在前面文章《你知道銅排需要鍍錫,但關于鍍錫原因你能說出幾個?》中,我們提到了圓線、扁線、銅排等導體需要使用T2及以上的紫銅,就有朋友留言了他的疑問,比如母排使用黃銅的后果是什么?為什么接線端子有黃銅材質的?
下面我們按照問題的先后順序來回答:
一、母排使用黃銅會帶來哪些隱患?
1.形成電化學腐蝕:黃銅主要由銅和鋅組成(黃銅種類太多,組分也很復雜,附圖如下,可以參考),當黃銅與純銅或鋁導線連接時,在潮濕或有腐蝕性氣體的環(huán)境中,可能形成微電池效應,導致電化學腐蝕,導致導致接觸電阻增加,長期可能引起過熱、絕緣損壞,裝置壽命降低,甚至火災等安全事故。
2.機械強度差異:雖然黃銅的硬度較高,適合防止拉伸和彎折的場景,但這在需要良好彈性或更緊密連接的場景中便不是優(yōu)勢,像我們前面講銅排系列文章提鍍層問題時,連接部位的柔韌性是重要的一點,如果柔韌性差,搭接效果就差,引起溫升偏高;而黃銅相比于紫銅,機械強度和硬度較高,影響搭接時候的效果,直接影響電流的高效傳輸,尤其是在大電流應用中,很可能導致局部過熱。
3.導電性差異:相較于紫銅,黃銅的電阻率稍高,這樣在電流通過時會產(chǎn)生更多的熱量。對于要求低電阻、高效率傳輸電力的應用,紫銅是更好的選擇,因為它能提供更低的電阻路徑,減少能量損耗和發(fā)熱
4.熱膨脹系數(shù)不同:黃銅的熱膨脹系數(shù)與銅或鋁不同,由于鋅的加入,導致黃銅的熱膨脹系數(shù)高于紫銅,具體取決于具體元素的含量,這可能在溫度變化時造成連接松動,特別是對于銅排這樣的大塊材料,熱脹冷縮效應更為明顯,從而影響電氣連接的穩(wěn)定性和安全性。
二、為何接線端子有用黃銅材質,符合標準么?
我們上來還是先看標準:《GB/T-14315-2008 電力電纜導體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管》中要求:
可見,國標對于接線端子的要求相對松一些。
既然有國標規(guī)定,為何還有的現(xiàn)場要求用黃銅接線端子呢?下面我們來對比黃銅與紫銅的優(yōu)劣:
1.紫銅(純銅):
1)導電性和導熱性極佳,適合需要高效電能傳輸?shù)膽茫艽_保電流快速通過,減少熱量產(chǎn)生。
2)延展性和可塑性好,容易加工成各種形狀,便于安裝在不同尺寸的電線和電纜上。
3)紫銅的機械強度相對較低,耐磨性一般,不適合承受高機械應力或在惡劣環(huán)境下使用。
4)黃銅的成本通常低于紫銅,因此使用黃銅制作線鼻子可以在保證一定導電性能的同時,降低生產(chǎn)成本。
2.黃銅:
1)由銅和鋅合金而成,具有較好的機械強度和耐磨性,適合需要較高機械應力的場合,如戶外安裝或工業(yè)設施中。
2)抗腐蝕性能優(yōu)于紫銅,能在多種環(huán)境中保持穩(wěn)定。
3)導電性和導熱性雖不及紫銅,但對于非極端要求的電能傳輸已經(jīng)足夠。而且可以把截面做大。
4)黃銅硬度高,耐磨。連接及拆卸過程中更加穩(wěn)定,利于搭接面的溫升。
總結來說,不能唯國標論,如果應用中對導電性和導熱性有極高要求,且環(huán)境因素允許,紫銅是更優(yōu)選擇。反之,如果需要更好的機械強度、耐磨性和抗腐蝕性,或者是在可能遭受物理損傷的環(huán)境中使用,黃銅則更為合適,但是使用黃銅一定控制好其質量,部分廠家,為了降低成本,所用的黃銅,甚至紫銅都含有比較多的雜質,比如鋅的含量都超標,這樣導致黃銅和紫銅的導電率和拉伸以及抗彎折等性能都大幅度降低,影響到了接線端子的品質。