Sa pahinang ito
Oo. Ang napanatiling cold work ay karaniwang nagpapababa sa electrical conductivity ng high-conductivity copper habang pinapataas ang lakas at tigas nito. Ang laki ng pagbabago ay depende sa grado ng tanso, deformation, at kasunod na heat treatment. Para sa mga busbar, tukuyin ang huling temper at conductivity, hindi lamang “hot-rolled” o “cold-rolled.” Ang pagkakaiba sa conductivity ay hindi isang unibersal na pagbawas sa kasalukuyang rating.
Ni VIOX Editorial Team. Ito ay isang paliwanag ng materyales batay sa pinagmulan; ang mga makasaysayang sukat, konseptuwal na ilustrasyon, at ang ilustratibong kalkulasyon sa ibaba ay hindi mga resulta ng pagsubok ng produkto ng VIOX.
Bakit Nagbabago ang Cold Work sa Conductivity ng Copper
Ang cold rolling, drawing, at forming ay permanenteng nagde-deform ng tanso sa ilalim ng mga kondisyon na kailangan para sa malaking recrystallization. Ang “cold” ay naglalarawan ng prosesong metalurhikal, hindi kinakailangang isang hindi karaniwang mababang ambient na temperatura. Ang deformation ay nagbabago sa istraktura ng butil at nagpapakilala ng mga depekto, kabilang ang mga dislocation. Ang mga pagbabagong ito ay maaaring makahadlang sa pagdadala ng electron habang ginagawang mas mahirap ang karagdagang plastic deformation.
Ang praktikal na tradeoff ay ang pagtaas ng yield strength at tigas na may kaunting pagkawala ng conductivity. Ang pagtaas ng lakas ay hindi dapat mapagkamalan sa katumbas na pagtaas ng elastic modulus: ang isang mas malakas na copper bar ay maaaring mas mahusay na makatiis sa permanenteng deformation nang hindi nagiging proporsyonal na mas matigas sa elastic.
Ang Gabay sa cold-rolled temper ng Copper Development Association nagpapaliwanag sa pagtaas ng tensile at yield strength. Ang talakayan sa conductivity ay tumutukoy din sa bahagyang pagbaba ng conductivity na nauugnay sa natitirang cold work.
Konseptwal na microstructure, hindi larawan ng mikroskopyo o sinusukat na paghahambing ng laki ng butil. Ang dayagram ay naglalarawan ng deformation; hindi nito sinusukat ang pagbabago sa conductivity.
Bakit Hindi Nakapirming Porsyento ang Pagbaba
Ang epekto ay nakasalalay sa komposisyon, panimulang microstructure, dami at direksyon ng deformation, at anumang kasunod na thermal treatment. Ang isang magaan na pagtatapos na operasyon at isang mabigat na nahugot na kawad ay hindi kinakailangang mapanatili ang parehong estado.
Hindi rin garantisadong bababa ang conductivity sa bawat posibleng iskedyul ng deformation. Isang 2021 pangunahing pag-aaral ng mga low-oxygen copper wire nag-ulat ng pagbaba na sinundan ng pagtaas na may pagtaas ng strain sa mga sinuring kondisyon nito. Ang mga grain boundary, texture at recrystallization ay nag-ambag sa tugon. Ang eksperimentong iyon ay isang babala laban sa isang unibersal na tuntunin, hindi isang inirerekomendang iskedyul ng pagproseso ng busbar.
Para sa pagkuha, ang isang idineklarang minimum na conductivity para sa tinukoy na grado at panghuling temper ay mas kapaki-pakinabang kaysa sa isang ipinapalagay na pagbabawas mula sa isang generic na halaga ng “pure copper”. Para sa mga yunit at batayan ng sanggunian, tingnan ang conductivity, resistivity at %IACS ipinaliwanag.
Hot-Rolled vs Cold-Rolled Copper: Paghambingin ang Huling Estado
Ang hot rolling at cold rolling ay naglalarawan ng mga ruta ng pagproseso. Ang annealed, half-hard at hard ay naglalarawan ng mga kondisyon ng materyal. Ang mga label ay sumasagot sa iba't ibang mga tanong, at ang isang produktong tanso ay maaaring dumaan sa higit sa isang ruta bago ang paghahatid.
Ang hot working ay nagpapahintulot sa pagbawi o recrystallization sa ilalim ng angkop na mga kondisyon ng pagproseso. Ito ay maaaring mabawasan ang natitirang epekto ng work-hardening, ngunit ang hot-rolled ay hindi kasingkahulugan ng fully annealed. Ang huling pagtatapos, deformation at thermal history ay mahalaga pa rin. Sa kabaligtaran, ang isang cold-rolled na produkto ay maaaring annealed pagkatapos. Ang patnubay ng Copper Development Association ukol sa annealed-temper malinaw na naglalarawan ng annealing pagkatapos ng cold working.
