Ausführliche Erläuterung der kupferkaschierten Aluminiumreihentechnologie

Kupfer-kaschierte Aluminiumreihen sind eine neue Generation energiesparender bimetallischer Verbundleitermaterialien in der Energie- und Elektroindustrie. Nach Leitern aus reinem Kupfer und reinem Aluminium ist es auch das gängige leitfähige Basismaterial der dritten-Generation. Es verfügt über ein ausgereiftes Anwendungssystem und vollständige Industriestandards im globalen Bereich der Herstellung elektrischer Geräte. Dieses Material weist eine Verbundstruktur auf, bei der ein Aluminiumkern mit einer Schicht aus reinem Kupfer überzogen ist. Die beiden Metalle Kupfer und Aluminium bilden durch einen professionellen metallurgischen Verbundprozess eine stabile atomare Bindungsstruktur. Gleichzeitig kombiniert es die hervorragende elektrische Leitfähigkeitsstabilität von Kupfer mit den Kernvorteilen des geringen Gewichts und der niedrigen Kosten von Aluminium. Es sorgt für ein vollständiges Gleichgewicht zwischen elektrischer Leistung und Produktionskosten. Derzeit handelt es sich um ein hochqualitatives, energiesparendes Material, das herkömmliche Sammelschienen aus reinem Kupfer in elektrischen Hoch- und Niederspannungsanlagen, Automatisierungsgeräten und Stromverteilungssystemen ersetzt. Es wird häufig als flache Sammelschiene aus Aluminium verwendet und findet häufig Anwendung beim Bau verschiedener Stromverteilungsanlagen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kupfer-plattierte Aluminiumreihen haben eine wissenschaftliche und stabile Materialverhältnisstruktur. In der Branche ist es üblich, dass die Kupferschicht 15 bis 20 Volumenprozent ausmacht, das Gewicht etwa 40 Prozent und der Aluminiumkern 60 Gewichtsprozent. Durch diesen Goldenen Schnitt können Materialleistung und Kosten ein optimales Gleichgewicht erreichen. Bei gleichen Spezifikationen und Abmessungen kann die Wechselstrombelastbarkeit kupferplattierter Aluminium-Sammelschienen etwa 85 % der von reinen Kupfer-Sammelschienen erreichen. Bei technischen Anwendungen muss die Querschnittsfläche lediglich entsprechend um 10 % vergrößert werden, um die Stromtragfähigkeit und elektrische Stabilität von Sammelschienen aus reinem Kupfer vollständig zu erreichen. Gleichzeitig ist die Dichte dieses Materials viel geringer als die von reinem Kupfer und beträgt nur 37 bis 40 % der von reinem Kupferbarren. Die Länge kann das 2- bis 2,5-fache der Länge eines reinen Kupferstabs bei gleichem Gewicht betragen. Dadurch können das Gewicht der Ausrüstung und die Rohstoffkosten erheblich reduziert werden, ohne die elektrische Leistung der Ausrüstung zu beeinträchtigen. Es ist ein kostengünstiges Alternativmaterial für Aluminium-Stromverteilerschienen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Kerntechnologie der Herstellung kupferplattierter Aluminiumreihen besteht darin, eine dauerhafte inter-atomare metallurgische Bindung an der Kupfer-Aluminium-Grenzfläche zu erreichen, statt einer einfachen mechanischen Beschichtung oder eines Klebeverbunds. Zu den gängigen Produktionsverfahren gehören Plattieren, Schweißwalzverfahren, Strangguss, Verbundverfahren und Warmwalzverbundverfahren. Beim Auftragschweißwalzen wird der oberflächenbehandelte Aluminiumkernbarren fest mit einem Kupferband umwickelt, in einer Schutzatmosphäre auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann durch eine große Reduktion gewalzt, sodass die Kontaktoberfläche der beiden Metalle unter Einwirkung hoher Temperatur und hohem Druck einer Atomdiffusion und intergranularen Verschmelzung unterliegt und letztendlich eine dichte Verbindungsschicht ohne Luftspalte und Oxidationseinschlüsse bildet. Die Scherfestigkeit der Verbindungsschicht ist ein wichtiger Indikator für die Beurteilung der Verbundqualität. - schlecht gebundenes Kupfer-kaschierte Aluminiumschichten neigen bei nachfolgenden Stanz-, Biege- und Scherprozessen zum Ablösen der Kupferschicht oder zu Grenzflächenrissen.

