Соединение алюминиевых и медных шин: Как соединить медную и алюминиевую шину

Содержание

Как соединить медную и алюминиевую шину — Строй Обзор

Соединение алюминиевых шин с медными выполняют с помощью переходных алюминиевых пластин, плакированных медью, или медно-алюминиевых переходных пластин. По условиям экономии меди целесообразно применять переходные пластины алюминиевые плакированные, у которых один конец покрыт тонким ( доли миллиметра) слоем меди. Применение плакированного алюминия обеспечивает надежное соединение алюминия с медью при весьма малом расходе меди. Целесообразно применение плакированных пластин при соединении шин больших сечений. [1]

Соединение алюминиевых шин с медными выполняют с помощью переходных алюминиевых пластин, плакированных медью, или медно-алюминиевых переходных пластин. По условиям экономии меди целесообразно применять переходные пластины алюминиевые, плакированные, у которых один конец покрыт тонким ( доли миллиметра) слоем меди. Применение плакированного алюминия обеспечивает надежное соединение алюминия с медью при весьма малом расходе меди. Целесообразно применение плакированных пластин при соединении шин больших сечений. [2]

Соединение алюминиевых шин давлением ( холодная сварка) 1 выполняется внахлестку, при этом в соединяемые шины ( рис. 11 — 26) вдавливаются с обеих сторон два встречных пуансона, что обеспечивает в точках соприкосновения шин монолитность структуры материала. [3]

Соединение алюминиевых шин давлением выполняют яри сечении до 100X10 мм включительно во всех сухих закрытых электротехнических установках высокого и низкого напряжений. Не допускается такое соединение шин в ошиновке генераторов, распределительных устройствах собственных нужд электростанций, камерах трансформаторов мощностью 20 000 ква и выше и в установках, подверженных вибрации. [4]

Соединение алюминиевых шин с медными выполняют с помощью переходных алюминиевых пластин, плакированных медью, или медно-алюминиевых переходных пластин. По условиям экономии меди целесообразно применять переходные пластины алюминиевые, плакированные, у которых один конец покрыт тонким ( доли миллиметра) слоем меди. Применение плакированного алюминия обеспечивает надежное соединение алюминия с медью при весьма малом расходе меди. Целесообразно применение плакированных пластин при соединении шин больших сечений. [5]

Для соединения алюминиевых шин между собой и алюминиевых шин с медными, а также при присоединениях алюминиевых шин и наконечников к контактным зажимам оборудования применяют болты получистые диаметром до 10 мм с нормальной шестигранной головкой, а диаметром 12 мм и выше — получистые с увеличенной шестигранной головкой. [7]

При соединении алюминиевых шин рекомендуется под головки болтов и гайки подкладывать специальные шайбы увеличенных размеров, а при соединении алюминиевых шин с медными подкладывать специальные шайбы только со стороны алюминиевой шины. При отсутствии шайб увеличенного размера устанавливают две нормальные шайбы вместо одной специальной. [8]

При соединении алюминиевых шин увеличенные шайбы подкладываются под го-лоикн и гайки болтов, а при соединении алюминиевых шин к медным шинам или выводам аппаратов шайбу подкладывают только со стороны алюминиевой шины. [9]

В последнее время для соединения алюминиевых шин в РУ широко приме няют сварку. Такие соединения обладают высокой механической прочностью и хорошей проводимостью. Однако у шин из закаленных алюминиевых сплавов в зоне сварного шва происходит разупрочнение материала и снижение прочности до 50 % номинальной. [11]

Характеристика переходных пластин для соединения алюминиевых шин с медными, а также способы присоединения шин к выводам аппаратов из меди и медных сплавов указаны в разд. [12]

Применять болтовые зажимы для соединения алюминиевых шин в открытых РУ не рекомендуется. [14]

Медь и алюминий — два металла, наиболее часто используемые при изготовлении токопроводящих жил в кабельно-проводниковой продукции. Алюминий, в силу небольшой стоимости (порядка трех-четырех раз ниже стоимости меди) получил широкое распространение в производстве силовых кабелей. Однако этот металл обладает рядом особенностей и недостатков, оказывающих существенное влияние на качество и надежность электрического соединения. По своей электропроводимости алюминий значительно уступает меди, серебру и золоту, поэтому алюминиевая кабельная жила в сравнении с медной обладает более слабой способностью выдерживать длительные токовые нагрузки, что приходится компенсировать увеличением ее сечения. К недостаткам алюминия можно отнести его быструю окисляемость на открытом воздухе, в результате чего на поверхности проводника образуется тугоплавкая (с температурой плавления около 2000°С) окисная плёнка, обладающая высоким сопротивлением и плохо проводящая электрический ток.

