<p style=”text-align: justify; text-justify: inter-ideograph;”>Como ingeniero eléctrico, a menudo podemos enfrentarnos a situaciones en las que se requieren uniones eléctricas 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 también están presentes en los equipos de conmutación de media tensión (6,6 kV). Dicha conexión de aluminio y cobre es muy importante y necesita un gran cuidado, de lo contrario, la unión puede dañarse debido al sobrecalentamiento y, finalmente, puede provocar daños 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 más pérdida óhmica (I2R) y por lo tanto calentamiento de la junta. El sobrecalentamiento excesivo y prolongado definitivamente provocará daños en el contacto y, por lo tanto, puede provocar una interrupción de la planta. Hay otro punto que debe ser considerado. Este es un coeficiente de expansión térmica diferente del aluminio (69×10-6 m/mK) y el cobre (50×10-6 m/mK). Dado que el coeficiente de expansión de volumen del aluminio es mayor que el del cobre, la expansión del volumen del aluminio será mayor que la del cobre. Nuevamente, durante el período de enfriamiento (cuando la corriente de carga se reduce, el calentamiento en la junta será menor), la contracción del aluminio será mayor. Dicho calentamiento y enfriamiento periódicos de la junta darán lugar al aflojamiento de la junta y al ajuste de las tuercas y pernos. Posteriormente a las uniones sueltas, se producirán chispas. Esta chispa puede propagarse y causar un incendio en el Switchgear.
De la discusión anterior, está claro que el cobre y el aluminio no deben conectarse directamente. Entonces, ¿cómo debemos hacer una conexión o unión 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.
Observa atentamente la figura de arriba. Tenga en cuenta que la superficie interior del bimetálico es de cobre, mientras que la superficie exterior es de aluminio. El bimetálico anterior se usa para conectar el Transformador de corriente Primario (conectores de cobre) al bus de aluminio. Al hacer la conexión, el lado de cobre del bimetálico se empareja con el lado de cobre del bimetálico y el lado de aluminio con la cara exterior del bimetálico. Por lo tanto, el metal similar hace contacto al demandar bimetal. Esto elimina la corrosión galvánica.¿Cómo? Se le pide que lea Corrosión galvánica para entender cómo el bimetálico elimina la Corrosión Galvánica. La misma filosofía se aplica para todas las conexiones que utilizan bimetálicos.
En algunas aplicaciones en las que se supone que la unión de cobre con aluminio no debe estar expuesta a las condiciones atmosféricas, como en los equipos de conmutación para interiores, los conductores individuales, es decir, el aluminio y el cobre, pueden estañarse o recubrirse antes de realizar la unión. El estaño es muy resistente a la corrosión con oxígeno atmosférico. Por lo tanto, el estañado evita la corrosión de la junta. Pero se debe realizar una prueba de calentamiento a plena carga para garantizar que la junta de contacto recubierta de estaño no se sobrecaliente.
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