Was ist eine Kupfer-Sammelschiene?
Kupfer-Sammelschienen sind Kupferwerkstoffe, die in den stromführenden Teilen elektrischer Geräte verwendet werden. Sie werden aus Hartkupfer oder sauerstofffreiem Kupfer hergestellt, das eine ausgezeichnete elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweist.
Zähes Pechkupfer (C1100) ist ein Metall mit einer Cu-Reinheit von mindestens 99,9 %. Es hat eine ausgezeichnete elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit. Da es Spuren von Sauerstoff enthält, kann es bei hohen Temperaturen mit Wasserstoff reagieren, was zu Wasserstoffversprödung führt.
Sauerstofffreies Kupfer (C1020) enthält weniger Sauerstoff als Zementkupfer und weist eine geringere Widerstandsfähigkeit und Verformung auf, so dass sauerstofffreies Kupfer in Umgebungen verwendet werden kann, in denen Wasserstoffversprödung ein Problem darstellt. Sauerstofffreies Kupfer wird aufgrund seiner geringen Gasemission auch häufig in Vakuumgeräten verwendet.
Anwendungen von Kupfer-Sammelschienen
Kupfer-Sammelschienen werden als Leiter für die Übertragung großer Ströme bei hohen Spannungen in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in Schalttafeln und Schaltkreisen für die Steuerung von Elektrofahrzeugen und Zügen.
Im Vergleich zu Rundleitern haben Kupfer-Sammelschienen den Vorteil einer besseren Leitfähigkeit und benötigen weniger Platz für die Verdrahtung. Außerdem müssen die Klemmen nicht verstemmt werden. Es genügt, ein Loch direkt durch die Kupfer-Sammelschienen zu bohren, und sie können mit den Geräten verschraubt werden. Bei dickeren Leitern muss der Biegeradius berücksichtigt werden, was bei Kupfer-Sammelschienen nicht erforderlich ist.
Merkmale von Kupfer-Sammelschienen
Die Mindestquerschnittsfläche für Kupfer-Sammelschienen muss nach dem aktuellen Wert bestimmt werden. Die Querschnittsfläche wird berechnet, indem der Stromwert durch die Stromdichte geteilt wird.
Bei der Bemessung der tatsächlichen Querschnittsfläche wird die Querschnittsfläche unter Berücksichtigung der Anfasung und Umformung des Materials und der Stromdichteerhöhung + 5 % bestimmt.
Außerdem haben Kupfer-Sammelschienen Schraublöcher zur Befestigung an Geräten. Wenn die Querschnittsfläche der Schraublöcher mehr als 1/2 der Querschnittsfläche ohne Schraublöcher beträgt, ist es nicht erforderlich, die Querschnittsfläche der Schraublöcher an die berechnete Querschnittsfläche anzupassen.
Neben Kupfer können Stromschienen auch aus Aluminium hergestellt werden. Aluminium hat zwar eine geringere Zugfestigkeit und Leitfähigkeit als Kupfer, ist aber billiger und kann als kostensparende Lösung angesehen werden. Andererseits hat Aluminium eine geringere Leitfähigkeit, so dass das Leitervolumen größer sein muss als das von Kupfer-Sammelschienen.