Como prevenir a oxidação em conexões de barramentos de alumínio？

Por que as juntas do barramento de alumínio oxidam mais rápido que o corpo do condutor

O alumínio reage com o oxigênio quase instantaneamente quando uma superfície nova é exposta, formando uma fina película de óxido de alumínio. No condutou umberto, esta película é na verdade protetora, mas em uma junta aparafusada ou fixada torna-se um problema porque o óxido de alumínio é um isolante elétrico, não um condutor. Deixado no lugar, este filme aumenta a resistência de contato na junta, e a resistência se transforma diretamente em calor sob carga. Um barramento de alta corrente Uma conexão que transporta vários milhares de amperes pode apresentar um aumento localizado de temperatura de 20 a 40 graus Celsius acima do condutor circundante, simplesmente porque uma fina camada de óxido nunca foi removida antes da montagem.

A umidade, os poluentes industriais e o ar salgado costeiro aceleram ainda mais esse processo. Num ambiente industrial padrão, uma junta de alumínio não tratada pode apresentar um crescimento mensurável de óxido dentro de 90 dias; em regiões costeiras ou de alta umidade, essa janela diminui para questão de semanas. É por isso que todo respeitável barramento de distribuição de energia O procedimento de instalação trata a preparação da junta como uma etapa distinta, separada do simples aperto dos parafusos.

Seis etapas práticas para prevenir a oxidação na junta

A sequência a seguir reflete a prática padrão usada em instalações de barramentos industriais e de subestações e se aplica tanto a novas construções quanto a trabalhos de modernização em um sistema existente. sistema de barramento elétrico .

1. Lixe mecanicamente a superfície de contato. Use uma escova de aço inoxidável ou uma esponja abrasiva fina para remover a camada de óxido visível até o metal brilhante. Nunca use uma escova que já tenha tocado cobre, pois partículas de cobre incrustadas criam corrosão galvânica no alumínio.
2. Aplique o composto para juntas em minutos. Um composto de junta inibidor de óxido (normalmente uma graxa com partículas de zinco ou alumínio) deve ser aplicado imediatamente após a abrasão, antes que um novo filme de óxido possa se formar. O composto desloca o ar e a umidade das irregularidades microscópicas da superfície.
3. Abra novamente o composto. Passar a escova de aço pelo composto aplicado quebra qualquer óxido que se formou segundos após a limpeza, incorporando novos pontos de contato condutores.
4. Selecione o material correto do conector. As juntas de alumínio com alumínio devem usar ferragens de alumínio ou liga de alumínio; transições de alumínio para cobre exigem um bimetálico certificado conector de barramento para evitar a ação galvânica entre metais diferentes.
5. Aperte de acordo com as especificações do fabricante. Juntas com torque insuficiente deixam lacunas por onde o ar e a umidade migram; juntas com torque excessivo podem rachar a camada de composto protetor contra óxido ou deformar o alumínio. Ambos os extremos encurtam a vida articular.
6. Sele e isole a junta acabada. Botas termorretráteis, fita isolante ou um invólucro totalmente fechado impedem a entrada de umidade, poeira e condensação durante a vida útil da instalação.

Escolhendo tratamentos de superfície e revestimento: uma comparação

As escolhas de revestimento e revestimento afetam tanto a resistência inicial à oxidação quanto o intervalo de manutenção a longo prazo de uma junta. A tabela abaixo resume opções comuns usadas em soluções de sistema de barramento hoje.

Onde o ambiente é particularmente severo, muitos engenheiros abandonam totalmente as juntas aparafusadas abertas e especificam um Barramento tubular totalmente isolado , que envolve o condutor em uma camada de PTFE, resina epóxi ou borracha de silicone EPDM para que a junta nunca seja exposta ao ar livre após o comissionamento.

Isolamento e proteção ambiental além da junta

A prevenção da oxidação não se limita ao ponto de conexão. O comprimento total de um Barra tubular de liga de alumínio beneficia de estratégias de proteção ambiental que reduzem a exposição global do metal descoberto:

• Aplicação de anodização ou de um revestimento protetor transparente em passagens expostas em instalações externas ou costeiras.
• Usando um Barra tubular de PTFE or Barra tubular de borracha de silicone EPDM jaqueta onde o condutor passa por zonas corrosivas ou quimicamente ativas.
• Manter espaço e ventilação adequados para que a condensação não se acumule na superfície do condutor durante a noite.
• Instalar suportes de barramentos e postes isoladores classificados para a classe de tensão específica, mantendo o condutor mecanicamente estável para que as juntas não sejam repetidamente tensionadas por vibração ou expansão térmica.

Para sites em transição para um Via de ônibus compacta de alta densidade or a Sistema de barramento de alta e baixa tensão , o próprio invólucro atua como a primeira linha de defesa, uma vez que o condutor nunca é exposto diretamente ao ar livre, exceto em pontos de inspeção.

Cronograma de inspeção para detectar oxidação antes que ela cause falha

Mesmo as juntas instaladas corretamente se beneficiam de verificações periódicas, uma vez que o desgaste da junta, a vibração e a ciclagem térmica podem afrouxar gradualmente uma conexão ao longo de anos de serviço.

Uma leitura térmica de mais de 10 graus Celsius acima de uma articulação equivalente e saudável no mesmo Barramento elétrico de baixa tensão A operação é geralmente tratada como um sinal de alerta antecipado e programada para desmontagem na próxima interrupção planejada.

Erros comuns que aceleram a oxidação

A experiência de campo em projetos de modernização industrial e de subestações aponta para um pequeno conjunto de erros recorrentes:

• Reutilização de escova de aço que também tem sido utilizada em condutores de cobre, introduzindo partículas de cobre que desencadeiam corrosão galvânica.
• Atrasar a aplicação do composto após lixar a superfície, permitindo a formação de uma nova camada de óxido antes que a junta seja selada.
• Misturar hardware de alumínio e cobre diretamente sem um conector bimetálico classificado.
• Ignorar as verificações de retorque após o primeiro ciclo térmico após o comissionamento, quando o hardware se estabiliza e a força de fixação pode cair.
• Escolher uma estrutura de suporte genérica em vez de um sistema de suporte projetado para o diâmetro específico do barramento e a corrente nominal, o que pode permitir micromovimentos que perturbam repetidamente a vedação da junta.

Perguntas frequentes

O alumínio anodizado ainda precisa de composto de junta nas conexões?

Sim. A anodização protege a superfície aberta do condutor, mas a camada anodizada em si não é condutora e deve ser removida na área de contato antes de aplicar o composto e fazer a conexão.

Os barramentos de alumínio podem ser conectados diretamente aos terminais de equipamentos de cobre?

Não sem um conector de transição bimetálico. O contato direto entre alumínio e cobre na presença de umidade cria uma célula galvânica que corrói rapidamente o lado do alumínio.

Com que frequência o composto comum deve ser reaplicado?

A maioria dos fabricantes recomenda inspecionar a condição do composto a cada três a cinco anos, ou antes, em ambientes costeiros, industriais ou de alta umidade, onde a capa de vedação pode se degradar mais rapidamente.

Um barramento totalmente isolado é imune à oxidação?

A capa isolada reduz bastante a exposição, mas qualquer junta, derivação ou ponto de terminação onde o condutor é exposto para conexão ainda requer a mesma preparação de superfície e aplicação de composto descrita acima.