Как предотвратить окисление соединений алюминиевых шин?

Почему алюминиевые шинные соединения окисляются быстрее, чем корпус проводника

Алюминий реагирует с кислородом почти мгновенно при воздействии свежей поверхности, образуя тонкую пленку оксида алюминия. На открытом проводе эта пленка на самом деле является защитной, но при болтовом или зажимном соединении она становится проблемой, поскольку оксид алюминия является электрическим изолятором, а не проводником. Оставленная на месте, эта пленка повышает контактное сопротивление в месте соединения, и под нагрузкой сопротивление превращается непосредственно в тепло. А сильноточная шина Соединение, пропускающее несколько тысяч ампер, может привести к локальному повышению температуры на 20–40 градусов Цельсия над окружающим проводником просто потому, что тонкий оксидный слой никогда не удалялся перед сборкой.

Влага, промышленные загрязнители и прибрежный соленый воздух еще больше ускоряют этот процесс. В стандартных промышленных условиях на необработанном алюминиевом соединении может наблюдаться заметный рост оксида в течение 90 дней; в прибрежных регионах или регионах с высокой влажностью это окно сокращается до нескольких недель. Вот почему каждый уважаемый шина распределения электроэнергии Процедура установки рассматривает подготовку шва как отдельный этап, отличный от простого затягивания болтов.

Шесть практических шагов по предотвращению окисления сустава

Следующая последовательность отражает стандартную практику, используемую при установке подстанций и промышленных шин, и применима как к новому строительству, так и к работам по модернизации существующей сети. система электрических шин .

1. Механически отшлифуйте контактную поверхность. Используйте проволочную щетку из нержавеющей стали или тонкую абразивную подушечку, чтобы удалить видимый оксидный слой до блестящего металла. Никогда не используйте кисть, которая ранее касалась меди, так как частицы меди вызывают гальваническую коррозию алюминия.
2. Нанесите состав для швов в течение нескольких минут. Ингибирующую оксидирование шовную массу (обычно смазку с частицами цинка или алюминия) необходимо наносить сразу после шлифовки, прежде чем новая оксидная пленка сможет образоваться. Состав вытесняет воздух и влагу из микроскопических неровностей поверхности.
3. Повторно прошлифуйте состав. Протирание проволочной щеткой нанесенного состава разрушает любые оксиды, образовавшиеся в течение нескольких секунд после очистки, образуя новые проводящие точки контакта.
4. Выберите правильный материал разъема. Для соединений алюминия с алюминием следует использовать крепеж из алюминия или алюминиевого сплава; переходы алюминий-медь требуют сертифицированного биметаллического шинный соединитель для предотвращения гальванического действия между разнородными металлами.
5. Крутящий момент согласно спецификации производителя. Недотянутые соединения оставляют зазоры, куда проникают воздух и влага; чрезмерно затянутые соединения могут привести к растрескиванию слоя оксидного защитного состава или деформации алюминия. Обе крайности сокращают совместную жизнь.
6. Загерметизируйте и изолируйте готовый стык. Термоусадочные чехлы, изоляционная лента или полностью закрытый корпус защищают от влаги, пыли и конденсата на протяжении всего срока службы установки.

Выбор обработки поверхности и покрытия: сравнение

Выбор покрытия и покрытия влияет как на первоначальную стойкость к окислению, так и на интервал длительного технического обслуживания соединения. В таблице ниже приведены общие параметры, используемые в системные решения для сборных шин сегодня.

Там, где окружающая среда особенно сурова, многие инженеры полностью отказываются от открытых болтовых соединений и указывают Полностью изолированная трубчатая шина , который оборачивает проводник слоем ПТФЭ, эпоксидной смолы или силиконового каучука EPDM, поэтому после ввода в эксплуатацию соединение никогда не подвергается воздействию открытого воздуха.

Изоляция и защита окружающей среды за пределами стыка

Предотвращение окисления не ограничивается точкой подключения. Полная длина Трубчатая шина из алюминиевого сплава выгоды от стратегий защиты окружающей среды, которые уменьшают общее воздействие голого металла:

• Нанесение анодирования или прозрачного защитного покрытия на открытые трассы на открытом воздухе или на берегу.
• Используя Трубчатая шина из ПТФЭ или Трубчатая шина из силиконовой резины EPDM оболочка, в которой проводник проходит через коррозионные или химически активные зоны.
• Поддерживайте достаточные зазоры и вентиляцию, чтобы конденсат не собирался на поверхности проводника в течение ночи.
• Установка опор шин и опорных изоляторов, рассчитанных на определенный класс напряжения, обеспечивает механическую стабильность проводника, чтобы соединения не подвергались повторным нагрузкам из-за вибрации или теплового расширения.

Для сайтов, переходящих на Компактный автобус высокой плотности или Система шин высокого и низкого напряжения Корпус сам по себе действует как первая линия защиты, поскольку проводник никогда не подвергается прямому воздействию открытого воздуха, за исключением точек проверки.

График проверок для выявления окисления до того, как оно приведет к отказу

Даже правильно установленные соединения нуждаются в периодических проверках, поскольку износ прокладок, вибрация и термоциклирование могут постепенно ослаблять соединение с течением лет эксплуатации.

Тепловое сканирование показывает температуру более чем на 10 градусов Цельсия выше эквивалентного, здорового сустава на том же самом суставе. Низковольтная электрическая шина запуск обычно рассматривается как ранний предупреждающий знак, и его разборку планируют при следующем запланированном отключении электроэнергии.

Распространенные ошибки, ускоряющие окисление

Опыт эксплуатации подстанций и проектов модернизации промышленных предприятий указывает на небольшой набор повторяющихся ошибок:

• Повторное использование проволочной щетки, которая также использовалась для очистки медных проводников, приводит к попаданию в нее частиц меди, вызывающих гальваническую коррозию.
• Задержка нанесения состава после шлифования поверхности, позволяя сформироваться свежему оксидному слою до герметизации шва.
• Совмещение алюминиевых и медных изделий напрямую без номинального биметаллического разъема.
• Пропуск проверок повторного затяжки после первого термического цикла после ввода в эксплуатацию, когда оборудование стабилизируется и усилие зажима может упасть.
• Выбор стандартной опорной конструкции вместо опорной системы, разработанной для конкретного диаметра шины и номинального тока, которая может допускать микроперемещения, которые неоднократно нарушают герметичность соединения.

Часто задаваемые вопросы

Нужен ли анодированный алюминий шовный состав на соединениях?

Да. Анодирование защищает открытую поверхность проводника, но сам анодированный слой не проводит ток и его необходимо удалить в области контакта перед нанесением компаунда и выполнением соединения.

Могут ли алюминиевые шины подключаться непосредственно к медным клеммам оборудования?

Не обошлось и без биметаллического переходного разъема. Прямой контакт алюминия с медью в присутствии влаги создает гальванический элемент, который быстро разъедает алюминиевую сторону.

Как часто следует повторно наносить герметик?

Большинство производителей рекомендуют проверять состояние компаунда каждые три-пять лет или раньше в прибрежных, промышленных условиях или в условиях высокой влажности, где уплотнительный чехол может выйти из строя быстрее.

Является ли полностью изолированная шина невосприимчивой к окислению?

Изолированная оболочка значительно снижает воздействие, но любое соединение, отвод или точка подключения, где проводник открыт для подключения, по-прежнему требует такой же подготовки поверхности и нанесения состава, как описано выше.