Comment prévenir l'oxydation sur les connexions des barres omnibus en aluminium ?

Pourquoi les joints de barres omnibus en aluminium s'oxydent plus rapidement que le corps du conducteur

L'aluminium réagit avec l'oxygène presque instantanément une fois qu'une nouvelle surface est exposée, formant un mince film d'oxyde d'aluminium. Sur le conducteur ouvert, ce film est en fait protecteur, mais au niveau d'un joint boulonné ou serré, cela devient un problème car l'oxyde d'aluminium est un isolant électrique et non un conducteur. Laissé en place, ce film augmente la résistance de contact au niveau du joint, et la résistance se transforme directement en chaleur sous charge. Un jeu de barres à courant élevé Une connexion transportant plusieurs milliers d'ampères peut subir une augmentation localisée de la température de 20 à 40 degrés Celsius au-dessus du conducteur environnant simplement parce qu'une fine couche d'oxyde n'a jamais été retirée avant l'assemblage.

L’humidité, les polluants industriels et l’air salin côtier accélèrent encore ce processus. Dans un environnement industriel standard, un joint en aluminium non traité peut présenter une croissance mesurable d'oxyde en 90 jours ; dans les régions côtières ou très humides, cette fenêtre se réduit à quelques semaines. C'est pourquoi chaque personne réputée jeu de barres de distribution d'énergie La procédure d'installation considère la préparation des joints comme une étape distincte, distincte du simple serrage des boulons.

Six étapes pratiques pour prévenir l’oxydation au niveau des articulations

La séquence suivante reflète la pratique standard utilisée dans les installations de sous-stations et de jeux de barres industriels, et s'applique à la fois aux nouvelles constructions et aux travaux de rénovation d'un système existant. système de jeu de barres électrique .

1. Abraser mécaniquement la surface de contact. Utilisez une brosse métallique en acier inoxydable ou un tampon abrasif fin pour éliminer la couche d'oxyde visible jusqu'au métal brillant. N'utilisez jamais une brosse qui a déjà touché du cuivre, car les particules de cuivre incrustées créent une corrosion galvanique sur l'aluminium.
2. Appliquez le composé à joints en quelques minutes. Un composé à joints anti-oxyde (généralement une graisse à base de particules de zinc ou d'aluminium) doit être appliqué immédiatement après l'abrasion, avant qu'un nouveau film d'oxyde puisse se reformer. Le composé chasse l'air et l'humidité des irrégularités microscopiques de la surface.
3. Ré-abraser à travers le composé. Passer la brosse métallique à travers le composé appliqué brise tout oxyde qui s'est formé dans les secondes qui ont suivi le nettoyage, incorporant de nouveaux points de contact conducteurs.
4. Sélectionnez le matériau de connecteur approprié. Les joints aluminium-aluminium doivent utiliser du matériel en aluminium ou en alliage d'aluminium ; les transitions aluminium-cuivre nécessitent un bimétallique certifié connecteur de jeu de barres pour empêcher l’action galvanique entre des métaux différents.
5. Couple conforme aux spécifications du fabricant. Les joints sous-serrés laissent des espaces dans lesquels l'air et l'humidité migrent ; des joints trop serrés peuvent fissurer la couche de composé protecteur d’oxyde ou déformer l’aluminium. Les deux extrêmes raccourcissent la vie commune.
6. Scellez et isolez le joint fini. Des gaines thermorétractables, du ruban isolant ou un boîtier entièrement fermé empêchent l'humidité, la poussière et la condensation de pénétrer pendant toute la durée de vie de l'installation.

Choisir les traitements de surface et le placage : une comparaison

Les choix de placage et de revêtement affectent à la fois la résistance initiale à l’oxydation et l’intervalle d’entretien à long terme d’un joint. Le tableau ci-dessous résume les options courantes utilisées dans solutions de systèmes de jeux de barres aujourd'hui.

Lorsque l'environnement est particulièrement rigoureux, de nombreux ingénieurs abandonnent complètement les assemblages boulonnés ouverts et spécifient un Barre omnibus tubulaire entièrement isolée , qui enveloppe le conducteur dans une couche de PTFE, de résine époxy ou de caoutchouc de silicone EPDM afin que le joint ne soit jamais exposé à l'air libre après la mise en service.

