Una barra colectora de cobre es una tira sólida, plana o cilíndrica de cobre de alta conductividad que se utiliza para la distribución de energía eléctrica. Gracias a su baja resistencia eléctrica, su excelente conductividad térmica y su gran resistencia mecánica, es un componente esencial en cuadros eléctricos, subestaciones, conmutadores y sistemas de energía industrial.
El embarrado de cobre se ha convertido en la norma industrial para la transmisión eficiente de energía por su excepcional rendimiento eléctrico y térmico, su facilidad de fabricación y su durabilidad.
Composición de las barras colectoras de cobre
Las barras colectoras de cobre se fabrican con cobre electrolítico de paso duro (ETP) (C11000) o cobre de alta conductividad libre de oxígeno (OFHC) (C10200)en función de las propiedades eléctricas y mecánicas requeridas.
Calidades de cobre más utilizadas en las barras colectoras
| Grado de cobre | Composición | Conductividad eléctrica (% IACS) | Contenido de oxígeno | Aplicación |
|---|---|---|---|---|
| C11000 (Cobre ETP) | 99.90% Cu | 100% | 200-400 ppm | Barras colectoras eléctricas estándar |
| C10200 (Cobre OFHC) | 99,95% Cu | 101% | <10 ppm | Aplicaciones críticas de alta pureza |
| C10100 (Cobre OFE) | 99,99% Cu | 101% | 0 ppm | Aplicaciones aeroespaciales, médicas y de vacío |
El cobre ETP (C11000) es el más utilizado debido a su excelente conductividad y rentabilidad, mientras que el cobre OFHC es el preferido para sistemas eléctricos de alta frecuencia y ultrapuros.
Propiedades de las barras colectoras de cobre
1. Conductividad eléctrica
Las barras colectoras de cobre tienen conductividad eléctrica superiorpor lo que son ideales para la distribución de energía de alta corriente y baja resistencia.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Conductividad | ~5,8×10⁷ S/m (Siemens por metro) |
| Resistividad | ~1,68×10-⁸ Ω-m |
| Capacidad de carga actual | Alta (varía según la sección transversal) |
2. Conductividad térmica
Barras colectoras de cobre eficientes disipar el calorreduciendo el estrés térmico y evitando el sobrecalentamiento.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Conductividad térmica | ~385 W/m-K |
| Punto de fusión | ~1,085°C |
3. Resistencia mecánica
Las barras colectoras de cobre ofrecen excelente resistencia mecánicaLa resistencia a la corrosión, la carga eléctrica y la exposición al medio ambiente garantizan su durabilidad.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 200-400 MPa (depende del temple) |
| Dureza | 40-90 HB (Brinell) |
| Alargamiento | ~30% |
4. Resistencia a la corrosión
El cobre tiene resistencia natural a la corrosiónLa protección contra la oxidación y la exposición química es especialmente importante. Los embarrados niquelados o estañados ofrecen una mayor protección en entornos difíciles.
5. Maquinabilidad y conformabilidad
Las barras colectoras de cobre pueden ser fácil de fabricar, doblar y taladrar para adaptarse a diseños personalizados.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Grado de maquinabilidad | ~20% (Comparado con el latón de mecanizado libre = 100%) |
| Soldabilidad | Excelente |
| Formabilidad | Alta |
Normas equivalentes para barras colectoras de cobre
Las barras colectoras de cobre se fabrican según las normas internacionales ASTM, DIN, BS e IEC normas para garantizar la coherencia y el rendimiento.
| Estándar | Grado equivalente |
|---|---|
| ASTM B187 | C11000, C10200, C10100 |
| EN 13601 | CW004A, CW008A |
| BS 2874 | C101, C103, C106 |
| DIN 40500 | SF-Cu, OF-Cu |
| JIS H3140 | C1020, C1100 |
Estas normas definen la composición química, las propiedades mecánicas, la conductividad eléctrica y las tolerancias de fabricación de las barras colectoras de cobre.
¿Por qué las barras colectoras de cobre se han convertido en el estándar de los sistemas eléctricos?
Las barras colectoras de cobre se han convertido en la opción preferida en los sistemas eléctricos debido a sus incomparables prestaciones en cuanto a conductividad, durabilidad y gestión térmica. La transición del aluminio al cobre en muchas industrias se debió a la necesidad de reducir las pérdidas eléctricas, reducir el mantenimiento y prolongar la vida útil.
- Mayor eficiencia → Menor pérdida de energía y mejor distribución de la potencia
- Diseño compacto → Mayor capacidad de corriente en una sección transversal más pequeña.
- Mayor vida útil → La resistencia a la corrosión garantiza décadas de servicio
- Fiabilidad en condiciones extremas → Soporta fluctuaciones de temperatura y tensiones mecánicas.
Con los avances en redes inteligentes, vehículos eléctricos (VE) y sistemas de energías renovables, las barras colectoras de cobre siguen desempeñando un papel crucial en la infraestructura eléctrica moderna.
