BARRE BUS ET CONNECTEURS ÉLECTRIQUES EN ALUMINIUM
Barres omnibus en aluminium
Les barres omnibus en aluminium sont souvent utilisées comme conducteurs électriques dans les systèmes de distribution d'énergie, où la chaleur peut facilement être dissipée. En raison de la faible valeur du métal, il peut être la meilleure option économique pour l'application.
Sur demande, dès qu'une question ou une demande de devis arrive chez Storm Power, notre équipe de conception d'ingénierie utilise un processus conçu pour s'assurer que chaque client fait le bon choix en matière de métal, de conception et de fabrication. Si vous avez besoin de créer des barres omnibus en aluminium ou en cuivre personnalisées, nous travaillons côte à côte avec vos ingénieurs dans le but commun de faire fonctionner votre pièce de la conception à la réalisation.
Voici les facteurs que Storm Power utilise pour déterminer l'utilisation des barres omnibus en aluminium et des composants électriques :
Élévation de la température - L'aluminium conduit l'électricité à un niveau inférieur à celui du cuivre. Pour compenser la dissipation de chaleur, nous recommandons souvent de créer une surface plus grande. Cela conduit à un meilleur échange thermique pour une dissipation thermique plus efficace.
Espace Disponible - Dans les enceintes étroites - comme les armoires, les disjoncteurs et les tableaux de commande - l'utilisation d'un bus bar plus grand et plus épais peut sembler une alternative peu probable, cependant, bien que plus grand en dimensions, l'alliage d'aluminium 6101 le plus couramment utilisé offre légèrement plus de la moitié de la conductivité (56 %) à la moitié du poids du cuivre. L'installation est moins contraignante lorsque le bus en aluminium est conçu sur mesure pour un ajustement précis.
Comment et où installer - Les normes de l'industrie fournies par l'Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE), Underwriters Laboratory (UL) et l'Association nationale des fabricants d'électricité (NEMA) sont appliquées par Storm Power pour aider à déterminer la faisabilité d'utiliser des connecteurs et des systèmes de bus en aluminium. L'expérience et la connaissance des produits sont également appliquées par les ingénieurs concepteurs de Storm lorsqu'ils recommandent comment et où installer de l'aluminium.
Maintenance - Corrosion and regular expansion/contraction are the most common concerns for aluminum electrical connectors. In either case, periodic maintenance is necessary, as described below. Regular inspection and a torque schedule for bus bar fasteners is highly recommended. Environmental corrosion affects both copper and aluminum, especially in areas where hydrogen sulfide or extreme temperatures occur. At a microscopic perspective, these metals appear far different from the smooth surfaced bus bar seen by the human eye. Over time, corrosion can increase the severity of the imperfect surface, causing higher peaks and valleys. Silver or tin electroplating is a solution to this problem, and available in-house at Storm Power.
Options - Alors que les barres omnibus et les connecteurs électriques en aluminium peuvent être plaqués pour une protection contre les effets environnementaux, une finition diélectrique comme le revêtement en poudre époxy peut également présenter une option. L'aluminium offre de nombreuses possibilités, notamment les barres omnibus stratifiées et les connecteurs de barres omnibus isolées. Pour en savoir plus, veuillez contacter l'équipe d'ingénierie de Storm en appelant le 800-394-4804.
Parce que l'aluminium a cette surface imparfaite et est également soumis à une expansion et une contraction thermique (qui est 42% plus élevée que le cuivre), il existe un risque plus élevé que les fixations mécaniques entre les barres omnibus deviennent lâches. Storm peut fournir des spécifications qui aident à prévenir les problèmes de déformation avec des informations sur la séquence de serrage et les spécifications sur les rondelles de connexion, les boulons et autres options.
Pour plus d'informations, consultez ce document pdf: Aluminum.org.
Tableau de comparaison de l'intensité du cuivre et de l'aluminium
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Cette table est destinée à être utilisée comme guide pour aider les ingénieurs à choisir le matériau de barre omnibus approprié pour leur projet. Votre conception réelle peut nécessiter plus ou moins de votre matériau choisi en fonction des exigences environnementales spécifiques de votre conception. Des tests thermiques approfondis doivent être effectués pour valider le choix de votre matériau de barre omnibus.
Comparaison du tableau d'ampacité entre le cuivre et l'aluminium.
Effet des cotes
Les tests montrent que pour des raisons pratiques, les tailles de barres omnibus en cuivre peuvent être converties en tailles d'aluminium pour une élévation de température égale selon l'une des deux méthodes suivantes :
- Augmentez la largeur de la barre en aluminium de 27%. Exemple: pour obtenir la même élévation de température, une barre en aluminium de 5" x 1/4" est équivalente à une barre en cuivre de 4" x 1/4".
- Augmentez l'épaisseur de la barre en aluminium d'environ 50 pour cent. Par exemple, pour obtenir la même élévation de température, une barre en aluminium de 4" x 3/8" est équivalente à une barre en cuivre de 4" x 1/4".
L'augmentation de la section transversale en augmentant la largeur réduit non seulement le chauffage de résistance, mais augmente également considérablement la surface de dissipation de chaleur. Un changement d'épaisseur d'une barre rectangulaire n'affecte pas appréciablement la quantité de surface exposée. Par exemple, l'augmentation de la surface d'une barre de 1/4 de pouce en modifiant la largeur de 4 pouces à 8 pouces augmente la capacité d'environ 87%, mais l'augmentation de l'épaisseur d'une barre de 4 pouces de 1/4 pouce à 1/2 pouce n'augmente la capacité que d'environ 45%. Les deux exemples doublent la section transversale du bus, mais il y a une différence de 42% dans l'ampacité des deux exemples.
Remarque sur l'effet de peau
*Le rapport d'effet de peau thermique mentionné reflète l'effet de peau thermique d'un conducteur et ne doit pas être confondu avec l'effet de peau électromagnétique. L'effet de peau thermique se produit lorsqu'il y a un courant élevé, où l'extérieur du conducteur reste frais tandis que l'intérieur se réchauffe. Cela est dû au fait que la partie externe du conducteur parvient à rayonner une partie de la chaleur générée par l'écoulement du courant, tandis que la partie interne du conducteur doit transférer toute la chaleur vers l'extérieur pour être ensuite rayonnée. Le résultat électrique est que la partie la plus interne du noyau a une résistance plus élevée que l'extérieur, et comme la résistance est plus élevée, il y a une plus grande chute de tension, ce qui signifie qu'il y a plus de chaleur générée, ce qui pourrait entraîner un état de surchauffe. Ce rapport a été utilisé pour calculer les valeurs nominales de courant des ampacités calculées figurant dans ce tableau.