輸變電設(shè)備用銅包鋁母線的具體規(guī)定

在電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《輸變電設(shè)備用銅包鋁母線》ＤＬ/Ｔ２４７－２０１２中規(guī)定了銅鋁界面結(jié)合剪切強(qiáng)度不小于３５ＭＰａ，這是Z低要求。通常固液復(fù)合的銅鋁復(fù)合母線在４０ＭＰａ以上。如達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，在加工時，不會破壞銅鋁結(jié)合，在正常使用環(huán)境下，熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力也不會破壞銅鋁界面。
　　
　　上海理工大學(xué)對ＨＴ－ＴＬＭＹ銅鋁復(fù)合母線做了０~２００℃，１００次熱循環(huán)試驗，測試了試驗前后界面剪切強(qiáng)度，熱循環(huán)后，界面結(jié)合強(qiáng)度不但沒有下降，而稍有提高，這是因為在這個溫度范圍內(nèi)，消除了界面由于銅、鋁線脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力，同時也加強(qiáng)了銅鋁之間原子擴(kuò)散（上海理工大學(xué)銅鋁復(fù)合母線技術(shù)研究報告）。
　　
　　這說明在這個溫度范圍內(nèi)使用，熱脹冷縮應(yīng)力破壞不了銅鋁界面結(jié)合。在電控、配電設(shè)備中，正常使用溫度不會超出１１０℃．在短路瞬間，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的短路電流在４ｓ之內(nèi)經(jīng)過試驗對銅鋁界面結(jié)合也沒有影響。

減小導(dǎo)電排兩支撐點之間的距離，增大導(dǎo)體截面，尤其是厚度，都可滿足動穩(wěn)定的要求。
　　
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至于熱穩(wěn)定只與導(dǎo)體截面有關(guān)，按經(jīng)濟(jì)電流密度選取截面Ｓ后，再校驗滿足熱穩(wěn)定的Z小截面都遠(yuǎn)小于Ｓ.
　　
　　在母線槽和低壓開關(guān)柜中，對不同額定電流規(guī)格的產(chǎn)品已做過３０kＡ、５０kＡ、６５kＡ、８０kＡ、１００kＡ短路試驗，動熱穩(wěn)定都能滿足要求。
　　
　　對于銅鋁復(fù)合導(dǎo)體，除了滿足溫升極限和動熱穩(wěn)定之外，還必須滿足使用要求和壽命要求，具體來說，在進(jìn)行沖孔、剪切、折彎時銅鋁不分層，在使用環(huán)境下熱脹冷縮應(yīng)力不會破壞銅鋁之間的結(jié)合，銅鋁界面不會產(chǎn)生電化腐蝕等。這些問題都與銅鋁之間界面結(jié)合強(qiáng)度有關(guān)，而界面結(jié)合強(qiáng)度與其制造工藝有直接關(guān)系，制造工藝方法不同，其界面結(jié)合強(qiáng)度不同。
　　
　　銅和鋁在固態(tài)下復(fù)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(jī)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(jié)合，再經(jīng)過熱處理擴(kuò)散，使點結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)槊娼Y(jié)合，但這種擴(kuò)散深度有限，復(fù)合層很薄，界面結(jié)合強(qiáng)度并不高。
　　
　　銅和鋁固液熔合，即把液態(tài)的鋁澆鑄在固態(tài)的銅管中，通過銅、鋁接觸面上銅的熔化和銅與鋁之間的擴(kuò)散實現(xiàn)復(fù)合，銅鋁界面形成一層較厚的復(fù)合層（約１０多微米），達(dá)到較高的界面結(jié)合強(qiáng)度。