Als belangrijkste onderdeel van het stroomtransmissiesysteem is het productieproces van de koperen stroomrail heeft een directe invloed op de stabiliteit van het elektriciteitsnet en de levensduur van de apparatuur. In dit artikel wordt vanuit drie invalshoeken – materiaalkunde, verwerkingstechnologie en kwaliteitscontrole – de productie van koperen stroomrails gekoppeld aan acht sleuteltechnologieën, in combinatie met internationale normen en de meest recente gegevens uit de sector (zoals GB/T 5585.1-2005 en IEC 60287), en onthult de logica achter de productie van stroomrails met hoge geleidbaarheid en hoge mechanische sterkte. Door middel van vergelijkende prestatietabellen en analyses van procesparameters biedt het praktische richtlijnen voor fabrikanten van elektriciteitsapparatuur.
Voor koperen stroomrails moet elektrolytisch koper of zuurstofvrij koper worden gebruikt; de zuiverheid moet ≥ 99,95% zijn; door het zilvergehalte te regelen binnen het bereik van 0,002% tot 0,02% kan de kruipweerstand worden verbeterd. Experimenten hebben aangetoond dat voor elke afname van de koperzuiverheid met 0,1% de geleidbaarheid met ongeveer 1,2% IACS (International Annealed Copper Standard) afnam, terwijl het verlies aan treksterkte opliep tot 5%.
Bij het smelten in een IF-oven moet het oppervlak van het vloeibare koper worden bedekt met een houtskoollaag van 135 mm dik om het zuurstofgehalte tot minder dan ppm te verlagen en om een plaatselijke toename van de weerstand als gevolg van koperoxide-insluitsels te voorkomen. De temperatuur moet nauwkeurig worden geregeld op 1145-1155 ℃ (), en het gesmolten koper wordt door de ondergedompelde structuur geleid om de hoeveelheid luchtbellen te verminderen.
Na de kristallisatie in de continugietmachine worden de koperstaven continu geëxtrudeerd bij 490 °C, waarbij wrijvingswarmte de plaats inneemt van externe verwarming, wat een energiebesparing van 30% oplevert. De dwarsdoorsnedekrimp van de geëxtrudeerde koperen staaf bedraagt ≤3% en de materiaalbenuttingsgraad bereikt 95%, wat beter is dan de 85% bij het traditionele smeedproces.
| Processoort | Voltooiingspercentage | Energieverbruik (kWh/t) | Oppervlakteruwheid (Ra/μm) |
|---|---|---|---|
| Continu-extrusie | 95% | 120 | 1.6 |
| Conventioneel smeden | 85% | 180 | 3.2 |
Bij gebruik van een drie-in-één-machine voor de bewerking van stroomrails (ponsen + buigen + snijden) mag de afwijking van de hartafstand bij het ponsen ≤ 0,5 mm bedragen en moet de buigradius ≥ 2,5 keer de breedte van de stroomrail zijn. De oppervlakteruwheid moet ≤ Ra 1,6 zijn en de corrosiebestendigheid moet worden verbeterd door middel van verzinking (10–20 μm) of chemisch polijsten.
Koperen stroomrails moeten door middel van koudbuigen worden gevormd; de verwarmingstemperatuur mag in geen geval hoger zijn dan 250 ℃ (). De kromming bij verticaal buigen en vlak buigen moet respectievelijk ≤ 2 mm/m en 3 mm/m bedragen; na het buigen moet het materiaal worden gegloeid, met een vermindering van de restspanning van 60% ().
De aandraaikracht van de bouten moet voldoen aan de normen van tabel 9 (aanbevolen aandraaimoment voor M12-bouten: 45-50 N·m). De contactweerstand kan na een reliëfbehandeling van het contactoppervlak worden teruggebracht tot 0,15 μΩ·m², wat 40% minder is dan bij het onbehandelde oppervlak ().
Er wordt gebruikgemaakt van door straling verknoopte, warmtekrimpbare polyolefine-buis (temperatuurbestendig tot 125 °C) met een dikte van ≥1,2 mm en een krimpgraad van ≥50%. Uit vergelijkende tests blijkt dat de doorslagspanning van dubbelwandige krimpkousen 35 kV/mm bedraagt, wat 80% hoger is dan bij enkelwandige krimpkousen.
Koperen stroomrail De productie is een combinatie van materiaalkunde en precisiebewerking, wat de invoering van gestandaardiseerde processen vereist op het gebied van zuiverheidscontrole, gietprocessen en verbindingstechniek. Door de invoering van geautomatiseerde apparatuur (en realtime monitoringsystemen) kan het percentage goedgekeurde producten aanzienlijk worden verbeterd. In de toekomst zal, dankzij de toepassing van koper-zilvercomposieten, de stroomvoerende capaciteit van koperen stroomrails naar verwachting meer dan 6.000 A/cm² bedragen, wat de verdere ontwikkeling van het slimme elektriciteitsnet zal bevorderen.