Isolation et protection de l'environnement au-delà du joint

La prévention de l’oxydation ne se limite pas au point de connexion. Toute la longueur d'un Barre omnibus tubulaire en alliage d'aluminium bénéficie de stratégies de protection de l’environnement qui réduisent l’exposition globale du métal nu :

• Application d'une anodisation ou d'un revêtement protecteur transparent sur les parcours exposés dans les installations extérieures ou côtières.
• Utiliser un Barre omnibus tubulaire en PTFE or Barre omnibus tubulaire en caoutchouc de silicone EPDM gaine où le conducteur traverse des zones corrosives ou chimiquement actives.
• Maintenir un dégagement et une ventilation adéquats afin que la condensation ne s'accumule pas sur la surface du conducteur pendant la nuit.
• Installer des supports de barres omnibus et des isolateurs de poteaux adaptés à la classe de tension spécifique, en maintenant le conducteur mécaniquement stable afin que les joints ne soient pas soumis à des contraintes répétées par les vibrations ou la dilatation thermique.

Pour les sites en transition vers un Busway compact haute densité ou un Système de bus haute et basse tension , l'enceinte elle-même constitue la première ligne de défense, puisque le conducteur n'est jamais directement exposé à l'air libre sauf aux points d'inspection.

Programme d'inspection pour détecter l'oxydation avant qu'elle ne provoque une défaillance

Même les joints correctement installés bénéficient de contrôles périodiques, car l'usure des joints, les vibrations et les cycles thermiques peuvent progressivement desserrer une connexion au fil des années de service.

Une analyse thermique indiquant une température de plus de 10 degrés Celsius au-dessus d'une articulation équivalente et saine sur le même Jeu de barres électrique basse tension l'exécution est généralement traitée comme un signe d'alerte précoce et son démontage est programmé lors de la prochaine interruption planifiée.

Erreurs courantes qui accélèrent l'oxydation

L'expérience sur le terrain dans le cadre de projets de rénovation de sous-stations et de rénovations industrielles met en évidence un petit ensemble d'erreurs récurrentes :

• Réutilisation d'une brosse métallique qui a également été utilisée sur des conducteurs en cuivre, introduisant des particules de cuivre qui déclenchent la corrosion galvanique.
• Retarder l'application du composé après avoir abrasé la surface, permettant à une nouvelle couche d'oxyde de se former avant que le joint ne soit scellé.
• Mélange de matériel en aluminium et en cuivre directement sans connecteur bimétallique évalué.
• Ignorer les contrôles de re-couple après le premier cycle thermique suivant la mise en service, lorsque le matériel se stabilise et que la force de serrage peut chuter.
• Choisir une structure de support générique au lieu d'un système de support conçu pour le diamètre du jeu de barres et le courant nominal spécifiques, qui peut permettre des micro-mouvements qui perturbent à plusieurs reprises l'étanchéité du joint.

Foire aux questions

L'aluminium anodisé a-t-il encore besoin de pâte à joint au niveau des connexions ?

Oui. L'anodisation protège la surface ouverte du conducteur, mais la couche anodisée elle-même est non conductrice et doit être retirée au niveau de la zone de contact avant d'appliquer le composé et d'établir la connexion.

Les barres omnibus en aluminium peuvent-elles se connecter directement aux bornes d’équipement en cuivre ?

Non sans un connecteur de transition bimétallique. Le contact direct aluminium-cuivre en présence d'humidité crée une cellule galvanique qui corrode rapidement le côté aluminium.

À quelle fréquence le composé à joints doit-il être réappliqué ?

La plupart des fabricants recommandent d'inspecter l'état du composé tous les trois à cinq ans, ou plus tôt dans les environnements côtiers, industriels ou à forte humidité où le manchon d'étanchéité peut se dégrader plus rapidement.

Un jeu de barres entièrement isolé est-il insensible à l’oxydation ?

La gaine isolée réduit considérablement l'exposition, mais tout joint, robinet ou point de terminaison où le conducteur est exposé pour la connexion nécessite toujours la même préparation de surface et l'application du composé décrites ci-dessus.