Alumīnija kopņu tehniskie pielietojumi un attīstības tendences zemsprieguma{0}}sadales sistēmās

Zemsprieguma{0}}sadales sistēmās kopnes kalpo kā galvenie strāvas pārvades vadītāji. To struktūra un materiāla īpašības tieši ietekmē sistēmas elektrisko efektivitāti un uzticamību. Pēdējo piecdesmit gadu laikā kopņu dizains ir pakāpeniski mainījies no tradicionālajām vara kopnēm uz augstas -veiktspējas alumīnija kopnēm, īpaši 6101 un 6061 alumīnija kopņu sakausējuma sistēmās. Šis veiktspējas un izmaksu efektivitātes līdzsvars{7}}ir kļuvis par galveno tendenci energoiekārtu ražošanā.

 

 

 

20. gadsimta 70. gados sadales kopnes galvenokārt bija plakanas vara stieņi, kas tika manuāli uzstādīti zemsprieguma (LV) sadales paneļos. Astoņdesmitajos gados parādījās kopņu konstrukcijas ar montāžas caurumiem, taču caurumu izlīdzināšana un manuāla montāža bija laikietilpīga{4}}. Deviņdesmitajos gados popularitāti ieguva ekstrudētā alumīnija kopnes. To vieglais svars, vieglā montāža un optimizētā struktūra ievērojami samazināja ražošanas un uzstādīšanas izmaksas.

 

Līdz ar viedās ražošanas attīstību 2000. gados kopņu ražošanas tehnoloģija attīstījās tālāk. Alumīnija kopņu ražotāji sāka izmantot augstas vadītspējas alumīnija sakausējumus, piemēram, 6101 alumīnija kopnes un 6101 T61 alumīnija kopnes, lai ražotu profilētas kopnes ar dažādu strāvas stiprumu (piemēram, 630A, 800A un 1000A). Mūsdienās alumīnija sakausējumus plaši izmanto gan horizontālajās, gan vertikālajās kopnēs, aptverot plašāku pašreizējo reitingu diapazonu, lai apmierinātu rūpniecisko un jaunu enerģijas lietojumu vajadzības.

 

 

Alumīnija kopņu pieaugums galvenokārt ir saistīts ar progresu gan materiālu, gan procesu jomā. Salīdzinot ar varu, alumīnija blīvums ir tikai viena-trešdaļa no vara blīvuma, piedāvājot ievērojamas vieglas priekšrocības un atvieglojot sistēmas uzstādīšanu. Turklāt alumīnija lieliskā pārstrādājamība un stabilā tirgus cena var nodrošināt izmaksu ietaupījumu līdz pat 30–35 %, kas atbilst ilgtspējīgas ražošanas principiem.

 

Ņemot vērā pieaugošo pieprasījumu pēc pielāgošanas, pielāgotas alumīnija kopnes ir kļuvušas par tendenci. Izmantojot CNC ekstrūzijas un precīzās štancēšanas metodi, inženieri var izstrādāt kopņu profilus ar dažādu šķērsgriezumu, garumu un lieces rādiusu, lai tie atbilstu dažādu sarežģītu elektroiekārtu iekšējam izkārtojumam.

 

 

 

Mūsdienu alumīnija kopņu elektrības savienotāju konstrukcijās parasti tiek izmantotas dobas vai ekstrudētas konstrukcijas. Salīdzinot ar tradicionālajiem taisnstūra šķērsgriezumiem-, šīm konstrukcijām ir lielāks virsmas laukums un augstāka siltuma apmaiņas efektivitāte. Tas ievērojami uzlabo siltuma izkliedi, ļaujot kopnei uzturēt stabilu darbību pie lielas slodzes.

 

Lai vēl vairāk uzlabotu siltuma izkliedi, kopņu pagarinājumi vai siltuma izkliedes spuru pievienošana var uzlabot dabisko konvekciju un gaisa plūsmu, panākot efektīvu siltuma izkliedi. Eksperimentālie pētījumi ir parādījuši, ka 6101 T61 alumīnija kopnes un 6061 alumīnija kopnes saglabā izcilu veiktspēju apkārtējās vides temperatūrā virs 35 grādiem un ar temperatūras paaugstināšanos līdz 60 grādiem, demonstrējot izcilu termisko stabilitāti un zemu pretestību.

 

 

 

Lai gan alumīnija vadītspēja ir aptuveni 65% no vara vadītspējas, tam ir priekšrocības attiecībā uz elektrovadītspēju uz svara vienību. Aprēķinot pēc masas, alumīnija vadītspēja ir aptuveni par 50% augstāka nekā vara vadītspēja. Tas nozīmē, ka ar tādu pašu strāvu-nestspēju alumīnija kopnes šķērsgriezuma laukums var būt nedaudz lielāks, taču tas ievērojami samazina kopējo svaru, tādējādi atvieglojot aprīkojumu un uzlabojot transportēšanas efektivitāti.

 

Turklāt mūsdienīgi augstas -izturības alumīnija sakausējumi, piemēram, 6101 alumīnija kopnes un 6061 alumīnija kopnes, piedāvā izcilas mehāniskās izturības un stiepes īpašības. Augstas kvalitātes-alumīnija kopnes var izturēt pārsprieguma strāvu līdz 4000 A, un to stiepes izturība ir 530 N/mm², pietiekami izturot mehānisko spriegumu, ko izraisa termiskā izplešanās un saraušanās, nodrošinot konstrukcijas stabilitāti.

 

 

Alumīnijs viegli veido blīvu oksīda slāni. Lai gan šis dabiskais aizsargslānis nodrošina izturību pret koroziju, tas arī apdraud elektrisko vadītspēju. Lai atrisinātu šo problēmu, plaši tiek izmantotas alvas -alumīnija kopnes vai sudraba pārklājums. Alvas pārklājums ne tikai novērš oksidēšanos, bet arī uzlabo elektrisko vadītspēju un izturību pret koroziju saskares virsmā. Tā ir visbiežāk izmantotā alumīnija elastīgo savienojumu apstrāde.

 

Dažos lietojumos tiek izmantoti arī elastīgi alumīnija kopņu savienojumi. Šīs struktūras, kurās ir daudzslāņu pīti vadītāji, nodrošina augstu elastību un zemu pretestību, padarot tās piemērotas izmantošanai jaunās enerģijas uzglabāšanas sistēmās, strāvas skapjos un dzelzceļa tranzītā.

 

 

 

Ņemot vērā straujo elektrifikācijas un jauno enerģijas tehnoloģiju attīstību, alumīnija kopnes pakāpeniski aizstāj tradicionālās vara kopnes un kļūst par galveno izvēli viedajām enerģijas sadales sistēmām. Alumīnija kopņu ražotājiem turpinot optimizēt savus procesus, 6101 T61 alumīnija kopņu un 6061 alumīnija kopņu pielietojums turpinās paplašināties, aptverot dažādus lietojumus, tostarp strāvas transformatorus, uzlādes stacijas, fotoelektriskos invertorus un enerģijas uzglabāšanas sistēmas.

 

Nākotnē alumīnija kopnes apvienojumā ar progresīvām metināšanas un apstrādes tehnoloģijām tiks integrētas ar automatizētu montāžu, modulārām kopņu sistēmām un inteliģentu temperatūras kontroli un uzraudzību, lai panāktu efektīvāku un drošāku jaudas pārvadi.