المقاطع النحاسية

نوع المقاطع

يجب أن يكون نوع النحاس المستخدم في المقاطع المستخدمة في القسم الفعال للوشيعة صافياً بنسبة (۹۹.۹۰%) و ناقلية الكهرباء يجب أن تكون (على الأقل تعادل ۵۸ ميغا سيمنس/المتر)، أما فيما يتعلق بالعناصر أو الشوائب فيجب أن تحتوي على أقل قدر ممكن من العناصر المزعجة كالفوسفور، الاوكسيجين، والحديد، إن وجود نسب عالية من العناصر سابقة الذكر في قسم النحاس غير الصافي يؤدي الى انخفاض شديد في مستوى الناقلية الكهربائية ويمكن أن يؤدي إلى انفجار وارتفاع حرارة الوشيعة. بغض النظر عن تركيب والخواص الكيميائية للنحاس المستخدم في المقاطع الفعالة للوشيعة فإن هذه المقاطع بعد تشكيلها يجب أن تفرغ من الضغط بخضوعها لعملية حرارية وملدنة، وإذا لم يتم القيام بهذه العملية فستظهر تشققات شعيرية في الوشيعة وبالتدريج ومع فتح هذه الشقوق سنلاحظ تسربات طويلة وعميقة وأحياناً تسوس أسطح المقاطع أو ما يسمى بظاهرة النمل الأبيض. لذلك ووفقاً لما تم وصفه سابقاً تقوم شركة آرازترانس وبهدف تطبيق كافة الشروط اللازمة لاختيار نوع مقاطع النحاس المستخدمة في القسم الفعال من الوشائع، باستخدام النحاس الصافي من الدرجة ETP²-ASTM C11000 و في حال الطلبات الخاصة تقوم بإنتاجها باستخدام الدرجة OFC³-ASTM C10100.

شكل الكشوف

من بين الميزات المؤثرة في جودة المقاطع المستخدمة في صناعة الوشيعة هو شكل ومساحة القطاع والتي تؤثر بشكل كبير في تطوير وديمومة القسم الفعال من هذه الوشائع. تجدر الإشارة إلى أنه بالإضافة لمساحة قطاع النواقل الفعالة والتي يجب أن تكون كافية لتأمين انتقال التيار الكهربائي عبر الوشيعة فإن الشكل الهندسي أيضاً يتمتع بأهمية كبيرة وهذه النقطة لا يتم الانتباه إليها بشكل كبير. يجب أن يكون الشكل الهندسي بطريقة تؤمن فيه حيزاً كافياً لعبور التيار الكهربائي من الوشيعة من خلال مراعاة نسبة عمق نفوذ التيار^۴ داخل الناقل وفقاً لظاهرة المجاورة^۵ (التي تتعلق بالتواتر بشكل كامل) وثانياً بجودة التبريد وعبور الماء من النواقل، بشكل عام فإن القطاعات التي تحتوي على زوايا حادة و۹۰ درجة تتعرض للتآكل مع مرور الزمن بسبب ترسب المواد الضارة وتتشكل هذه الظاهرة في أكثر الأحيان عندما تكون جودة الماء غير مناسبة. لذلك ولتجنب هذه المشكلة يتم عند صناعة القسم الفعال من الوشيعة استخدام قطاعات تكون فيها الزوايا ملتوية حد الإمكان اي أن يتم التخفيف من حدة الزوايا بلويها.

فيما يتعلق بنسبة عمق نفوذ التيار داخل النواقل بسبب ظاهرة المجاورة، فعند عبور التيار الكهربائي خلال نواقل الوشيعة فإن المجال المغناطيسي الناتج عن الوشيعة ينتج تيارات دوامية⁶ في جوانب قسم إذابة الفرن والتي تكون جهتها مقابلة للتيار الأساسي للوشيعة. بالنظر إلى آثار ظاهرة المجاورة في نواقل الوشيعة ووحدة إذابة التيار فإن التيار في كلا الجزأين سوف يتقارب مع الأسطح المجاورة.

تظهر العلاقات والجدول التالي عمق نفوذ التيار داخل النواقل بسبب ظاهرة المجاورة وأيضاً الحد الأدنى المطلوب لسماكة الوجه الجانبي لذوبان المقطع النحاسي.

تظهر النتائج وجود علاقة عكسية ما بين تأثير ظاهرة المجاورة في النواقل وما بين ازدياد التواتر للتيار الكهربائي المار. كلما كان تواتر التيار الكهربائي للوشيعة أقل، نحتاج إلى سماكة أكبر لذوبان الوجه الجانبي للمقطع النحاسي.

وهذا يفسر أيضاً سبب استخدام القطاع بشكل حرف D في وشائع أفران التواتر الشبكية لبعض الصنّاع الأوروبيين.