Einführung in das Fachwissen der Rohrschienenindustrie aus Aluminiumlegierungen

Rohrschienen aus Aluminiumlegierung sind das zentrale leitfähige Strukturmaterial in modernen Hochspannungs- und Ultrahochspannungsübertragungs- und -umwandlungssystemen. Es handelt sich um einen neuartigen energiesparenden Stromleiter. Mit seinem hohlen, rohrförmigen, integrierten Strukturdesign durchbricht es vollständig die Leistungsbeschränkungen herkömmlicher leitfähiger Sammelschienen und eignet sich hervorragend für verschiedene große und mittlere Umspannwerke und Energieübertragungsprojekte. Dieses Produkt verwendet hauptsächlich die LDRE-Seltenerd-Aluminiumlegierung und die hitzebeständige 6Z63-Aluminiumlegierung als Kernbasismaterialien und ist integral mit der fortschrittlichen nahtlosen Heißguss-Technologie der Branche geformt. Die Gesamtstruktur ist dicht und gleichmäßig, ohne Spleißlücken und weist eine ausgezeichnete strukturelle Stabilität und Leitfähigkeit auf. Die Produktspezifikationen decken einen umfassenden Bereich ab, wobei der Außendurchmesser von 60 mm bis 300 mm reicht und die Wandstärke von 3 mm bis 12 mm steuerbar ist. Das gesamte integrierte Rohr mit einer Länge von bis zu 15 Metern kann an die Anforderungen des Ingenieurbaus angepasst werden, wodurch die Anzahl der Spleißverbindungen vor Ort effektiv reduziert und der Leitungskontaktwiderstand sowie potenzielle Fehler verringert werden können. Als verbessertes Leitermaterial, das herkömmliche rechteckige, wannenförmige Sammelschienen und flexible Außenleiter ersetzt, hat das aus dem 6101-Aluminium-Sammelschienenmaterialsystem abgeleitete Stammrohrprodukt die Grundmaterialformel weiter optimiert, um sich an langfristige Betriebsbedingungen der Hochspannungsübertragung und -umwandlung anzupassen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Materialauswahl für Rohrsammelschienen aus Aluminiumlegierung ist hauptsächlich Aluminiumlegierung. Diese Legierungsreihe weist eine gute Extrudierbarkeit, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Gleichzeitig kann durch Wärmebehandlung ein Gleichgewicht zwischen mechanischen Eigenschaften und elektrischer Leitfähigkeit erreicht werden. . 6101 Aluminium-Sammelschienen sind eine Aluminiumlegierung, die speziell für leitfähige Zwecke entwickelt wurde. Sein Zusammensetzungsdesign bietet ausreichende mechanische Festigkeit bei gleichzeitig hoher Leitfähigkeit und eignet sich für Fälle, in denen die Strombelastbarkeit Priorität hat. Wenn eine höhere Festigkeit erforderlich ist, um Anordnungen mit großer Spannweite zu unterstützen oder großen elektrischen Kurzschlusskräften standzuhalten, ist die Sammelschiene aus 6061-Aluminium aufgrund ihrer höheren Zugfestigkeit und Streckgrenze eine geeignete Wahl. Seine Leitfähigkeit ist etwas niedriger als 6101, kann aber dennoch die Anforderungen der meisten Umspannwerksanwendungen erfüllen. Die 6101 t61-Aluminium-Sammelschiene, die einem präzisen Wärmebehandlungsprozess unterzogen wurde, repräsentiert den T61-Zustand - durch Mischkristallbehandlung und anschließende künstliche Alterung, die Verfestigungsphase wird gleichmäßig ausgefällt, die mechanischen Eigenschaften des Materials erreichen Spitzenwerte und die Leitfähigkeit wird in einem akzeptablen Bereich gehalten.

 

Für komplexe Sammelschienenstrukturen, die dünnwandige Rohre verwenden oder mehrfach gebogen werden müssen, können Sie Materialien im geglühten Zustand (O-) für die Verarbeitung auswählen und anschließend eine Wärmebehandlung durchführen, um die Festigkeit nach dem Formen wiederherzustellen. In einer korrosiven Umgebung verhindert eine verzinnte Aluminium-Sammelschiene wirksam, dass das Aluminiummaterial direkt korrosiven Medien ausgesetzt wird, indem die Oberfläche der Aluminiumbasis galvanisch oder stromlos verzinnt wird. Noch wichtiger ist, dass es das Problem der galvanischen Korrosion löst, die durch die Potenzialdifferenz beim Anschluss des Aluminiumleiters an die Kupfergeräteklemme verursacht wird. Als intermediäres Übergangsmetall birgt die Zinnschicht ein Korrosionspotenzial zwischen Aluminium und Kupfer, das die Grenzflächenkorrosionsrate erheblich verlangsamen kann.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Herstellung von Stromschienen aus Aluminiumlegierungsrohren beginnt mit der Vorbereitung der Barren. Aluminiumbarren und Vorlegierungen, die den Güteanforderungen entsprechen, werden entsprechend dem Anteil ausgewählt und erschmolzen. Nach dem Raffinieren, Entgasen und Entfernen der Schlacke werden sie im Hot-Top-Gussverfahren in zylindrische Barren gegossen. Beim Hot-Top-Guss kann eine Gussstruktur mit dichter Struktur, gleichmäßiger Zusammensetzung und glatter Oberfläche erhalten, Gussfehler wie Poren und Entmischungen reduziert und qualifizierte Rohlinge für nachfolgende Extrusionsprozesse bereitgestellt werden. Der Barren wird gesägt, homogenisiert und geglüht und einem großen Extruder zugeführt. Nach dem Erhitzen auf über die Rekristallisationstemperatur wird es durch eine Extrusionsdüse zu einem Hohlrohr geformt. Durch den Extrusionsprozess brechen und rekristallisieren die groben Gusskörner und bilden eine entlang der Extrusionsrichtung angeordnete Faserstruktur. Die mechanischen Eigenschaften des Materials werden dadurch deutlich verbessert. Das extrudierte Rohr muss einer Lösungsglühbehandlung - unterzogen werden, bei der es auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und isoliert wird, um die Legierungselemente vollständig aufzulösen, gefolgt von einer schnellen Abkühlung (Wasserabschrecken oder Luftabschrecken), um die Festigungsphase in der Aluminiummatrix fest aufzulösen, und schließlich einer künstlichen Alterung, um die Festigungsphase zu dispergieren und auszufällen, um den T6- oder T61-Zustand zu erreichen.

