如何确保铝外壳的低电阻接地触点?

电器工程 反抗 接地 导体
2022-01-24 11:26:13

我正在构建一个带有铝制外壳的电子项目。为了人类安全,我需要把它接地——而且非常好。(系统处理 300 A 的电流,我想确定如果设备内部故障导致外壳面板通电,保险丝会熔断,而不是面板变得致命。)

当然,铝在与空气接触 100 皮秒内会形成 4 nm 的氧化铝层,而氧化铝是电阻率为 1x10^14 Ω·cm 的电绝缘体

将它们放在一起意味着如果氧化铝层完好无损,那么一块铝和一个与其完美接触的 0.5 英寸导电盘(例如金属垫圈)之间存在31.5 兆欧的电阻。

我知道(例如)用机械方式拧紧东西,特别是使用带齿的锁紧垫圈,可以很容易地穿透氧化铝层,但我正在寻找选择垫圈和扭转连接器的行业规范或最佳实践,以确保发生这种情况。在维修设备时,这些接地连接器可能也需要拆除和更换,我想提供重新安装它们的规范,以确保正确完成,以确保氧化铝层被刺穿并保持导电性。

举个例子,我希望能够在维修手册中写下——根据我可以引用的来源进行计算——例如“用新的锁紧垫圈更换,零件编号为 XXXXX,然后将螺栓拧紧至 YYYY牛顿米的扭矩,这将确保外壳的电阻小于 2.5 mΩ。通过在测试点 17 和 29 之间进行四点电阻测量来验证这一点,这应该是 5.0 mΩ 或更小。

我也对诸如导电油脂之类的东西感兴趣,我可以把它放在自攻螺柱上,它可能特别适用于铝以防止形成氧化层,然后可以留在原处。

谁能提供一些资源指针,我可以用来学习将铝用作导体的最佳实践,并且我可以使用这些资源来制定一套与铝接触的电导体的维修和返工指南?

3个回答

我将详细说明一下,以便这成为一个答案。

典型的航空电子设备在底盘周围有 2.5 到 5\$m\Omega\$ 的典型粘合要求。根据威胁和应用的不同,有不同等级的连接和接地,它们有自己的一套要求。

NASA 对多年来使用的方法及其背后的基本原理进行出色的调查。

如前所述,MIL-HDBK-419A第 1卷和第 2 卷包含大量应用帮助。

在氧化方面,通常使用化学转化涂层来防止铝在飞机和船上氧化;这具有减少整体腐蚀伪影的优势,因为配合面可以是与新涂层相同的金属。

请注意,电偶腐蚀(也称为异种金属腐蚀)可能是飞机的一个主要问题,我们力求将其最小化(或消除),因为它会增加系统运营商的成本,因为电偶腐蚀最终需要维修。

除非您恰好处于(或曾经处于)需要帮助的行业之一,否则对于此类问题可以提供大量帮助并不总是很明显。

有专门的垫圈设计用于通过阳极氧化层产生气密连接。 http://www.we-llc.com/docs/librariesprovider3/default-document-library/code-compliant-weeb-info-for-inspectors.pdf?sfvrsn=0

我很想对外壳进行阳极氧化,因为我不确定氧化铝层是否等同于阳极氧化。我相信 WEEB 洗衣机的制造商会告诉你。

您还可以尝试目前用于钢制电气盒的电容放电焊或短弧焊,也可以在铝上进行。这是一个非常快速和可靠的系统。一般来说,谁制造电子盒子可以做到这一点,问他。还要记住,氧化铝很脆,铝很软,所以当你拧紧螺栓时,局部压力会破坏层并与基底金属良好接触。