Wanneer u voor een nieuwe installatie een kabelafsluiting specificeert, is de keuze tussen een bimetalen kabelschoen en een koperen kabelschoen niet altijd voor de hand liggend. Beide producten zien er op het eerste gezicht hetzelfde uit, beide dienen voor het aansluiten van een kabel op een aansluitpunt, en beide zijn verkrijgbaar in compressie- en mechanische stijlen. Maar het geleidermateriaal dat door uw leiding loopt, bepaalt alles. Gebruik het verkeerde nokkentype en je maakt niet alleen een suboptimale keuze. U creëert een verbinding die zal corroderen, oververhitten en uiteindelijk zal mislukken.
In dit artikel wordt uiteengezet waarvoor elk nokkentype is ontworpen, waar de echte verschillen liggen en hoe u de juiste beslissing kunt nemen voor uw project.
Koperen krimpterminal voor elektrische kabelschoenen
Wat is een koperen aansluitkabel?
A koperen aansluitklemis een connector uit één-stuk die volledig is gemaakt van elektrolytisch koper, doorgaans met een zuiverheid van 99,9% of hoger. Het bestaat uit een ton, waar de kabelgeleider wordt ingebracht en gekrompen, en een handpalm, de platte tong met een of meer boutgaten die wordt bevestigd aan een stroomrail, apparatuurterminal of stijl.
Koper is al meer dan een eeuw het standaardmateriaal voor elektrische aansluitingen, en met goede reden. Het biedt een elektrische geleidbaarheid van 100% IACS (International Annealed Copper Standard), uitstekende mechanische sterkte en een natuurlijke weerstand tegen oppervlakteoxidatie waardoor de contactweerstand in de loop van de tijd stabiel blijft. Als u werkt met koperen geleiders die zijn aangesloten op koperen apparatuur, is een koperen aansluitkabel de eenvoudige, kosten-effectieve en technisch correcte keuze.
Koperen aansluitklemmen zijn verkrijgbaar in compressiestijlen, waarbij een hydraulisch krimpgereedschap de loop rond de geleider permanent vervormt, en in mechanische stijlen, waarbij stelschroeven of bouten de geleider op zijn plaats klemmen. Compressietypen hebben de voorkeur voor de meeste krachttoepassingen omdat de koud-gevormde verbinding luchtspleten elimineert, de contactweerstand minimaliseert en goed bestand is tegen trillingen en thermische cycli. Mechanische typen worden gebruikt waar periodieke onderhoudstoegang vereist is.
Standaardgroottes variëren van kleine geleiders van 10 mm² of minder tot zeer grote doorsneden-van meer dan 1000 mm², en omvatten alles van circuits voor thuisgebruik tot stroomdistributie op nutsschaal-. Tin- wordt vaak op de handpalm aangebracht om de contactkwaliteit met rails te verbeteren en om een laag corrosiebescherming toe te voegen in vochtige omgevingen of kustomgevingen.
OVERWINNING Koperen aansluitklem
Wat is een bimetaalaansluitlip?
Een bimetaal-aansluitlip, ook wel abi-metalen kabelschoen, is opgebouwd uit twee verschillende metalen samengevoegd tot één enkel onderdeel. De cilinder is gemaakt van een aluminiumlegering met een hoge- geleidbaarheid en de handpalm is gemaakt van koper. De twee delen worden met elkaar versmolten door middel van wrijvingslassen, een vaste-proces waarbij de aluminium- en kopermoleculen op moleculair niveau met elkaar worden verbonden zonder gebruik te maken van soldeer- of vulmateriaal.
Deze structuur bestaat vanwege een specifiek en ernstig technisch probleem: wanneer een aluminium geleider rechtstreeks op een koperen rail of koperen apparatuurterminal wordt aangesloten met behulp van een standaard volledig- koperen kabelschoen, maken de twee ongelijke metalen contact in de cilinder. In aanwezigheid van vocht of zelfs omgevingsvochtigheid begint een elektrochemische reactie die galvanische corrosie wordt genoemd. Aluminium fungeert als anode in deze reactie en corrodeert bij voorkeur. Na verloop van tijd verhoogt de corrosielaag de elektrische weerstand bij de verbinding, waardoor warmte ontstaat, wat verdere corrosie versnelt, waardoor meer warmte ontstaat. Het eindresultaat is een thermische runaway, een gesmolten of verbrande verbinding en, in ernstige gevallen, brand.