Ang sumusunod na paghahambing ay ipinapalagay ang parehong grado at komposisyon ng tanso, na may conductivity na sinusuri sa parehong reference temperature. Nagbibigay ito ng mga kwalitatibong inaasahan, hindi mga limitasyon sa pagtanggap.
| Kondisyong ibinigay | Ano ang itinatag ng label ng proseso | Interpretasyong elektrikal | Interpretasyong mekanikal |
|---|---|---|---|
| Tansong hot-rolled | Naganap ang paggulong sa mataas na temperatura | Ang tatak lamang ay hindi nagpapatunay ng conductivity o nagpapatunay ng kahusayan sa ibang naihatid na produkto | Beripikahin ang naihatid na temper at lakas; huwag ipagpalagay na ganap na annealed ang kondisyon |
| Cold-rolled na tanso na may natitirang cold work | Ang deformation sa paggulong ay nananatili nang walang sapat na kasunod na annealing upang alisin ang epekto nito | Maaaring mas mababa ang conductivity kaysa sa parehong materyal sa isang angkop na annealed na estado | Karaniwang tumataas ang yield strength at tigas; maaaring bumaba ang formability |
| Cold-rolled, pagkatapos ay sapat na annealed na tanso | Ang malamig na paggulong ay sinundan ng paggamot sa init na nagbago sa natitirang estado. | Ang conductivity ay maaaring makabawi patungo sa annealed value ng grado; beripikahin ang aktwal na resulta. | Ang lakas ng work-hardening ay maaaring mabawasan at ang ductility ay maibalik. |
Mapa lamang ng estado ng proseso. Ang mga arrow ay naglalarawan ng pagkakasunud-sunod ng pagmamanupaktura, hindi ng electrical wiring, sinusukat na conductivity, o eksaktong recipe ng produksyon.
Para sa paghahambing ng busbar, itanong: Pareho ba ang grado ng mga produkto? Sinubukan ba sila sa parehong temperatura? Ano ang huling temper? Anong minimum na conductivity at mga katangiang mekanikal ang ginagarantiyahan ng bawat supplier?
Ang hitsura ng ibabaw ay hindi sagot sa mga tanong na iyon. Ang isang makinis, makintab na cold-rolled bar ay hindi awtomatikong hindi gaanong kondaktibo, at ang isang hot-worked surface ay hindi patunay ng mas mataas na conductivity. Mahalaga ang kondisyon ng ibabaw sa isang joint, ngunit ito ay hiwalay sa katangian ng bulk material.
Ano ang Ipinapakita ng Makasaysayang Data na Annealed at Hard-Drawn
Ang papel nina Wolff at Dellinger noong 1911, Ang Electrical Conductivity ng Commercial Copper, kumpara sa annealed at hard-drawn commercial copper wires.
Ang mga Table II na ito ay nangangahulugang gamitin ang unang sample group ng manufacturer, na may average na tatlong readings bawat wire size sa halip na gamitin ang naka-print na pooled annealed mean. Kinakalkula ang mga pagkakaiba bago ang rounding.
| B&S wire size | Annealed mean, orihinal na batayan ng porsyento ng conductivity | Hard-drawn mean, orihinal na batayan ng porsyento ng conductivity | Pagkakaiba, percentage points |
|---|---|---|---|
| Blg. 6 | 100.18% | 97.78% | 2.40 |
| Blg. 12 | 100.32% | 97.48% | 2.84 |
| Blg. 18 | 100.19% | 97.10% | 3.09 |
Ang papel ay nagpares ng mga pagbasa mula sa parehong lot ng materyal. Nagbabala ito na ang ebidensya mula sa Blg. 6 at Blg. 18 ay limitado at ang mga kasanayan sa pagguhit ay nakaapekto sa trend ng laki. Hindi nito itinatag ang isang panloob na tuntunin sa diameter ng kawad.
Dalawang limitasyon sa interpretasyon ang mahalaga. Una, ang pagbabawas ng dalawang pagbasa ng porsyento ng konduktibidad ay nagbubunga ng puntos na porsyento, hindi awtomatikong ang relatibong porsyento ng pagkawala. Pangalawa, ginagamit ng talahanayan ang makasaysayang sanggunian ng mass-resistivity ng papel sa 20 degrees Celsius. Ito ay nauna pa sa sanggunian ng IACS na itinatag noong 1913, kaya ang mga pagbasa na ito ay hindi dapat basta na lamang muling lagyan ng label bilang modernong %IACS. Ito ay paghahambing ng annealed kumpara sa hard-drawn na kawad, hindi pagsubok ng hot-rolled kumpara sa cold-rolled busbar.