Помимо этого в энергетике существует проблема подключения кабелей с алюминиевыми жилами к медным шинам электрических шкафов и медных устройств. Это связано с разными электрохимическими потенциалами меди и алюминия, которые, в свою очередь, под воздействием влажной агрессивной внешней среды образуют гальваническую пару. В результате электрокоррозии ухудшается качество контакта, как следствие, происходит нагрев места соединения и потеря электроэнергии. По этой причине контактные соединения Al и Cu необходимо защищать от проникновения влаги специальными пастами или наносить на них дополнительное покрытие (как правило — олово) для избегания прямого контакта двух разнородных металлов.

Cu 2+ +2e = Cu | E = 0,34B
Al 3+ +3e = Al | E = -1,66B

На практике существуют следующие варианты присоединения алюминиевого наконечника к медной шине:

Наиболее грамотным и профессиональным является монтаж с использованием биметаллических алюмомедных наконечников, контактная часть лопатки которых изготавливается из электротехнической меди, а хвостовик — из алюминия. Среди всех возможных модификаций алюмомедных наконечников наиболее надежными являются наконечники, изготовленные по технологии сварки трением
Применение дополнительной прокладки в виде оцинкованной стальной шайбы уменьшает вероятность образования гальванической пары Al-Cu. Однако, использование стали с ее низкой электропроводимостью негативно сказывается на качестве контакта
Абсолютно недопустимым, но, к сожалению, иногда используемым способом является прямое подключение алюминиевого наконечника к медной шине Однако помимо вышеупомянутых допустимых и недопустимых способов присоединения алюминиевых наконечников к электрическим аппаратам с медными шинами существует еще один экономный, практичный и профессионально грамотный метод монтаж с применением алюмомедной шайбы ШАМ (КВТ)
Для обеспечения безопасного и долговечного подключения алюминиевых наконечников к медным шинам, во избежание прямого гальванического контакта, а также снижения себестоимости конструкции рекомендовано использование специальных алюмомедных шайб ШАМ производства электротехнического завода КВТ в качестве биметаллической прокладки между медной шиной и контактной лопаткой алюминиевого наконечника.

Использование данного продукта позволяет:

Предотвратить гальваническую коррозию
Полностью ликвидировать потери электроэнергии, возникающие при протекании процесса электротехнической коррозии между алюминием и медью
Избежать перегревания места соединения
Обеспечить быстрый и удобный монтаж за счет несложной конструкции
Охватить несколько типоразмеров как алюминиевых, так и медных наконечников и шин
Найти достойную и экономически выгодную альтернативу алюмомедным наконечникам

Соединение между собой проводников прямоугольного сечения выполняется с помощью болтов, шпилек или сжимов. Число болтов определяется размерами шин. Силу сжатия контактных поверхностей целесообразнее обеспечивать применением нескольких болтов меньшего сечения, чем одного болта большего сечения, так как в первом случае количество контактных пятен получается больше. В результате переходное сопротивление соединения уменьшается и происходит более равномерное распределение тока по контактной площади. Плоские и штыревые контактные выводы электротехнических устройств выполняют согласно ГОСТ 21242-75.

Соединения нескольких параллельных шин фазы между собой выполняют путем укладки их в переплет, а не попарно, так как в последнем случае контактная поверхность получается значительно меньшей, а переходное сопротивление — большим.

При прохождении электрического тока детали контактного соединения нагреваются и вследствие нагрева расширяются. Особенно значительный нагрев и расширение происходят при коротком замыкании. Расширение не одинаково по всему контактному соединению, так как его детали имеют разные коэффициенты линейного расширения.

