Miksi kuparilangan ominaisuuksilla on väliä
Kuparilanka on sähköteollisuuden vertailujohdin, ja sen käyttäytymistä kuvaa pieni joukko mitattavissa olevia ominaisuuksia: ominaisvastus ja johtavuus, vetolujuus, venymä, taivutuskyky ja resistanssin muutos lämpötilan mukaan. Näiden ominaisuuksien ymmärtäminen mahdollistaa oikean lämpötilan, oikean halkaisijan ja oikean testipohjan määrittämisen kaapelille, käämille, kiskoliitännälle tai maadoitusjohtimelle.
Resistanssi on suoraan verrannollinen pituuteen ja kääntäen verrannollinen poikki{0}}leikkauspinta-alaan. Tämä yksinkertainen suhde selittää, miksi pitkällä ohuella johdolla on paljon suurempi vastus kuin lyhyellä paksulla langalla ja miksi johtimien koot valitaan virrankulutuksen-tarpeen eikä mukavuuden perusteella.
Johtavuus ja IACS-viite
Kuparin johtavuus ilmaistaan tavallisesti prosentteina kansainvälisestä hehkutetun kuparin standardista, lyhennettynä IACS. Standardi määrittelee 100 % IACS:n ominaisvastuseksi 0,017241 µΩ·m, joka on sama kuin 1/58 ohmia per metri johtimessa, jonka poikkileikkaus on yksi neliömillimetri 20 asteen kulmassa. Johtavuus ja resistiivisyys liittyvät käänteisesti: mitä pienempi resistiivisyys, sitä suurempi johtavuusluku.
Kaupallinen kuparilanka toimitetaan täyttämään vähimmäisjohtavuusvaatimus, joka on yleensä ilmoitettu IACS:n vähimmäisprosenttiosuutena tehtaan sertifikaatissa sekä sovellettavan tuotestandardin veto- ja venymärajat. Pehmeä tai hehkutettu kuparilanka on peitetty ASTM B3:lla ja kova-vedetyt kuparilangat ASTM B1:llä, ja GB/T 3953 kattaa pyöreän kuparilangan sähkökäyttöön.
Kuparilangan mekaaniset ominaisuudet
Kuparilangan mekaanista käyttäytymistä säätelee temperointi. Langan vetäminen kovaksi lisää vetolujuutta ja vähentää venymistä; hehkutus vedon jälkeen palauttaa sitkeyden ja nostaa johtavuuden maksimiinsa. Vetotesti kirjaa näytteen suurimman kuormituksen ennen murtumista, ja vetolujuus on tämä kuorma jaettuna alkuperäisellä poikkileikkausalalla. Venymä mitataan määrätyllä mittapituudella ja ilmaistaan pituuden lisäyksenä murtuman jälkeen prosentteina alkuperäisestä pituudesta.
Taivutuskyky testataan puristamalla yhden langan toinen pää, ripustamalla paino vapaaseen päähän niin, että lanka roikkuu pystysuorassa, ja taivuttamalla lankaa edestakaisin 180 astetta, kunnes se murtuu. Ennen vikoja tallennettujen mutkien määrä on käytännöllinen joustavuuden mittari ja hyödyllinen tarkastus langalle, joka on reitittävä tiukkojen mutkien läpi asennuksen aikana.
Kiinteistön yleiskatsaus
| Omaisuus | Miten se ilmaistaan | Käytännön merkitys |
|---|---|---|
| Resistanssi | Ohmia per metri neliömillimetriä kohti tai mikrohm metri | Määrittää jännitehäviön ja lämpenemisen tietylle virralle |
| Johtavuus | IACS:n prosenttiosuus 20 asteessa | Suurempi luku tarkoittaa pienempiä häviöitä johtimessa |
| Vetolujuus | Voima pinta-alayksikköä kohti murtuman kohdalla | Kestää vetoa ja käsittelyvaurioita |
| Pidentymä | Prosenttiosuus ilmoitetusta mittarin pituudesta | sitkeys; alhaiset arvot varoittavat haurasta, yli{0}}vedetystä langasta |
| Taivutusvastus | Käänteisten mutkien lukumäärä murtumaan | Joustavuus asennuksessa ja kierrekokoonpanoissa |
| Lämpötilavastuskerroin | Resistanssin muutos celsiusastetta kohden | Vastus kasvaa johtimen lämmetessä käytön aikana |
| Tiheys | Noin 8,89 g/cm³ | Käytetään painon ja pituuden muuntamiseen tilauksen yhteydessä |
Vastus ja lämpötila
Johtimen resistanssi ilmoitetaan vertailulämpötilassa, tavallisesti 20 astetta ja joskus 25 astetta, koska vastus kasvaa lämpötilan noustessa. Kuparin positiivinen lämpötilavastuskerroin on noin 0,00393 celsiusastetta kohden 20 asteessa, joten johtimen lämpötilan nousu tarkoittaa aina vastuksen nousua ja siten häviöitä. Tästä syystä virranmittausarvot huomioivat johtimen suurimman sallitun lämpötilan ja ylikuormitetut kaapelit kuumenevat asteittain.
