Mit dem Anstieg der Preise für elektrolytische Kupfermaterialien sind die Kosten für Kupfersammelschienen und die elektrische Verteilung in der Technik eskaliert. Derzeit dominieren Kupferschienen den Markt.
Gibt es ein Produkt, das genauso gut funktioniert wie eine Kupferschiene, aber preisgünstiger ist? Die Antwort lautet: Ja.
Aluminium-Sammelschienen können aufgrund ihrer Kosteneffizienz und hervorragenden Leistung Kupferschienen ersetzen.
Derzeit liegt der Stückpreis von Aluminiumschienen bei etwa 50% des Preises von Kupfer, was sie zu einer praktikablen Alternative zur Kostensenkung ohne Leistungseinbußen macht.
In diesem Artikel werden in erster Linie die Leistungen unserer Aluminiumschienen vorgestellt, um den Benutzern ein umfassendes Verständnis zu vermitteln.
Die Leitfähigkeit unserer Kupferschienen beträgt 99,98%, während die marktüblichen Kupferschienen eine Leitfähigkeit von nur 52%~85% aufweisen. Offensichtlich ist unser Unternehmen Kupfersammelschiene Die Leitfähigkeit übertrifft die anderer Marken deutlich.
Außerdem haben unsere Stromschienen eine größere Querschnittsfläche, was ihren Sicherheitsfaktor erhöht. In Anbetracht des Preises und Gewicht von Kupfer Stromschienen bieten wir auch Aluminiumschienen an, die Aluminiumschienen mit einer Leitfähigkeit von ≥61% verwenden.
Diese ist zwar niedriger als die von Kupferschienen, entspricht aber der Leitfähigkeit einiger marktüblicher Kupferschienen, und die Querschnittsfläche der Aluminiumschienen hat sich ebenfalls vergrößert. Daher wird die Sicherheitsleistung der Stromschienen nicht durch Materialänderungen beeinträchtigt.
Vergleich der Stromdichte zwischen Aluminium- und Kupferleitern (Einheit: A/mm2)
| Elektrischer Strom/Materialien | 1600A | 1600A~3150A | 3150A~5000A |
| Aluminium | 2~1.5 | 1.6~1.5 | 1.5~1.15 |
| Kupfer | 2.5~1.78 | 1.78~1.67 | 1.67~1.59 |
Analyse des Laststroms unter Gleichgewichtsbedingungen:
Die Dichte von Aluminium beträgt 2,7 Gramm pro Kubikzentimeter, während die von Kupfer 8,9 Gramm pro Kubikzentimeter beträgt.
Die Dichte von Kupfer ist etwa 3,3-mal so hoch wie die von Aluminium. Daher ist der Laststrom von Aluminium bei gleichem Gewicht deutlich höher als der von Kupfer.
In einem Szenario mit 1600 A beträgt der Laststrom von Aluminium pro Gewichtseinheit beispielsweise das 2,67-fache von Kupfer. Dadurch wird das Gewicht der Stromschiene erheblich reduziert, was sich positiv auf die Belastung des Gebäudes auswirkt und die Installation im Bauwesen erleichtert.
Die Impedanzwerte für Aluminium- oder Kupferleiter des Typs H-P, die für 3-Phasen-Wechselstrom mit 50 Hz oder 60 Hz verwendet werden, sind wie folgt:
Einheit: ×10-4Ω/m
| Nennstrom(A) | 50Hz | 60Hz | |||||
| R（Ω/m） | X（Ω/m） | Z（Ω/m） | R（Ω/m） | X（Ω/m） | X（Ω/m） | ||
| KUPFER | 600 | 0.974 | 0.380 | 1.045 | 0.977 | 0.456 | 1.078 |
| 800 | 0.784 | 0.323 | 0.848 | 0.789 | 0.387 | 0.879 | |
| 1000 | 0.530 | 0.235 | 0.580 | 0.536 | 0.282 | 0.606 | |
| 1200 | 0.405 | 0.185 | 0.445 | 0.412 | 0222 | 0.468 | |
| 1350 | 0.331 | 0.152 | 0.364 | 0.338 | 0.183 | 0.384 | |
