Meloci.ru

Почему нельзя сверлить медные шины

Особенности медных и алюминиевых шин

11 августа 2015 г.

Сегодня среди всех разновидностей токоведущих изделий, изготавливаемых из металла, высоким спросом пользуются медные и алюминиевые шины. Они являются одними из основных связующих элементов многих энергосистем (электроустановок), а так же широко применяются в электротехнике и строительстве.

Шины из меди и алюминия позволяют существенно снизить потери электроэнергии при прохождении тока по проводнику, что обусловило их использование в электро- и радиотехнике, в распределительных устройствах, в качестве элементов электрических цепей и мощных токопроводов, а также при производстве плоских шинопроводов.

Применение шинных соединений позволяет сэкономить время как при проектировании, так и при изготовлении оборудования. Монтаж шин не вызывает трудностей, их не нужно «подгонять» по размеру или зачищать, также они не требуют применения специальных обжимных элементов.

Так же шины способны гасить вибрацию, не передавая её другим элементам системы. Поэтому они часто используются вместо кабелей в тех местах системы, которые подвергаются воздействию вибрации.

Чтобы упростить выбор между алюминиевыми и медными шинами Ниже разобраны их основные отличия, преимущества и недостатки.

Сравнение медных и алюминиевых шин

Преимущества алюминиевых шин

Основными преимуществами алюминиевых шин над медными являются их относительная дешевизна и легкость (плотность алюминия в четыре раза меньше меди).

Преимущества медных шин

Удельная проводимость меди примерно в 1,6 раза выше, чем у алюминия. При прочих равных параметрах это позволяет:

  • Использовать шины меньшего сечения;
  • Добиться меньших тепловых потерь.

Помимо того, важными особенностями медных электропроводящих шин являются такие качества, как высокая пластичность и коррозионная стойкость. Применение таких изделий существенно упрощает электромонтажные работы и в целом конструкцию устройств, в которых они используются. Во многом это объясняется характеристиками, которыми обладают медные шины:

  • Высокая эластичность. Медные шины легко сгибаются по длине, а также могут изгибаться на 90º в одной плоскости, не теряя при этом технические свойства. Благодаря этому готовые силовые и распределительные установки получаются более компактными и аккуратными, чем при применении обычных проводов. Более того, «формовка» шин не ограничивается единичным сгибанием — конфигурация может меняться многократно. Высокая гибкость делает медные шины устойчивыми к растяжению.
  • Работа в экстремальных условиях. Медные шины не теряют форму и качества под воздействием высоких и низких температур (от –200 до +250 °C), а также не разрушаются из-за высокого напряжения — они выдерживают более высокие электрические нагрузки, чем изделия из других металлов (до 1500 В).

Благодаря высокой коррозионной стойкости и устойчивости к химикатам изделия могут использоваться практически в любых условиях.Что касается утилизации меди, она абсолютно экологически безопасна — материал может перерабатываться многократно.

Недостатки алюминиевых шин

Токопроводящие изделия из алюминия используются чаще, чем медные изделия. Но объясняется это не лучшими качествами алюминия, а его низкой стоимостью и легкостью. К сожалению, он также обладает многими недостатками. Высокая окисляемость материала на открытом воздухе может привести к появлению на поверхности проводника окисной плёнки, обладающей высоким сопротивлением и плохо проводящей ток. Более того, алюминий хрупок и может сломаться всего при нескольких сгибаниях.

По этим причинам для применения шин из алюминия существуют ограничения. Такие изделия не могут использоваться в машинах и механизмах с подвижными частями, а также в оборудовании с вибрирующим корпусом. Более того, в отличие от медных изделий алюминиевые шины не способны выдерживать столь же продолжительные токовые нагрузки.

Недостатки медных шин

К недостаткам медных шин можно отнести только их большую стоимость и больший вес одинаковых по габаритам изделий. Но последнее во-многом компенсируется тем, что для обеспечения одних и тех же характеристик токопроводности в случае с медными шинами требуются изделия намного меньших габаритов, а значит и разница в массе оказывается не настолько велика.

