So verhindern Sie Oxidation an Aluminium-Sammelschienenverbindungen?

Warum Aluminium-Sammelschienenverbindungen schneller oxidieren als der Leiterkörper

Aluminium reagiert fast augenblicklich mit Sauerstoff, sobald eine frische Oberfläche freigelegt wird, und bildet einen dünnen Aluminiumoxidfilm. Bei der offenen Leiterbahn dient diese Folie eigentlich als Schutzfolie, bei einer Schraub- oder Klemmverbindung wird sie jedoch zum Problem, da Aluminiumoxid ein elektrischer Isolatoder und kein Leiter ist. An Ort und Stelle erhöht dieser Film den Übergangswiderstand an der Verbindungsstelle und der Widerstand wandelt sich unter Belastung direkt in Wärme um. A Hochstromschiene Bei einer Verbindung mit mehreren tausend Ampere kann es zu einem lokalen Temperaturanstieg von 20 bis 40 Grad Celsius über dem umgebenden Leiter kommen, einfach weil eine dünne Oxidschicht vor dem Zusammenbau nie entfernt wurde.

Feuchtigkeit, industrielle Schadstoffe und salzige Küstenluft beschleunigen diesen Prozess zusätzlich. In einer Standard-Industrieumgebung kann eine unbehandelte Aluminiumverbindung innerhalb von 90 Tagen messbares Oxidwachstum zeigen; In Küstenregionen oder Regionen mit hoher Luftfeuchtigkeit verkürzt sich dieses Zeitfenster auf wenige Wochen. Aus diesem Grund ist jeder seriöse Stromverteilungsschiene Beim Installationsverfahren wird die Verbindungsvorbereitung als separater Schritt behandelt, der vom einfachen Anziehen der Schrauben getrennt ist.

Sechs praktische Schritte zur Verhinderung von Oxidation an der Verbindung

Die folgende Reihenfolge spiegelt die Standardpraxis bei Umspannwerken und industriellen Sammelschieneninstallationen wider und gilt sowohl für Neubauten als auch für Nachrüstungsarbeiten an bestehenden Anlagen elektrisches Sammelschienensystem .

1. Kontaktfläche mechanisch anschleifen. Entfernen Sie die sichtbare Oxidschicht bis auf blankes Metall mit einer Edelstahldrahtbürste oder einem feinen Schleifpad. Benutzen Sie niemals eine Bürste, die zuvor mit Kupfer in Berührung gekommen ist, da eingebettete Kupferpartikel zu galvanischer Korrosion auf Aluminium führen.
2. Tragen Sie die Fugenmasse innerhalb weniger Minuten auf. Unmittelbar nach dem Schleifen muss eine oxidhemmende Fugenmasse (typischerweise ein Fett aus Zink- oder Aluminiumpartikeln) aufgetragen werden, bevor sich ein neuer Oxidfilm bilden kann. Die Verbindung verdrängt Luft und Feuchtigkeit aus den mikroskopisch kleinen Oberflächenunregelmäßigkeiten.
3. Nachschleifen durch die Masse. Wenn Sie mit der Drahtbürste durch die aufgetragene Masse streichen, wird jegliches Oxid, das sich in den Sekunden nach der Reinigung gebildet hat, aufgebrochen und neue leitende Kontaktpunkte eingebettet.
4. Wählen Sie das richtige Verbindungsmaterial aus. Für Aluminium-Aluminium-Verbindungen sollten Beschläge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung verwendet werden. Aluminium-Kupfer-Übergänge erfordern ein zertifiziertes Bimetall Sammelschienenverbinder um eine galvanische Wirkung zwischen unterschiedlichen Metallen zu verhindern.
5. Ziehen Sie das Drehmoment gemäß den Herstellerangaben an. Bei Verbindungen mit zu geringem Drehmoment entstehen Lücken, in die Luft und Feuchtigkeit eindringen können. Überdrehte Verbindungen können die Oxidschutzschicht reißen oder das Aluminium verformen. Beide Extreme verkürzen die Gelenklebensdauer.
6. Die fertige Fuge abdichten und isolieren. Schrumpfschläuche, Isolierband oder ein vollständig geschlossenes Gehäuse halten während der gesamten Lebensdauer der Installation Feuchtigkeit, Staub und Kondenswasser fern.

Auswahl von Oberflächenbehandlungen und Beschichtungen: Ein Vergleich

Die Wahl der Beschichtung und Beschichtung wirkt sich sowohl auf die anfängliche Oxidationsbeständigkeit als auch auf das langfristige Wartungsintervall einer Verbindung aus. Die folgende Tabelle fasst häufig verwendete Optionen zusammen Sammelschienensystemlösungen heute.

Wenn die Umgebung besonders rau ist, verzichten viele Ingenieure gänzlich auf offene Schraubverbindungen und spezifizieren eine Vollisolierte rohrförmige Sammelschiene , das den Leiter mit einer PTFE-, Epoxidharz- oder EPDM-Silikonkautschukschicht umhüllt, sodass die Verbindung nach der Inbetriebnahme niemals der Luft ausgesetzt wird.

