Wie kann ich Erdungskontakte mit geringem Widerstand zu einem Aluminiumgehäuse sicherstellen?

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Ich baue ein Elektronikprojekt mit einem Aluminiumgehäuse. Ich muss es - und das sehr gut - für die menschliche Sicherheit erden. (Das System handhabt 300 A Strom, und ich möchte sichergehen, dass bei einem internen Fehler in der Einheit, der das Einschalten einer Gehäusetafel zur Folge hat, eine Sicherung durchbrennt, anstatt dass die Tafel berührungsgefährlich wird.)

Natürlich bildet Aluminium innerhalb von 100 Pikosekunden nach dem Kontakt mit Luft eine 4 nm dicke Schicht aus Aluminiumoxid , und Aluminiumoxid ist ein elektrischer Isolator mit einem spezifischen Widerstand von 1 × 10 14 & OHgr; · cm .

Wenn diese zusammengefügt werden, besteht ein Widerstand von 31,5 Megaohm zwischen einem Stück Aluminium und einer 0,5- Zoll- leitenden Scheibe (z. B. einer Metallscheibe), die in perfektem Kontakt damit steht, wenn die Aluminiumoxidschicht intakt ist.

Ich weiß, dass (zum Beispiel) das mechanische Festziehen von Dingen, insbesondere mit einer Sicherungsscheibe mit Zähnen, leicht in die Aluminiumoxidschicht eindringen kann, aber ich suche nach Industriespezifikationen oder bewährten Methoden für die Auswahl von Unterlegscheiben und das Anziehen der Steckverbinder, um dies zu gewährleisten. Diese Erdungsanschlüsse müssen möglicherweise auch entfernt und ersetzt werden, wenn die Geräte gewartet werden. Ich möchte Spezifikationen für die erneute Installation angeben, um sicherzustellen, dass dies ordnungsgemäß durchgeführt wird, um sicherzustellen, dass die Aluminiumoxidschicht durchstoßen wird und die Leitfähigkeit erhalten bleibt.

Als Beispiel möchte ich in der Lage sein, in das Reparaturhandbuch zu schreiben - mit Berechnungen, die auf Quellen basieren, die ich zitieren kann - etwas wie "Ersetzen Sie die Sicherungsscheibe durch eine neue, Teilenummer XXXXX, und ziehen Sie dann die Schraube mit YYYY an Newtonmeter Drehmoment, das einen elektrischen Widerstand zum Gehäuse von weniger als 2,5 mΩ gewährleistet. Überprüfen Sie dies, indem Sie eine Vierpunkt-Widerstandsmessung zwischen den Testpunkten 17 und 29 durchführen, die 5,0 mΩ oder weniger betragen sollte. "

Ich würde mich auch für solche leitfähigen Fette interessieren, die ich auf selbstschneidende Stifte auftragen könnte, die sich besonders gut für Aluminium eignen, um die Bildung der Oxidschicht zu verhindern, und die dann an Ort und Stelle belassen werden könnten.

Kann jemand Hinweise auf Ressourcen geben, mit denen ich bewährte Verfahren für die Arbeit mit Aluminium als Leiter erlernen und Richtlinien für die Reparatur und Nachbearbeitung von mit Aluminium in Kontakt stehenden elektrischen Leitern entwickeln kann?

