8 étapes pour fabriquer une barre omnibus en cuivre

En tant qu'élément central du système de transmission d'énergie, le processus de fabrication du barre omnibus en cuivre Cela a une incidence directe sur la stabilité du réseau électrique et la durée de vie des équipements. Dans cet article, en s’appuyant sur trois axes – la science des matériaux, les technologies de fabrication et le contrôle qualité –, le système intègre huit technologies clés à la fabrication des barres omnibus en cuivre, en s’appuyant sur les normes internationales et les données de pointe du secteur (telles que les normes GB/T 5585.1-2005 et IEC 60287), dévoile la logique de fabrication de barres omnibus à haute conductivité et haute résistance mécanique, et, grâce à des tableaux comparatifs de performances et à l’analyse des paramètres de processus, fournit des conseils pratiques aux fabricants d’équipements électriques.

Étape 1. Choix des matériaux

La pureté du cuivre détermine sa conductivité électrique et sa résistance mécanique

Les barres omnibus en cuivre doivent être fabriquées à partir de cuivre électrolytique ou de cuivre sans oxygène ; leur pureté doit être ≥ 99,95% ; le contrôle de la teneur en argent dans une fourchette comprise entre 0,002% et 0,02% permet d'améliorer la résistance au fluage. Des expériences ont montré que pour chaque baisse de 0,11 TP3T de la pureté du cuivre, la conductivité diminuait d’environ 1,21 TP3T IACS (International Annealed Copper Standard), tandis que la perte de résistance à la traction pouvait atteindre 51 TP3T.

Étape 2. Processus de fusion

Méthode de revêtement au charbon de bois pour une désoxydation efficace

Lors de la fusion dans un four IF, la surface du cuivre en fusion doit être recouverte d'une couche de charbon de bois de 135 mm d'épaisseur afin de réduire la teneur en oxygène à moins de ppm et d'éviter une augmentation localisée de la résistance due à des inclusions d'oxyde de cuivre. La température doit être contrôlée avec précision entre 1 145 et 1 155 °C (), et le cuivre en fusion est acheminé à travers la structure immergée afin de réduire les résidus de bulles.

Étape 3. Processus de moulage

Technologie d'extrusion en continu visant à améliorer la vitesse de formation

Après cristallisation dans la machine de coulée continue, les barres de cuivre sont extrudées en continu à 490 °C, la chaleur de frottement remplaçant le chauffage externe, ce qui permet une économie d'énergie de 30%. Le rétrécissement de la section transversale de la billette de cuivre extrudée est ≤ 3%, et le taux d'utilisation du matériau atteint 95%, ce qui est supérieur aux 85% obtenus avec le procédé de forgeage traditionnel.

Type de processus	Taux de réussite	Consommation d'énergie (kWh/t)	Rugosité de surface (Ra/μm)
Extrusion en continu	95%	120	1.6
Forgeage conventionnel	85%	180	3.2

Étape 4. Usinage de précision

L'usinage CNC garantit une précision de ±0,5 mm

Lors de l'utilisation d'une machine de traitement de barres omnibus « trois-en-un » (poinçonnage + cintrage + découpe), l'erreur d'entraxe de poinçonnage doit être ≤ 0,5 mm et le rayon de cintrage doit être ≥ 2,5 fois la largeur de la barre omnibus. La rugosité de surface doit être ≤ Ra 1,6, et la résistance à la corrosion doit être renforcée par galvanisation (10 à 20 μm) ou par polissage chimique.

Étape 5. Processus de pliage

Procédé de cintrage à froid permettant d'éviter l'endommagement de la structure cristalline

Les barres omnibus en cuivre doivent être formées par cintrage à froid ; il est strictement interdit que la température de chauffage dépasse 250 °C (). La courbure lors du cintrage vertical et du cintrage à plat doit être respectivement inférieure ou égale à 2 mm/m et 3 mm/m ; après le cintrage, un recuit doit être effectué afin de réduire les contraintes résiduelles du 60% ().

Étape 6. Technologie de connexion

 Clé dynamométrique pour garantir la fiabilité du contact

Le couple de serrage des boulons doit être conforme aux normes indiquées dans le tableau 9 (couple de serrage recommandé pour les boulons M12 : 45 à 50 N·m). La résistance de contact peut être réduite à 0,15 μΩ·m² après un traitement de gaufrage de la surface de contact, ce qui est inférieur de 40% à la valeur obtenue sur une surface non traitée ().

Étape 7. Traitement isolant

Les gaines thermorétractables à double couche améliorent le niveau d'isolation

On utilise une gaine thermorétractable en polyoléfine réticulée par irradiation (résistante à des températures allant jusqu'à 125 °C), d'une épaisseur ≥ 1,2 mm et présentant un taux de rétraction ≥ 50%. Des essais comparatifs montrent que la tension de claquage des gaines thermorétractables à double couche atteint 35 kV/mm, soit une valeur supérieure de 80% à celle des gaines à simple couche.

Étape 8. Contrôle qualité

Système de contrôle en quatre dimensions visant à garantir l'uniformité des produits

• Propriétés électriques : conductivité ≥ 100,31 TP3T IACS (), résistance d'isolement ≥ 1 000 Ω/V ()
• Propriétés mécaniques : dureté ≥ 85 HB, nombre de cycles de flexion ≥ 120 ()
• Contrôle dimensionnel : précision du scanner laser tridimensionnel ± 0,05 mm
• Analyse métallographique : classe de taille de grain ≥ 6 (ASTM E112)

Conclusion

Barre omnibus en cuivre La fabrication est une alliance entre la science des matériaux et l'usinage de précision, qui nécessite la mise en place de processus normalisés en matière de contrôle de la pureté, de procédés de moulage et de technologies d'assemblage. Grâce à l'introduction d'équipements automatisés (et de systèmes de surveillance en temps réel), le taux de conformité des produits peut être considérablement amélioré. À l’avenir, grâce à l’utilisation de composites cuivre-argent, la capacité de transport de courant des barres omnibus en cuivre devrait dépasser 6 000 A/cm², ce qui favorisera la modernisation du réseau intelligent.