Applications techniques et tendance de développement des barres omnibus en aluminium dans les systèmes de distribution basse-tension

Dans les systèmes de distribution basse-tension, les jeux de barres servent de conducteurs clés pour la transmission du courant. Leur structure et leurs propriétés matérielles ont un impact direct sur l’efficacité électrique et la fiabilité du système. Au cours des cinquante dernières années, la conception des jeux de barres est progressivement passée des jeux de barres en cuivre traditionnels aux jeux de barres en aluminium hautes-performances, en particulier dans les systèmes de jeux de barres en alliage d'aluminium 6101 et 6061. Cet équilibre entre performances et rentabilité-est devenu une tendance clé dans la fabrication d'équipements électriques.

 

 

 

Dans les années 1970, les jeux de barres de distribution étaient pour la plupart des barres plates en cuivre, installées manuellement dans des panneaux de distribution basse -tension (BT). Dans les années 1980, des conceptions de jeux de barres avec des trous de montage sont apparues, mais l'alignement des trous et l'assemblage manuel prenaient du temps-. Dans les années 1990, les barres omnibus en aluminium extrudé ont gagné en popularité. Leur légèreté, leur assemblage facile et leur structure optimisée ont considérablement réduit les coûts de production et d'installation.

 

Avec le développement de la fabrication intelligente dans les années 2000, la technologie de fabrication des jeux de barres a encore évolué. Les fabricants de jeux de barres en aluminium ont commencé à utiliser des alliages d'aluminium hautement conducteurs tels que les jeux de barres en aluminium 6101 et les jeux de barres en aluminium 6101 T61 pour produire des jeux de barres profilés avec différents courants nominaux (tels que 630A, 800A et 1000A). Aujourd'hui, les alliages d'aluminium sont largement utilisés dans les jeux de barres horizontaux et verticaux, couvrant une gamme plus large de courants nominaux pour répondre aux besoins des applications industrielles et des nouvelles énergies.

 

 

L’essor des barres omnibus en aluminium est principalement dû aux progrès des matériaux et des processus. Par rapport au cuivre, l'aluminium a une densité seulement-un tiers de celle du cuivre, ce qui offre des avantages significatifs en matière de légèreté et facilite l'installation du système. De plus, l'excellente recyclabilité de l'aluminium et son prix stable sur le marché peuvent permettre de réaliser des économies allant jusqu'à 30 à 35 %, conformément aux principes de fabrication durable.

 

Face à la demande croissante de personnalisation, les barres omnibus en aluminium personnalisées sont devenues une tendance. Grâce à l'extrusion CNC et à l'estampage de précision, les ingénieurs peuvent concevoir des profils de barres omnibus avec des sections transversales, des longueurs et des rayons de courbure variables pour s'adapter à la disposition interne d'une variété d'équipements électriques complexes.

 

 

 

Les conceptions modernes de connecteurs d’alimentation électrique pour jeux de barres en aluminium utilisent généralement des structures creuses ou extrudées. Par rapport aux sections transversales rectangulaires traditionnelles-, ces structures offrent une plus grande surface et une efficacité d'échange thermique plus élevée. Cela améliore considérablement la dissipation thermique, permettant au jeu de barres de maintenir un fonctionnement stable sous des charges élevées.

 

Pour améliorer encore la dissipation thermique, des extensions de jeu de barres ou l'ajout d'ailettes de dissipation thermique peuvent améliorer la convection naturelle et le flux d'air, obtenant ainsi une dissipation thermique efficace. Des études expérimentales ont montré que les barres omnibus en aluminium 6101 T61 et les barres omnibus en aluminium 6061 maintiennent d'excellentes performances à des températures ambiantes supérieures à 35 degrés et avec des augmentations de température jusqu'à 60 degrés, démontrant une excellente stabilité thermique et une faible résistance.

 

 

 

Bien que la conductivité de l'aluminium soit d'environ 65 % de celle du cuivre, il présente un avantage en termes de conductivité électrique par unité de poids. Calculée en masse, la conductivité de l'aluminium est environ 50 % supérieure à celle du cuivre. Cela signifie que pour la même capacité de transport de courant-, une barre omnibus en aluminium peut avoir une section transversale légèrement plus grande-mais réduire considérablement son poids total, contribuant ainsi à un équipement plus léger et à une efficacité de transport améliorée.

 

De plus, les alliages d'aluminium modernes à haute résistance, tels que les barres omnibus en aluminium 6101 et les barres omnibus en aluminium 6061, offrent d'excellentes propriétés de résistance mécanique et de traction. Les barres omnibus en aluminium de haute -qualité peuvent résister à des courants de surtension jusqu'à 4 000 A et ont une résistance à la traction de 530 N/mm², résistant suffisamment aux contraintes mécaniques causées par la dilatation et la contraction thermiques, garantissant ainsi la stabilité structurelle.

 

 

L'aluminium forme facilement une couche d'oxyde dense. Bien que cette couche protectrice naturelle offre une résistance à la corrosion, elle compromet également la conductivité électrique. Pour résoudre ce problème, les barres omnibus en aluminium étamé ou le placage argenté sont largement utilisés. L'étamage empêche non seulement l'oxydation, mais améliore également la conductivité électrique et la résistance à la corrosion au niveau de la surface de contact. C’est le traitement le plus couramment utilisé pour les connexions flexibles en aluminium.

 

Dans certaines applications, des connexions de jeux de barres flexibles en aluminium sont également utilisées. Ces structures, dotées de conducteurs tressés multi-couches, atteignent une flexibilité élevée et une faible impédance, ce qui les rend adaptées à une utilisation dans les nouveaux systèmes de stockage d'énergie, les armoires électriques et le transport ferroviaire.

 

 

 

Face au développement rapide de l’électrification et des nouvelles technologies énergétiques, les barres omnibus en aluminium remplacent progressivement les barres omnibus traditionnelles en cuivre et deviennent le choix courant pour les systèmes de distribution d’énergie intelligents. À mesure que les fabricants de jeux de barres en aluminium continuent d'optimiser leurs processus, l'application des jeux de barres en aluminium 6101 T61 et des jeux de barres en aluminium 6061 va encore se développer, englobant une variété d'applications, notamment les transformateurs de puissance, les stations de recharge, les onduleurs photovoltaïques et les systèmes de stockage d'énergie.

 

À l'avenir, les barres omnibus en aluminium, combinées à des technologies avancées de soudage et d'usinage, seront intégrées à un assemblage automatisé, à des systèmes de barres omnibus modulaires ainsi qu'à un contrôle et une surveillance intelligents de la température pour obtenir une transmission de puissance plus efficace et plus sûre.