De bimetaalaansluitlip lost dit op door ervoor te zorgen dat elk metaal alleen in contact komt met zijn eigen soort. De aluminium geleider gaat in de aluminium cilinder. De aluminium cilinder gaat, na de door wrijving-gelaste interface, over in de koperen handpalm. De koperen handpalm wordt op de koperen stroomrail vastgeschroefd. De wrijvings-gelaste naad tussen de twee metalen is in de fabriek afgedicht, waardoor wordt voorkomen dat vocht het Al-Cu-grensvlak bereikt. De galvanische reactie start nooit omdat nooit aan de triggervoorwaarden wordt voldaan.
De wrijvingslas zelf is geen zwak punt. Tijdens trekproeven tijdens de productie breekt de kabelgeleider doorgaans eerder dan de las. De contactweerstand over de las ligt doorgaans onder de 10 µΩ, ruim binnen de limieten gesteld door IEC 61238-1 en UL 486A-486B. Elektrisch en mechanisch presteert een goed gemaakte bimetaallip op gelijke voet met een massief koperen kabelschoen voor de toepassingen waarvoor hij is ontworpen.
VICTORY Bi-metalen kabelschoen
Het belangrijkste verschil: het gaat om uw geleider, niet om de nok
Het belangrijkste dat u bij deze vergelijking moet begrijpen, is dat u niet kiest tussen twee concurrerende kwaliteitsniveaus. U stemt een aansluitmethode af op een geleidermateriaal.
Koperen aansluitschoenen zijn ontworpen voor koperen geleiders. Bimetaal-aansluitschoenen zijn ontworpen voor aluminium geleiders die eindigen op koperen apparatuur. Dit zijn twee verschillende problemen met twee technische oplossingen.
Als u een koperen aansluitlip op een aluminium geleider plaatst, begint het ongelijksoortige metalen contact in de cilinder onmiddellijk met galvanische corrosie. Als u een aluminium aansluitklem op een aluminium geleider plaatst en vervolgens de aluminium handpalm op een koperen stroomrail vastschroeft, verschuift hetzelfde corrosieprobleem naar de interface tussen palm-naar-busbar. Een bimetaallip elimineert beide faalpunten door het ontwerp.
| Koperen aansluitkabel | Bimetaal-aansluitklem | |
|---|---|---|
| Dirigent materiaal | Koper | Aluminium |
| Klem / verzamelrail | Koper | Koper |
| Vatmateriaal | Koper (99,9%) | Aluminiumlegering |
| Palmmateriaal | Koper | Koper |
| Galvanisch risico | Geen (overal hetzelfde metaal) | Gecontroleerd (wrijving-gelast, in de fabriek-afgedichte interface) |
| Geleidbaarheid | 100% IACS | ~60% IACS-vat, ~97% IACS-palm |
| Eenheidskosten | Lager | Hoger |
| Systeemkosten | Dezelfde | Lager dan volledige koperen kabeldoorvoer |
| Normen | IEC 61238-1, UL 486A-486B | IEC 61238-1, DIN 46329, UL 486A-486B |
Wanneer elk nokkentype de juiste keuze is
Gebruik een koperen aansluitschoen wanneer:
Je geleider is van koper. Punt. Als u koperen kabels aansluit en aansluit op koperen apparatuur, is er geen technische reden om een bimetaalkabelschoen te gebruiken. Koper-naar-koperverbindingen zijn metallurgisch stabiel, en een standaard koperen kabelschoen met de juiste krimping levert een verbinding met lage- weerstand,-duurzaamheid en lagere kosten per eenheid.
Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer het afsluiten van residentiële en commerciële circuits, bedrading van schakelpanelen, motorafsluitingen, secundaire aansluitingen van transformatoren in koperen kabelsystemen en elke installatie waarbij het geleidermateriaal geheel uit koper bestaat.
Gebruik een bimetaal-aansluitschoen wanneer:
Uw geleider is van aluminium en uw apparatuur heeft koperen aansluitklemmen, koperen rails of koperen contactpunten. Dit is de voorwaarde die bimetaalnokken niet alleen de voorkeur geeft, maar ook verplicht maakt voor een veilige en duurzame installatie.