Выводы:

Медь существенно превосходит алюминий по теплопроводным и токопроводящим качествам. Даже окисляясь на воздухе, медь практически не теряет своих свойств в качестве проводника, т. к. образуемая на ней окисная плёнка — токопроводящая. Медные шины более устойчивы к изгибам и кручению. Благодаря этому они имеют явные преимущества перед алюминиевыми и в вопросах монтажа.

Более того, из-за большей удельной проводимости меди шины из этого материала изготавливаются с меньшим сечением, чем алюминиевые изделия. Это особенно важно при применении шин там, где важны габариты прибора. Также медные шины нагреваются медленнее, чем алюминиевые. Для предотвращения быстрого нагрева и падения удельной проводимости алюминиевых шин зачастую требуется дополнительное охлаждение. При использовании медных шин столь же мощные (и дорогостоящие) охлаждающие системы не потребуются.

Из-за таких качеств медные шины сегодня востребованы в тех областях деятельности, где к токоведущим изделиям предъявляются наиболее высокие требования. Их используют и в производственных целях, и в атомной энергетике, и даже в космической технике.

В компании УГМК-ОЦМ вы можете заказать медные шины минимальной партией от 300 кг. Доставка изделий может быть выполнена в срочном порядке (со складов, расположенных в Ревде, Кольчугино и Кирове). Чтобы сделать заказ, оформите заявку или свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам, указанным на сайте.

Что такое шина медная и ее монтаж

Для реализации передачи электроэнергии на малые расстояния активно применяется шинопровод. Шина медная часто используется для реализации токопроводов. В зависимости от того, при каких условиях будет эксплуатироваться токопровод, применяют разные типы шин, изготавливаемых из меди или алюминия.

1 Почему медь и какие виды шин существуют

Выбор типа, марки, параметров должен быть осуществлен специалистом (инженером-конструктором). Для некоторых нестандартных задач шины могут быть изготовлены под заказ, под строго указанные спецификацией параметры. Электротехнические шины являются незаменимыми элементами при создании распределительных устройств, систем автоматизации и управления. При этом наиболее часто в качестве основного материала используется медь. О том, почему рекомендуется применять шины электротехнические, какому материалу отдать предпочтение, как выбрать и произвести монтаж, как не допустить ошибок при монтаже и выборе, рассказано ниже.

Читать еще:  Какое давление должно быть в шинах хендай старекс

Для начала стоит описать, что такое шина. Шиной называют проводник, обладающий низким сопротивлением, независимо от формы, размера, сечения и материала изготовления. Их применяют в различных электрических установках. Например, в низковольтных установках их используют для соединения с отдельными электрическими цепями. В высоковольтных могут применяться на участках, которые требуют наличие низких активных и реактивных сопротивлений проводника.

Шина медная представляет собой либо полосу металла различных размеров, либо несколько сплетенных проводников круглого сечения (плетеные) – именно эти 2 формы встречаются наиболее часто.

Наиболее часто все провода, кабели и шины изготавливают из 2 материалов: алюминия и меди. Все профессиональные электрики советуют выбирать медные проводники, потому что медь, в отличие от алюминия, имеет более высокую механическую прочность, обладает высокой гибкостью, благодаря чему очень просто производить монтаж медных проводников, она прекрасно стыкуется с другими проводниками (медными) и не окисляется. Алюминий, хоть и имеет примерно сходные с медью параметры, на воздухе очень быстро окисляется, что существенно ухудшает его проводимость. Кроме того, при соединении алюминиевых проводников с проводниками из других материалов, образуется гальваническая пара, которая стимулирует развитие коррозии, и проводник будет быстро разрушаться. Именно поэтому настоятельно рекомендуется использовать медь, несмотря на дешевизну алюминия.

