开关柜的主母线、分支母线和一次接插件究竟采用裸铜好还是铜镀锡或铜镀银好

之所以要镀上一层物质 必然是考虑本物质容易在某个环境中发生氧化 腐蚀等等情况 担心会对应用造成影响 我们先看一下这个抗腐蚀度的表 可以看出耐腐蚀性上银不如铜 铜不如锡 镀银能增强耐高温的能力 见下表 可以看出 镀锡比裸铜有两个好处 1 温升极限提高了 2 耐蚀度提高了 镀银有一个好处 温升极限提高了 有一个坏处 耐蚀度下降了 相对来说 可能比较好的选择是 1 镀锡 2 裸铜 老帕 1 金属活动顺序表 钠 钙 钾 镁 铝 锌 铁 锡 铅 锌 铜 汞 银 铂 金 这是金属活动顺序表 当金属表面沾染水分和电解质时 就形成了一个个原电池 如果有两种金属存在 于是排在金属活动顺序表后边的金属就是原 电池的正极 排在前边的就是负极 这时就开始了金属表面的腐蚀过程 例如 一把铜壶的柄上绕一条铁链条 过不了多久 这条铁链条就腐蚀掉了 再如 镀锡板一旦出现破口 则锡层继续保留 可是铁板却被强烈腐蚀 大家可拿开启后的罐头盒放一段时间看看腐蚀效果 2 问题就出在两种金属的结合面上 此结合面将造成严重腐蚀 锡对氧化较不敏感 若铜镀锡后出现破口 则铜将被严重腐 蚀 铜镀银后 银是柔软和致密的 不容易出现破口 一旦出现破口后 银自身与氧化合不敏感 所以铜被腐蚀也不严重 3 按照金属活动顺序表 两种金属的电极电位电压越高则腐蚀性越强 电极电位摘录如下 Ag 2e Ag 0 7995V Sn4 2e Sn2 0 154V Cu2 e Cu 0 519V AgCl e Ag Cl 0 2223V 我们看到银 铜的电极电位比锡 铜的电极电位大的多 但银更稳定 所以腐蚀性反而锡 铜更大 铜对氧化铜也会形成电极电位 但其值很小 故裸铜的抗氧化性最好 4 镀银主要是提高材料的表面导电率 一般用于可能出现频繁接插的地方 5 如果主母线采用镀银 那么与其相连的分支母线也必须镀银 若主母线镀锡 同样与其相连接的所有母线都必须镀锡 这 样做的目的是为了减少腐蚀 提高主母线的使用寿命 再说明几点 1 铜镀锡后若出现破口 锡将首先被腐蚀 因为锡的活波性大于铜 铜镀银后若出现破口 则铜先被腐蚀 2 镀银能大幅度地提高母线温升 这是它的最大好处 此好处的来源就是较高的导电率 3 主母线镀锡占整个开关柜制造成本并不高 而镀银则不同 会大幅提高开关柜的制造成本 4 主母线在搭接时所用的螺栓为 9 级 紧固螺栓时必须确保其紧固扭矩和紧固程度 以期达到最佳的搭接导电效果 这些在 ABB 的制造工艺中都有明确的规定 且搭接面严禁使用导电膏 给大家回答几个问题 其实也是我们对客户回答的问题 1 铜排会生锈 表面会变黑 但不会影响到主母线的导电能力 几乎在开关柜的整个寿命期内 20 年 都不必考虑主母线氧 化带来的问题 2 但是镀锡以后 如果铜排表面没有破口则没有任何问题 铜排能得到很好的保护 但是一旦有破口 此时将起到加速腐蚀 的作用 我们知道 如果两种不同的金属放在一起且当水汽沾染后 其接触面会产生电极电位 如果外加的电压大于此电极电位 则金 属就不会发生腐蚀 这就是船舶抗腐蚀的原理 但自然放置的金属件不会外加电压 于是就一定会出现腐蚀 这种腐蚀被称为 原电池腐蚀效应 有关内容可参阅电化学 金属腐蚀的内容 3 ABB 低压成套开关设备中的标准做法如下 使用裸铜主母线 用铜柱作为分支母线的搭接材料 主母线搭接面必须保证搭接压力 以确保搭接面严密程度 这一点可从设备维护后的状况来证实 