Ano ang Kahulugan ng Pagbabago sa Conductivity para sa mga Pagkalugi ng Busbar
Ang conductivity ay nakakaapekto sa bulk resistance sa haba at cross-section ng konduktor:
R = L / (sigma x A)
P = I^2 x RDito, R ay resistance sa ohms, L ay haba sa metro, sigma ay volume electrical conductivity sa siemens per metro, A ay cross-sectional area sa metro kuwadrado, at P ay pagkawala ng resistibong lakas sa watts sa kasalukuyan ako sa amperes.
Halimbawang DC na Halimbawa: 100% vs 97% IACS
Ipagpalagay ang dalawang tuwid, unipormeng konduktor na tanso na may magkaparehong heometriya, parehong sinusuri sa 20 degrees Celsius:
- Haba: 1 metre.
- Cross-section: 100 square millimetres, o
0.0001 m^2. - Kasalukuyan: 200 A DC.
- Conductor A: isang tinatayang
58 MS/m, humigit-kumulang 100% IACS. - Conductor B: isang tinatayang
0.97 x 58 = 56.26 MS/m, humigit-kumulang 97% IACS.
Ang mga ito ay idinedeklarang mga input sa pagkalkula, hindi mga sinusukat na halaga ng VIOX o isang muling pagbuo ng makasaysayang talahanayan. Kinakatawan nila ang laki ng pagkakaiba sa konduktibidad na tinalakay sa independiyenteng patnubay sa Copper para sa mga Busbar, seksyon 1.2.2.1.2.
R_A = 1 / (58,000,000 x 0.0001)
= 0.000172414 ohm
R_B = 1 / (56,260,000 x 0.0001)
= 0.000177746 ohm
R_B / R_A = 100 / 97 = 1.03093| Kalkuladong dami | Konduktor A | Konduktor B |
|---|---|---|
| Bulk resistance | 172.41 microohms | 177.75 microohms |
| Pagkawala ng kuryente sa 200 A | 6.90 W | 7.11 W |
| Pagbaba ng boltahe sa 200 A | 34.48 mV | 35.55 mV |
Sa ilalim ng mga pagpapalagay na iyon, ang Conductor B ay may humigit-kumulang 3.09% na mas mataas na resistensya at pagkawala dahil sa resistensya, isang pagtaas ng humigit-kumulang 0.21 W sa seksyon na isang metro. Ang conductivity at resistivity ay magkabaligtad na dami, kaya ang pagtaas ng resistance ay hindi eksaktong tatlong-porsyentong pagkakaiba sa conductivity.
Ang halimbawang ito ay naghihiwalay sa pag-uugali ng bulk material. Hindi nito kasama ang mga joint, butas, nagbabagong cross-section, AC skin at proximity effects, at ang pagtaas ng resistance habang umiinit ang mga konduktor. Hindi ito isang pagtataya ng operating temperature, isang kalkulasyon ng pinapayagang pagtaas ng temperatura, o isang napatunayang 200 A rating.
Bakit Hindi Ito Nagtatatag ng Pagbaba ng Ampacity
Ang pinapayagang kuryente ng isang busbar ay nakasalalay sa pagbuo ng init at pag-alis ng init, mga limitasyon sa operating temperature, mga sukat, mga kondisyon ng enclosure, at mga koneksyon. Ang conductivity ng materyal ay isang input. Ang pagbabago ng conductivity na tatlong puntos ay hindi maaaring gawing isang unibersal na tatlong-porsyentong pagbawas sa rating ng kuryente.
Mahalaga rin ang lakas ng mekanikal. Ang isang malambot na kondisyon na pinili lamang para sa conductivity ay maaaring hindi matugunan ang paglaban ng disenyo sa permanenteng deformasyon o mga limitasyon sa paghubog. Ang isang mas matigas na kondisyon ay maaaring maging kapaki-pakinabang, basta't ang ebidensyang elektrikal at mekanikal nito ay sumusuporta sa pagpupulong. Ang pagganap sa short-circuit ay nangangailangan ng pagsusuri ng kumpletong pagsasaayos, hindi isang label ng temper.
Para sa modular distribution, ang Gabay sa pagpili ng MCB busbar ay sumasaklaw sa compatibility at mga rating ng device. Ang mga pagsusuring iyon ay nananatiling kinakailangan kahit na alam ang conductivity ng tanso.
