Laminuotos lanksčios magistralės inžinerinė vertė: kodėl ji vis dar nepakeičiama lengvumo ir mažų sąnaudų eroje?

Vario laidumas (apie 58 MS/m) yra beveik 60 % didesnis nei aliuminio (apie 35 MS/m). Šis fizinis skirtumas tiesiogiai reiškia reikšmingą pranašumą sistemos lygmeniu. Esant tokiam pat-skerspjūvio plotui ir esamai apkrovai, aliuminio šynos turi didesnius varžinius nuostolius, todėl temperatūra pakyla 15-20 laipsnių aukščiau nei varinių šynų. Tai reiškia, kad naudojant šilumai jautrias programas, tokias kaip nauji energiją naudojančių transporto priemonių akumuliatoriai ir energijos kaupimo sistemos, laminuota lanksti šyna gali veiksmingai sumažinti sistemos šilumos išsklaidymo projektavimo sudėtingumą ir dubliavimą bei sumažinti energijos nuostolius iki 30%.

Dar svarbiau yra kontaktinio pasipriešinimo stabilumas. Aliuminis, veikiamas oru, greitai sudaro didelės -varžinės aliuminio oksido (Al₂O3) plėvelę. Ši plėvelė ne tik trukdo srovei, bet ir sukelia vietinį perkaitimą ties jungtimi, sukurdama užburtą ratą. Priešingai, vario oksido (Cu₂O) plėvelė, sudaryta iš vario, turi gana gerą laidumą ir turi nedidelį poveikį bendram kontaktiniam pasipriešinimui. Ilgalaikiai{5}}eksploatavimo duomenys rodo, kad varinių jungčių taškų kontaktinė varža gali būti stabiliai palaikoma 40–50 % mažesnė nei aliuminio, o tai suteikia tvirtą sistemos saugumo garantiją.

Lanksčios izoliuotos varinės šynos paprastai yra pagamintos iš kelių plonos varinės folijos sluoksnių, todėl jos pasižymi puikiu lankstumu ir atsparumu nuovargiui. Gryno vario plastiškumas yra 50 %-60 %, žymiai didesnis nei aliuminio 30 % - 40 %. Tai leidžia sidabru padengtoms varinėms šynoms atlaikyti pasikartojančias deformacijas, atsirandančias dėl šiluminio plėtimosi ir susitraukimo arba mechaninės vibracijos įrangos veikimo metu, nes jos lengvai nesutrūkinėja ar lūžta. Bandymai rodo, kad po 50 000 vibracijos ciklų varinių jungčių varžos kitimo greitis yra tik trečdalis aliuminio jungčių.

Be to, dėl vario kietumo (HV80-100) jis mažiau linkęs į nuolatinę plastinę deformaciją priveržiant varžtus, todėl ilgą laiką palaikomas stabilus kontaktinis slėgis. Kita vertus, minkštesnis aliuminis lengvai gniuždomas veikiant tuo pačiu sukimo momentu, todėl sumažėja tikrasis kontaktinis plotas ir gali kilti prasto kontakto ir perkaitimo pavojus. Plačiame temperatūros diapazone nuo -40 laipsnių iki 150 laipsnių vario mechaninių savybių pablogėjimas taip pat yra daug mažesnis nei aliuminio, todėl užtikrinamas ryšio patikimumas ekstremaliose aplinkose.

Srityse, kuriose taikomi „nulinės tolerancijos“ saugos reikalavimai, pvz., branduolinė energija, aviacija, aukščiausios klasės medicinos įranga ir geležinkelių transportavimas, izoliuotos lanksčios šynos yra beveik privalomos standartinės konfigūracijos. Jų itin mažas gedimų lygis (dviem dydžiais mažesnis nei aliuminio gaminių) yra nepakeičiamas šių kritinių sistemų kertinis akmuo.

Žvelgiant iš gyvavimo-ciklo sąnaudų (LCC) perspektyvos, nors pradinė lanksčių šynų pirkimo kaina yra didesnė, jų išskirtinai ilgas tarnavimo laikas (3-5 kartus didesnis nei aliuminio gaminių), ypač maži priežiūros reikalavimai ir reikšmingi energijos-taupymo pranašumai reiškia, kad per 5 ar daugiau metų tarnavimo laiką bendra kaina gali būti mažesnė nei aliuminio gaminių. Dėl šio padidinto „paslėptų išlaidų“ poveikio inžinieriai, rengdami ilgalaikius planus, labiau linkę rinktis didelio našumo{6}}vario sprendimus.