如何确保铝制外壳的低电阻接地触点?


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我正在建立一个带有铝制外壳的电子项目。为了人身安全,我需要将其接地,并且非常好。(系统可以承受300 A的电流,我想确定的是,如果设备内部发生故障而导致外壳面板通电,则保险丝会烧断而不是致使面板接触致死。)

当然,铝在与空气接触的100皮秒内形成4 nm的氧化铝层,而氧化铝是电阻率为1x10 ^ 14Ω·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,则一块铝和与其完全接触的0.5英寸导电盘(例如金属垫圈)之间将存在31.5兆欧的电阻

我知道(例如)机械拧紧物件,尤其是使用带齿的锁紧垫圈,很容易穿透氧化铝层,但是我正在寻找行业规范或选择垫圈和加紧连接器的最佳实践以确保发生这种情况。维修设备时,也可能需要将这些接地连接器卸下并更换,我想提供重新安装它们的规格,以确保正确完成此操作,以确保氧化铝层被刺穿并保持导电性。

举例来说,我希望能够在维修手册中写(根据我可以引用的资料进行计算),例如“用新的零件编号为XXXXX的垫圈更换锁紧垫圈,然后将螺栓拧紧至YYYY牛顿米的扭矩,将确保对外壳的电阻小于2.5mΩ。通过在测试点17和29之间进行四点电阻测量(应为5.0mΩ或更小)来验证这一点。”

我也会对诸如导电油脂这样的东西感兴趣,可以将其放在自攻螺柱上,在铝上使用特别有效,以防止形成氧化层,然后将其留在原处。

谁能提供一些指向我可以用来学习使用铝作为导体的最佳实践的资源的指针,并且我可以用来制定一套与铝接触的电导体的修理和返工指南。


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无法用您需要和渴望的权威来回答。但是螺柱的想法听起来很有希望。如果双头螺栓还带有某种肩部,则实际上它可以用作您固定的任何物体的接触点。因此,导体应与非铝制螺栓直接接触,且螺栓与铝制底盘接触。
mkeith '16

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您能将钢制凸台焊接到外壳上吗?
伊格纳西奥·巴斯克斯

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在涂铝时,有一种方法是先涂上环氧基底漆,然后再湿润打磨。这种湿式打磨会穿透氧化物层,但由于存在环氧,因此无法重新形成。不知道那是不是老太太的故事。但是,如果您在自攻螺钉上放置某种导电油脂或仅使用简单的粘合剂,似乎可以形成良好的接触,并且氧化层永远不会成为问题。
mkeith '16

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无需花费太多精力就可以破坏氧化层(因为它是如此之薄),证明它,将硬币放在金属上并用万用表探针轻轻按压,用另一个探针测量对铝的电阻,不需要费劲就能获得良好的接触,我已经看到很多铝制封闭式电源,它只是固定在机箱上的防震螺钉,看来效果很好。
山姆

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这是正常的航空电子设备要求。我建议看一下MIL-HBK-419A。
彼得·史密斯

Answers:


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我将详细说明,以便成为答案。

典型的航空电子设备具有2.5到5的典型的结合要求围绕底盘。根据威胁和应用的不同,有不同的粘结和接地类别,它们有自己的一套要求。mΩ

NASA对这些年来使用的方法及其背后的原理进行了出色的调查

如前所述,MIL-HDBK-419A 第1 第2卷包含大量的应用程序帮助。

关于氧化问题,通常使用化学转化涂层来防止铝在飞机和轮船上被氧化。这具有减少整体腐蚀伪影的优势,因为配合面可以与新涂层使用相同的金属。

请注意,电偶腐蚀(也称为异种金属腐蚀)可以在飞机的一个主要问题,我们试图最小化(或消除),因为它增加了成本,以系统操作员,因为电偶腐蚀最终需要修理。

并非总是很明显可以为此类问题提供大量帮助,除非您碰巧处于(或曾经)需要它的行业之一。



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您还可以尝试目前用于钢制电气盒的电容放电焊接或短弧焊接,也可以在铝上进行。这是一个非常快速且确定的系统。问他,通常那些为电子设备制造盒子的人可以做到这一点。还要记住,氧化铝非常脆,而铝非常柔软,因此,当您拧紧螺栓时,局部压力会破坏该层并与贱金属保持良好的接触。

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