Definizione, caratteristiche strutturali e vantaggi applicativi elettrici dell'isolamento in rame laminato

La barra collettrice piatta laminata flessibile in rame, nota anche come sbarra collettrice flessibile, è prodotta impilando più strati di conduttori in rame sottili, piatti e resistenti alla corona-, con uno strato isolante esterno applicato mediante un processo di estrusione. I conduttori sono generalmente costituiti da una striscia di rame cotto T2, disponibile sia in rame nudo che in rame stagnato-a seconda dell'applicazione. Le specifiche standard per la striscia di rame includono varie dimensioni, con larghezze che vanno da 15,5 mm a 100 mm e spessori compresi tra 0,8 mm e 1,0 mm. Il numero di strati impilati può essere configurato in modo flessibile tra 2 e 12 strati a seconda dei requisiti di capacità di carico corrente.

Lo strato isolante è un componente cruciale delle sbarre collettrici piatte laminate flessibili in rame, che attualmente utilizzano principalmente due materiali: speciale cloruro di polivinile (PVC) ed elastomero termoplastico (TPE). I materiali TPE sono a basso-fumo e privi di alogeni-, producendo molto meno fumo e gas tossici in caso di incendio rispetto ai tradizionali materiali in PVC, soddisfacendo così meglio i requisiti di sicurezza e ambientali delle moderne apparecchiature elettriche. Il processo di rivestimento per estrusione dello strato isolante garantisce un isolamento affidabile dei conduttori in rame dall'ambiente esterno fornendo allo stesso tempo una protezione meccanica e una resistenza dell'isolamento elettrico sufficienti. La connessione morbida per sbarre collettrici laminate in lamina di rame utilizza una struttura laminata in lamina di rame multi-strato, che garantisce un'elevata capacità di trasporto di corrente fornendo allo stesso tempo eccellente flessibilità e resistenza alla fatica.

La prima caratteristica principale delle sbarre collettrici piatte laminate flessibili in rame è la facilità di fabbricazione e modellatura. Poiché il conduttore di rame può scorrere liberamente all'interno dello strato isolante, possiede capacità di piegatura e rimodellamento praticamente illimitate. Le significative differenze dimensionali della striscia di rame lungo la sua larghezza e spessore consentono di piegare facilmente la sbarra nella direzione dello spessore pur mantenendo un'elevata rigidità nella direzione della larghezza.

Questa caratteristica conferisce alla sbarra collettrice proprietà meccaniche uniche-può essere piegata in qualsiasi configurazione spaziale manualmente o con strumenti semplici, facilitando-l'installazione e il cablaggio in loco, pur mantenendo una resistenza strutturale sufficiente nella direzione della larghezza per resistere alla deformazione esterna. Sbarre collettrici in lamina di rame utilizzate per tensioni di corrente elevate: nei dispositivi elettronici di potenza, il suo design dalla forma flessibile risolve efficacemente il problema delle sbarre rigide in rame che sono difficili da adattare a layout spaziali complessi.

La seconda caratteristica principale delle sbarre in rame laminato per inverter è la sua elevata capacità di trasporto di corrente. A causa dell'effetto pelle, la densità di corrente effettiva all'interno del conduttore è relativamente bassa durante la trasmissione CA; la corrente è concentrata principalmente in uno strato sottile vicino alla superficie del conduttore. Il design del conduttore piatto multi-strato della sbarra collettrice utilizza le proprietà fisiche dell'effetto pelle-ogni strato di lamina di rame fornisce una superficie conduttiva indipendente, consentendo alla stessa area di sezione trasversale totale del conduttore-di trasportare una corrente maggiore.

Rispetto alle tradizionali sbarre collettrici in rame massiccio, le sbarre collettrici possono ridurre la quantità di materiale conduttore utilizzato per soddisfare gli stessi requisiti di capacità di carico di corrente, riducendo così il peso e risparmiando spazio di installazione. La sbarra collettrice flessibile in lamina di rame- con shunt in rame lambinato garantisce una distribuzione uniforme della corrente su tutti gli strati nel percorso di distribuzione della corrente, riducendo il rischio di hotspot localizzati.

Nel campo dei veicoli elettrici a nuova energia, le sbarre flessibili in lamina di rame per pacchi batterie di veicoli elettrici vengono utilizzate per collegamenti in serie e in parallelo tra i moduli batteria. I veicoli elettrici generano vibrazioni e urti continui durante il funzionamento e le connessioni rigide delle sbarre in rame sono soggette a concentrazione di sollecitazioni sotto vibrazione, con conseguente allentamento o rottura nei punti di connessione.

La struttura flessibile della sbarra collettrice assorbe e tampona efficacemente l'energia delle vibrazioni, garantendo l'affidabilità a lungo termine- dei collegamenti elettrici all'interno del pacco batteria. Allo stesso tempo, l'effetto di dilatazione termica durante la carica e la scarica della batteria può causare spostamenti nei punti di connessione; la capacità di flessione della sbarra flessibile può adattarsi a questo spostamento termomeccanico, evitando sollecitazioni eccessive sui punti di connessione.

Nel campo dei trasformatori e dei reattori di potenza, le parti del trasformatore con connettore flessibile in lamina di rame vengono utilizzate per connessioni di transizione flessibili tra i terminali dei conduttori dell'avvolgimento e le sbarre collettrici esterne. I trasformatori generano vibrazioni elettromagnetiche continue durante il funzionamento e le connessioni rigide sono soggette a fratture per fatica in caso di vibrazioni a lungo termine. La connessione flessibile della sbarra isola efficacemente la trasmissione delle vibrazioni, proteggendo l'integrità dei terminali dell'avvolgimento interno del trasformatore.

I connettori in lamina di rame laminato vengono utilizzati nei quadri elettrici e negli armadi di distribuzione per collegare interruttori automatici, sezionatori e sistemi di sbarre collettrici. Le caratteristiche di facile-forma-formatura delle sbarre consentono agli-installatori in loco di piegarle in forme adatte a mano o con semplici strumenti in base alle condizioni di spazio effettive, riducendo significativamente la difficoltà di installazione e il tempo di costruzione.