Enquanto elemento central do sistema de transmissão de energia, o processo de fabrico do barra condutora de cobre afeta diretamente a estabilidade da rede elétrica e a vida útil dos equipamentos. Neste artigo, a partir das três perspetivas da ciência dos materiais, da tecnologia de processamento e da inspeção de qualidade, o sistema integra a fabricação de barras condutoras de cobre com oito tecnologias-chave, combinadas com normas internacionais e dados de ponta do setor (tais como GB/T 5585.1-2005 e IEC 60287), revelando a lógica de fabrico de barramentos com elevada condutividade e resistência mecânica e, através de tabelas comparativas de desempenho e da análise de parâmetros de processo, fornece orientações práticas aos fabricantes de equipamentos elétricos.
As barras condutoras de cobre devem ser fabricadas com cobre eletrolítico ou cobre isento de oxigénio; a pureza deve ser ≥ 99,95%; o controlo do teor de prata no intervalo de 0,002% a 0,02% pode melhorar a resistência à fluência. Experiências demonstraram que, por cada redução de 0,1% na pureza do cobre, a condutividade diminuiu cerca de 1,2% IACS (International Annealed Copper Standard), enquanto a perda de resistência à tração atingiu os 5%.
Durante a fusão num forno IF, a superfície do cobre líquido deve ser coberta com uma camada de carvão vegetal com 135 mm de espessura, a fim de reduzir o teor de oxigénio para menos de ppm e evitar o aumento localizado da resistência causado por inclusões de óxido de cobre. A temperatura deve ser controlada com precisão entre 1145 e 1155 ℃ (), e o cobre líquido é conduzido através da estrutura submersa para reduzir os resíduos de bolhas.
Após a cristalização na máquina de fundição contínua, as barras de cobre são extrudidas continuamente a 490 °C, sendo que o calor de fricção substitui o aquecimento externo, o que permite uma poupança de energia de 30%. A contração da secção transversal do lingote de cobre extrudido é ≤3%, e a taxa de aproveitamento do material atinge 95%, o que é superior aos 85% do processo de forjamento tradicional.
| Tipo de processo | Taxa de conclusão | Consumo de energia (kWh/t) | Rugosidade da superfície (Ra/μm) |
|---|---|---|---|
| Extrusão contínua | 95% | 120 | 1.6 |
| Forja convencional | 85% | 180 | 3.2 |
Ao utilizar uma máquina de processamento de barras condutoras «três em um» (perfuração + dobragem + corte), o erro na distância entre os centros de perfuração deve ser ≤ 0,5 mm, e o raio de dobragem deve ser ≥ 2,5 vezes a largura da barra condutora. A rugosidade da superfície deve ser ≤ Ra 1,6, e a resistência à corrosão deve ser reforçada através de galvanização (10-20 μm) ou polimento químico.
As barras condutoras de cobre devem ser moldadas por dobragem a frio; é estritamente proibido que a temperatura de aquecimento exceda os 250 ℃ (). A curvatura na dobragem vertical e na dobragem plana deve ser ≤ 2 mm/m e 3 mm/m, respetivamente; após a dobragem, é necessário submetê-las a recozimento, com redução da tensão residual de 60% ().
A força de aperto dos parafusos deve estar em conformidade com as normas da Tabela 9 (o binário recomendado para parafusos M12 é de 45-50 N·m). A resistência de contacto pode ser reduzida para 0,15 μΩ·m² após um tratamento de gravação na superfície de contacto, o que é 40% inferior ao valor da superfície não tratada ().
Utiliza-se tubagem termorretrátil de poliolefina reticulada por radiação (resistente a temperaturas até 125 °C) com uma espessura ≥ 1,2 mm e uma taxa de retração ≥ 50%. Testes comparativos demonstram que a tensão de ruptura dos tubos termorretráteis de camada dupla atinge os 35 kV/mm, o que é 80% superior à dos de camada única.
Barra condutora de cobre A produção é uma fusão entre a ciência dos materiais e a maquinagem de precisão, o que exige o estabelecimento de processos normalizados no controlo da pureza, no processo de moldagem e na tecnologia de ligação. Através da introdução de equipamento automatizado (e de sistemas de monitorização em tempo real), a taxa de qualificação do produto pode ser significativamente melhorada. No futuro, com a aplicação de compósitos de cobre-prata, prevê-se que a capacidade de condução de corrente das barras condutoras de cobre ultrapasse os 6 000 A/cm², promovendo a modernização da rede inteligente.