Шина медная, как и любой другой материал, имеет свои характеристики и типы, все они регламентируются ГОСТ 434-78. Начать стоит с разделения шин на твердые и мягкие:

  1. Твердые (ШМТ). Применяются реже, чем мягкие. Изготавливается из обычной меди, имеет более низкую проводимость, чем шины мягкие. Шина медная ШМТ используются в местах, где требуется обеспечить прочность и неподвижность шинопровода.
  2. Мягкие (ШММ). Получили широкое распространение во всех отраслях промышленности: от авиастроения до металлургии, в быту, в космической отрасли и т.д. Для их изготовления используется мягкая медь марок М1, М1М, М2 и т.д.
  3. Медная шина из бескислородной меди (ШМТВ). Это особый сплав меди, не имеющий в своем составе оксидов. На данным момент все брендовые производители изготавливают продукцию именно из такой меди. Она имеет несколько преимуществ перед обычной: нет жестких условий для термообработки, не происходят испарения меди при нагреве проводника, менее ломка и хрупка. Однако цена на такие изделия очень высока и не оправдывает их покупку.

Шину электротехническую подбирают не только по материалам, но и по условиям ее применения. Так, луженая применяется в электротехнических установках, которые находятся во влажных условиях (улица, навес, влажное помещение). Часто такие проводники используют на подстанциях, для перехода с трансформаторов и выключателей элегазовых. Шина медная гибкая может быть как плетеной, так и плоской (в форме полосы). Применяют шины медные гибкие для монтажа шинопроводов различных установок, потому что они обладают высокой проводимостью и механической прочностью. Другая разновидность шина – плетеная медная гибкая изолированная.

Используют шину медную гибкую изолированную для создания защищенных токопроводов в помещениях, где может произойти контакт с другими проводниками или объектами.

Каждый тип шин имеет свое сечение (все возможные сечения указаны в ГОСТ 434-78), однако при необходимости ряд фирм может изготовить шину электротехническую нестандартных размеров. Для этого необходимо составить спецификацию и начертить чертеж такой нестандартной детали. Без спецификации изготовление по индивидуальным размерам затруднительно, кроме того, такую деталь нельзя применять в промышленных установках.

2 Как подбирать шины

Для реализации токопровода используют несколько шин. Количество их зависит от количества подводимых фаз, от наличия/отсутствия шины заземления, нулевой шины. Подсчет фаз дело несложное, и производится на начальном этапе проектирования, как и определение наличия земли или нуля.

Чтобы осуществить выбор шин по сечениям, необходимо рассчитать максимальный ток, который будет протекать по шинопроводу и, исходя из его значения, определить по ПУЭ и ГОСТ 434-78 сечения шин. Сечение определяется шириной и толщиной полосы, выбор не зависит от длины шинопровода. Согласно ПУЭ, значение допустимого тока может изменится в меньшую сторону, если в шинопроводе проложен более чем 1 проводник. Так шина электротехническая 40х4, проложенная в однофазном токопроводе, позволяет питать установку током в 625 А. Для двухфазного шинопровода допустимый ток составляет уже 1090 А, а не 1250. Для сечения 40х5 ток в однофазном токопроводе составляет 700 А или 705 А (для постоянного и переменного тока соответственно). Шина медная 50х10 обеспечивает работу при токе около 1000 А. Резкое увеличение значения допустимого тока наблюдается при увеличении сечения, так сечение 100х10 допускает токи 2310 А и 2470 А. А медная самолудящаяся 3×1 мм может использоваться для обеспечения питания током в 470А.

В качестве примера: следует запитать установку НКУ постоянным током. Величина тока составляет 550 А. Поскольку расчетный ток находится между значениями допустимых токов шин сечением 40х3 (475А) и 40х4 (625А), выбирают шину, которая обеспечит расчетное значение тока. В данном случае это будет шина медная 40х4.

Шину заземления выбирают, исходя из расчетного тока, однако шина заземления будет обладать меньшим сечением.

