Kodėl varis dominuoja elektros laidumu
Tarptautinis atkaitinto vario standartas nustato 100 % IACS varžą, lygią 58,0 MS/m, o komerciškai grynas varis pasiekia šį lygį, todėl varis išlieka etaloniniu kabelių, šynų, transformatoriaus apvijų ir variklio grandinių laidininku. Laidumas yra labai jautrus ištirpusioms priemaišoms: dalis procento fosforo gali sumažinti vario gaminį iki maždaug 85 % IACS, o geležis, arsenas ir siera turi panašų neproporcingą poveikį. Legiravimo priedai, kurie padidina stiprumą, pvz., berilis ar chromas vario -berilio ir vario-chromo šeimose, dar labiau sumažina laidumą, todėl laidininko projektavimas visada yra srovės-laidos ir mechaninio stiprumo prekyba.
Laidumo klasės, temperamentai ir standartai
| Paskyrimas | Tipas | Orientacinis laidumas | Tipiškas elektros naudojimas |
|---|---|---|---|
| C11000 | Elektrolitiškai kietas varis | Apie 100–101 % IACS | Kabeliai, šynos, juostiniai laidininkai |
| C10100 / C10200 | Varis be deguonies- | Apie 101 % IACS | Vakuuminiai įrenginiai, aukšto{0}}dažnio laidininkai |
| C10700 | Sidabrinis-varinis | Apie 96–98 % IACS | Komutatoriai, aukštos{0}}temperatūros apvijos |
| C12200 | Fosforo{0}}deoksiduotas varis | Apie 85 % IACS | Vamzdis vandens ir šaldymo kontūrams |
| C17510 | Vario-berilis | Apie 45–60 % IACS | Spyruokliniai kontaktai, skirstomųjų įrenginių spyruoklės |
Elektros gamybai skirtas lakštas, juostelė ir plokštė užsakomi pagal ASTM B152, šyna pagal ASTM B187, kieta-tempta ir atkaitinta viela pagal ASTM B1 ir ASTM B3, o laidų traukimo strypas pagal ASTM B49 arba EN 13601. Kaltinio vario markės žymėjimai ir cheminės ribos, atliekamos naudojant atsparumo metodą, yra išvardyti GB1/T. isdu52. ASTM B193 arba IEC 60468, o kabelio elektrinis veikimas patikrintas GB/T 3048 serijos. Temperatūra svyruoja nuo atkaitinto iki pusės{12}}kieto iki kietumo, o pasirinkimas nustato pusiausvyrą tarp formavimo ritės apvijos metu ir atsparumo deformacijai eksploatuojant.
Energijos perdavimas ir paskirstymas
Didelio-laidumo varis sunaudojamas maitinimo kabelių laiduose, šynose, transformatorių apvijose, skirstomųjų įrenginių srovės keliuose, kištukuose ir jungtyse. Laidininko dydis subalansuoja pirmąją sąnaudą ir visą eksploatavimo trukmę patiriamus varžinius nuostolius, o nuolat apkraunamose grandinėse ekonomiškai optimalus skerspjūvis-dažnai yra didesnis nei minimalus dydis, kuris patenkina vien temperatūros kilimą, nes per eksploatavimo laiką sutaupoma energija viršija papildomą metalą. Varis ir toliau pirmenybė teikiama perpildytose požeminėse trasose, kur jo laidumas leidžia įrengti mažesnį gaubtą nei tos pačios srovės aliuminio ekvivalentas.
Varikliai, generatoriai ir transformatoriai
Elektros varikliai ir jų valdomos sistemos sudaro maždaug 60 % elektros energijos suvartojimo pramonės ekonomikoje, todėl nedidelis mašinų projektavimo efektyvumo padidėjimas yra komerciškai reikšmingas. Statoriuose, rotoriuose ir veleno komponentuose naudojamas didelio-laidumo, didelio-stiprumo varis ir vario lydiniai, o didelėse mašinose naudojami tuščiaviduriai variniai laidininkai, iš vidaus aušinami vandeniu arba vandeniliu. Apvijos vario skerspjūvio padidinimas{5}} yra vienas iš nusistovėjusių kelių į aukštesnę efektyvumo klasę, todėl dėl tos pačios priežasties gamyboje buvo naudojami variniai rotoriai. Transformatorių gamyboje dominuoja vario arba aliuminio apvija; kur pasirinktas varis, nurodoma laidumo klasė, temperatūra ir juostos briaunų būklė, kad būtų galima kontroliuoti sūkurinės-srovės ir paklydimo nuostolius.