 

Aus der Analyse der elektrischen Eigenschaften geht hervor, dass die Stromtragfähigkeit der mit Kupfer-kaschierten Aluminiumreihe kein einfacher gewichteter Durchschnitt der Leitfähigkeit der Kupferschicht und des Aluminiumkerns ist. Bei der Übertragung von Wechselstrom führt der Skin-Effekt des Stroms dazu, dass die Hochfrequenzkomponente dazu neigt, entlang der Oberfläche des Leiters zu fließen, und die Kupferschicht befindet sich zufällig in dem Bereich mit der höchsten Stromdichte. Daher ist die Stromtragfähigkeit der mit Kupfer-kaschierten Aluminiumreihe bei Wechselstromanwendungen höher als der theoretische Wert, der durch ihre Gleichstromleitfähigkeit vorhergesagt wird. Dies ist auch die physikalische Grundlage dafür, dass die kupferkaschierte Aluminium-Sammelschiene durch eine deutliche Gewichtsreduzierung bei geringerem Querschnittsflächenverlust bei elektrischen Geräten mit Netzfrequenz (50/60 Hz) ersetzt werden kann. Bei mobilen elektrischen Geräten, die ein Gleichgewicht zwischen hoher Stromstärke und geringem Gewicht erfordern, kommen die Vorteile der Verbundstruktur der Aluminium-Flachstromschiene besonders zum Tragen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Einsatzgebiete von kupferkaschierten Aluminium-Reihen sind in hohem Maße auf ihre technischen Eigenschaften abgestimmt und werden hauptsächlich in den folgenden Szenarien verteilt: Hoch- und Niederspannungs-Komplettsätze von Schaltanlagen: Die Hauptsammelschiene und die Abzweigsammelschiene im Schaltschrank sind die typischsten Anwendungsteile von kupferkaschierten Aluminium-Sammelschienen. Bei dieser Art von Ausrüstung erleichtern die leichten Eigenschaften von kupferbeschichteten Aluminiumstäben die Installation vor Ort und die spätere Wartung, und ihre Stromtragfähigkeitseffizienz von 85 % kann die Designspezifikationsanforderungen erfüllen, nachdem die Querschnittsfläche um 10 % erhöht wurde. Sammelschienensystem: Der leitfähige Kern des dichten Sammelschienenkanals und des Luftsammelkanals kann aus kupferplattierten Aluminiumreihen bestehen. Da Sammelschienenkanäle in der Regel über weite Strecken entlang von Gebäudeschächten oder Brücken verlegt werden, hat der Gewichtsfaktor einen erheblichen Einfluss auf die Anforderungen an die Tragkonstruktion. Durch die Verwendung von kupferkaschierten Aluminiumreihen kann das Gewicht pro Meter um etwa 60 % reduziert werden, wodurch die Hebehalterungen vereinfacht und die Anforderungen an die zivile Belastung verringert werden.

 

Transformatoren und Drosseln: Kupfer-ummantelte Aluminiumreihen können für die Niederspannungs-Ausgangssammelschienen von Trockentransformatoren- und Wicklungsleiteranschlüssen von Drosseln verwendet werden. Es ist zu beachten, dass die überlappende Oberfläche des mit Kupfer-ummantelten Aluminiumstabs und des Anschlusses aus reinem Kupfer angemessen geschützt werden sollte -, beispielsweise durch eine lokale Verdickung der Kupferschicht oder eine Verzinnung am Ende des mit Kupfer-ummantelten Aluminiumstabs, um zu verhindern, dass direkter Kontakt zwischen Kupfer und Aluminium in einer feuchten Umgebung zu elektrochemischer Korrosion führt. Neue Energie- und Energiespeichersysteme: Anwendungsszenarien wie AC-Ausgangssammelschienen von Photovoltaik-Wechselrichtern und Sammelschienen von Energiespeicher-Batterieclustern sind kosten- und gewichtsempfindlich. Der Einsatz kupferplattierter Aluminium-Sammelschienen in solchen Produkten nimmt nach und nach zu. Im Energiespeichersystem gibt es im Batteriegestell eine große Anzahl zwischenschichtiger Verbindungsschienen. Durch die Verwendung kupferkaschierter Aluminium-Sammelschienen kann das Gewicht des gesamten Racks deutlich reduziert werden.

 

Schienenverkehr und Traktionsstromversorgung: Für die Hilfsstromversorgungsschränke von U-Bahnen und Stadtbahnfahrzeugen, den Gleichstrombus von Traktionsumrichtern und andere Teile gelten strenge Gewichtsbeschränkungen. Der Einsatz kupferplattierter Aluminium-Stromschienen kann dazu beitragen, die ungefederte Masse von Fahrzeugen zu reduzieren und die Qualität der oberen Ausrüstung zu verbessern. Bei der Auswahl einer elektrischen Stromschiene aus Aluminium sollte besonderes Augenmerk auf den Korrosionsgrad der Anwendungsumgebung gelegt werden - die geschnittene Endfläche der kupferbeschichteten Aluminium-Stromschiene legt den Aluminiumkern frei. Wenn es sich in einer Umgebung mit hoher -Luftfeuchtigkeit oder Salzsprühnebel-befindet, sollten Maßnahmen zur Endflächenabdichtung ergriffen werden (z. B. Beschichten mit Schutzfarbe oder Anbringen einer Endummantelung).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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