| 1500 | 0.331 | 0.152 | 0.364 | 0.338 | 0.183 | 0.384 | |
| 1600 | 0.282 | 0.129 | 0.311 | 0.289 | 0.155 | 0.328 | |
| 2000 | 0.235 | .0.107 | 0.259 | 0.241 | 0.128 | 0,273 | |
| 2500 | 0.166 | 0.076 | 0.182 | 0.169 | 0.091 | 0.192 | |
| 3000 | 0.141 | 0.065 | 0.155 | 0.144 | 0.078 | 0.164 | |
| 3500 | 0.123 | 0.056 | 0.135 | 0.127 | 0.068 | 0.143 | |
| 4000 | 0.110 | 0.051 | 0121 | 0.113 | 0.061 | 0.126 | |
| 4500 | 0.094 | 0.043 | 0.104 | 0.096 | 0.052 | 0.109 | |
| 5000 | 0.082 | 0.038 | 0.091 | 0.084 | 0.045 | 0.096 | |
| ALUMINUM | 600 | 1.257 | 0.323 | 1.297 | 1.385 | 0.387 | 1.438 |
| 800 | 0.848 | 0.235 | 0.879 | 0.851 | 0.282 | 0.896 | |
| 1000 | 0.641 | 0.185 | 0.667 | 0.645 | 0.222 | 0.682 | |
| 1200 | 0.518 | 0.152 | 0.540 | 0.523 | 0.183 | 0.554 | |
| 1350 | 0.436 | 0.129 | 0.454 | 0.443 | 0.155 | 0.469 | |
| 1500 | 0.378 | 0.113 | 0.394 | 0.386 | 0.135 | 0.409 | |
| 1600 | 0.360 | 0.107 | 0.375 | 0.367 | 0.128 | 0.389 | |
| 2000 | 0.286 | 0.084 | 0.298 | 0.293 | 0.101 | 0.310 | |
| 2500 | 0.218 | 0.065 | 0.228 | 0.221 | 0.078 | 0.235 | |
| 3000 | 0.180 | 0.054 | 0.188 | 0.184 | 0.064 | 0.195 | |
| 3500 | 0.143 | 0.042 | 0.149 | 0.146 | 0.051 | 0.155 | |
| 4000 | 0.126 | 0.038 | 0.131 | 0.129 | 0.045 | 0.136 | |
| 4500 | 0.120 | 0.036 | 0.125 | 0.122 | 0.043 | 0.130 | |
| 5000 | 0.095 | 0.028 | 0.099 | 0.098 | 0.034 | 0.103 | |
Nimmt man 1600A als Beispiel, so ist die Impedanz von Kupfer R: 0,282, X: 0,129, Z: 0,311.
Die Impedanz von Aluminium ist: R: 0,360, X: 0,107, Z: 0,375. Einheit: (10-4Ω/m).
Wie man sieht, ist die Impedanz von Aluminium und Kupfer fast identisch. Eine niedrige Impedanz kann die Übertragungsdistanz erhöhen und die Übertragung effektiver Signale verbessern.
Was den Spannungsabfall betrifft, so ist der Spannungsabfall von Kupfer und Aluminium wird nach der folgenden Formel berechnet:
Berechnung des Spannungsabfalls △V = √3 I (Rcosφ+Xsinφ)
R=R95×(1+α{55×I/I0+20}2/1+75α)
Zum Beispiel, wenn cosφ=0,8:
| Spannungsabfall von Aluminium (V/m) | Spannungsabfall von Kupfer (V/m) | |
| 1600A | 0.103 | 0.098 |
| 3150A | 0.096 | 0.092 |
| 5000A | 0.086 | 0.080 |
Es ist zu erkennen, dass der Unterschied im Spannungsabfall zwischen Aluminium und Kupfer mit zunehmendem Strom zwar leicht zunimmt, aber nicht sehr groß ist und den normalen Gebrauch nicht beeinträchtigt.
Bei einer Sammelschienenlänge von 100 Metern beträgt der Unterschied zwischen Aluminium und Kupfer für eine 3150-A-Sammelschiene 0,4 V, was praktisch vernachlässigt werden kann. Daher ist die Leistung von Aluminium und Kupfer in Bezug auf den Spannungsabfall im Wesentlichen gleich.
Gemäß der Zertifizierung der CCC-Abteilung entspricht der Temperaturanstieg der Stromschienen unseres Unternehmens der nationalen Norm:
1600A Stromschiene:
Die nationale Norm legt fest, dass der zulässige Temperaturanstieg am Anschluss ≤70(K) ist.
Der höchste Temperaturanstieg an der Verbindung der Aluminiumsammelschiene unseres Unternehmens beträgt 49,7(K),
Der höchste Temperaturanstieg am Anschluss der Kupfersammelschiene beträgt 43,1(K).