Isolierung und Umweltschutz über die Fuge hinaus

Die Verhinderung von Oxidation ist nicht auf die Verbindungsstelle beschränkt. Die volle Länge eines Rohrförmige Sammelschiene aus Aluminiumlegierung profitiert von Umweltschutzstrategien, die die Gesamtexposition von blankem Metall reduzieren:

• Aufbringen einer Eloxierung oder einer klaren Schutzbeschichtung auf freiliegende Leitungen bei Installationen im Freien oder an der Küste.
• Mit a Rohrförmige PTFE-Sammelschiene or Rohrförmige Sammelschiene aus EPDM-Silikonkautschuk Mantel, in dem der Leiter korrosive oder chemisch aktive Zonen durchquert.
• Sorgen Sie für ausreichend Abstand und Belüftung, damit sich über Nacht kein Kondenswasser auf der Leiteroberfläche ansammelt.
• Installieren Sie Sammelschienenhalterungen und Stützisolatoren, die für die jeweilige Spannungsklasse ausgelegt sind, und sorgen Sie dafür, dass der Leiter mechanisch stabil bleibt, sodass die Verbindungen nicht wiederholt durch Vibrationen oder Wärmeausdehnung beansprucht werden.

Für Websites, die auf a umstellen Kompakter Busway mit hoher Dichte oder ein Hoch- und Niederspannungs-Sammelschienensystem Das Gehäuse selbst fungiert als erste Verteidigungslinie, da der Leiter außer an Inspektionspunkten nie direkt der freien Luft ausgesetzt ist.

Inspektionsplan, um Oxidation zu erkennen, bevor sie zu Fehlern führt

Selbst korrekt installierte Verbindungen profitieren von regelmäßigen Kontrollen, da Dichtungsverschleiß, Vibrationen und Temperaturwechsel eine Verbindung im Laufe der Jahre nach und nach lockern können.

Ein thermischer Scan zeigt mehr als 10 Grad Celsius über einem gleichwertigen, gesunden Gelenk desselben an Elektrische Niederspannungs-Sammelschiene Der Betrieb wird im Allgemeinen als Frühwarnzeichen betrachtet und für die Demontage beim nächsten geplanten Ausfall eingeplant.

Häufige Fehler, die die Oxidation beschleunigen

Erfahrungen aus der Praxis bei Umspannwerks- und industriellen Nachrüstungsprojekten deuten auf eine kleine Reihe wiederkehrender Fehler hin:

• Wiederverwendung einer Drahtbürste, die auch für Kupferleiter verwendet wurde, wodurch Kupferpartikel entstehen, die galvanische Korrosion auslösen.
• Verzögert den Auftrag der Masse nach dem Abschleifen der Oberfläche und ermöglicht die Bildung einer neuen Oxidschicht, bevor die Verbindung versiegelt wird.
• Direktes Mischen von Aluminium- und Kupfer-Hardware ohne einen zugelassenen Bimetall-Stecker.
• Nach dem ersten Wärmezyklus nach der Inbetriebnahme werden erneute Drehmomentprüfungen übersprungen, wenn sich die Hardware stabilisiert und die Klemmkraft nachlassen kann.
• Die Wahl einer generischen Stützstruktur anstelle eines Stützsystems, das für den spezifischen Sammelschienendurchmesser und die Nennstromstärke entwickelt wurde und Mikrobewegungen zulassen kann, die die Verbindungsdichtung wiederholt stören.

Häufig gestellte Fragen

Benötigt eloxiertes Aluminium noch Fugenmasse an den Anschlüssen?

Ja. Das Eloxieren schützt die offene Leiteroberfläche, die Eloxalschicht selbst ist jedoch nicht leitend und muss an der Kontaktfläche entfernt werden, bevor die Verbindung aufgetragen und die Verbindung hergestellt wird.

Können Aluminium-Sammelschienen direkt an Geräteklemmen aus Kupfer angeschlossen werden?

Nicht ohne Bimetall-Übergangsverbinder. Der direkte Kontakt von Aluminium und Kupfer in Gegenwart von Feuchtigkeit erzeugt eine galvanische Zelle, die die Aluminiumseite schnell korrodiert.

Wie oft sollte Fugenmasse erneut aufgetragen werden?

Die meisten Hersteller empfehlen, den Zustand der Mischung alle drei bis fünf Jahre zu überprüfen, in Küsten-, Industrie- oder Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, in denen sich die Dichtungsmanschette schneller verschlechtern kann, auch früher.

Ist eine vollisolierte Sammelschiene immun gegen Oxidation?

Die isolierte Ummantelung reduziert die Exposition erheblich, aber jede Verbindung, Abzweigung oder Anschlussstelle, an der der Leiter zum Anschließen freiliegt, erfordert immer noch die gleiche Oberflächenvorbereitung und den oben beschriebenen Verbundauftrag.