Kupferverbindungen zum Ausgleich von Schwingungen in Hochstromanlagen sind heute Standard und kaum wegzudenken. Ob neuer Transformator, Stromzufuhr eines Hüttenofens oder Verbindung von Stromschienen: Immer setzen wir eine Dehnungsverbindung ein, die die vom Strom in den Stromschienen verursachten Schwingungen der Anlage aufnimmt.
Es gibt viele Arten flexibler Verbindungen und mindestens zwei verschiedene Werkstoffe für ihre Herstellung. Man kann pressgeschweißte, geschweißte oder genietete Verbindungen aus dünnen Kupferlamellen (PE) verwenden oder die sehr verbreiteten flexiblen Verbindungen aus flachen Kupfergeflechtbändern.
In diesem Beitrag geht es um Verbindungen aus Kupfergeflecht.
Wie werden Verbindungen aus Kupfergeflecht (PG) hergestellt?
Eine flexible Verbindung aus flachem Kupfergeflecht besteht aus mehreren Kupfergeflechtbändern bestimmter Länge (ihre Anzahl richtet sich nach dem benötigten Gesamtquerschnitt), die an beiden Enden mit einem flachen Anschluss aus einem verpressten Kupferrohr abgeschlossen sind. Die Länge dieses Anschlusses, der Kontakthülse, richtet sich in der Regel nach der Breite der Verbindung.
Eine 100 mm breite Verbindung erhält also standardmäßig eine 100 mm lange Kontakthülse. Das Foto unten zeigt eine solche Kontakthülse.
Eine solche Verbindung ist sehr biegsam und lässt sich daher auch an schwer zugänglichen Stellen und in unterschiedlichen Winkeln montieren, wenn die Anschlüsse der Stromschienen nicht symmetrisch zueinander liegen.
Für flexible Verbindungen aus Kupfergeflecht werden Kupferbänder verwendet, die aus Drähten aus hochwertigem Kupfer Cu-ETP geflochten sind, in der Regel mit 0,2 mm Durchmesser. Die Geflechtbänder gibt es in verschiedenen Querschnitten, von wenigen über mehrere Dutzend bis zu mehreren Hundert mm².
Für jede Verbindung wählen wir die Bänder, die am besten zur geforderten Strombelastbarkeit der gesamten Verbindung passen. Soll die Verbindung beispielsweise einen Querschnitt von 1.200 mm² haben, verwenden wir zehn Bänder mit je 120 mm².
Die Kontakthülsen der PG-Verbindung
Die Kontakthülsen werden aus einem speziellen Rohr gefertigt, das beim Kupferwerk bestellt wird. Ein gewöhnliches Rohr für Heizungs- oder Sanitärinstallationen kommt nicht infrage, denn es besteht meist aus Kupfer Cu-DHP, das den Strom deutlich schlechter leitet.
Woran erkennt man schlecht gefertigte Kontakthülsen?
Warum ist die Kontakthülse so wichtig? Weil ein falsch gewählter Rohrdurchmesser die Qualität der Verbindung enorm beeinflusst. Meist erkennt man das an folgenden Merkmalen:
- Die Kanten der Kontakthülse sind zu stark gerundet (der Durchmesser war zu klein).
- Die Kanten der Kontakthülse sind nicht mit Geflecht ausgefüllt.
- Die Kontaktfläche ist uneben (zu großer Durchmesser, zu dünne Rohrwand).
- Der Kragen des Rohrs ist nicht angefast und kann mit der Zeit die eingepressten Bänder beschädigen.
Dicke der Kontakthülse
Die Dicke der Kontakthülse hängt unmittelbar vom Querschnitt ab: Sie sollte der Anzahl der Geflechtbänder zuzüglich der Wandstärke des an den Enden verpressten Kupferrohrs entsprechen. Ein kleinerer Querschnitt ergibt automatisch eine dünnere Kontakthülse.
Die Kontakthülse sollte nicht mit übermäßiger Kraft verpresst werden, nur um eine möglichst geringe Höhe zu erreichen. Manchmal ist das allerdings nötig, weil zwischen den Kupferschienen, an die die Verbindung angeschlossen wird, wenig Platz ist.
Verzinnen und Strombelastbarkeit
Sowohl die Kupfergeflechtbänder als auch die Kontakthülsen können verzinnt, die Kontakthülsen sogar versilbert werden. Die Schichtdicke legt der Kunde fest; standardmäßig verzinnen wir mit 12 µm und versilbern die Anschlüsse mit 5 µm.
