Come posso garantire contatti di terra a bassa resistenza a un involucro di alluminio?

Sto realizzando un progetto di elettronica con un involucro in alluminio. Ho bisogno di metterlo a terra - e molto bene - per la sicurezza umana. (Il sistema gestisce 300 A di corrente e voglio essere sicuro che se si verifica un guasto interno nell'unità che provoca un pannello dell'involucro che si eccita, un fusibile si brucia piuttosto che il pannello diventa letale al tocco.)

Naturalmente l'alluminio forma uno strato di ossido di alluminio di 4 nm entro 100 picosecondi di contatto con l'aria e l'ossido di alluminio è un isolante elettrico con una resistività di 1x10 ^ 14 Ω · cm .

Metterli insieme significa che c'è una resistenza di 31,5 megaohm tra un pezzo di alluminio e un disco conduttivo da 0,5 "(come una rondella di metallo) in perfetto contatto con esso se lo strato di ossido di alluminio è intatto.

So che (per esempio) stringere meccanicamente le cose, in particolare usando una rondella di bloccaggio con i denti, può facilmente penetrare lo strato di ossido di alluminio, ma sto cercando specifiche del settore o migliori pratiche sulla scelta delle rondelle e sul serraggio dei connettori per garantire che ciò accada. È inoltre possibile che sia necessario rimuovere e sostituire questi connettori di messa a terra durante la manutenzione dell'apparecchiatura e desidero fornire le specifiche per la reinstallazione di essi per assicurarsi che ciò avvenga correttamente per garantire che lo strato di ossido di alluminio sia perforato e che venga mantenuta la conduttività.

Ad esempio, vorrei essere in grado di scrivere nel manuale di riparazione, con calcoli basati su fonti che posso citare, qualcosa come "sostituire la rondella di sicurezza con una nuova, codice XXXXX, quindi serrare il bullone su AAAA Newton metri di coppia, che garantiranno una resistenza elettrica all'involucro inferiore a 2,5 mΩ. Verificare ciò eseguendo una misurazione della resistenza a quattro punti tra i punti di prova 17 e 29, che dovrebbe essere di 5,0 mΩ o inferiore. "

Sarei anche interessato a cose come grassi conduttivi, che potrei applicare su borchie autofilettanti, che potrebbero funzionare particolarmente bene sull'alluminio per prevenire la formazione dello strato di ossido, e quindi potrebbero essere lasciati in posizione.

Qualcuno può offrire alcuni suggerimenti sulle risorse che potrei usare per apprendere le migliori pratiche nel lavorare con l'alluminio come conduttore e che potrei usare per sviluppare una serie di linee guida per la riparazione e la rilavorazione dei conduttori elettrici a contatto con l'alluminio?

Ho intenzione di elaborare un po 'così questa diventa una risposta.

Le apparecchiature avioniche tipiche hanno un requisito di incollaggio tipico da 2,5 a 5 attorno a un telaio. Esistono diverse classi di incollaggio e messa a terra con il proprio set di requisiti, a seconda della minaccia e dell'applicazione.$m\Omega$

Esiste un eccellente sondaggio della NASA sui metodi utilizzati nel corso degli anni e sulla logica alla base di essi.

Come già notato, MIL-HDBK-419A Volume 1 e Volume 2 contengono una vasta gamma di assistenza per l'applicazione.

Per quanto riguarda l'ossidazione, è comune utilizzare un rivestimento di conversione chimica per prevenire l'ossidazione dell'alluminio sia negli aeromobili che a bordo delle navi; ciò ha il vantaggio di ridurre gli artefatti della corrosione in quanto una faccia accoppiata potrebbe essere lo stesso metallo del nuovo rivestimento.

Si noti che la corrosione galvanica (noto anche come corrosione dei metalli dissimili) può essere un grosso problema aeromobili, e cercare di minimizzare (o eliminare) come aggiunge costi al gestore del sistema in quanto la corrosione galvanica si richiederebbero riparazioni.

Non è sempre evidente che una grande quantità di assistenza può essere disponibile per questo tipo di problema, a meno che non vi capiti di trovarvi (o di esservi stati) in uno dei settori che lo richiedono.

Esistono rondelle specializzate progettate per produrre connessioni a tenuta di gas attraverso strati di anodizzazione. http://www.we-llc.com/docs/librariesprovider3/default-document-library/code-compliant-weeb-info-for-inspectors.pdf?sfvrsn=0

Sarei tentato di anodizzare l'involucro, poiché non sono sicuro che lo strato di ossido di alluminio sia l'equivalente dell'anodizzazione. Sono sicuro che i produttori delle rondelle WEEB potrebbero dirtelo.

Potresti anche provare la saldatura a scarica capacitiva o la saldatura ad arco corto che è attualmente impiegata per scatole elettriche in acciaio e può essere eseguita anche su alluminio. Questo è un sistema molto rapido e sicuro. Generalmente chi costruisce scatole per l'elettronica potrebbe farlo, chiediglielo. Ricorda anche che l'allumina è molto fragile e l'alluminio è molto morbido, quindi quando stringi un bullone la pressione locale rompe lo strato e crea un buon contatto con il metallo base.