Чи краще мідна збірна шина, ніж алюмінієва?

Під час збирання електричних панелей керування, розподільних пристроїв і промислових систем розподілу електроенергії шина є критично важливою основою, що пропускає великі струми в межах жорстких допусків. Для цього основного застосування велике значення має вибір правильного матеріалу збірної шини. Мідь вже давно є галузевим стандартом, але чи алюміній стає все більш дешевою альтернативою? 

Алюмінієва шина проти мідної шини – ключові відмінності

Давайте розглянемо плюси і мінуси різних видів шини.

Електропровідність

На фундаментальному рівні мідь має перевагу завдяки своїй вищій провідності порівняно з алюмінієм. Оскільки щільність струму в шинах зростає, нагрівання опором стає більш проблематичним – і мідь генерує менше відпрацьованої енергії через втрати I2R.

Для застосувань із частими перевантаженнями або змінними профілями навантаження чудове розсіювання тепла міддю підтримує нижчі робочі температури, що подовжує термін служби компонентів. Однак покращені алюмінієві сплави зменшили проміжок, зробивши провідність приблизно посередині між алюмінієм і міддю.

Механічна міцність

Мідь також витримує механічні навантаження, такі як вібрація та температурні цикли, краще ніж м’який алюміній протягом тривалого часу. Його характеристики робочого зміцнення створюють захисну оксидну патину, що забезпечує стійкість до корозії, що самовідновлюється, усередині приміщень. Але сучасні сплави надають алюмінієвому перекриттю довговічність на відкритому повітрі при належній обробці та зварюванні.

Аналіз матеріальних витрат

У той час як мідь перевершує електричні та механічні характеристики, алюміній має переконливу характеристику – вартість. У перерахунку «фунт за фунт» високочистий алюміній продається приблизно на третину дешевше, ніж мідь. Враховуючи багатотонні автобусні системи, економія накопичується швидко при зменшенні матеріалів.

Однак справжня оцінка вартості повинна враховувати загальну вартість володіння протягом багатьох років. Надійність міді може дозволити довші періоди служби до заміни порівняно з алюмінієм під великим навантаженням. Репутація за якість також зміцнює довіру до безперервних рейтингових систем.

Вигідні ціни можуть змінити рівняння для менш ризикованих, періодичних застосувань, які вимагають менше, ніж керування процесом. Але для критичної інфраструктури необхідні матеріали преміум-класу, що забезпечує максимальний час безвідмовної роботи протягом десятиліть. Загальна економія матеріалів іноді не може переважити витрати на незаплановані відключення.

Проектні міркування

Крім дебатів щодо сировини, конструкція шини сильно впливає на продуктивність шин. Контактний опір між секціями має велике значення для обох матеріалів. Правильна підготовка з’єднань і момент затягування механічних з’єднань значно знижує падіння напруги порівняно з паянням.

Правильний розмір також мінімізує звуження в місцях з’єднання ремінця з планкою. Збільшення розмірів алюмінію порівняно з гнучкою мідною шиною ще більше покращує узгодження температури. Скін-ефект зменшує опір будь-якого металу поверхням, тому збільшення товщини стрижня помірно сприяє сильним струмам.

Належна вентиляція також захищає шини від підвищених температур навколишнього середовища. Навантаження увімкнення/вимкнення викликають тимчасове нагрівання навіть у міді, тому розподілена вентиляція скорочує пікові цикли нагрівання. У поєднанні зі зниженням номінальних характеристик для умов навколишнього середовища оптимальний дизайн часто дорівнює або перевершує прості перемикачі матеріалів.

Підсумок

При ретельному проектуванні як мідь, так і алюміній чудово служать шинам, враховуючи компроміси. Мідь залишається першим вибором для застосувань, які вимагають надтривалого терміну служби та стійкості до сильних перевантажень. Але оновлені алюмінієві сплави добре конкурують за початковими витратами, підходять для помірно навантажених систем з перервами. Загальна продуктивність більшою мірою залежить від найкращих практик проектування, які розумно застосовані до якості матеріалів.

Щоб отримати шинопроводи найвищої якості для свого підприємства, співпрацюйте з TOSUNLux – один із найкращих постачальників мідних шин – сьогодні.