Kobber til strømførende formål

Kobber er helt uundværligt, når vi skal lede strøm rundt i vores samfund, vores boliger og vores elektronik. Og i takt med, at vi elektrificerer hverdagen, stiger efterspørgslen på busbars og mindre kobberkomponenter til vindmøller, elbiler og batterier.

Vælg den rigtige legering

Kobber har den næstbedste elektriske ledningsevne af alle grundstoffer – kun overgået af sølv.

En af de vigtigste faktorer for den høje ledningsevne er metallets renhed. Selv små, naturlige forureninger fra andre grundstoffer i det rene metal kan give et drastisk fald i ledningsevnen.

Se for eksempel forskellen på HCP og ETP, hvor en meget lille mængde fosfor sænker ledningsevnen med hele 2 %IACS:

Det betyder dog ikke, at du altid skal vælge rent kobber til strømførende formål: De konkrete emner og produktionsmetoderne har stor betydning for, hvad der er den mest velegnede legering til et konkret projekt.

Du er altid velkommen til at kontakte Alumeco og få vejledning, hvis du har et konkret projekt på tegnebrættet.

Massive busbars

Den mest udbredte type af busbars er de massive, som er relativt billige og nemme at producere i store mængder. Hvor fleksible busbars skal produceres enkeltvis og kræver flet, svejsning eller montering af terminaler, behøver man kun en coil af den rigtige tykkelse og et stanseværktøj for at masseproducere massive busbars med buk og huller.

Massive busbars er en rigtig god standardløsning, hvor du selv kan definere tykkelse og størrelse til det enkelte projekt. Men hvis du har brug for at kunne tilpasse den enkelte busbar i installationen, så skal du vælge fleksible busbars.

Fleksible busbars – fletning og laminering

Der kan være flere grunde til, at man har brug for en fleksibel busbar i stedet for en massiv: I nogle tilfælde er fleksibilitet nødvendigt for at få installationerne til at passe sammen. I andre tilfælde vælger man den fleksible løsning, fordi det flettede/laminerede stykke kan optage vibrationer i en stor installation, hvor forskellige komponenter har forskellige frekvenser.

Ligesom en almindelig busbar har en fleksibel busbar to massive kontaktområder, men stykket mellem de to kontaktområder er enten flettet eller sammensat af tynde lameller. Et flettet midterstykke giver fleksibilitet i alle retninger, mens lameller giver fleksibilitet i én retning.

Som standard lagerfører vi Isoflexx og Ultraflexx, som er hhv. laminerede og flettede busbars med isolering.

Fletning

Flettede kobberemner består af mange ultratynde kobbertråde (typisk o,2 mm), som flettes sammen til én stor fletning. Et emne med et tværsnit på 50 mm² vil derfor bestå af cirka 1600 enkelttråde.

Flettede emner skal behandles med en vis forsigtighed, så du minimerer risikoen for knækkede tråde. Det har ikke den store betydning for strømføringsevnen, hvis enkelte tråde knækker, men de kan skabe uønsket elektrisk kontakt til andre komponenter i installationen.

Laminering

Laminerede busbars er sammensat af tynde pladestykker – lameller – som bliver pressvejst sammen i enderne. Pressvejsning skaber en helt glidende overgang mellem det massive metal og de fleksible lameller.

Lamellerne er typisk 0,2 mm, i nogle tilfælde med en lidt tykkere lamel i top og bund for at undgå brud. Et brud på en lamel kan ødelægge installationen, hvis den løse lamel skaber elektrisk kontakt til andre komponenter.

Overfladebehandling: Undgå oxidering af overfladen

Ligesom alle andre metaller vil kobber oxidere over tid. Oxidering betyder, at der danner sig kobberoxider på overfladen, som mindsker elektronernes frie bevægelighed og derfor sænker ledningsevnen.

Der er både midlertidige og permanente muligheder for overfladebehandling. Til strømførende emner vil man typisk vælge en permanent beskyttelse, så emnerne ikke mister deres ledningsevne over tid. Oxideringen sker nemlig hurtigere, når der ikke løber strøm gennem emnet, så en permanent overfladebehandling er en god måde at beskytte en elektrisk kontakt på gennem hele kontaktens levetid.

En permanent overfladebehandling er typisk en belægning med et andet metal, fx forsølvning, forgyldning, fortinning, fornikling – eller en kombination.

Nikkel bliver typisk brugt som underbelægning mellem kobberemnet og den endelige overflade, men der findes også eksempler på fornikling som eneste overfladebehandling.

Særligt om fortinning og blikhår/whiskers

Tin er et meget blødt metal, som derfor maksimerer kontaktfladen i en elektrisk overgang mellem to komponenter. Samtidig har tin den fordel, at det oxiderer meget langsomt. Derfor er det en optimal overfladebehandling til kontakter og komponenter, som kan stå uden elektrisk kontakt i længere tid og derfor er mere udsat for oxidering.

Fortinning kan være enten mat eller blank. Det anbefales at vælge den matte fortinning for at mindske risikoen for blikhår (”tin whiskers”).

Tin whiskers eller blikhår er små, tynde tråde af tin, som kan opstå på en tinoverflade. De stritter ud fra overfladen ligesom hår, der er udsat for statisk elektricitet. Trådene kan blive relativt lange, og i værste fald skaber de uønsket elektrisk kontakt til et emne i nærheden.

For at mindske risikoen for tin whiskers kan man lægge et lag nikkel under tinbelægningen. På den måde kan man slippe afsted med et tyndere lag tin og derfor mindske dannelsen af tin whiskers. En underbelægning med nikkel er oplagt i situationer, hvor de elektriske komponenter skal monteres tæt på hinanden, så man reducerer risikoen for elektrisk kontakt mellem de forkerte komponenter.

Midlertidig overfladebehandling

De midlertidige overfladebehandlinger har typisk til formål at beskytte emnet, mens det er undervejs til slutbrugeren eller ligger på lager. Værket, som producerer busbars, vil typisk lægge en tynd oliefilm på overfladen (BTA). Det sænker oxideringsprocessen, så materialet kan ligge på lager i lang tid uden mærkbar oxidering.

Under transport og opbevaring er det en fordel at pakke produktet ind i plastik, som mindsker luftcirkulationen omkring metallet.

En tredje mulighed er at smøre emnet med vaseline, som danner en nogenlunde lufttæt hinde omkring metallet.

Isolering af kobberemner

Man kan montere isolering på strømførende kobberemner for at undgå elektrisk kontakt med andre emner. Det kan være fastmonteret isolering som lakering eller krympeflex, eller det kan være løstmonteret som net eller foret isolering.

Isolering fås i alle farver, størrelser og tykkelser afhængig af dine krav og specifikationer.