Overflatebehandling og isolering

Overflatebehandling: Unngå oksidering av overflaten

I likhet med alle andre metaller vil kobber oksidere over tid. Oksidering innebærer at det dannes kobberoksider på overflaten, noe som reduserer elektronenes frie bevegelighet og dermed senker ledningsevnen.

En midlertidig eller permanent overflatebehandling beskytter det rå metallet mot oksidering og opprettholder ledningsevnen. Derfor vil man typisk velge en permanent beskyttelse for strømførende emner, slik at emnene ikke mister ledningsevnen over tid. Oksideringen skjer nemlig raskere når det ikke går strøm gjennom emnet, så en permanent overflatebehandling er en god måte å beskytte en elektrisk kontakt på gjennom hele kontaktens levetid.

En permanent overflatebehandling er vanligvis et belegg av et annet metall, for eksempel forsølving, forgylling, fortinning, fornikling – eller en kombinasjon av disse.

Nikkel brukes vanligvis som underbelegg mellom kobberemnet og den endelige overflaten, men det finnes også eksempler på fornikling som eneste overflatebehandling.

Spesielt om fortinning og tinnhår/whiskers

Tinn er et svært mykt metall, som derfor maksimerer kontaktflaten i en elektrisk overgang mellom to komponenter. Samtidig har tinn den fordelen at det oksiderer svært langsomt. Derfor er det en optimal overflatebehandling for kontakter og komponenter som kan stå uten elektrisk kontakt i lengre tid og dermed er mer utsatt for oksidering.

Fortinning kan være enten matt eller blank. Det anbefales å velge matt fortinning for å redusere risikoen for tinnhår («tin whiskers»).

Tinnwhiskers er små, tynne tråder av tinn som kan oppstå på en tinnflate. De stikker ut fra overflaten akkurat som hår som er utsatt for statisk elektrisitet. Trådene kan bli relativt lange, og i verste fall skaper de uønsket elektrisk kontakt med et objekt i nærheten.

For å redusere risikoen for tinnwhiskers kan man legge et lag nikkel under tinnbelegget. På den måten kan man nøye seg med et tynnere lag tinn og dermed redusere dannelsen av tinnwhiskers. Et underbelegg med nikkel er ideelt i situasjoner hvor de elektriske komponentene skal monteres tett inntil hverandre, slik at man reduserer risikoen for at tinnwhiskers skaper elektrisk kontakt mellom feil komponenter.

Midlertidig overflatebehandling

De midlertidige overflatebehandlingene har vanligvis til formål å beskytte emnet mens det er underveis til sluttbrukeren eller ligger på lager. Fabrikken som produserer samleskinner, vil vanligvis påføre et tynt oljelag på overflaten (BTA). Dette bremser oksidasjonsprosessen, slik at materialet kan ligge på lager i lang tid uten merkbar oksidasjon.

Under transport og lagring er det en fordel å pakke produktet inn i plast, noe som reduserer luftsirkulasjonen rundt metallet.

En tredje mulighet er å smøre emnet med vaselin, som danner en relativt lufttett hinne rundt metallet.

Isolering av kobberemner

Isolering av strømførende kobberdeler er en effektiv måte å unngå elektrisk kontakt med andre deler på. Det kan være fastmontert isolasjon som lakkering eller krympeslange, eller det kan være løstmontert som nett eller fôret isolasjon.

Isolasjon fås i alle farger, størrelser og tykkelser avhengig av dine krav og spesifikasjoner. Ulike typer isolasjon har styrker og svakheter avhengig av dimensjoner, plassbehov, temperatur, elektriske spesifikasjoner og miljøet der samleskinnen skal brukes.

Alle typer isolasjon som vi går gjennom nedenfor, beskytter mot uønsket elektrisk kontakt, fuktighet, kjemikalier og andre miljøfaktorer. Det reduserer risikoen for korrosjon og redusert elektrisk ledningsevne.

Glassfiberisolering

Glassfiber er blant de grovere isolasjonstypene. I tillegg til å beskytte mot elektrisk kontakt med andre deler, slik at du unngår kortslutning eller elektrisk støt, gir glassfiber mekanisk beskyttelse mot støt og vibrasjoner. Dette er spesielt en fordel ved flettede samleskinner, hvor små støt kan føre til at de tynne trådene løsner eller knekker.

Overflaten er belagt med silikon, som er selvslukkende og motstandsdyktig mot flammer.

Glassfiberisolasjon har form som en sylinder, som kuttes i ønsket lengde og monteres som en sokk.

Krympeflex / heat shrink

Krympeflex, også kalt heat shrink, er en mer kompakt og formtilpasset løsning. Dette er spesielt en fordel ved samleskinneholdere, der komponentene må sitte riktig og noen ganger tett inntil hverandre. I likhet med glassfiberisolasjon gir krympeflex også mekanisk beskyttelse mot støt og skader.

Krympeflex monteres løst rundt samleskinnen og krympes med varme til ca. 50 % av den opprinnelige størrelsen ved et krympingsforhold på 2:1. Det er viktig å velge riktig diameter, slik at isolasjonen krymper tett rundt samleskinnen.

Pulverlakk

Pulverlakk er den mest kompakte isolasjonstypen, men gir til gjengjeld ikke særlig god mekanisk beskyttelse sammenlignet med de to andre typene.

Isolasjonslaget består av et epoksybelegg som påføres elektrostatisk og herdes i ovn i ca. 30 minutter ved 150 °C (ved lagtykkelser på 200–600 µm). Resultatet er en svært jevn og formtilpasset isolasjon som er godt egnet for installasjoner med begrenset plass.

Pulverlakk har en betydelig høyere dielektrisk styrke enn glassfiberisolasjon og krympeflex og er derfor også spesielt godt egnet for installasjoner med høye spenninger.