Болты соединений медных и алюминиевых шин работают в неблагоприятных условиях, поскольку коэффициент линейного расширения стального болта меньше, чем медной или алюминиевой шины: кроме того, болты при коротком замыкании всегда нагреваются значительно меньше, чем шины.

В режиме короткого замыкания на болты действуют дополнительные силы, которые, складываясь с силой затяжки болта, могут привести к остаточным деформациям и ослаблению контактного соединения при понижении температуры. Чем больше толщина пакета шин, тем большие механические напряжения возникают в стягивающих болтах. Эти напряжения могут быть снижены применением тарельчатых пружин.

Тарельчатые пружины электротехнического назначения изготавливаются по ГОСТ 17279-71 двух типов:

— Ш— пружины для поддержания контактного давления в соединениях шин,

— К — пружины для поддержания контактного давления в соединениях кабельных наконечников с выводами электрооборудования, имеющими уменьшенную контактную плоскость по сравнению с шинами

Основные параметры пружин приведены на рис.1.

Рис. 1. Тарельчатая пружина.

Допускается выполнять соединения без применения тарельчатых пружин, но с установкой со стороны алюминия утолщенной шайбы под головку болта или под гайку. Размеры нормальных (ГОСТ 11371-78) и увеличенных (ГОСТ 6958-78) шайб приведены в справочных таблицах.

Длина перекрытия (нахлеста) соединяемых элементов в контактном соединении при одном или четырех болтах редко превышает ширину шины, а при двух болтах составляет от 1,5 до 2 размеров ширины шины.

Уменьшение переходного сопротивления контактного соединения достигается повышением давления и понижением жесткости.

Рис 2. Контактное соединение шин с продольным разрезом.

Для уменьшения жесткости контактного соединения на шинах делают продольные разрезы шириной 3— 4 мм, длиной 50 мм (рис. 2).

Болты в соединении выбирают, исходя из требующихся удельных давлений между контактными поверхностями кажущейся плотности тока и допустимых растягивающих усилий для болтов. Рекомендуемые удельные давления в контактных соединениях, МПа, в зависимости от материала контактного соединения приведены ниже.

Медь луженая — 0,5 — 10,0

Медь, латунь, бронза нелуженые — 0,6- 12,0

Сталь луженая — 10,0 — 15,0

Сталь нелуженая — 60,0

Длина болтов выбирается таким образом, чтобы после сборки и затяжки соединений оставалось не менее двух ниток свободной резьбы.

Затяжку болтов контактных соединений производят гаечным ключом, обеспечивая значения крутящих моментов, приведенные в справочных таблицах.

Затяжку болтов на соединениях с тарельчатыми пружинами производят в два приема. Вначале болт затягивают до полного сжатия тарельчатой пружины, затем соединение ослабляют поворотом ключа в обратную сторону на 1/4 оборота для болтов Мб и М12 и на 1/6 оборота для остальных болтов.

Рис. 3. Соединение медной жилы с плоским выводом из меди или сплава алюминия: а — для болтов до М8, б — для всех размеров болтов, 1 — вывод, 2 — наконечник, 3 — шайба, 4 — болт, 5 — шайба пружинная, 6 — гайка, 7 — жила.

Присоединение плоских проводников к плоским выводам из меди или алюминиевого сплава (рис. 3) производится с помощью стальных болтов (ГОСТ 7798-70), гаек (ГОСТ 5915-70) и шайб (ГОСТ 11371-78), а к выводам из алюминия — с применением средств стабилизации контактного давления: тарельчатых пружин или крепежных изделий из медных или алюминиевых сплавов с коэффициентом линейного расширения (18—21) х 10-6 °С-1 (рис. 4).

При сборке соединения с тарельчатыми пружинами со стороны алюминиевого вывода ставят увеличенную, а со стороны медной лапки наконечника — нормальную шайбу. В соединениях с тарельчатыми пружинами контргайки не применяют.

Рис. 4. Соединение медной жилы с плоским выводом из алюминия: а — с применением тарельчатых пружин, б — с применением крепежных деталей из цветных металлов, 1 — вывод, 2 — медный наконечник, 3 — шайба пружинная, 4 — болт стальной, 5 — гайка стальная, 6 — шайба стальная увеличенная, 7 — пружина тарельчатая, 8 — жила медная, 9 — болт из цветного металла, 10 — гайка из цветного металла, 11 — шайба из цветного металла.

