Como garantir contatos de aterramento de baixa resistência a um gabinete de alumínio?

Estou construindo um projeto de eletrônica com uma caixa de alumínio. Eu preciso fundamentá-lo - e muito bem - para a segurança humana. (O sistema processa 300 A de corrente e quero ter certeza de que, se houver uma falha interna na unidade que faz com que um painel do gabinete seja energizado, um fusível queimará e o painel não será tocado.)

É claro que o alumínio forma uma camada de óxido de alumínio de 4 nm em 100 picossegundos de contato com o ar , e o óxido de alumínio é um isolador elétrico com uma resistividade de 1x10 ^ 14 14 cm .

Juntá-las significa que há uma resistência de 31,5 megaohm entre uma peça de alumínio e um disco condutor de 0,5 "(como uma arruela de metal) em perfeito contato com ela se a camada de óxido de alumínio estiver intacta.

Eu sei que (por exemplo) coisas de aperto mecânico, particularmente usando uma arruela de pressão com dentes, podem penetrar facilmente na camada de óxido de alumínio, mas estou procurando especificações do setor ou práticas recomendadas para escolher arruelas e apertar os conectores para garantir que isso aconteça. Esses conectores de aterramento também podem precisar ser removidos e substituídos durante a manutenção do equipamento, e desejo fornecer especificações para reinstalá-los para garantir que isso seja feito corretamente para garantir que a camada de óxido de alumínio seja perfurada e a condutividade seja mantida.

Como exemplo, eu gostaria de escrever no manual de reparo - com cálculos baseados em fontes que posso citar - algo como "substitua a arruela de pressão por uma nova, número da peça XXXXX, depois aperte o parafuso em AAAA Medidores de torque em Newton, que garantirão uma resistência elétrica ao invólucro inferior a 2,5 mΩ. Verifique isso fazendo uma medição de resistência de quatro pontos entre os pontos de teste 17 e 29, que devem ser de 5,0 mΩ ou menos. "

Eu também estaria interessado em coisas como graxas condutoras, que eu poderia colocar em pernos auto-atarraxantes, que podem funcionar particularmente bem no alumínio para impedir a formação da camada de óxido, e então podem ser deixadas no lugar.

Alguém pode oferecer algumas dicas sobre os recursos que eu poderia usar para aprender as melhores práticas ao trabalhar com o alumínio como condutor e que eu poderia usar para desenvolver um conjunto de diretrizes para reparo e retrabalho de condutores elétricos em contato com o alumínio?

Vou elaborar um pouco para que isso se torne uma resposta.

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Há uma excelente pesquisa da NASA sobre os métodos usados ​​ao longo dos anos e a lógica por trás deles.

Como já observado, o MIL-HDBK-419A Volume 1 e o Volume 2 contêm uma grande variedade de assistência ao aplicativo.

No que diz respeito à oxidação, é comum o uso de um revestimento de conversão química para impedir a oxidação do alumínio nas aeronaves e nos navios; isso tem a vantagem de reduzir os artefatos de corrosão em geral, uma vez que uma face opaca pode ser o mesmo metal que o novo revestimento.

Note-se que a corrosão galvânica (também conhecido como a corrosão de metais dissimilares) pode ser um grande problema na aeronave, e nós procuramos minimizar (ou eliminar)-lo como ele adiciona custos ao operador do sistema, porque a corrosão galvânica irá eventualmente, necessitam de reparos.

Nem sempre é evidente que uma grande quantidade de ajuda pode estar disponível para este tipo de problema, a menos que você acabou de acontecer para a (ou ter sido em) uma das indústrias que necessitam dele.

Existem arruelas especializadas projetadas para produzir conexões estanques a gás através de camadas de anodização. http://www.we-llc.com/docs/librariesprovider3/default-document-library/code-compliant-weeb-info-for-inspectors.pdf?sfvrsn=0

Eu ficaria tentado a anodizar o gabinete, pois não tenho certeza de que a camada de óxido de alumínio seja equivalente a anodização. Tenho certeza de que os fabricantes das arruelas da WEEB podem lhe contar.

Você também pode tentar a soldagem por descarga capacitiva ou a arco curto, atualmente empregado em caixas elétricas de aço e também pode ser feito em alumínio. Este é um sistema muito rápido e seguro. Geralmente quem constrói caixas para eletrônicos pode fazer isso, pergunte a ele. Lembre-se também de que a alumina é muito quebradiça e o alumínio é muito macio; portanto, quando você aperta um parafuso, a pressão local quebra a camada e faz um bom contato com o metal base.