Soluţii constructive de realizare a căilor de curent din bare dreptunghiulare de aluminium cu contacte

de cupru

-creşterea consumului de cupru la nivel mondial şi diminuarea resurselor, unul dintre obiectivele prioritare in industria electrotehnica este inlocuirea acestor materiale deficitare cu altele echivalente din punct de vedere electric, fara a diminua caracteristicile tehnice ale echipamentelor in componenta carora se regasesc.

-pentru un anumit segment de productie, din domeniul echipamentelor elelctrotehnice aluminiul, poate fi o alternativa viabila din punct de vedere al eficientei energetice, caracteristicile mecanice si electrice ale acestuia raspunzand in mare masura cerintelor pentru care au fost proiectate diverse componente din cadrul aparatajulu electric.

-se propune adoptarea unor noi solutii constructive de contacte, in celulele de medie tensiune, precum si inlocuirea barelor de cupru cu bare dreptunghiulare de aluminiu, in vederea obtinerii unor conexiuni cel putin la fel de performante din punct de vedere electric cu cele realizate bare din cupru, dar cu costuri mai reduse.

Fig.1. Model constructiv pentru barele de aluminiu cu contacte de Cu.

Fig.2. Sectiunea contactului si dimensiunile acestuia, 1-bara Al, 2-contact Cu, Db-dimensiunea bucsei, l- laţimea barei de Al, h înălţimea barei de Al, Lc-lungimea contactului

Modelul matematic

ρe-rezistivitatea echivalentăγe- densitatea de masă echivalentă,αe -coeficientul echivalent de variaţie a rezistivităţii cu temperatura, ce -căldura specifică echivalentă, S1-secţiune bara de aluminiu, S2-secţiune pastilă cupru, T0-temperatura mediului ambiant.

2

21

201

SSc

ITT

t

T

ee

ee

-pierderile prin efect electrocaloric disipate WIRP 2

unde: -Rθ -rezistenţa ohmică la temperatura θ ; -ka -coeficient corespunzator efectului pelicular; -kp -coeficient corespunzator efectului de proximitate; -ρθ-rezistivitatea la temperatura θ ; -l -lungimea geometrică ; -s- secţiunea transversală a modelului analizat

s

lkkR pa

-cantitatea de căldură disipată

unde:R rezistenţa ohmică la temperatura corespunzătoare regimului termic de lungă durată

JtRIW 2

Modelul termic

-în regim nestaţionar:

0

Sy

T

yx

T

x

-în regim staţionar:

Sy

T

yx

T

xt

Tcp

λ-conductivitatea termică,ρ-densitatea materialului, cp -căldura specifică la presiune constantăS - termen sursă de căldură.

Modelul geometric şi condiţiile pe frontieră

Fig 3. Domeniul de analiza si conditiile pe frontiera pentru :a-modelul AC Conduction, b-modelul termic

Fig.4. Rezultatele încercării barei de aluminiu cu dimensiunile suprafeţei de contact de 50x10 mm, la un curent de 31.5 kA

Fig.5. Rezultatele încercării barei de aluminiu cu dimensiunile suprafeţei de contact de 80x10 mm, la un curent de 50 kA.

Tabel 2 .Date obţinute prin modelare cu programul quikfield

Tabel 3. Date obţinute în urma măsuratorilor

CONCLUZIIProgramul QuickField folosit pentru analiza distribuţiei câmpului termic în

zona de contact electric, coraborat cu încercarile executate pe noile variante constructive de bare dreptunghiulare din aluminiu cu contacte electrice din cupru, au scos în evidenţă prin tehnologia de presare la rece a pastilelor zimtate de cupru, un contact aluminiu-cupru care corespunde standardelor impuse aparatajului electric.

Noua tehnologie de utilizare a barelor de aluminiu cu contacte din cupru devine o alternativă viabilă pe piaţa aparatalului electric, fiind posibilă prin obţinerea unui contact electric performant din punct de vedere electric, cu aceleaşi caracteristici tehnice dar cu costuri mult mai reduse.

Vã mulţumim!