Если тарельчатые пружины или болты и гайки из цветных металлов необходимых размеров отсутствуют подсоединение можно выполнять с применением увеличенной шайбы при условии, что переходное сопротивление и температура нагрева соединения окажутся в заданных пределах.

Рис. 5. Присоединение двух наконечников к плоскому выводу.

В тех случаях, когда контактные соединения эксплуатируется в помещении с относительной влажностью более 80% и температурой не ниже 20°С или в химически активной среде, оно выполняется с помощью переходных медно-алюминиевых пластин. Непосредственное соединение медной жилы с алюминиевым выводом может выполняться в том случае, когда алюминиевый вывод имеет защитное металлопокрытие.

Рис. 6. Переходные детали для подключения к выводам более двух наконечников.

При выполнении подсоединения, к плоскому выводу двух жил кабеля наконечники следует располагать по обеим сторонам плоского зажима (рис. 5) для того, чтобы обеспечить наименьшее переходное сопротивление и сохранить более равномерное токораспределение. Если к выводу нужно подсоединить более двух наконечников или отверстие вывода не соответствует отверстию наконечника, используют переходные детали. К переходной детали наконечники подсоединяются симметрично (рис. 6).

Присоединение плоских медных проводников и наконечников к штыревым контактным выводам оборудования выполняется при помощи стандартных гаек из меди и ее сплавов. Соединения при номинальных токах до 30 А выполняют с помощью стальных гаек, покрытых оловом, никелем или кадмием.

Рис. 7. Присоединение наконечника к штыревому выводу: 1 — наконечник, 2 — гайка медная увеличенная, 3 — гайки стальные, 4 — штыревой вывод, 5 — жила.

Рис. 8. Соединение двух наконечников со штыревым выводом: 1 — наконечники, 2— гайки, 3— штыревой вывод.

Алюминиевые плоские проводники при токах до 250 А присоединяются так же, как медные, а при токах от 250 до 400 А для присоединения применяют увеличенные упорные гайки (рис. 7).

Присоединение двух наконечников к штыревому выводу (рис. 8) необходимо выполнять симметрично, а при подсоединении более двух наконечников используют переходные детали.

При токах более 400 А следует использовать медно-алюминиевые наконечники или армировать (плакировать) концы шин.

Подсоединение круглых проводников к плоским и штыревым выводам производится после формирования их в виде кольца с помощью шайб-звездочек. Лапки шайб-звездочек при закручивании винта или гайки не должны касаться поверхности вывода или упорной гайки, чтобы колечко жилы было надежно прижато к зажиму.

Кольцо провода укладывается под головку болта или гайки так, чтобы оно при закручивании болтов или гаек не выдавливалось из-под них (рис. 9). В тех случаях, когда алюминиевая однопроволочная жила оконцована кольцевым наконечником (пистоном), шайба-звездочка не применяется.

Рис. 9. Соединение алюминиевой жилы сечением до 10 мм2 с выводами: а — плоским, б — штыревым, 1 — винт, 2 — шайба пружинная, 3 — шайба-звездочка, 4 — жила, изогнутая в кольцо, 5 — зажим плоский, 6 — штыревой вывод, 7 — гайка.

Рис. 10. Соединение медной жилы сечением до 10 мм2 с выводами: а, б — плоским, в, г — штыревым, 1 — винт, 2 — шайба пружинная, 3— шайба, 4 — однопроволочная жила, изогнутая в кольцо, 5 — плоский зажим, 6 — штыревой зажим, 7 — гайка, 8 — жила, оконцоваииая плоским или кольцевым наконечником.

Медные жилы сечением до 10 мм2 соединяются с плоскими и штыревыми выводами с помощью винтов, шайб, пружинных шайб и гаек (рис. 10). При подсоединении жил, оконцованных наконечником (пистоном), шайба не используется.

Рис. 11. Соединение алюминиевой многопроволочной жилы с цилиндрическим зажимом: а — с применением штифтового наконечника, б — после сплавления конца жилы в монолит с добавкой легирующих присадок, 1 — корпус, 2 — прижимный винт, 3 — штифтовой наконечник, 4 — жила многопроволочная, 5 — конец жилы, сплавленный в монолит.

