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輸變電設備用銅包鋁母線的具體規定

時間:2013-3-9閱讀:428
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在電力行業標準《輸變電設備用銅包鋁母線》DL/T247-2012中規定了銅鋁界面結合剪切強度不小于35MPa,這是Z低要求。通常固液復合的銅鋁復合母線在40MPa以上。如達到標準要求,在加工時,不會破壞銅鋁結合,在正常使用環境下,熱脹冷縮產生的應力也不會破壞銅鋁界面。
  
  上海理工大學對HT-TLMY銅鋁復合母線做了0~200℃,100次熱循環試驗,測試了試驗前后界面剪切強度,熱循環后,界面結合強度不但沒有下降,而稍有提高,這是因為在這個溫度范圍內,消除了界面由于銅、鋁線脹系數不同而產生的應力,同時也加強了銅鋁之間原子擴散(上海理工大學銅鋁復合母線技術研究報告)。
  
  這說明在這個溫度范圍內使用,熱脹冷縮應力破壞不了銅鋁界面結合。在電控、配電設備中,正常使用溫度不會超出110℃.在短路瞬間,標準規定的短路電流在4s之內經過試驗對銅鋁界面結合也沒有影響。

減小導電排兩支撐點之間的距離,增大導體截面,尤其是厚度,都可滿足動穩定的要求。
  
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至于熱穩定只與導體截面有關,按經濟電流密度選取截面S后,再校驗滿足熱穩定的Z小截面都遠小于S.
  
  在母線槽和低壓開關柜中,對不同額定電流規格的產品已做過30kA、50kA、65kA、80kA、100kA短路試驗,動熱穩定都能滿足要求。
  
  對于銅鋁復合導體,除了滿足溫升極限和動熱穩定之外,還必須滿足使用要求和壽命要求,具體來說,在進行沖孔、剪切、折彎時銅鋁不分層,在使用環境下熱脹冷縮應力不會破壞銅鋁之間的結合,銅鋁界面不會產生電化腐蝕等。這些問題都與銅鋁之間界面結合強度有關,而界面結合強度與其制造工藝有直接關系,制造工藝方法不同,其界面結合強度不同。
  
  銅和鋁在固態下復合,如包覆焊接工藝,軋制壓接工藝,穿套軋制工藝等都是用機械壓力將銅、鋁壓接在一起,通過壓力激活界面原子,形成原子鍵結合,再經過熱處理擴散,使點結合轉變為面結合,但這種擴散深度有限,復合層很薄,界面結合強度并不高。
  
  銅和鋁固液熔合,即把液態的鋁澆鑄在固態的銅管中,通過銅、鋁接觸面上銅的熔化和銅與鋁之間的擴散實現復合,銅鋁界面形成一層較厚的復合層(約10多微米),達到較高的界面結合強度。

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