Tarkkuuden vuoksi resistanssimittaukset korjataan vertailulämpötilaan ennen vertailua spesifikaatiorajaan. Johdonpala, joka ei läpäise vastustarkistusta korkeassa myymälälämpötilassa, voi hyvinkin täyttää vaatimuksen korjauksen jälkeen, ja myös päinvastoin.
Oikean luonteen ja koon valinta
Pehmeä hehkutettu lanka joustaville johtoille, käämityslangalle ja kaikkiin sovelluksiin, joissa taipuminen on kovaa
Puoli{0}}kova lanka, jossa tarvitaan tasapainoa joustavuuden ja mekaanisen lujuuden välillä
Kova-johdin yläjohtimille, jousikoskettimille ja jännitykselle alttiille sovelluksille
Tinattu lanka, jossa juotettavuus tai korroosiosuojaus kosteissa olosuhteissa on tärkeää
Poikkileikkauspinta-ala valitaan -virrankulutuksesta ja sallitusta jännitehäviöstä, minkä jälkeen se tarkistetaan asennuksen mekaanisten vaatimusten perusteella. Myös pinnan kunnosta on väliä: oksidi, vetovoiteluaine ja pitkittäiset naarmut vähentävät tehokkaasti johtavaa pinta-alaa ja ovat yleisiä paikallisia ylikuumenemisen syitä päätepisteissä.
Tarkastuskohdat ja yleiset virheet
Varmista, että mitattu resistanssi on korjattu vertailulämpötilaan, ennen kuin arvioit vaatimustenmukaisuuden.
Tarkista halkaisija mikrometrillä kahdessa suunnassa useista kohdista pitkin kelaa.
Vahvista vetolujuus ja venymä tilauksessa ilmoitettua lämpöä vastaan.
Tarkista pinta naarmujen, hilseilyn, kuparipölyn ja öljyjäämien varalta.
Varmista, että lanka ei ole sekoittunut eri lämpötilaan tai halkaisijaan kelauksen tai pakkaamisen aikana.
Yleisin virhe on käsitellä johtavuutta ja vetolujuutta itsenäisinä. Ne on yhdistetty temperoinnin kautta: lämpökäsittely, joka nostaa johtavuuden maksimiin, myös pehmentää lankaa, ja lujuuden vuoksi kovaksi vedetyllä langalla on pienempi johtavuusluku, kunnes se hehkutetaan. Teknisissä tiedoissa tulee siksi mainita sekä johtavuusvaatimus että temperointi, ei vain yksi niistä.
FAQ
K: Mitä 100 % IACS tarkoittaa?
Se on hehkutetun kuparin referenssijohtavuus, joka määritellään 0,017241 mikrohm:n resistiivisenä, mikä vastaa 1/58 ohmia neliömillimetrin johtimen metriä kohden 20 asteessa.
K: Miksi vastus on aina ilmoitettu 20 asteen tai 25 asteen kohdalla?
Koska kuparin vastus kasvaa lämpötilan myötä. Referenssilämpötilan kiinnittäminen tekee eri laboratorioista ja erilaisista työolosuhteista saadut mittaukset vertailukelpoisia.
K: Mikä luonne on paras joustaville kaapelijohtimille?
ASTM B3:n kattamaa pehmeää hehkutettua lankaa käytetään, koska se sietää toistuvaa taivutusta ilman työkarkaisua murtumiskohtaan asti.
K: Mitä taivutustesti mittaa?
Käänteisten mutkien määrä yksittäinen lanka selviää ennen kuin se katkeaa. Suurempi luku osoittaa sitkeämmän langan, joka on helpompi asentaa tiukoille säteille.
K: Voinko lisätä nykyistä kapasiteettia käyttämällä kovempaa temperamenttia?
Ei. Nykyinen kapasiteetti riippuu pääasiassa poikkileikkausalasta-ja sallitusta käyttölämpötilasta, ei luonteesta. Kovempi luonne vain lisää mekaanista lujuutta.
K: Miten pinnan laatu vaikuttaa suorituskykyyn?
Naarmut, kalkki ja voiteluainejäämät vähentävät johtavaa pinta-alaa ja voivat aiheuttaa paikallista kuumenemista. Luotettavia päätteitä ja emalointia varten tarvitaan puhtaat, kirkkaat lankapinnat.