С винтовыми зажимами для втычного присоединения алюминиевые или медные многопроволочные жилы могут соединяться после оконцевания штифтовым наконечником или после сплавления конца жилы в монолит с добавкой легирующих присадок.

Соединение — алюминиевая шина — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Соединение алюминиевых шин с медными выполняют с помощью переходных алюминиевых пластин, плакированных медью, или медно-алюминиевых переходных пластин. По условиям экономии меди целесообразно применять переходные пластины алюминиевые, плакированные, у которых один конец покрыт тонким ( доли миллиметра) слоем меди. Применение плакированного алюминия обеспечивает надежное соединение алюминия с медью при весьма малом расходе меди. Целесообразно применение плакированных пластин при соединении шин больших сечений.
[2]

Соединение алюминиевых шин с медными выполняют с помощью переходных алюминиевых пластин, плакированных медью, или медно-алюминиевых переходных пластин. По условиям экономии меди целесообразно применять переходные пластины алюминиевые, плакированные, у которых один конец покрыт тонким ( доли миллиметра) слоем меди. Применение плакированного алюминия обеспечивает надежное соединение алюминия с медью при весьма малом расходе меди. Целесообразно применение плакированных пластин при соединении шин больших сечений.
[5]

Сталеалюминиевые переходы.

[6]

Соединение плоских шин с помощью болтов.
[10]

Типы, размеры и веса ответвительных болтовых зажимов для гибких медных шин.
[13]

Применять болтовые зажимы для соединения алюминиевых шин в открытых РУ не рекомендуется.
[14]

Торцевые контакты масляного выключателя.

| Пальцевые контакты.
[15]

Страницы:

Правильное подключение al и cu

Алюминий и медь: как их соединить

Комбинировать алюминий и медь проблематично.
Высококачественные алюминиево-медные кабельные наконечники идеально подходят для соединения алюминиевых проводов с медными элементами.
Соединение в алюминиевом соединительном материале улучшает контактные свойства.
Соединители алюминиево-медные необходимы для квалифицированного соединения алюминиевых и медных проводников.

Мы хотим сосредоточиться на не очень простой задаче соединения алюминия и меди. Как упоминалось ранее, алюминий используется довольно часто, но не всегда сам по себе. Поскольку медь была предпочтительным материалом на протяжении десятилетий и продолжает использоваться, существуют проблемы с безопасным соединением обоих материалов. На практике инженеры-электрики все чаще сталкиваются с этой задачей.

Соединение алюминия и меди требуется чаще, чем вы думаете. Например, это необходимо, если алюминиевый кольцевой провод расположен в промышленной зоне, а питание соседних растений осуществляется по медным проводам. Даже в трансформаторных подстанциях алюминиевые проводники необходимо соединять с медными шинами.

Инженеры-электрики столкнулись с проблемой, что алюминий и медь не могут быть легко соединены. Для прочного и надежного соединения следует использовать специальные алюминиево-медные кабельные наконечники и соединители.

Соединители Al/Cu: надежное соединение

Klauke предлагает переходники, обеспечивающие надежное соединение алюминия и меди.

Соединители-переходники часто используются при ремонте сетей, в частности, при производстве соединений без напряжения для алюминиевых проводников согласно DIN EN 60228 и медных проводников согласно DIN EN 60228. Соединители изготовлены из двух компонентов: алюминия детали (E-Al) и медные детали (согласно EN 13600). Алюминиевая сторона обычно имеет больший диаметр, так как более низкая проводимость компенсируется соответственно более высоким номинальным поперечным сечением.

Как и в случае компрессионных кабельных наконечников, алюминиевая сторона соединителя также содержит компаунд, который предотвращает вытекание и высыхание благодаря защитному колпачку.

Чтобы обеспечить безопасные результаты при обработке компрессионных соединений Al/Cu, следуйте соответствующим спецификациям обработки меди и алюминия.

При использовании компрессионных соединителей под землей убедитесь, что соединения защищены от влаги. Лучше всего использовать соединение из литой смолы. Муфта постоянно защищает соединения от влаги, пыли и проникновения инородных тел.