При проектировании шинопроводов и при отсутствии каких-либо жестких требований к ним, следует отдать предпочтение гибким проводникам. Гибкая шина более прочна и долговечна, обладает лучшими характеристиками, чем твердые. Также особое внимание следует уделить фирмам-изготовителям материала. Предпочтение следует отдать отечественным производителям, поскольку все иностранные изготовители намеренно завышают характеристики своих изделий. В то время как отечественные компании их занижают. При этом важно приобретать продукцию у крупных и проверенных компаний. Например, «Норильск Никель», «Русская медная компания», «УГМК» и др. Многие мелкие компании торгуют импортным контрафактом, и высока вероятность приобретения некачественного материала.

Читать еще:  Как определить ширину профиля шины

3 Как производится монтаж

Обычно монтаж шин электротехнических не составляет особого труда. Для этого продаются специальный крепеж. В комплект обычно входит держатели из диэлектрического материала и метизы для крепления держателей к несущей конструкции. Крепление в таком случае осуществляется следующим образом: проводник вставляется в держатели и прикладывается к конструкции. Далее производится разметка под крепежные метизы. По разметкам сверлят отверстия для крепления держателей, в которые вставляется проводник.

После монтажа шины производят подключение. Для этого на полосе обычно имеются специальные отверстия, которые осуществляют соединение кабеля и шинопровода. Если отверстий нет или они находятся в неудобном для подключения месте, то их можно просверлить самостоятельно. Для подключения возможно использование и специальных приспособлений. При подключении очень важно:

  1. Обеспечить переход специальными деталями между алюминиевым проводом (жилой кабеля) и шиной электротехнической медной.
  2. Покрасить шины согласно ГОСТ в зависимости от назначения и фазы. Фаза А должна иметь желтый цвет, фаза В – зеленый, фаза С – красный, рабочая нейтраль – голубой, шина заземления – продольные полосы (желтого и зеленого цветов).

Монтаж должен обеспечивать надежное соединение проводников и надежное крепление к конструкции. Не допускается контакт шинопровода с другими устройствами, проводниками, элементами. Шинопровод должен быть защищен от посторонних контактов защитным экраном.

Часто, для экономии времени и материала, электромонтеры и монтажные организации не устанавливают защитные экраны. Цена этому – человеческая жизнь. Так, в 2011 году в Кемеровской области монтер, выполнив монтаж и подключение шинопровода, но не установив защитный экран, начал монтаж оборудования шкафа НКУ. При этом не была смонтирована система защиты и автоматического отключения питания шкафа, система оповещения (индикатор напряжения на шине). В тестовом режиме на объект было подано питание, и монтер, случайно задев головой шины, получил сильное поражение током.

Оловянирование и никелирование токоведущих медных (латунных) шин или шин заземления

Токоведущие шины и шины заземления – чрезвычайно важные элементы современной электротехнической промышленности. Любой силовой агрегат содержит их в своем составе. Токоведущие шины, в основном, изготавливаются из меди и алюминия. Медь обладает наименьшим (из недрагоценных материалов) удельным сопротивлением, однако и достаточно высокую цену. Алюминий является компромиссным вариантом цена/качество.
При использовании меди можно столкнуться с рядом проблем, таких как коррозионная устойчивость токоведущей (заземляющей) шины и допустимость контактов с другими материалами.

Так, например, контакт меди и алюминия недопустим по ряду причин:
1. Алюминий больше склонен к окислению на воздухе, чем медь и его оксидная пленка хуже проводит электричество. В результате место контакта будет иметь значительное сопротивление. проходящий в цепи электрический ток еще больше ускоряет окисление алюминия.
3. Место контакта меди и алюминия начинает сильно греться.
4. Электропроводность при нагревании падает, при остывании – увеличивается. Появляется нестабильность электрического тока.
5. Кроме этого, соединение меди и алюминия является коррозионно-активным очагом в присутствии влаги, т.к. алюминий – очень электроотрицательный металл, а медь – электроположительный. В результате при их контакте появляется коррозионная гальванопара, что укоряет окисление и разрушение контактов.
Все это может привести к чрезвычайным ситуациям и несчастным случаям при эксплуатации электрооборудования с незащищенными медными контактами и шинами, особенно при их сопряжении с алюминием.

