Jak mogę zapewnić styki uziemienia o niskiej rezystancji do aluminiowej obudowy?

Buduję projekt elektroniki z aluminiową obudową. Muszę to uziemić - i to bardzo dobrze - dla bezpieczeństwa ludzi. (System obsługuje prąd 300 A i chcę mieć pewność, że jeśli nastąpi awaria wewnętrzna urządzenia, która spowoduje, że panel obudowy zostanie wzbudzony, bezpiecznik przepali się, a panel nie stanie się śmiertelny w dotyku.)

Oczywiście aluminium tworzy warstwę tlenku glinu o długości 4 nm w ciągu 100 pikosekund kontaktu z powietrzem , a tlenek glinu jest izolatorem elektrycznym o rezystywności 1x10 ^ 14 Ω · cm .

Połączenie tych elementów oznacza, że pomiędzy kawałkiem aluminium a tarczą przewodzącą 0,5 cala (taką jak podkładka metalowa) istnieje 31,5 megaomowy opór, który idealnie się z nim styka, jeśli warstwa tlenku glinu jest nienaruszona.

Wiem, że (na przykład) mechaniczne dokręcanie elementów, szczególnie przy użyciu podkładki blokującej z zębami, może łatwo penetrować warstwę tlenku glinu, ale szukam specyfikacji branżowych lub najlepszych praktyk w zakresie wybierania podkładek i dokręcania złączy, aby to zapewnić. Te złącza uziemienia mogą również wymagać usunięcia i wymiany podczas serwisowania sprzętu, i chcę podać specyfikacje dotyczące ich ponownej instalacji, aby upewnić się, że jest to wykonane poprawnie, aby zapewnić przebicie warstwy tlenku glinu i utrzymanie przewodności.

Jako przykład chciałbym móc napisać w instrukcji naprawy - z obliczeniami opartymi na źródłach, które mogę zacytować - coś takiego jak „wymienić podkładkę zamka na nową, numer części XXXXX, a następnie dokręcić śrubę do YYYY Niutonometrowy moment obrotowy, który zapewni oporność elektryczną obudowy mniejszą niż 2,5 mΩ. Sprawdź to, wykonując czteropunktowy pomiar rezystancji między punktami testowymi 17 i 29, który powinien wynosić 5,0 mΩ lub mniej. ”

Byłbym także zainteresowany takimi przewodzącymi smarami, które mogłem nakładać na samowiercące kołki, które mogłyby szczególnie dobrze działać na aluminium, aby zapobiec tworzeniu się warstwy tlenku, a następnie można je pozostawić na miejscu.

Czy ktoś może zaoferować pewne wskazówki dotyczące zasobów, których mógłbym użyć, aby nauczyć się najlepszych praktyk w pracy z aluminium jako przewodnikiem, i których mógłbym użyć do opracowania zestawu wytycznych dotyczących naprawy i przeróbki przewodów elektrycznych mających kontakt z aluminium?

Zamierzam trochę rozwinąć, aby stała się odpowiedzią.

$m\Omega$

Istnieje znakomita ankieta NASA na temat metod stosowanych przez lata i uzasadnienia za nimi.

Jak już wspomniano, MIL-HDBK-419A Tom 1 i Tom 2 zawierają wiele pomocy w aplikacji.

W przypadku utleniania powszechnie stosuje się chemiczną powłokę konwersyjną, aby zapobiec utlenianiu się aluminium w samolotach i na statkach; ma to tę zaletę, że zmniejsza ogólne artefakty korozyjne, ponieważ dopasowana powierzchnia może być z tego samego metalu co nowa powłoka.

Należy pamiętać, że korozja galwaniczna (znana również jako odmienna korozja metalowa) może być poważnym problemem w samolotach i staramy się ją minimalizować (lub eliminować), ponieważ powoduje to dodatkowe koszty dla operatora systemu, ponieważ korozja galwaniczna ostatecznie będzie wymagać naprawy.

To nie zawsze jest oczywiste, że wiele z pomocy mogą być dostępne dla tego typu emisji, chyba że po prostu stało się w (lub były w) jedną z branż, które tego wymagają.

Istnieją wyspecjalizowane podkładki zaprojektowane do wykonywania gazoszczelnych połączeń przez warstwy anodowania. http://www.we-llc.com/docs/librariesprovider3/default-document-library/code-compliant-weeb-info-for-inspectors.pdf?sfvrsn=0

Kusiłoby mnie, aby obudowa została anodowana, ponieważ nie jestem pewien, czy warstwa tlenku glinu jest odpowiednikiem anodowania. Jestem pewien, że twórcy podkładek WEEB mogliby ci to powiedzieć.

Możesz także spróbować spawania pojemnościowego lub krótkiego łuku, który jest obecnie stosowany w stalowych skrzynkach elektrycznych i może być wykonany również na aluminium. To bardzo szybki i pewny system. Generalnie, kto buduje skrzynki na elektronikę, mógłby to zrobić, zapytaj go. Pamiętaj również, że tlenek glinu jest bardzo kruchy, a aluminium bardzo miękkie, więc po dokręceniu śruby lokalne ciśnienie rozbija warstwę i zapewnia dobry kontakt z metalem podstawowym.