Наконец, важное замечание по алюминиевым и медным кабельным наконечникам и компрессионным соединениям: не подвергайте эти изделия нагрузкам на изгиб, иначе существует риск поломки в месте контакта между двумя материалами. Поэтому использование в секторе воздушных линий невозможно.

Из ассортимента продукции Klauke:

> Соединители Al/Cu

Свяжитесь с нами

У вас есть вопрос или предложение для нас? Пожалуйста, свяжитесь с нами, мы будем рады услышать от вас!

Регистрация инструмента

Зарегистрируйте свой продукт сегодня!

универсальный пояс-тренировочный

Учебные курсы

Оставайтесь в безопасности благодаря техническому опыту из первых рук: Klauke System Training.

Алюминиевая шина

против меди — Поставщики шин

Недавние инновации в дополнительных услугах по шинопроводу, а также дополнительные комбинации сплавов по чистоте привели к заметному сдвигу спроса, вернувшемуся к алюминиевой шине. Ниже наши производители шин объясняют распространенные заблуждения и различия между алюминиевыми и медными шинами.

Эволюция шинопроводов за последние 50 лет позволила им превзойти возможности проводного распределения электроэнергии. С течением времени спрос на алюминиевые шины по сравнению с медными значительно упал, особенно в промышленности. Тем не менее, благодаря недавним инновациям в услугах шинопроводов с добавленной стоимостью, а также дополнительным комбинациям сплавов по чистоте, мы наблюдаем заметный сдвиг — спрос возвращается к алюминиевым шинам.

Несмотря на преобладание медных и алюминиевых шин в соответствующих областях применения, до сих пор существует много неправильных представлений о предвзятом отношении к алюминию. Существуют различные аргументы в пользу того, почему медная шина может быть лучше, чем алюминиевая шина; однако правда в том, что любой материал будет соответствовать требуемым требованиям при правильной установке и разработке в соответствии с отраслевыми и экологическими стандартами.

Ниже производители промышленных шин EMS обращаются к наиболее распространенным различиям между алюминием и медью, а также к заблуждениям, связанным с алюминиевыми шинами.

Прочность шины

Некоторые утверждают, что алюминиевая шина не может выдерживать электромеханические нагрузки так же, как медная шина. На самом деле качественный алюминий обладает достаточной прочностью на растяжение, чтобы выдерживать деформацию при тепловом расширении.

В зависимости от используемых легирующих добавок прочность самого алюминия может варьироваться от абсолютно мягкой до мягкой стали.

Токовая нагрузка шины

В зависимости от размера шины алюминиевая шина может выдерживать ток до 4000 А, что более чем достаточно для многих применений.

Проводимость шины

Проводимость алюминиевой шины зависит от сплава и состояния. Проводимость чистого алюминия составляет примерно 65,0% от IACS (Международный стандарт отожженной меди). Фактически, при сравнении двух материалов алюминиевая шина имеет вдвое большую проводимость, чем медь.

Электропроводность алюминиевой шины может быть снижена в зависимости от легирующих добавок. В алюминиевой шине есть несколько легирующих добавок, которые по-разному влияют на ее проводимость…

Незначительное восстановление: Никель, железо, цинк
Большое восстановление: Медь, магний, кремний, ванадий
Наибольшее восстановление: Титан, хром, марганец

5 9001 как ручное покрытие, как на бюсте, так и на серебре

5 9001 , может повысить проводимость.

Сопротивление шины

Высококачественный, высокопрочный алюминий может иметь механическое сопротивление до 530 Н/мм2. Алюминий устойчив к усталости и коррозии. Алюминий также предлагает легкое удаление коррозии с помощью простой зачистки.

Масса шины

Алюминий может быть на 70 % легче меди. Легкие свойства делают монтаж алюминиевых шин настолько быстрым и легким, что это может сделать один оператор. Весовые характеристики алюминиевой шины обеспечивают не только простоту и удобство, но и экономию средств.

Стоимость шины

Стоимость алюминиевой шины может быть значительно ниже, чем стоимость медной шины.

Соединение алюминиевых и медных шин: Как соединить медную и алюминиевую шину — Строй Обзор