Bakır baralardaki kalay kaplamanın işlevi nedir?

Kalay-kaplı bir bakır baranın en temel özelliklerinden biri, çalışma sırasında izin verilen maksimum sıcaklık artışını artırarak baranın akım-taşıma kapasitesini artırma yeteneğidir; bu, çıplak bakır baralara göre temel avantajını oluşturur. GB/T 14048.1-2023, Düşük-voltaj anahtarlama donanımı ve kontrol donanımı - Bölüm 1: Genel kurallar hükümlerine göre, çıplak bakır bağlantılar için izin verilen maksimum sıcaklık artışı 60 K'dir, oysa kalay kaplı bakır baralar için bu sınır 65 K'ye ulaşabilir. Sıcaklık artış tavanının bu yükselmesi, onun üstün akım taşıma kapasitesini doğrudan belirler.

Ortalama ortam hava sıcaklığının 35 derece olduğunu ve şalt cihazı çevresinde beklenen maksimum sıcaklığın 40 derece olduğunu öngören endüstri standardı gereksinimlerine göre-çıplak bakır baralar için maksimum çalışma sıcaklığının 100 derece olduğu, kalay kaplı bakır baralar için ise bu sıcaklığın 105 dereceye ulaşabileceği hesaplanabilir. Bir şalt panosu içinde aynı izin verilen maksimum sıcaklık koşulları altında, kalay kaplı bakır baranın nominal akımı, çıplak bakır baranın nominal akımından önemli ölçüde daha yüksektir; yüksek-voltaj ve yüksek{10}}akım ortamlarında yaygın olarak uygulanmasının temel nedeni budur.

Kalaylı bakır baraların bir diğer önemli özelliği, bara bağlantı noktalarındaki kontak direncini etkili bir şekilde azaltma ve böylece bağlantı arayüzündeki sıcaklık artışını en aza indirme yetenekleridir. Akım bir baradan aktığında, bağlantı noktalarında temas direncinin varlığı ek ısı üretir; ancak kalaylı bakır baralar üzerindeki kalay kaplama elektriksel kontak performansını optimize eder. Daha kararlı bir elektrik kontak malzemesi sağlayarak (daha tutarlı bir K-değeriyle karakterize edilir), bağlantı noktalarındaki sıcaklık artışını etkili bir şekilde kontrol ederek aşırı ısı birikiminden kaynaklanabilecek ekipman hasarını önler.

Örnek olarak düşük-gerilim şalt dolabındaki 60 mm × 10 mm düz bakır barayı ele alalım: baranın sıcaklık artışı 29 K, ortam sıcaklığı 40 derece, baralar arasındaki cıvata basıncı 70 N ve akım 1000 A olduğunda, bağlantı noktasındaki sıcaklık artışı baranınkinden yalnızca 2,98 K daha yüksektir. Bu, kalay kaplamanın temasla ilgili sıcaklık artışını etkili bir şekilde kontrol ettiğini-, böylece düz bakır baralara kalay kaplama uygulamasının temel önemini oluşturan elektrik devresinin-kararlı çalışmasını sağladığını gösterir.

Bağlantı arayüzlerinde bakırın oksidasyonunun önlenmesi, kalaylı bakır baraların temel avantajlarından biridir ve hem hizmet ömrünü hem de genel güvenilirliği önemli ölçüde artırır. Çıplak bakır baraların üst üste binen yüzeyleri neme maruz kaldığında oksidasyona yatkındır, bu da temas direncinin artmasına ve sıcaklıkların artmasına neden olur. Ancak kalay kaplama katmanı, bakır alt tabakayı nemden yalıtarak etkili koruma sağlar ve böylece oksidasyonu önler-bu, kalaylı bakır baraların temel değerini oluşturur.