Koppar till elektriskt ledande detaljer

Koppar är helt oumbärligt när vi ska leda elektricitet i vårt samhälle, i våra hem och elektronik. I takt med att vardagen elektrifieras ökar efterfrågan på strömskenor (busbars) och mindre kopparkomponenter till vindkraftverk, elbilar och batterier.

Välj rätt legering

Koppar har den näst bästa elektriska ledningsförmågan av alla grundämnen – endast överträffad av silver.

En avgörande faktor för den höga ledningsförmågan är metallens renhet. Även små, naturliga föroreningar från andra grundämnen kan ge ett drastiskt fall i ledningsförmåga.

Exempel: skillnaden på HCP och ETP, där en mycket liten mängd fosfor minskar konduktiviteten med så mycket som 2 % IACS:

Det betyder dock inte att du alltid ska välja rent koppar – ämnets utformning och produktionsmetod avgör vilken legering som är mest lämplig.

Du är alltid välkommen att kontakta Alumeco och få vägledning, om du har ett konkret projekt på gång.

Massiva busbars (strömskenledare)

Den vanligaste typen är massiva busbars, som är relativt billiga och enkla att producera i stora mängder.
Till skillnad från flexibla busbars, som kräver individuell tillverkning, flätning, svetsning eller montering av terminaler, räcker det med en kopparcoil i rätt tjocklek och ett stansverktyg för att massproducera massiva busbars med bockning och hål.

Massiva samlingsskenor är en mycket bra standardlösning där du själv kan bestämma tjocklek och storlek för varje enskilt projekt. Men om du behöver kunna anpassa de enskilda samlingsskenorna i installationen bör du välja flexibla samlingsskenor.

Flexibla busbars

Det kan finnas flera skäl till att man behöver en flexibel samlingsskena istället för en massiv: I vissa fall är flexibilitet nödvändigt för att installationerna ska passa ihop. I andra fall väljer man den flexibla lösningen eftersom flätan/lamellerna kan ta upp vibrationer i en stor installation där komponenterna rör sig med olika frekvenser.

Precis som en vanlig samlingsskena har en flexibel samlingsskena två massiva kontaktområden, men delen mellan de två kontaktområdena är antingen flätad eller sammansatt av tunna lameller. En flätad mittdel ger flexibilitet i alla riktningar, medan lameller ger flexibilitet i en riktning.

Som standard lagerför vi Isoflexx och Ultraflexx, som är pressvetsade lameller respektive flätade samlingsskenor med isolering.

Flätning

Flätade kopparämnen består av många ultratunna trådar (ca 0,2 mm) som flättas ihop.
Ett ämne med tvärsnitt på 50 mm² innehåller cirka 1600 trådar.

Hantera flätade ämnen varsamt – brutna trådar påverkar inte strömförmågan nämnvärt, men kan orsaka oönskad elektrisk kontakt.

Laminering

Laminerade busbars består av tunna plattor (lameller) som pressvetsas i ändarna.
Lamellerna är oftast 0,2 mm tjocka, ibland med förstärkta topp- och bottenlameller för att undvika brott.

Ett brott i en lamell kan störa installationen om den skapar kontakt med andra komponenter.

Aluminium som alternativ till koppar

Koppar är ett dyrt material, och i takt med den gröna omställningen stiger efterfrågan och priset. Därför kan det i vissa fall löna sig att välja aluminium som alternativ. Aluminium leder inte ström lika effektivt som koppar, men både vikten och priset är betydligt lägre.

När det gäller ledningar är guld och silver de bästa alternativen till koppar, men sett till pris och tillgänglighet är aluminium det bästa alternativet:

Som tumregel krävs det cirka 50 % mer aluminium (volymmässigt) för att leda samma mängd elektricitet, men priset och vikten är ungefär 30 % lägre jämfört med koppar. En grov beräkning visar att priset för en aluminiuminstallation med samma elektriska kapacitet blir cirka 50 % lägre jämfört med en kopparinstallation. Den faktiska kostnaden beror naturligtvis på kraven för den specifika installationen.

Nedan ser du en jämförelse mellan koppar- och aluminiumskenor med samma ledningsförmåga (mätt i resistans) men med olika tvärsnitt:

Tabellen visar att man behöver ett större tvärsnitt för att uppnå samma ledningsförmåga med aluminium som med koppar. Hur mycket större tvärsnittet bör vara beror på kraven för den specifika installationen – ta till exempel storleksskillnaden mellan aluminiumlegeringarna 1050A och 1070.

När man väljer mellan de två kommer andra egenskaper, såsom hållfasthet, att avgöra vilken legering som är det rätta valet.

Aluminium busbars

Busbars av aluminium är massiva, inte böjliga. Till skillnad från koppar kan aluminium inte dras till tillräckligt tunna trådar, vilket gör det omöjligt att tillverka flätade eller tvinnade strömskenor. Det går inte heller att pressvetsa aluminium på grund av oxidskiktet, och den pressvetsade anslutningen är ett viktigt kännetecken för strömskenor av kopparlameller.