Aluminiumkabel wordt veel gebruikt wanneer gewicht en materiaalkosten belangrijke factoren zijn. Het weegt ongeveer een-derde zoveel als koper bij dezelfde huidige capaciteit en kost aanzienlijk minder per lengte-eenheid. Deze voordelen maken aluminium tot de dominante keuze voor voedingsdistributievoedingen, grote commerciële gebouwleidingen, industriële stroomdistributielijnen, voedingskabels voor zonneparken en bovengrondse transmissielijnen. De meeste schakelapparatuur, stroomonderbrekers, rails, transformatoren en paneelborden worden echter vervaardigd met koperen aansluitklemmen. De bimetalen kabelschoen is de standaardoplossing om deze materiaalspleet veilig en betrouwbaar te overbruggen.
Specifieke toepassingen waarbij bimetaalkabelschoenen de standaard technische keuze zijn, zijn onder meer: hoofdvoedingsafsluitingen in laagspanningsschakelinstallaties waar aluminiumkabels worden aangesloten op koperen rails, secundaire aansluitingen voor transformatoren, midden-spanningskabelafsluitingen in onderstations, combineerdozen voor zonne-energie en omvormerverbindingen in fotovoltaïsche installaties, en overgangen van aansluitdozen van aluminium bouwdraad naar koperen apparatuur.
Een opmerking over thermische uitzetting
Een factor die in deze vergelijking vaak wordt onderschat, is het thermische uitzettingsgedrag van de twee metalen. Aluminium zet en krimpt sneller uit dan koper onder belasting. Gedurende vele jaren van gebruik kan een directe compressieverbinding van aluminium{2}}naar-koper zonder een bimetaalgrensvlak loskomen, omdat de twee materialen met iets verschillende snelheden rondlopen. Een losse verbinding betekent verhoogde weerstand, en verhoogde weerstand betekent hitte. Met dit in gedachten zijn bimetaalkabelschoenen ontworpen. Dankzij de aluminium cilinder kan de geleider bewegen dankzij zijn natuurlijke uitzetting, terwijl de koperen handpalm een stabiele verbinding met een hoog -contact- contact met de koperen stroomrail behoudt.
Dit voordeel op het gebied van thermisch beheer is een van de redenen waarom bimetaalverbindingen hun verbindingen stevig blijven vasthouden gedurende tientallen jaren van gebruik in energiedistributieomgevingen, terwijl directe ongelijksoortige-metaalverbindingen de neiging hebben om te verslechteren.
Het selecteren van de juiste bimetaal- of koperen kabelschoen voor uw toepassing
Of u nu een koperen kabelschoen of een bimetalen kabelschoen specificeert, het selectieproces omvat dezelfde belangrijke parameters. Het dwarsdoorsnedeoppervlak-van de geleider, gemeten in mm² of AWG, bepaalt de cilindermaat. De diameter van het boutgat op de handpalm moet overeenkomen met de maat van de tapeind- of railbouten, met gebruikelijke bereiken van M6 tot M16 voor de meeste stroomverdelingstoepassingen. Handpalmen met één-gat zijn standaard voor het meeste LV-paneelwerk, terwijl handpalmen met dubbele-gaten worden gebruikt in kritische of- toepassingen met hoge trillingen waar extra mechanische beveiliging nodig is.
Voor omgevingen met een hoge luchtvochtigheid, zoutnevel of chemische blootstelling hebben vertinde handpalmoppervlakken de voorkeur. Maritieme installaties, kustinfrastructuur en chemische verwerkingsfabrieken profiteren allemaal van de extra corrosiebarrière die vertinnen biedt.
Victory Electric produceert sinds 1998 stroomfittingen en elektrische hardware en levert aan projecten in meer dan 50 landen producten die zijn gecertificeerd volgens ISO 9001, ISO 14001 en ISO 45001. Met meer dan 60.000 vierkante meter productieruimte en een speciaal R&D- en kwaliteitslaboratorium ter plaatse, levert Victory Electric koperen kabelschoenen en bimetaalkabelschoenen gebouwd volgens IEC en internationale normen, met volledige technische ondersteuning van specificatie tot levering.
Voor inkoopteams en projectingenieurs die met koper- en aluminiumkabelsystemen werken, bespaart het hebben van één gekwalificeerde leverancier die beide kabelschoentypen begrijpt en de specificaties kan afstemmen op de toepassingsvereisten, veel tijd. Neem contact op met Victory Electric om uw projectvereisten te bespreken en productmonsters of datasheets aan te vragen.