Išsami aliuminio elektros šynų techninių savybių ir našumo pranašumų analizė

Energijos perdavimo ir paskirstymo srityse laidininkų medžiagų pasirinkimas tiesiogiai veikia sistemos energijos vartojimo efektyvumą, kainą ir patikimumą. 6101 aliuminio šynų juosta, kaip aukštųjų-technologijų, energiją-taupanti laidų medžiaga, sujungianti puikų vario laidumą su mažu aliuminio tankiu, todėl tai yra trečios-kartos aliuminio šynų medžiaga, o taip pat gali būti vadinama vario šynų medžiaga{{4} variu-deklamuota aliuminio šyna, variu-deklamuota aliuminio šyna arba variu-deklamuota aliuminio šyna. Šios medžiagos taikymą galima atsekti nuo septintojo dešimtmečio, kai kai kurios Europos ir Amerikos šalys pradėjo tyrinėti ir taikyti variu{10}}plakuoto aliuminio medžiagas ir nustatė jos taikymo laidininkų standartus. Dabar jis įžengė į plataus praktinio naudojimo etapą. Šiame straipsnyje bus sistemingai pristatomi šeši pagrindiniai 6101 aliuminio šynų privalumai ir jo taikymo vertė elektros inžinerijoje.

Pirmasis reikšmingas aliuminio šynų privalumas yra puikus jų elektrinis laidumas. Kai vario -ir-aliuminio tūrio santykis yra 15 % arba 20 %, aliuminio šynos gali pasiekti 85 % gryno vario kintamosios srovės- našumo. Šis laidumas leidžia jiems patenkinti daugumos energijos paskirstymo ir elektros jungčių poreikius, tuo pačiu žymiai sumažinant gryno vario suvartojimą. Kintamosios srovės perdavimo sistemose dėl odos efekto srovė daugiausia teka laidininko paviršiuje. Aliuminio šynų juostose naudojama ši fizinė savybė, ant išorinio medžiagos sluoksnio uždedamas labai laidus vario sluoksnis, leidžiantis srovei pirmiausia tekėti per vario sluoksnį, o aliuminio šerdis suteikia mechaninę atramą ir atlieka antrines laidžiąsias funkcijas. Ši konstrukcija leidžia žymiai sumažinti medžiagų sąnaudas, išlaikant aukštą laidumą.

Esant tiems patiems dabartiniams{0}}keliamosios galios reikalavimams, aliuminio plokščių šynų skerspjūvio plotas turi būti šiek tiek didesnis nei gryno vario šynų, tačiau dėl jų mažesnio svorio bendra kaina išlieka labai palanki. Gamintojams aliuminio plokščiosios šynos siūlo gerą laidumo ir medžiagų sąnaudų pusiausvyrą, todėl jos ypač tinka tolimojo-atstumo, didelės-srovės perdavimo ir didelės{5}}galios paskirstymo sistemoms. Nors 6061 aliuminio šynos taip pat pasižymi puikiu elektros laidumu, aliuminio plokščiosios šynos vis dar turi nepakeičiamų pranašumų konkrečiose srityse, kuriose reikalingas didesnis laidumas ir atsparumas korozijai.

Antras pagrindinis skirstomųjų įrenginių aliuminio plokščių šynų pranašumas yra žymiai mažesnis svoris. Jų tankis yra tik 37–40 % gryno vario šynų, o jų ilgis (tūris), esant tokiam pat svoriui, yra 2–2,5 karto didesnis nei gryno vario šynų. Ši charakteristika ypač svarbi programoms, kurioms reikalingas mažesnis konstrukcinis svoris, pvz., mobiliesiems įrenginiams, aviacijos ir elektrinėms transporto priemonėms. Didesnis ilgis vienam svorio vienetui reiškia, kad esant tokiam pačiam svoriui galima pasiekti didesnį laidininko ilgį, sumažinant transportavimo išlaidas ir įrengimo sunkumus.

Trečia, aliuminio šynos, skirtos elementų jungtims, pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis, įskaitant atsparumą tempimui, lankstumą ir pailgėjimą. Dėl specialaus terminio apdorojimo aliuminio plokščiosios šynos, skirtos skirstomiesiems įrenginiams, pasižymi tam tikru plastiškumo laipsniu, palengvindamos perforavimo, kirpimo ir lenkimo operacijas be įtrūkimų ar atsiskyrimo apdorojimo metu. Elektros aliuminio šynų lanksčios jungtys naudojamos galios įrenginiuose, kad sugertų šiluminio plėtimosi poslinkį ir vibraciją; Dėl aliuminio šynų lankstumo elementų jungtims jos yra ideali medžiaga lanksčioms jungtims gaminti. Akumuliatoriaus modulių jungtyse dėl lengvo ir lengvai formuojamo aliuminio šynų, skirtų elementų jungtims, pobūdis užtikrina patikimas elektros jungtis tarp akumuliatoriaus gnybtų.

Ketvirta, aliuminio galios paskirstymo strypai užtikrina tvirtą vario ir aliuminio ryšį. Esant skirtingoms aplinkos temperatūroms, tarp dviejų skirtingų metalų susidaro atominis ryšys, todėl vario sluoksnis pasiskirsto tolygiai be fizinių defektų (pvz., porų, sluoksniuotos ar lupimosi). Šis metalurginis sujungimas pasiekiamas naudojant specialų kompozitinį valcavimo arba ekstruzijos procesą, užtikrinantį nuolatinį difuzijos sluoksnį dviejų metalų sąsajoje. Tai apsaugo nuo vario sluoksnio ir aliuminio šerdies nulupimo ar paslydimo terminio ciklo metu dėl šiluminio plėtimosi koeficientų skirtumų.

Penkta, aliuminio galios paskirstymo strypai pasižymi geru lankstumu ir patikimumu. Siekiant padidinti atsparumą korozijai, vario paviršių galima padengti alavu arba cinku. Skardos dengimas veiksmingai apsaugo nuo vario paviršiaus oksidacijos ir sulfidavimo, todėl užtikrina ilgalaikį kontaktinio atsparumo stabilumą, todėl jis ypač tinka jungties dalims, kurioms reikalingas didelis kontaktų patikimumas. Aliuminio galios paskirstymo strypų panaudojimas skirstomuosiuose spintelėse ir skirstomuosiuose įrenginiuose reikalauja puikaus atsparumo korozijai ir ilgalaikio stabilumo{4}. Padengus alavomis, aliuminio elektros šynų paviršiaus kokybė ir tarnavimo laikas žymiai pagerėja.