massenproduktion werden spezielle Inspektionswerkzeuge verwendet, um die Anschlussschnittstelle zu überprüfen, um sicherzustellen, dass der Lochdurchmesser und die Positionsgröße alle qualifiziert sind.

 

Die Oberflächenbehandlungsschicht des Kupfererdungskupferstabs zeigt unter dem Mikroskop reichhaltige mikrostrukturelle Eigenschaften. Bei blanken Kupferschienen sollte die Oberfläche einen gleichmäßigen violetten -roten metallischen Glanz, keine Oxidationsflecken, keine Ölflecken und keine Kratzer mit einer Tiefe von mehr als 0,1 mm aufweisen. Unter dem Mikroskop mit 50-facher Vergrößerung ist die gleichmäßige Walztextur hochwertiger blanker Kupferreihen ohne Lochfraß oder Einschlüsse zu erkennen. Bei verzinnten Kupfer-Erdungsschienen für unterirdische Systeme ist die Mikrostruktur der Verzinnungsschicht entscheidend. Die durch das Galvanisierungsverfahren erhaltene Zinnschicht weist eine feine säulenförmige Kristallstruktur mit einer Dicke von 3–8 μm und einer geringen Porosität (weniger als oder gleich 2 Poren/cm²) auf, die die Diffusion von Chloridionen und Sauerstoff wirksam blockieren kann. Zwischen der Zinnbeschichtung und der Kupfermatrix befindet sich eine extrem dünne Schicht einer intermetallischen Kupfer-Zinn-Verbindung (Cu₃Sn oder Cu₆Sn₅) mit einer Dicke von etwa 0,5–1 μm. Die Kontinuität und Dichte dieser Verbindungsschicht bestimmt die Haftung der Überzugsschicht. Die durch das Schmelztauchverfahren erhaltene Zinnschicht ist dicker (10-20 μm) und die Oberfläche weist ein typisches gewelltes Erstarrungsmuster auf. Die Körner sind relativ grob, weisen jedoch eine stärkere Korrosionsbeständigkeit auf und eignen sich für extreme Erdumgebungen. Die Haftung der verzinnten Schicht wird durch einen Biegetest überprüft: Biegen Sie den verzinnten Kupferstab um 180 Grad, und es sollte kein Abblättern oder Abblättern der Beschichtung am gebogenen Teil auftreten. Bei der Vernickelung beträgt die Dicke der Nickelschicht normalerweise 2-5μm, mit einem silber-weißen, halbglänzenden Aussehen und einer Mikrohärte von bis zu 300–500 HV. Sie ist verschleißfester als die Zinnschicht und eignet sich für die Erdung von Sammelschienen aus Tmgb-Kupfer, die häufig ein- und ausgesteckt werden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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