 

Rohrschienen, die gebogen oder gestanzt werden müssen, sollten vor der Alterungsbehandlung im weicheren T4- oder O-Zustand bearbeitet und nach Abschluss der Bearbeitung gealtert werden. In der Fertigproduktverarbeitung werden die Rohre entsprechend den Zeichnungen des Kunden abgelängt, endgefräst, angefast und Verbindungslöcher gebohrt. Die Genauigkeit der Lochposition wirkt sich direkt auf die Effizienz der -Installation vor Ort aus. Verzinnte Aluminium-Sammelschienen müssen vor dem Verzinnen gründlich entfettet und gebeizt werden, um den oberflächlichen Oxidfilm und Ölflecken zu entfernen. Anschließend erfolgt das Eintauchen in Zink als Zwischenübergangsschicht und schließlich das Galvanisieren oder chemische Plattieren in einer Galvanisierungslösung, die Zinnionen enthält. Nach dem Plattieren ist eine Reinigung und Trocknung mit reinem Wasser erforderlich, und der Porositätstest wird gemäß den Standards durchgeführt. Verbindungstechnisch wird für die Verbindung von Rohrschienen bzw. die Verbindung von Rohrschienen mit anderen Bauteilen üblicherweise das Argon-Lichtbogenhandschweißen (Wolfram-Inertgas-Schutzgasschweißen) eingesetzt.

 

Während des Schweißens müssen der Schweißstrom, der Argongasfluss und die Zusammensetzung des Zusatzdrahtes streng kontrolliert werden. Nach dem Schweißen ist eine radiologische Fehlererkennung erforderlich, um die innere Qualität der Schweißnaht zu überprüfen. Aluminium-Sammelschienen für die Zellverbindung erfordern auch Prozesse wie Präzisionsstanzen, CNC-Biegen und Laserschneiden. Das Endprodukt muss die Kontaktwiderstandsprüfung und die Isolationsspannungsprüfung bestehen, bevor es das Werk verlässt. Für alle wichtigen Prozesse während des gesamten Herstellungsprozesses werden rückverfolgbare Aufzeichnungen geführt, einschließlich der Chargennummern der Rohmaterialöfen, Wärmebehandlungskurven, Maßkontrolldaten und Fehlererkennungsberichte, um die Qualitätsverfolgung und Qualitätsverbesserung zu erleichtern.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In herkömmlichen Umspannwerken werden Sammelschienen aus Aluminiumlegierungsrohren hauptsächlich als Querleitungsverbindungen auf der Eingangs- und Abgangsleitungsseite sowie als Hauptsammelschienen zwischen Feldern in Verteilergeräten verwendet. Seine röhrenförmige Struktur weist eine gute Windbeständigkeit und Selbstreinigungsleistung auf, und die Oberfläche ist nicht anfällig für Staub- und Wasseransammlungen, wodurch das Risiko einer Oberflächenentladung durch Kontamination verringert wird. Bei der Übergangsverbindung zwischen gas-isolierten metallgekapselten-Schaltanlagen und Freileitungen werden Rohrsammelschienen häufig in Verbindung mit Kompensatoren eingesetzt, um Höhen- und Winkelabweichungen der Geräteschnittstelle auszugleichen. Für die Auslegung von Busbrücken mit großer Spannweite muss eine mechanische Kalibrierung auf der Grundlage der Spannweite, der elektrodynamischen Kurzschlusskraft und der Eigengewichtsdurchbiegung durchgeführt werden. Bei Bedarf sollten in der Mitte Säulenisolatoren installiert werden. In Batteriespeichersystemen und Batteriepaketen für Elektrofahrzeuge werden Aluminium-Sammelschienen für die Zellverbindung für in Reihe oder parallel geschaltete Zellen mit quadratischem Gehäuse verwendet. Im Vergleich zu herkömmlichen Kupferschienen weisen Aluminiumschienen offensichtliche Gewichts- und Kostenvorteile auf, es muss jedoch auf die Kontaktoberflächenbehandlung zwischen Aluminium und Kupfer oder Aluminium und Nickel geachtet werden. Bei Batteriekern-Verbindungsreihen mit 6101-Aluminium-Sammelschienen ist die Kontaktfläche normalerweise vernickelt oder verzinnt, und das Anzugsdrehmoment der Schrauben wird streng kontrolliert, um einen stabilen Kontaktwiderstand zu erzielen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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