Mašinų, metalurgijos ir elektrochemijos gamykla
Už laidininkų rinkos ribų bronzos krumpliaračiai, sliekiniai ratai, movos, tvirtinimo detalės, guoliai ir movos neša judančias apkrovas, o silicio bronza ir alavo bronza yra elastingi elementai ir korozijai{0}}atsparios dalys. Elektrometalurgijoje varis naudojamas vandeniu-aušinamose indukcinėse ritėse, šynose į elementų linijas ir nuolatinio liejimo formose, pagamintose iš vario-chromo-cirkonio arba sidabro-, turinčiose vario, kur didelis šilumos laidumas turi būti derinamas su atsparumu minkštėjimui. Varis taip pat naudojamas kaip legiravimo priedas: nuo 0,2 % iki 0,5 % priedai pagerina mažai -legiruoto konstrukcinio plieno stiprumą ir atsparumą atmosferinei bei jūrinei korozijai, o transporto konstrukcijose naudojami vario-nuosėdų{11}}nešantys aliuminio lydiniai.
Elektros vario specifikacija ir patikra
Elektrinis varis užsakomas pagal pirkimo užsakyme nurodytą pavadinimą, temperatūrą, matmenis ir toleranciją, briaunų būklę ir laidumo reikalavimus. Patikrinimas apima varžą pagal ASTM B193 arba IEC 60468, atsparumą tempimui ir pailgėjimą, grūdelių dydį, kai yra susijęs su lenkimu ar formavimu, ir matmenų patikrinimus pagal ASTM B152 arba EN 13601 leistinus nuokrypius. Juostelė ir šynos yra tiekiamos su malūno bandymo sertifikatu EN 10204 3.1, kuriame nurodytas šilumos skaičius, cheminės analizės ir elektros rezultatai, o ritės ar ryšulio svoriai yra suderinti, kad nebūtų trikdomos automatinės apvijos ir perforavimo linijos. Švara yra svarbi ne mažiau kaip sudėtis: oksidų nuosėdos, drožlės ir briaunos mažina kontaktinį atsparumą ir gali pažeisti izoliaciją apvijos metu, todėl prieš išsiunčiant patikrinama paviršiaus būklė.
Dažnai užduodami klausimai
Kl.: Ką reiškia 100 % IACS?
A: Tai tarptautinis atkaitinto vario standartas, apibrėžiantis 0,017241 omo kvadratinio milimetro vienam metrui varžą, atitinkančią 58,0 MS/m. Vario gaminių laidumas nurodomas procentais nuo tos pamatinės vertės.
K: Kuris varis naudojamas elektros reikmėms?
A: Elektrolitiškai kieto žingsnio varis C11000 yra bendrosios paskirties{1}}laidininko medžiaga. C10100 ir C10200 be deguonies yra pasirinkti vakuuminiams ir aukšto dažnio
K: Kodėl fosforas taip smarkiai sumažina elektros laidumą?
A: Fosforas lieka kietame vario tirpale ir išsklaido laidumo elektronus. Net kelių šimtųjų procentų liekamojo lygio pakanka, kad laidumas sumažėtų iki maždaug 85 % IACS, todėl deoksiduotas varis naudojamas šilumos perdavimui, o ne laidininkams.
K: Kaip patikrinamas laidininko laidumas?
A: Matuojant apdirbto arba nubrėžto bandinio varžą ASTM B193 arba IEC 60468 metodu ir rezultatą konvertuojant į IACS etaloninės vertės procentą. Rezultatai pateikiami kartu su tempimo ir pailgėjimo duomenimis malūno bandymo sertifikate.
K: Ar varis vis dar yra geriausias laidininkas dideliems kabeliams?
A. Vario laidumas yra didžiausias iš komerciškai prieinamų laidininkų metalų, todėl tam tikros srovės skerspjūvis-mažiausias. Aliuminis yra lengvesnis ir mažesnės masės vieneto sąnaudos ir išlieka konkurencingas ilguose viršutiniuose tarpatramiuose, kur priklauso nuo svorio.
Kl.: Kas lemia variklio efektyvumo padidėjimą dėl vario kiekio?
A: Vario nuostoliai yra proporcingi srovės tankiui. Padidinus apvijos skerspjūvį-mažėja varža, taigi ir šilumos nuostoliai, todėl padidintas vario užpildas ir liejami variniai rotoriai naudojami aukštesnėms efektyvumo klasėms pasiekti.
