Техничке примене и тренд развоја алуминијумских сабирница у нисконапонским дистрибутивним системима{0}

У нисконапонским{0}}дистрибутивним системима, сабирнице служе као кључни проводници за пренос струје. Њихова структура и својства материјала директно утичу на електричну ефикасност и поузданост система. Током протеклих педесет година, дизајн сабирница је постепено прешао са традиционалних бакарних сабирница на алуминијумске сабирнице-високих перформанси, посебно у системима од легуре алуминијумских сабирница 6101 и 6061. Ова равнотежа између перформанси и -ефективности је постала кључни тренд у производњи електричне опреме.

 

 

 

Седамдесетих година 20. века, разводне сабирнице су биле углавном равне бакарне шипке, ручно инсталиране у нисконапонске (НН) разводне плоче. Осамдесетих година прошлог века појавили су се дизајни сабирница са монтажним рупама, али су поравнавање рупа и ручно склапање-одузели време. Деведесетих година прошлог века, екструдиране алуминијумске сабирнице су стекле популарност. Њихова лагана, лака монтажа и оптимизована структура значајно су смањили трошкове производње и инсталације.

 

Са развојем паметне производње 2000-их, технологија производње сабирница даље је еволуирала. Произвођачи алуминијумских сабирница почели су да користе високо проводљиве легуре алуминијума као што су 6101 алуминијумске сабирнице и 6101 Т61 алуминијумске сабирнице за производњу профилисаних сабирница различитих струјних оцена (као што су 630А, 800А и 1000А). Данас се легуре алуминијума широко користе у хоризонталним и вертикалним сабирницама, покривајући шири опсег струјних карактеристика како би задовољиле потребе индустријских и нових енергетских апликација.

 

 

Пораст алуминијумских сабирница првенствено је последица напретка у материјалима и процесима. У поређењу са бакром, алуминијум има густину само једну-трећину од бакра, што нуди значајне предности мале тежине и олакшава инсталацију система. Штавише, одлична могућност рециклирања алуминијума и стабилна тржишна цена могу постићи уштеде до 30%-35%, у складу са принципима одрживе производње.

 

Насупрот растућој потражњи за прилагођавањем, прилагођене алуминијумске сабирнице постале су тренд. Кроз ЦНЦ екструзију и прецизно штанцање, инжењери могу да дизајнирају профиле сабирница са различитим попречним- пресецима, дужинама и радијусима савијања како би одговарали унутрашњем распореду различите сложене електричне опреме.

 

 

 

Модерни дизајни електричних конектора за сабирнице од алуминијума обично користе шупље или екструдиране структуре. У поређењу са традиционалним правоугаоним попречним- пресецима, ове структуре нуде већу површину и већу ефикасност размене топлоте. Ово значајно побољшава дисипацију топлоте, омогућавајући сабирници да одржи стабилан рад при великим оптерећењима.

 

Да би се додатно побољшало расипање топлоте, проширења сабирница или додавање ребара за расипање топлоте могу побољшати природну конвекцију и проток ваздуха, постижући ефикасно расипање топлоте. Експерименталне студије су показале да алуминијумске сабирнице 6101 Т61 и 6061 алуминијумске сабирнице одржавају одличне перформансе на температурама околине изнад 35 степени и са порастом температуре до 60 степени, показујући одличну термичку стабилност и ниску отпорност.

 

 

 

Иако је проводљивост алуминијума приближно 65% од бакра, он има предност у погледу електричне проводљивости по јединици тежине. Израчунато по маси, проводљивост алуминијума је приближно 50% већа од проводљивости бакра. То значи да за исти тренутни-носиви капацитет, алуминијумска сабирница може имати нешто већу површину попречног пресека-али значајно смањити своју укупну тежину, доприносећи лакшој опреми и побољшаној ефикасности транспорта.

 

Штавише, модерне легуре алуминијума високе{0}}врсте, као што су 6101 алуминијумске сабирнице и 6061 алуминијумске сабирнице, нуде одличну механичку чврстоћу и својства затезања. Висококвалитетне{4}}алуминијумске сабирнице могу да издрже ударне струје до 4000А и имају затезну чврстоћу од 530Н/мм², довољно отпорне на механичка напрезања изазвана термичким ширењем и скупљањем, обезбеђујући структурну стабилност.

 

 

Алуминијум лако формира густ оксидни слој. Иако овај природни заштитни слој пружа отпорност на корозију, он такође угрожава електричну проводљивост. Да би се решио овај проблем, широко се користе калај{2}}алуминијумске сабирнице или посребрени слој. Калајне плоче не само да спречавају оксидацију, већ и побољшавају електричну проводљивост и отпорност на корозију на контактној површини. То је најчешће коришћен третман за алуминијумске флексибилне везе.

 

У неким применама се такође користе флексибилне алуминијумске сабирничке везе. Ове структуре, са више-слојним плетеним проводницима, постижу високу флексибилност и ниску импедансу, што их чини погодним за употребу у новим системима за складиштење енергије, енергетским ормарићима и транзитним шинама.

 

 

 

Насупрот брзом развоју електрификације и нових енергетских технологија, алуминијумске сабирнице постепено замењују традиционалне бакарне сабирнице и постају главни избор за интелигентне системе за дистрибуцију електричне енергије. Како произвођачи алуминијумских сабирница настављају да оптимизују своје процесе, примена 6101 Т61 алуминијумских сабирница и 6061 алуминијумских сабирница ће се даље ширити, обухватајући низ апликација, укључујући енергетске трансформаторе, станице за пуњење, фотонапонске инверторе и системе за складиштење енергије.

 

У будућности ће алуминијумске сабирнице, у комбинацији са напредним технологијама заваривања и обраде, бити интегрисане са аутоматизованом монтажом, модуларним системима сабирница и интелигентном контролом и надзором температуре како би се постигао ефикаснији и сигурнији пренос енергије.