3150A Sammelschiene:
Die nationale Norm legt fest, dass der zulässige Temperaturanstieg am Anschluss ≤70(K) ist.
Der höchste Temperaturanstieg an der Verbindung der Aluminiumsammelschiene unseres Unternehmens beträgt 52,8(K),
Der höchste Temperaturanstieg am Anschluss der Kupfersammelschiene beträgt 51,5(K).
5000A Sammelschiene:
Die nationale Norm legt fest, dass der zulässige Temperaturanstieg am Anschluss ≤70(K) ist.
Der höchste Temperaturanstieg an der Verbindung der Aluminiumsammelschiene unseres Unternehmens beträgt 39,4(K),
Der höchste Temperaturanstieg am Anschluss der Kupfersammelschiene beträgt 38,2(K).
Aus den oben genannten Daten geht hervor, dass die Stromschienen unseres Unternehmens nicht nur der nationalen Norm entsprechen, sondern auch weit unter der nationalen Norm liegen.
Ein wichtiger Punkt ist, dass der Temperaturunterschied zwischen Kupfer- und Aluminiumschienen nur 2~4K beträgt.
Daher kann man sagen, dass die Aluminiumsammelschienen unseres Unternehmens in Bezug auf den Temperaturanstieg den Kupferschienen nicht nachstehen und sogar besser als die meisten Kupferschienen auf dem Markt sind.
Bei einem Kurzschluss im Stromversorgungskreis ist der Kurzschlussstrom im Kurzschlusskreis um ein Vielfaches bis Hundertfaches höher als der Nennstrom und erreicht oft mehrere tausend Ampere.
Der Kurzschlussstrom, der durch elektrische Geräte und Leiter fließt, erzeugt unweigerlich eine große elektromotorische Kraft, und die Temperatur der Geräte kann stark ansteigen, wodurch die Stromschiene beschädigt werden kann.
Daher muss die Sammelschiene dem von der nationalen Norm geforderten Kurzschlussstrom standhalten.
Nach der CCC-Typenprüfung sind die Testergebnisse der Kurzzeitfestigkeit der Aluminiumsammelschienen unseres Unternehmens in der folgenden Tabelle dargestellt:
Vergleichstabelle der Kurzschlusstestleistung für Kupfer- und Aluminiumsammelschienen
| Materialien/Prüfstrom | Kupfer-Sammelschiene | Aluminium-Sammelschiene |
| 30KA | Übergeordnete Linie: Während eines Tests mit einem Strom von 30KA und einer Einschaltzeit von 1ms erlitt die Aluminiumsammelschiene keine Schäden oder Verformungen durch mechanische Teile oder Isolatoren. Funktionsfähige Einheit: Bei einem Test mit einem Strom von 35KA und einer Einschaltzeit von 1ms zeigten die Steckerkontakte keine Anzeichen von Schmelzschweißen und es gab keine Schäden an mechanischen oder isolierenden Teilen. Neutrale Stromschiene: Bei einem Strom von 18KA und einer Einschaltzeit von 1 ms wurde die Aluminiumsammelschiene nicht durch mechanische Teile oder Isolatoren beschädigt oder verformt. Dies entspricht vollständig den nationalen Normen. | Übergeordnete Linie: Bei einem Prüfstrom von 30KA und einer Elektrifizierungszeit von 1ms hat die Aluminiumsammelschiene keine mechanischen oder isolierenden Teile beschädigt oder verformt. Funktionsfähige Einheit: Bei einem Prüfstrom von 35KA und einer Elektrifizierungszeit von 1ms zeigten die Steckerkontakte keine Anzeichen von Schmelzschweißung, und es gab keine Schäden an mechanischen und isolierenden Teilen. Neutrale Leitung: Bei 18KA und einer Elektrifizierungszeit von 1 ms hat die Aluminiumsammelschiene keine Schäden oder Verformungen an mechanischen oder isolierenden Teilen erlitten. Dies entspricht in vollem Umfang den nationalen Normvorschriften. |