在设备维护时 尽管主母线 的表面已经发黑 但搭接面仍然保持光亮 特别是铜柱的搭接面 没有一点锈迹 4 ABB 的德国拉登堡有一项测试 就是铜排搭接面的长期带电测试 测试时间是半年 按不同的搭接力矩配套若干样品 测 试的目的是选择最佳的主母线搭接力矩 最后的测试结果给出了一些参数 由于此处涉及到公司的保密协议 我只能给大家提 供信息而不能给出数据 先向大家致歉 5 分支母线与主母线的处理方式类似 但原则是 若主母线为裸铜 则分支母线必须采用裸铜 如果主母线采用电镀处理 那么分支母线也必须采用完全相同的电镀处理 6 所有的抽屉回路或固定安装回路其输出一次接线端子都必须镀锡 因为此处的铜材尺寸小 但发热严重 因此必须镀锡 甚至镀银 7 在 ABB 的开关柜内严禁使用铜铝接头 因为此接头一定会存在腐蚀问题 不管采取何种处理措施 哪怕用油漆包裹 时间 长了一定会出事 所以在 ABB 的 MNS 设计手册中铜铝接头属于严禁使用之列 不管以任何理由也不准使用 8 为了确保开关柜安装后搭接面能够保持紧密接触 对开关柜所承受的振动有要求 此外 温度变化 湿度变化都会影响到 各类搭接面的问题 因此在开关柜的安装和使用条件中明确指出了具体的参数 对于水汽 ABB 在开关柜内安放了电热装置 使得开关柜在停用期间能确保柜内的水汽含量和柜内温度 至于开关柜的运输和 存储期间 ABB 都用非常严密的包装箱封固 以避免出现水汽侵入 9 对于主母线 ABB 一般在制造时就封上了热缩套管 此套管除了能散热外 还能隔绝空气和湿气 避免主母线腐蚀 对于 PE 排和 N 排 由于无法进行热缩套管封装 一般需要采用镀锡处理 10 ABB 对客户的建议是 主母线尽量采用裸铜 不建议采用镀锡处理 但对镀银则没有要求 由用户自行决定 因其造价高 用户需要付出更多的采购费用 镀锡与裸铜在价格上几乎相等 不会对用户产生费用问题 11 关于标准问题 在 GB7251 1 的早期版本中 对电缆线和铜排的搭接面提出了搪锡要求 由于搪锡后的电缆接头其塑料包皮往往会出现绝缘破 坏等故障 此法在 IEC 标准中早就被废止了 从 GB7251 1 1997 版开始 由于此标准与 IEC60439 1 是等同使用的 所以对 搪锡工艺也予以废止 从标准中再也看不见搪锡的要求了 搪锡其实是最坏的一种处理方法 一方面它破坏了塑料包层 另一方面在锡铜界面上会出现严重腐蚀 对于主母线 由于铜排没有塑料包层 所以搭接面可以镀锡 但问题出现在锡铜界面上 所以 ABB 采取的措施是 要么整根 铜排镀锡 要么就采用裸铜 绝不允许仅仅在搭接面上镀锡 同时对镀锡后的主母线必须小心运输和仔细检查 若发现破口则 必须采取相应的措施 对镀锡层的厚度也有要求 本来不想多写 结果写了一大堆 总之 本问题看起来是材料处理的问题 但其本质是开关柜的制造工艺问题 反映了开关柜 的制造技术和安装技术 是一个系统工程 ABB 的工艺要求是 任何多股线 包括二次接线都必须在导线端头压接接线端子 接线端子有接螺丝的规格和接端子的规格 前者被称为 O 形而后者被称为一字形 接线端子的规格中定义了导线截面尺寸和接入点的截面尺寸 要按实际需求选配 如果 这种安装方式是在 ABB 的工厂里的话 这是绝对不允许出现的 首先 导线镀锡本身就是错误的施工方法 因为这将引起铜 锡界面腐蚀产生副作用 其次 散线的线头可能压不紧 你想 将导线压入接线端子时用的是专用工具 甚至用油压钳 但在微断