JohnSpeeks
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Ich kann nicht mit der Autorität antworten, die Sie benötigen und wünschen. Aber die Gestütsidee klingt vielversprechend. Wenn der Bolzen auch eine Art Schulter hat, kann er tatsächlich als Kontaktpunkt für alles dienen, was Sie sichern. Sie haben also einen Leiter in direktem Kontakt mit Nicht-Aluminium-Bolzen und einen Bolzen in Kontakt mit Aluminium-Chassis.
mkeith
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Könnten Sie möglicherweise Stahlbuckel an das Gehäuse schweißen?
Ignacio Vazquez-Abrams
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Beim Streichen von Aluminium gibt es eine Technik, bei der Sie eine Grundierung auf Epoxidbasis auftragen und diese dann im nassen Zustand schleifen. Dieser Nassschliff durchbricht die Oxidschicht, aber da das Epoxid vorhanden ist, kann es sich nicht wieder bilden. Ich weiß nicht, ob das eine Geschichte einer alten Frau ist oder nicht. Wenn Sie jedoch eine selbstschneidende Schraube mit leitfähigem Fett oder einfach nur mit Klebstoff versehen, scheint dies einen guten Kontakt zu gewährleisten, und die Oxidschicht würde niemals ein Problem darstellen.
mkeith
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Das Aufbrechen der Oxidschicht (weil sie so dünn ist), der Nachweis, die Platzierung einer Münze auf dem Metall und der leichte Druck mit einer Multimetersonde sowie die Messung des Widerstandes gegen Aluminium mit der anderen Sonde, Sie, sind nicht allzu aufwendig Ich brauche nicht zu fest zu drücken, um einen guten Kontakt zu bekommen. Ich habe viele mitgelieferte Aluminium-Netzteile gesehen, bei denen es sich nur um eine rüttelsichere Schraube am Gehäuse handelt. Scheint ganz gut zu funktionieren.
Sam
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Dies ist eine normale Anforderung an die Avionikausrüstung. Ich würde vorschlagen, sich MIL-HBK-419A anzuschauen.
Peter Smith

Antworten:

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Ich werde etwas näher darauf eingehen, damit dies eine Antwort wird.

mΩ

Es gibt eine hervorragende Umfrage der NASA zu Methoden, die im Laufe der Jahre angewendet wurden, und zu den Gründen, die dahinter stehen.

Wie bereits erwähnt, enthalten MIL-HDBK-419A Volume 1 und Volume 2 eine Fülle von Anwendungshilfen.

Beim Thema Oxidation wird häufig eine chemische Umwandlungsbeschichtung verwendet , um zu verhindern, dass Aluminium sowohl in Flugzeugen als auch an Bord von Schiffen oxidiert. Dies hat den Vorteil, dass die Korrosionsartefakte insgesamt reduziert werden, da eine zusammengefügte Fläche das gleiche Metall wie die neue Beschichtung sein kann.

Beachten Sie, dass die galvanische Korrosion (auch als unähnliche Metallkorrosion bekannt) kann ein wichtiges Thema in Flugzeugen, und wir versuchen , zu minimieren (oder zu beseitigen) es , wie es Kosten für den Anlagenbetreiber fügt weil galvanische Korrosion wird schließlich Reparaturen erfordern.

Es ist nicht immer offensichtlich , dass ein hohes Maß an Unterstützung kann für diese Art von Problem zur Verfügung stehen, es sei denn , Sie gerade geschehen in sein (oder in gewesen) eine der Branchen , die sie benötigen.

Peter Smith
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Es gibt spezielle Unterlegscheiben zur Herstellung gasdichter Verbindungen durch Anodisierungsschichten. http://www.we-llc.com/docs/librariesprovider3/default-document-library/code-compliant-weeb-info-for-inspectors.pdf?sfvrsn=0

Ich wäre versucht, das Gehäuse anodisieren zu lassen, da ich nicht sicher bin, ob die Aluminiumoxidschicht der Anodisierung entspricht. Ich bin sicher, die Hersteller der WEEB-Waschmaschinen könnten es Ihnen sagen.

Scott Seidman
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Sie können auch kapazitives Entladungsschweißen oder Kurzlichtbogenschweißen ausprobieren, das derzeit für elektrische Stahlkästen verwendet wird und auch für Aluminium ausgeführt werden kann. Dies ist ein sehr schnelles und sicheres System. Generell kann man ihn fragen, wer Kisten für die Elektronik baut. Denken Sie auch daran, dass Aluminiumoxid sehr spröde und Aluminium sehr weich ist. Wenn Sie eine Schraube anziehen, bricht der lokale Druck die Schicht und stellt einen guten Kontakt zum Basismetall her.

Krufra
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