| 65KA | Übergeordnete Linie: Während des Tests mit einem Strom von 65KA und einer Dauer von 1ms erlitt die Aluminiumsammelschiene keine Schäden oder Verformungen an mechanischen oder isolierenden Komponenten. Funktionelle Einheit: Bei der Prüfung mit einem Strom von 35KA und einer Dauer von 1ms traten am Steckkontakt keine Schweißerscheinungen auf und es kam zu keiner Beschädigung mechanischer oder isolierender Bauteile. Neutrale Leitung: Bei 39KA und einer Dauer von 1ms erlitt die Aluminiumsammelschiene keine Schäden oder Verformungen an mechanischen oder isolierenden Komponenten. Sie entspricht in vollem Umfang den nationalen Normvorschriften. | Hauptleitung: Der Prüfstrom betrug 65KA, und die Einschaltzeit betrug 1ms. Die Aluminiumsammelschiene wurde weder durch mechanische Teile noch durch isolierende Teile beschädigt oder verformt. Funktionseinheit: Der Prüfstrom betrug 35KA, und die Einschaltzeit betrug 1ms. Die Steckkontakte wiesen keine Schweißerscheinungen auf, und es wurden keine mechanischen oder isolierenden Teile beschädigt. Neutrale Leitung: 39KA, die Einschaltzeit betrug 1 ms. Die Aluminiumsammelschiene wurde weder durch mechanische Teile noch durch isolierende Teile beschädigt oder verformt. Sie entspricht in vollem Umfang den Bestimmungen der nationalen Normen. |
| 80KA | Hauptsammelschiene: Der Prüfstrom beträgt 80KA, die Einschaltzeit beträgt 1ms, die Aluminiumsammelschiene ist unbeschädigt und weist keine Verformung von mechanischen Teilen und Isolierteilen auf. Funktionelle Einheit: Der Prüfstrom beträgt 35KA, die Erregungszeit 1ms, der Steckerkontakt weist keine Schweißerscheinungen auf, und es gibt keine Schäden an mechanischen und isolierenden Komponenten. Neutrale Sammelschiene: 48KA, die Einschaltzeit beträgt 1ms, die Aluminiumsammelschiene ist unbeschädigt und weist keine Verformung durch mechanische Komponenten und isolierende Teile auf. Sie entspricht vollständig den nationalen Normvorschriften. | Hauptsammelschiene: Prüfstrom 80KA, Elektrifizierungszeit 1ms, die Aluminiumsammelschiene wurde durch keine mechanischen Teile und isolierenden Teile beschädigt oder verformt. Funktionelle Einheit: Prüfstrom 35KA, Elektrisierungszeit 1ms, keine Schweißerscheinungen am Steckerkontakt, keine mechanischen oder isolierenden Teile wurden beschädigt. Neutrale Stromschiene: 48KA, die Elektrifizierungszeit beträgt 1ms, die Aluminiumsammelschiene wurde durch keine mechanischen Teile und Isolierteile beschädigt oder verformt. Sie entspricht vollständig den Vorschriften der nationalen Normen. |
Unser Produkt entspricht vollständig der nationalen Norm GB7251.2-2006. In dieser Hinsicht haben Kupfer- und Aluminiumsammelschienen die gleiche Leistung. Insbesondere wurden unsere Stromschienen in Japan getestet, wo der Teststrom 240KA betrug.
Die Leistung unserer Stromschienen entspricht daher nicht nur den nationalen Normen, sondern übertrifft sie sogar. Sollte also während der Nutzung ein Kurzschluss auftreten, halten unsere Stromschienen auch härteren Tests stand.
Es ist allgemein bekannt, dass Aluminium aufgrund seiner inhärenten Eigenschaften leicht korrodiert, wenn es als Metall verwendet wird, insbesondere in feuchter Luft. Schädliche Gase lösen sich in Wasser und bilden Elektrolyte, und wenn Aluminium mit anderen Metallen in Berührung kommt, kommt es aufgrund der unterschiedlichen Standard-Elektrodenpotentiale der Metalle zu einer primären Zellreaktion.
Das Vorhandensein von Verunreinigungen in Aluminium kann zu Mikrozellreaktionen führen. Die kritische Luftfeuchtigkeit von Aluminium beträgt 65%, und je höher die relative Luftfeuchtigkeit über diesem kritischen Wert liegt, desto schneller erfolgt die Korrosion von Aluminium.
Auf der Oberfläche des Aluminiums bildet sich eine Oxidschicht, die bei der Elektrifizierung Wärme erzeugt, was zu einem übermäßigen Temperaturanstieg an der Kontaktfläche führt und sogar eine Explosion zur Folge haben kann.
Die Kontakte unserer Stromschienen werden jedoch mit einem speziellen Verzinnungsverfahren behandelt, das die nachteiligen Eigenschaften von Aluminium als Leiter wirksam beseitigt und eine breite Wiederverwendung im Bereich der Stromübertragung ermöglicht.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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