क्या तांबे का बसबार एल्युमिनियम से बेहतर है?

विद्युत नियंत्रण पैनल, स्विचगियर और औद्योगिक बिजली वितरण प्रणालियों को इकट्ठा करते समय, बसबार एक महत्वपूर्ण रीढ़ की हड्डी होती है जो तंग सहनशीलता के भीतर बड़ी धाराओं को ले जाती है। इस मुख्य अनुप्रयोग के लिए, सही बसबार सामग्री का चयन करना बहुत मायने रखता है। तांबा लंबे समय से उद्योग मानक रहा है, लेकिन क्या एल्यूमीनियम कम लागत वाले विकल्प के रूप में जगह बना रहा है? 

एल्युमिनियम बसबार बनाम कॉपर बसबार – मुख्य अंतर

आइए विभिन्न प्रकार के लाभों और नुकसानों की जांच करें बसबार.

इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी

बुनियादी स्तर पर, तांबे को एल्युमीनियम की तुलना में इसकी उच्च चालकता के कारण बढ़त हासिल है। जैसे-जैसे बसबार में करंट घनत्व बढ़ता है, प्रतिरोध हीटिंग अधिक समस्याग्रस्त हो जाती है - और तांबा I2R नुकसान के माध्यम से कम अपशिष्ट ऊर्जा उत्पन्न करता है।

बार-बार ओवरलोड की स्थिति या परिवर्तनशील लोड प्रोफाइल वाले अनुप्रयोगों के लिए, तांबे की बेहतर गर्मी अपव्ययता कूलर ऑपरेटिंग तापमान बनाए रखती है जो घटक जीवन को लम्बा खींचती है। हालाँकि, उन्नत एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं ने अंतर को कम कर दिया है, जिससे चालकता एल्यूमीनियम और तांबे के बीच लगभग आधी हो गई है।

यांत्रिक स्थायित्व

तांबा लंबे समय तक नरम एल्युमीनियम की तुलना में कंपन और तापीय चक्रण जैसे यांत्रिक तनावों को बेहतर तरीके से सहन करता है। इसकी कार्य-सख्ती विशेषताएँ एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड पेटिना उत्पन्न करती हैं जो घर के अंदर स्वयं-उपचार संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती हैं। लेकिन आधुनिक मिश्र धातुएँ उचित उपचार और वेल्डिंग के बाद एल्युमीनियम को बाहरी स्थायित्व प्रदान करती हैं।

सामग्री लागत विश्लेषण

जबकि तांबा विद्युत और यांत्रिक रूप से बेहतर प्रदर्शन करता है, एल्यूमीनियम में एक आकर्षक विशेषता है - लागत। पाउंड-फॉर-पाउंड के आधार पर, उच्च शुद्धता वाला एल्यूमीनियम तांबे की तुलना में लगभग एक-तिहाई कम कीमत पर बिकता है। मल्टी-टन बस सिस्टम को ध्यान में रखते हुए, सामग्री को कम करने पर बचत तेजी से बढ़ती है।

हालांकि, एक सच्चे मूल्य निर्धारण में वर्षों में स्वामित्व की कुल लागत को ध्यान में रखना चाहिए। भारी लोडिंग के तहत एल्युमीनियम की तुलना में तांबे की विश्वसनीयता प्रतिस्थापन से पहले लंबी सेवा अवधि की अनुमति दे सकती है। गुणवत्ता के लिए प्रतिष्ठा निरंतर रेटेड सिस्टम में भी विश्वास पैदा करती है।

अनुकूल कीमतें प्रक्रिया नियंत्रण की तुलना में कम जोखिम वाले, आंतरायिक ड्यूटी अनुप्रयोगों के लिए समीकरण को बदल सकती हैं। लेकिन महत्वपूर्ण बुनियादी ढाँचा दशकों तक अपटाइम को अधिकतम करने वाली प्रीमियम सामग्रियों का हकदार है। कुल मिलाकर सामग्री की बचत कभी-कभी अनियोजित आउटेज से होने वाली लागतों से अधिक नहीं हो पाती है।

डिज़ाइन संबंधी विचार

कच्चे माल की बहस से परे, बस डिज़ाइन बसबार के प्रदर्शन को बहुत प्रभावित करता है। दोनों सामग्रियों के लिए खंडों के बीच संपर्क प्रतिरोध बहुत मायने रखता है। उचित संयुक्त तैयारी और यांत्रिक कनेक्शन का टॉर्क सोल्डरिंग की तुलना में वोल्टेज में भारी गिरावट करता है।

सही आकार स्ट्रैप-टू-बार इंटरफेस पर कसावट को भी कम करता है। लचीले कॉपर बसबार के सापेक्ष एल्युमिनियम को ओवरसाइज़ करने से तापमान मिलान में और सुधार होता है। स्किन-इफ़ेक्ट किसी भी धातु के लिए सतहों के प्रति प्रतिरोध को कम करता है, इसलिए बार की मोटाई को मामूली रूप से बढ़ाने से बड़ी धाराओं में मदद मिलती है।

उचित वेंटिलेशन बसबार को ऊंचे परिवेशी तापमान से भी बचाता है। ऑन/ऑफ लोड तांबे में भी क्षणिक हीटिंग उत्पन्न करते हैं, इसलिए अंतराल वेंटिलेशन पीक हीटिंग चक्रों को कम करता है। परिवेशी स्थितियों के लिए डी-रेटिंग के साथ जोड़ा गया, इष्टतम डिज़ाइन अक्सर सरल सामग्री स्विच के बराबर या उससे बेहतर होता है।

सारांश

जब सावधानीपूर्वक इंजीनियर किया जाता है, तो कॉपर और एल्युमीनियम दोनों ही बसबार की सराहनीय सेवा करते हैं, जिसमें ट्रेड ऑफ्स पर विचार किया जाता है। कॉपर अल्ट्रा-लॉन्ग-लाइफ और गंभीर ओवरलोड एक्सपोजर की सहनशीलता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए पहली पसंद बना हुआ है। लेकिन उन्नत एल्युमीनियम मिश्र धातु प्रारंभिक व्यय पर अच्छी तरह से प्रतिस्पर्धा करते हैं, जो मध्यम रूप से लोड किए गए, रुक-रुक कर चलने वाले सिस्टम के लिए उपयुक्त हैं। समग्र प्रदर्शन सामग्री की गुणवत्ता पर विवेकपूर्ण तरीके से लागू किए गए डिज़ाइन के सर्वोत्तम अभ्यासों से अधिक उपजा है।

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