Comment puis-je assurer des contacts de terre à faible résistance avec un boîtier en aluminium?

Je construis un projet d'électronique avec un boîtier en aluminium. Je dois le fonder - et très bien - pour la sécurité humaine. (Le système gère 300 A de courant, et je veux être sûr qu'en cas de défaillance interne de l'unité provoquant la mise sous tension d'un panneau de l'enceinte, un fusible sautera plutôt que le panneau ne deviendra mortel au toucher.)

Bien sûr, l'aluminium forme une couche de 4 nm d'oxyde d'aluminium à moins de 100 picosecondes de contact avec l'air , et l'oxyde d'aluminium est un isolant électrique avec une résistivité de 1x10 ^ 14 Ω · cm .

Réunir ces éléments signifie qu’il existe un résistance de 31,5 mégohms entre un morceau d'aluminium et un disque conducteur de 0,5 "(comme une rondelle métallique) en parfait contact avec lui si la couche d'oxyde d'aluminium est intacte.

Je sais que (par exemple) le serrage mécanique, en particulier à l'aide d'une rondelle de blocage avec dents, peut facilement pénétrer la couche d'oxyde d'aluminium, mais je recherche des spécifications de l'industrie ou des meilleures pratiques sur le choix des rondelles et le serrage des connecteurs pour garantir que cela se produise. Ces connecteurs de mise à la terre peuvent également avoir besoin d'être retirés et remplacés lors de l'entretien de l'équipement, et je veux fournir des spécifications pour les réinstaller afin de m'assurer que cela est fait correctement pour garantir que la couche d'oxyde d'aluminium est percée et que la conductivité est maintenue.

Par exemple, j'aimerais pouvoir écrire dans le manuel de réparation - avec des calculs basés sur des sources que je peux citer - quelque chose comme «remplacer la rondelle de blocage par une neuve, numéro de pièce XXXXX, puis serrer le boulon à YYYY Newton mètre de couple, qui assurera une résistance électrique à l'enceinte de moins de 2,5 mΩ. Vérifiez-la en prenant une mesure de résistance à quatre points entre les points de test 17 et 29, qui devrait être de 5,0 mΩ ou moins. "

Je serais également intéressé par des choses telles que les graisses conductrices, que je pourrais mettre sur des goujons autotaraudants, qui pourraient fonctionner particulièrement bien sur l'aluminium pour empêcher la formation de la couche d'oxyde, et qui pourraient ensuite être laissées en place.

Quelqu'un peut-il offrir des conseils sur les ressources que je pourrais utiliser pour apprendre les meilleures pratiques de travail avec l'aluminium en tant que conducteur, et que je pourrais utiliser pour développer un ensemble de lignes directrices pour la réparation et la reprise des conducteurs électriques en contact avec l'aluminium?

Je vais développer un peu donc cela devient une réponse.

$m\Omega$

Il existe une excellente enquête de la NASA sur les méthodes utilisées au fil des ans et la justification de celles-ci.

Comme déjà indiqué, MIL-HDBK-419A Volume 1 et Volume 2 contiennent une multitude d'aide à l'application.

Au sujet de l'oxydation, il est courant d'utiliser un revêtement de conversion chimique pour empêcher l'aluminium de s'oxyder à la fois dans les avions et à bord des navires; cela a l'avantage de réduire les artefacts de corrosion globaux car une face accouplée pourrait être le même métal que le nouveau revêtement.

Notez que la corrosion galvanique (également connu comme la corrosion des métaux dissemblables) peut être un problème majeur dans les avions, et nous cherchons à minimiser (ou éliminer) comme il ajoute des coûts à l'opérateur du système , car la corrosion galvanique va éventuellement nécessiter des réparations.

Il est pas toujours évident qu'une grande partie de l' aide peut être disponible pour ce type de problème, sauf si vous venez arrive d'être (ou avoir été) l' une des industries qui en ont besoin.

Il existe des rondelles spécialisées conçues pour produire des connexions étanches au gaz à travers des couches d'anodisation. http://www.we-llc.com/docs/librariesprovider3/default-document-library/code-compliant-weeb-info-for-inspectors.pdf?sfvrsn=0

Je serais tenté de faire anodiser l'enceinte, car je ne suis pas sûr que la couche d'oxyde d'aluminium soit l'équivalent de l'anodisation. Je suis sûr que les fabricants des rondelles WEEB pourraient vous le dire.

Vous pouvez également essayer le soudage par décharge capacitive ou le soudage à l'arc court qui est actuellement utilisé pour les boîtiers électriques en acier et peut également être effectué sur l'aluminium. Il s'agit d'un système très rapide et sûr. Généralement, qui construit des boîtes pour l'électronique pourrait le faire, demandez-lui. Rappelez-vous également que l'alumine est très fragile et que l'aluminium est très doux, donc lorsque vous serrez un boulon, la pression locale casse la couche et établit un bon contact avec le métal de base.