Входом из данной ситуации является использование оловянного или никелевого покрытия на шинах и электрических контактах (лужение или никелирование). Рассмотрим в данной статье оловянирование и никелирование медных шин и преимущества покрытой шины перед непокрытой.

Коррозионная стойкость оловянированной и никелированной медной шины.
Оловянное покрытие на медной токоведущей (заземляющей) шине является анодным (или протекторным) т.е. электрохимический потенциал олова отрицательнее, чем меди. Это означает, что в коррозионно-активной среде в первую очередь будет разрушаться олово и только после полного растворения олова на определенном участке будет повреждаться медь. Само по себе олово является достаточно стойким к коррозии металлом, поэтому применение оловянного покрытия на медной шине значительно увеличивает срок службы такой шины. Аналогию можно провести с оцинкованной сталью. В паре цинк-сталь цинк также является анодом и будет корродировать в первую очередь, защищая сталь.

Для увеличения коррозионной стойкости оловянного покрытия на медной шине покрытие осаждается из электролита с блескообразователями и легируется висмутом (т.е. осаждается сплав олово-висмут).

Коррозионная стойкость никелированной шины, безусловно, также высока, однако у нее есть недостаток. Оловянное покрытие (особенно блестящее) беспористое начиная с толщины 6 мкм, никелевое – с толщины 24 мкм. при средней требуемой толщине покрытия в 9. 12 мкм олово будет иметь преимущество перед никелем. В то же время никелированная токоведущая шина все же лучше, чем шина вообще без покрытия.

Электропроводность оловянированной медной шины.
Несмотря на то, что покрытие олово-висмут хуже проводит электричество, чем чистая медь, но оно уверенно занимает второе место, если не считать покрытия драгоценными металлами). В совокупности с рядом других неоспоримых плюсов, покрытие оловом на токоведущих шинах предпочтительнее, чем, никелевое. Дело в том, что никелевое покрытие имеет прочную оксидную пленку на поверхности, что объясняет высокую коррозионную стойкость никеля. Однако, этот же факт является причиной сравнительно невысокой электропроводности никелевых покрытий, по сравнению с медью и оловом.

Читать еще:  Как устроен контроль давления в шинах

Уплотнение резьбовых контактов на оловянированной медной шине.
Интересным свойством покрытия олово-висмут в контактных отверстиях на токоведущих (заземляющих) шинах является свойство уплотнителя. Олово – мягкий пластичный металл, который. легко может уплотнять как резьбовые, так и нерезьбовые контакты. Уплотненные контакты, соответственно, более надежны, а сопротивление в них – ниже. Применение никеля не будет давать такого эффект уплотнения.

Износостойкость оловянированной и никелированной медной шины.
Единственным серьезным недостатком оловянированной токоведущей (заземляющей) шины перед никелированной является низкая износостойкость. Однако, стоит заметить, что наличие хоть какого-то покрытия всегда увеличивает износостойкость изделия, в большей или меньшей степени. Использование же износостойких покрытий оправдано только в том случае, если на шине используются разъемные контакты, либо если покрытие наносится непосредственно на разъемный контакт. В данном аспекте никелевое покрытие – вне конкуренции.

Декоративный вид оловянированной и никелированной медной шины.
Сегодня многим потребителям важен внешний вид изделия, пусть даже и технического назначения. Оловянное покрытие на токоведущей шине будет выглядеть не так эффектно, как никелевое. Олово похоже на серебро, хотя его и можно осадить в достаточно блестящем исполнении. Никель же можно осадить в практически зеркальном виде.

Очень срочный вопрос Help!

Можно ли аккуратненько сверлить силумин? Конкретно: помповое ружье ИЖ-81, ствольная коробка из силумина (или алюминия все таки) поправте меня если что. Требуется просверлить сверху по продольной оси пару отверстий диаметром миллиметра 2-3, глубиной миллиметров 5-7, то есть скорее всего они будут сквозные. Можно ли это сделать и не расколется ли она, и если можно так как лучше, каким сверлом, на каких оборотах. Хочу завтра сделать. Ответьте кто знает плиз.

