Une analyse complète des caractéristiques techniques et des avantages en termes de performances des barres omnibus électriques en aluminium

Dans les domaines de la transmission et de la distribution d'énergie, la sélection des matériaux conducteurs affecte directement l'efficacité énergétique, le coût et la fiabilité du système. La barre omnibus en aluminium, en tant que matériau conducteur de haute technologie et économe en énergie, combine l'excellente conductivité du cuivre avec la faible densité de l'aluminium, ce qui en fait un matériau conducteur de troisième génération après le cuivre et l'aluminium. jeu de barres en aluminium recouvert de cuivre-ou jeu de barres en aluminium recouvert de cuivre-. L'application de ce matériau remonte aux années 1960, lorsque certains pays européens et américains ont commencé à rechercher et à appliquer des matériaux en aluminium recouverts de cuivre- et ont établi des normes de conducteurs pour son application. Il est désormais entré dans une phase d’utilisation pratique généralisée. Cet article présentera systématiquement les six principaux avantages de la barre omnibus en aluminium 6101 et sa valeur d'application en génie électrique.

Le premier avantage significatif des barres omnibus en aluminium réside dans leur excellente conductivité électrique. Lorsque le rapport volumique du cuivre-sur-aluminium est de 15 % ou 20 %, les barres omnibus en aluminium peuvent atteindre 85 % de la capacité de transport de courant alternatif-du cuivre pur. Cette conductivité leur permet de répondre aux besoins de la plupart des applications de distribution d'énergie et de connexion électrique tout en réduisant considérablement la consommation de cuivre pur. Dans les systèmes de transmission CA, en raison de l'effet de peau, le courant circule principalement à la surface du conducteur. Les barres omnibus en aluminium utilisent cette propriété physique, plaçant une couche de cuivre hautement conductrice sur la couche externe du matériau, permettant au courant de circuler principalement à travers la couche de cuivre, tandis que le noyau en aluminium fournit un support mécanique et des fonctions conductrices secondaires. Cette conception structurelle permet une réduction significative des coûts des matériaux tout en conservant une conductivité élevée.

Pour les mêmes exigences en matière de capacité de transport de courant, les barres omnibus plates en aluminium nécessitent une section transversale légèrement plus grande que les barres omnibus en cuivre pur, mais en raison de leur poids plus léger, le coût global reste considérablement avantageux. Pour les fabricants, les barres omnibus plates en aluminium offrent une option de produit qui offre un bon équilibre entre conductivité et coût des matériaux, ce qui les rend particulièrement adaptées aux systèmes de transmission d'énergie longue-à haute-courant et à grande-distribution d'énergie à grande échelle. Même si les barres omnibus en aluminium 6061 présentent également une excellente conductivité électrique, les barres omnibus plates en aluminium présentent toujours des avantages irremplaçables dans des applications spécifiques nécessitant une conductivité et une résistance à la corrosion plus élevées.

Le deuxième avantage majeur des jeux de barres plats en aluminium pour appareillage de commutation est leur poids considérablement réduit. Leur densité n'est que de 37 à 40 % de celle des jeux de barres en cuivre pur, et leur longueur (volume) pour un même poids est de 2 à 2,5 fois celle des jeux de barres en cuivre pur. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les applications nécessitant un poids structurel réduit, telles que les appareils mobiles, l'aérospatiale et les véhicules électriques. La longueur plus longue par unité de poids signifie qu'une longueur de conducteur plus longue peut être obtenue pour le même poids, réduisant ainsi les coûts de transport et les difficultés d'installation.

Troisièmement, les barres omnibus en aluminium pour les connexions de cellules possèdent d'excellentes propriétés mécaniques, notamment la résistance à la traction, la flexibilité et l'allongement. Grâce à un processus de traitement thermique spécial, les barres omnibus plates en aluminium pour appareillage de commutation présentent un certain degré de plasticité, facilitant les opérations de poinçonnage, de cisaillement et de pliage sans fissuration ni séparation pendant le traitement. Les joints flexibles de barres omnibus électriques en aluminium sont utilisés dans les équipements électriques pour absorber les déplacements et les vibrations par dilatation thermique ; la flexibilité des jeux de barres en aluminium pour les connexions de cellules en fait un matériau idéal pour fabriquer des connexions flexibles. Dans les connexions de modules de batterie, la nature légère et facilement formable des barres omnibus en aluminium pour la connexion de cellules permet des connexions électriques fiables entre les bornes de la batterie.

Quatrièmement, les barres de distribution d'énergie en aluminium établissent une liaison solide entre le cuivre et l'aluminium. À différentes températures ambiantes, une liaison atomique se produit entre les deux métaux différents, ce qui entraîne une répartition uniforme des couches de cuivre, exempte de défauts physiques (tels que pores, délaminage ou pelage). Cette liaison métallurgique est réalisée grâce à un procédé spécial de laminage ou d'extrusion de composite, assurant une couche de diffusion continue à l'interface entre les deux métaux. Cela empêche le pelage ou le glissement entre la couche de cuivre et le noyau en aluminium pendant le cycle thermique en raison des différences de coefficients de dilatation thermique.

Cinquièmement, les barres de distribution d'énergie en aluminium présentent une bonne ductilité et fiabilité. Pour améliorer la résistance à la corrosion, un placage d’étain ou de zinc peut être appliqué sur la surface du cuivre. L'étamage empêche efficacement l'oxydation et la sulfuration de la surface du cuivre, garantissant ainsi une stabilité à long terme de la résistance de contact, ce qui le rend particulièrement adapté aux pièces de connexion nécessitant une fiabilité de contact élevée. Les applications des barres de distribution d'énergie en aluminium dans les armoires de distribution et les appareillages de commutation nécessitent des surfaces conductrices présentant une excellente résistance à la corrosion et une stabilité à long-terme. Après avoir été étamé, la qualité de surface et la durée de vie du jeu de barres électrique en aluminium sont considérablement améliorées.