Die Hülsen werden immer vor dem Verpressen auf den Bändern beschichtet: Wir schneiden ein passendes Rohrstück ab, bereiten es für die Galvanik vor und beschichten es mit Zinn, Silber oder, seltener, Nickel.
Interessant ist, dass eine Verbindung kein verzinntes Geflecht braucht, um verzinnte Anschlüsse zu haben. Die Varianten lassen sich frei kombinieren, auch wenn eine Verbindung mit verzinntem Geflecht und blanker, „roter“ Kupferhülse aus Sicht der Leistungsfähigkeit wenig Sinn ergibt.
Bei jeder Oberflächenausführung gilt: Die Kontaktstelle selbst ist entscheidend und darf in keiner Weise verschmutzt sein.
Die Verbindung kann zusätzlich mit Schrumpfschlauch geschützt werden. Dann sinkt jedoch ihre Leistungsfähigkeit deutlich, weil die Wärme schlechter abgeführt wird. Wie aus der Physik bekannt: Je höher die Temperatur des Kupfers, desto größer sein Widerstand.
Tabelle der Strombelastbarkeit für Verbindungen aus Kupfergeflecht (PG)
Bauformen flexibler Verbindungen aus Kupfergeflecht
Flexible Verbindungen aus Kupfergeflecht lassen sich nach Kundenwunsch auf viele Arten ausführen. Wir haben schon oft Sonderverbindungen mit ganz ungewöhnlichen Anschlüssen gefertigt. Entscheidend ist, ob sich die gewünschte Verbindung physisch herstellen lässt.
Die gängigsten Bauformen von Verbindungen aus flachem Kupfergeflecht, die wir fertigen:
Im Grunde sind noch viel mehr Ausführungen möglich; alles hängt vom Bedarf des Projekts ab. Manchmal muss ein Transformator in einem solchen Winkel angeschlossen werden, dass eine Standardform trotz ihrer Biegsamkeit die Montage deutlich erschweren würde.
Länge von Verbindungen aus Kupfergeflecht
Die Länge einer Verbindung aus flachem Kupfergeflecht kann näherungsweise angegeben werden, besser etwas zu lang als zu kurz. In der Regel geben wir zum Abstand zwischen den beiden zu verbindenden Anschlüssen 30–60 mm hinzu.
Auch mit Übermaß lässt sich eine Geflechtverbindung problemlos montieren, und es ist gut, wenn sie nicht auf Zug steht. Das ist ein klarer Vorteil dieser Lösung, wenn nicht sicher ist, ob sich die Abstände in der Anlage geringfügig ändern.
Wofür werden Verbindungen aus Kupfergeflecht eingesetzt?
Die Einsatzmöglichkeiten von Verbindungen aus Geflechtbändern sind sehr vielfältig. Sie sind jedoch teurer als pressgeschweißte Verbindungen aus Kupferlamellen, daher lohnt sich ihr Einsatz dort, wo sie wirklich nötig sind.
Flexible Verbindungen aus flachem Kupfergeflecht werden am häufigsten eingesetzt:
- zur Verbindung von Transformatoren mit Stromschienensystemen,
- in Geräten und an Stellen, die in Bewegung sind,
- wo die Verbindung sowohl horizontal als auch vertikal stark „arbeitet“,
- in Öltransformatoren,
- überall dort, wo Verbindungen mit Schrumpfschlauch gefordert sind.
Und Aluminiumgeflecht?
Es gibt auch flexible Verbindungen aus geflochtenen Aluminiumbändern. Ihre Leistungsfähigkeit ist natürlich deutlich geringer als die von Kupferverbindungen. Eingesetzt werden sie vor allem wegen des wesentlich günstigeren Rohstoffs.
Die Leistungsfähigkeit solcher Verbindungen und ihr Verhalten im Langzeitbetrieb würde ich infrage stellen.
Wenn Sie mehr über flexible Verbindungen aus flachem Kupfergeflecht erfahren möchten, nutzen Sie unser Kontaktformular oder rufen Sie uns unter +48 71 303 62 09 an und sprechen Sie mit unserem Experten über die Möglichkeiten dieser Verbindungen.
Sie möchten ein Angebot oder die Strombelastbarkeit für Ihre Verbindung wissen? Senden Sie Ihre Anfrage an biuro@izar.pl.