Можно.
Нормальным сверлом по металу, желательно острым 😊, на средних/низких оборотах.
Без отбойника .

Силумин – литьевой сплав, хрупкий, к тому же. Из силумина ствольные коробки никогда не делают. Делают их из дюрали – общее название конструкционных сплавов на основе алюминия. Прочность некоторых из них приближается к прочности стали. Особенно современных сплавов.

Сверли спокойно на низких-средних оборотах.
Если резьбу резать, то только с маслом.

Я видел просверленные под оптику коробки ИЖ-18, никаких проблем в этом процессе у владельцев не возникало. Не лопнет точно, единственное будь осторожен при нарезании резьбы, срывается мгновенно, лучше с маслом.

Васильич, не хочу показаться умником, но некий профессор Дубинин, царствие ему небесное, что читал металловедение а на самом деле в обморок падал от такого названия сплава. Для него это всё равно что люминем аллюминий назвать было.
“Дуралюмин” – правильно называется, а не дюраль.

Да в любом случае нормальным инструментом все режется и сверлится.

Алюминиевые сплавы лучше не с маслом обрабатывать, а с керосином.

Geuge
Алюминиевые сплавы лучше не с маслом обрабатывать, а с керосином.

А мативировать слабо?

Лонжерон
Васильич, не хочу показаться умником, но некий профессор Дубинин, царствие ему небесное, что читал металловедение а на самом деле в обморок падал от такого названия сплава. Для него это всё равно что люминем аллюминий назвать было.
“Дуралюмин” – правильно называется, а не дюраль.

Уважаемый Лонжерон!
Проф. Дубинин , конечно, прав -“дуралюмин”, но в среде зводской всегда практиковалось название дюраль. Под эту марку шло все, и Д16Т и АМг и АМц и В95А и все остальное. В чертежах ставилось , конечно, то , что конструктор заложил, и на рабочее место подавлось именно то, что надо, но рабочий называл это всегда “дюраль” или “легкий сплав”. И впаспорте на помпы Бекас пишется именно так: “Ствольная коробка изготовлена из легкого сплава”

С уважением, Василич

Уважаемые спорщики где же вы нахватались таких то словов, люминь, дюраль, самое главное , чтоб чугуний таскать не заставили. вы человеку скажите чем и как сверлить.

Сверлить , конечно на станке, в тисках, с перестановкой коробки в губках тисок. Главное, чтобы губки были строго перпендикулярны оси зажимного винта тисков и оси шпинделя станка станка и зажимного винта тисков пересекались. Тогда будет точность относительно оси коробки.
Сверлить попробуйте с WD-40, обороты средние , подача небольшая. И осторожно на выходе сверла.

С уважением Василич.

ПыСы А чугуния с разным железием и люменем, а также “латунными железяками” в свое время потаскать пришлось изрядно. Будучи молодым инженером подрабатывал на заготовительном участке.
А вообще на загот. участке материал делился по следующим маркам
ХРЖ-Хреново Ржавое Железо – нержавейка
“Люмень” – все легкие сплавы
“Латунные железяки” – цветные сплавы на основе меди
Сталь делилась на 3 марки РГ, ЗЖ, МГ
МГ – мягче г..на
РГ – разное г..но
ЗЖ- зашибись железо
При всем при этом заготовщики свободно по искре определяли состав стали и всю маркировку знали назубок.

А мативировать слабо?

Это отцовский опыт (мной, ессно, многократно опробованный) – сталь лучше всего резать с несоленым свиным салом, хотя обычно режут с маслом (минеральным или растительным), свинцовистые латуни без ничего, алюминиевые сплавы с керосином или мыльной водой (но тщательно потом отмывая).
В качестве иллюстрации – возьми метчик, которым резали алюм. сплав, и опусти в стеклянный пузырек с керосином – стружка мгновенно облачком слетает с метчика и плавно опускается на дно.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector