Žemos įtampos paskirstymo sistemose aliuminio šynų techninis pritaikymas ir plėtros tendencijos

Žemos{0}}tampos paskirstymo sistemose šynos yra pagrindiniai srovės perdavimo laidininkai. Jų struktūra ir medžiagų savybės tiesiogiai veikia sistemos elektros efektyvumą ir patikimumą. Per pastaruosius penkiasdešimt metų šynų konstrukcija palaipsniui perėjo nuo tradicinių varinių šynų prie didelio našumo{3}}aliuminio šynų, ypač 6101 ir 6061 aliuminio šynų lydinio sistemose. Toks našumo ir ekonomiškumo{7}}balansas tapo pagrindine galios įrangos gamybos tendencija.

 

 

 

Aštuntajame dešimtmetyje paskirstymo šynos dažniausiai buvo plokščios varinės strypai, rankiniu būdu montuojami žemos -tampos (LV) skirstomuosiuose skyduose. Devintajame dešimtmetyje atsirado šynų dizainas su tvirtinimo angomis, tačiau angų išlygiavimas ir rankinis surinkimas užtruko-. Dešimtajame dešimtmetyje išpopuliarėjo ekstruzinio aliuminio šynos. Jų lengvas, lengvas surinkimas ir optimizuota struktūra žymiai sumažino gamybos ir montavimo išlaidas.

 

2000-aisiais tobulėjant išmaniajai gamybai, šynų gamybos technologija toliau vystėsi. Aliuminio šynų gamintojai pradėjo naudoti labai laidžius aliuminio lydinius, tokius kaip 6101 aliuminio šynos ir 6101 T61 aliuminio šynos, kad galėtų gaminti profiliuotas šynas su įvairiais srovės vardais (pvz., 630A, 800A ir 1000A). Šiandien aliuminio lydiniai plačiai naudojami tiek horizontaliose, tiek vertikaliose šynose, apimančios platesnį dabartinių verčių diapazoną, kad atitiktų pramonės ir naujos energijos poreikius.

 

 

Aliuminio šynų augimą pirmiausia lemia tiek medžiagų, tiek procesų pažanga. Palyginti su variu, aliuminio tankis yra tik vienas-trečdalis vario tankio, todėl jis turi didelių lengvumo pranašumų ir palengvina sistemos montavimą. Be to, dėl puikaus aliuminio perdirbimo ir stabilios rinkos kainos galima sutaupyti iki 30–35%, taikant tvarios gamybos principus.

 

Atsižvelgiant į augantį pritaikymo poreikį, pritaikytos aliuminio šynos tapo tendencija. Naudodami CNC ekstruziją ir precizinį štampavimą, inžinieriai gali suprojektuoti skirtingų skerspjūvių, ilgių ir lenkimo spindulių šynų profilius, kad jie atitiktų įvairios sudėtingos elektros įrangos vidinį išdėstymą.

 

 

 

Šiuolaikinės aliuminio šynų elektros maitinimo jungčių konstrukcijose paprastai naudojamos tuščiavidurės arba ekstruzinės konstrukcijos. Palyginti su tradiciniais stačiakampiais{1}}skerspjūviais, šios konstrukcijos turi didesnį paviršiaus plotą ir didesnį šilumos mainų efektyvumą. Tai žymiai pagerina šilumos išsklaidymą, todėl šyna gali išlaikyti stabilų veikimą esant didelėms apkrovoms.

 

Siekiant dar labiau pagerinti šilumos išsklaidymą, šynų išplėtimai arba šilumos išsklaidymo briaunelės gali sustiprinti natūralią konvekciją ir oro srautą, taip užtikrinant efektyvų šilumos išsklaidymą. Eksperimentiniai tyrimai parodė, kad 6101 T61 aliuminio šynos ir 6061 aliuminio šynos išlaiko puikias eksploatacines savybes esant aukštesnei nei 35 laipsnių aplinkos temperatūrai ir temperatūrai pakilus iki 60 laipsnių, o tai rodo puikų šiluminį stabilumą ir mažą atsparumą.

 

 

 

Nors aliuminio laidumas yra maždaug 65% vario, jis turi pranašumą dėl elektros laidumo svorio vienetui. Skaičiuojant pagal masę, aliuminio laidumas yra maždaug 50% didesnis nei vario. Tai reiškia, kad esant tokiai pat srovės-laidai, aliuminio šynų skerspjūvio plotas gali būti šiek tiek didesnis,

 

Be to, šiuolaikiniai didelio{0}}stiprumo aliuminio lydiniai, pvz., 6101 aliuminio šynos ir 6061 aliuminio šynos, pasižymi puikiomis mechaninėmis ir tempimo savybėmis. Aukštos-kokybės aliuminio šynos gali atlaikyti iki 4000 A viršįtampio sroves, o jų tempiamasis stipris yra 530 N/mm², pakankamai atsparios mechaniniams įtempiams, atsirandantiems dėl šiluminio plėtimosi ir susitraukimo, todėl užtikrinamas konstrukcijos stabilumas.

 

 

Aliuminis lengvai sudaro tankų oksido sluoksnį. Nors šis natūralus apsauginis sluoksnis užtikrina atsparumą korozijai, jis taip pat mažina elektros laidumą. Siekiant išspręsti šią problemą, plačiai naudojamos alavo-aliumininės šynos arba sidabravimas. Skardos dengimas ne tik apsaugo nuo oksidacijos, bet ir pagerina kontaktinio paviršiaus elektros laidumą bei atsparumą korozijai. Tai dažniausiai naudojamas aliuminio lanksčių jungčių apdorojimas.

 

Kai kuriose srityse taip pat naudojamos lanksčios aliuminio šynų jungtys. Šios konstrukcijos, turinčios daugiasluoksnius pintus laidininkus, pasižymi dideliu lankstumu ir maža varža, todėl jas galima naudoti naujose energijos kaupimo sistemose, elektros spintose ir geležinkelių transporte.

 

 

 

Sparčiai vystantis elektrifikacijai ir naujoms energijos technologijoms, aliuminio šynos pamažu pakeičia tradicines varines šynas ir tampa pagrindiniu intelektualiųjų energijos paskirstymo sistemų pasirinkimu. Aliuminio šynų gamintojams ir toliau optimizuojant savo procesus, 6101 T61 aliuminio šynų ir 6061 aliuminio šynų taikymas toliau plėsis ir apims įvairias paskirtis, įskaitant galios transformatorius, įkrovimo stotis, fotovoltinius keitiklius ir energijos kaupimo sistemas.

 

Ateityje aliuminio šynos, derinamos su pažangiomis suvirinimo ir apdirbimo technologijomis, bus integruotos su automatizuotu surinkimu, modulinėmis šynų sistemomis ir išmaniąja temperatūros kontrolė bei stebėjimu, kad būtų pasiektas efektyvesnis ir saugesnis energijos perdavimas.