Uniones el√©ctricas de cobre a aluminio: ¬Ņpor qu√© son importantes?

<p style=”text-align: justify; text-justify: inter-ideograph;”>Como ingeniero el√©ctrico, a menudo podemos enfrentarnos a situaciones en las que se requieren uniones el√©ctricas de cobre y aluminio. Tales juntas son necesarias en varios escenarios. Por ejemplo, en Switchyard el material de los autobuses es de aluminio mientras que el de P1 y P2 El conector de los TC es de cobre. Es posible que haya visto esto o pueda observarlo cuando tenga la oportunidad de visitarlo. Varias conexiones de este tipo tambi√©n est√°n presentes en los equipos de conmutaci√≥n de media tensi√≥n (6,6 kV). Dicha conexi√≥n de aluminio y cobre es muy importante y necesita un gran cuidado, de lo contrario, la uni√≥n puede da√Īarse debido al sobrecalentamiento y, finalmente, puede provocar da√Īos en el equipo.

Hay varios factores que deben conocerse antes de realizar un empalme/conexión eléctrica de Aluminio y Cobre. En este post, se discutirán algunos de ellos.

A diferencia de las juntas directas de aluminio con aluminio o de cobre con cobre, una junta/conexión directa de aluminio y cobre sufre corrosión. La corrosión de la junta se produce básicamente debido a Corrosión galvánica de Aluminio y Cobre y reacción con oxígeno atmosférico. El aluminio puede reaccionar con el oxígeno atmosférico para producir óxido de aluminio. La conductividad de este óxido de aluminio (producto de corrosión) es muy pobre en comparación con el aluminio o el cobre. Esto conduce a un mayor contacto resistencia.

Aumentado resistencia de contacto causa m√°s p√©rdida √≥hmica (I2R) y por lo tanto calentamiento de la junta. El sobrecalentamiento excesivo y prolongado definitivamente provocar√° da√Īos en el contacto y, por lo tanto, puede provocar una interrupci√≥n de la planta. Hay otro punto que debe ser considerado. Este es un coeficiente de expansi√≥n t√©rmica diferente del aluminio (69√ó10-6 m/mK) y el cobre (50√ó10-6 m/mK). Dado que el coeficiente de expansi√≥n de volumen del aluminio es mayor que el del cobre, la expansi√≥n del volumen del aluminio ser√° mayor que la del cobre. Nuevamente, durante el per√≠odo de enfriamiento (cuando la corriente de carga se reduce, el calentamiento en la junta ser√° menor), la contracci√≥n del aluminio ser√° mayor. Dicho calentamiento y enfriamiento peri√≥dicos de la junta dar√°n lugar al aflojamiento de la junta y al ajuste de las tuercas y pernos. Posteriormente a las uniones sueltas, se producir√°n chispas. Esta chispa puede propagarse y causar un incendio en el Switchgear.

De la discusi√≥n anterior, est√° claro que el cobre y el aluminio no deben conectarse directamente. Entonces, ¬Ņc√≥mo debemos hacer una conexi√≥n o uni√≥n de Aluminio y Cobre?

Se debe usar bimetálico de cobre y aluminio para hacer juntas o se deben usar orejetas bimetálicas para hacer conexiones de alambre de aluminio y cobre. La siguiente figura muestra un bimetálico típico de cobre y aluminio.

Cobre-aluminio-junta-bimet√°lica

Observa atentamente la figura de arriba. Tenga en cuenta que la superficie interior del bimet√°lico es de cobre, mientras que la superficie exterior es de aluminio. El bimet√°lico anterior se usa para conectar el Transformador de corriente Primario (conectores de cobre) al bus de aluminio. Al hacer la conexi√≥n, el lado de cobre del bimet√°lico se empareja con el lado de cobre del bimet√°lico y el lado de aluminio con la cara exterior del bimet√°lico. Por lo tanto, el metal similar hace contacto al demandar bimetal. Esto elimina la corrosi√≥n galv√°nica.¬ŅC√≥mo? Se le pide que lea Corrosi√≥n galv√°nica para entender c√≥mo el bimet√°lico elimina la Corrosi√≥n Galv√°nica. La misma filosof√≠a se aplica para todas las conexiones que utilizan bimet√°licos.

En algunas aplicaciones en las que se supone que la uni√≥n de cobre con aluminio no debe estar expuesta a las condiciones atmosf√©ricas, como en los equipos de conmutaci√≥n para interiores, los conductores individuales, es decir, el aluminio y el cobre, pueden esta√Īarse o recubrirse antes de realizar la uni√≥n. El esta√Īo es muy resistente a la corrosi√≥n con ox√≠geno atmosf√©rico. Por lo tanto, el esta√Īado evita la corrosi√≥n de la junta. Pero se debe realizar una prueba de calentamiento a plena carga para garantizar que la junta de contacto recubierta de esta√Īo no se sobrecaliente.

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