Tukuyin ang Estado ng Materyal, Pagkatapos ay Beripikahin ang Busbar
Para sa mga copper busbar, copper earth o neutral bar, at mga bahagi ng copper terminal, humiling ng ebidensya na tumutukoy sa kondisyon na naihatid. Ang isang kapaki-pakinabang na tala ng materyal ay dapat magsama ng:
| Ebidensyang dapat hingin | Tanong na sinasagot nito |
|---|---|
| Kalidad ng tanso at naaangkop na detalye ng materyal | Ang mga pinaghahambing na bahagi ba ay talagang parehong materyal, sa halip na basta't parehong inilarawan bilang tanso? |
| Pinal na temper o napagkasunduang pagtatalaga ng kondisyon ng paghahatid | Napanatili ba ang cold work, bahagyang naibsan, o sinundan ng annealing? |
| Minimum na conductivity o maximum na resistivity, na may reference na temperatura | Anong katangiang elektrikal ang ginagarantiyahan para sa gradong ito at kondisyon? |
| Mga katangiang mekanikal na angkop sa bahagi | Natutugunan ba ng ibinigay na estado ang mga nauugnay na kinakailangan sa lakas at paghubog? |
| Mga natapos na sukat at mga kaugnay na pagpapaubaya | Tumutugma ba ang aktwal na cross-section ng konduktor sa kalkulasyon ng resistensya? |
| Paraan ng pagsubok, batayan ng sampling, at pagsubaybay sa lot | Maaari bang maiugnay ang idineklarang katangian sa naihatid na materyal? |
Ang pinakintab na ibabaw o isang pagbasa ng tigas lamang ay hindi nagtataguyod ng konduktibidad ng kuryente. Gayundin, ang isang sertipiko ng hilaw na materyal ay hindi sa kanyang sarili makapagpapatunay ng pagtaas ng temperatura ng natapos na busbar, pagiging tugma ng terminal, o pagganap ng short circuit ng pagpupulong.
Panatilihing magkahiwalay ang resistensya ng bulk at joint. Kung ang pag-init ay nakakonsentra sa isang koneksyon, ang pagbabago ng temper ng tanso ay hindi kapalit ng pagsusuri sa interface na iyon. Ang paliwanag sa sobrang pag-init ng joint ng copper busbar tinutugunan ang presyon ng kontak, pagkasira, at mga epekto ng temperatura; ang mga mekanismong iyon ay iba sa pagbabago ng konduktibidad sa isang buong bar.
Huwag painitin ang naka-install na busbar upang subukang ibalik ang conductivity. Ang paggamot ng materyal sa init ay maaaring baguhin ang mga mekanikal na katangian, mga sukat, plating at kalapit na insulasyon. Anumang kinakailangang annealing ay dapat nasa kontroladong pagtutukoy ng pagmamanupaktura, na sinusundan ng beripikasyon ng natapos na bahagi.
Para sa mas malawak na konteksto ng sistema, gamitin ang pangkalahatang-ideya ng busbar. Kapag sinusuri ang mga VIOX MCB busbar, hilingin ang mga dokumento ng materyal at produkto ng eksaktong modelo sa halip na magtalaga ng conductivity o kasalukuyang rating mula sa halimbawang ito.
Ang pagtutukoy ay dapat ilarawan kung ano ang naihatid: grado ng tanso, panghuling temper, elektrikal na katangian at mga kinakailangang mekanikal. Ang “hot-rolled” at “cold-rolled” ay kapaki-pakinabang na impormasyon sa proseso, ngunit hindi kapalit ang alinman sa mga ebidensyang ito.
Mga Sanggunian
- Wolff, F. A., at Dellinger, J. H. (1911), Ang Electrical Conductivity ng Commercial Copper, Talahanayan II at talakayan ng pagpapares ng sample, pagsasanay sa pagguhit at porsyento ng conductivity.
- Copper Development Association / European Copper Institute (2014), Copper for Busbars: Guidance for Design and Installation, conductivity, mechanical properties at mga prinsipyo ng kasalukuyang-pagdadala-kapasidad. Ang edisyong ito ay teknikal na background, hindi isang pahayag ng kasalukuyang ipinag-uutos na mga kinakailangan sa proyekto.
- Yang at mga kasamahan (2021), Effect of cold drawing strain on the microstructure, mechanical properties and electrical conductivity of low-oxygen copper wires, pangunahing pananaliksik sa mga kondisyon ng pagproseso ng kawad na sinisiyasat.
- Copper Development Association, Annealed Tempers, Cold Rolled Tempers, at Talakayan ng Conductivity.
- Copper Development Association (2006), High Copper Alloys, Seksyon ng Electrical Conductivity/Resistivity, para lamang sa IACS reference date at 58 MS/m basis.
