Conectores de Aterramento - Fabricação Fundido e Extrudado perfil 999% IACS

Diferenças entre Conectores por Compressão em Cobre Eletrolítico (Extrudado) e Conectores em Liga de Cobre (Fundidos)

A performance de uma conexão elétrica depende fortemente não apenas da composição química do material, mas também do processo de fabricação. Conectores de cobre eletrolítico obtidos por extrusão apresentam características físico-mecânicas e elétricas visivelmente superiores aos conectores fabricados em ligas de cobre por fundição.

A seguir estão as diferenças fundamentais.

1. Processo de Fabricação e Estrutura Metalúrgica

1.1 Conectores em cobre eletrolítico – Processo de extrusão

• Utilizam cobre eletrolítico de alta pureza (≥ 99,9% IACS).

• O processo de extrusão orienta a estrutura cristalina ao longo do fluxo do material.

• A peça resultante possui:

  • grãos alongados e compactos,

  • ausência praticamente total de porosidade,

  • alta densidade metálica,

  • excelente continuidade e uniformidade de condutividade.

Benefício direto:

⭐ Altíssima capacidade de condução e dissipação térmica, mesmo sob correntes impulsivas de descargas atmosféricas.

1.2 Conectores em liga de cobre – Processo de fundição

• O processo de fundição envolve derretimento e solidificação do metal em moldes.

• Durante a solidificação, ocorrem:

  • porosidades internas,

  • microtrincas,

  • regiões segregadas com diferentes concentrações de elementos da liga,

  • grãos equiaxiais e pouco compactados,

  • menor densidade metálica.

Efeito na condutividade:

A presença de poros e a heterogeneidade dos grãos aumentam a resistividade, diminuindo substancialmente a capacidade de escoamento de correntes impulsivas.

2. Propriedades Elétricas

Propriedade

Copper Eletrolítico Extrudado

Liga de Cobre Fundida

Pureza

≥ 99,9% IACS

20%–80% IACS (dependendo da liga)

Condutividade

Muito alta (próxima do condutor)

Média ou baixa

Continuidade elétrica

Homogênea

Variável, com pontos de baixa condutividade

Aquecimento sob descargas

Baixo

Elevado

Risco de fusão

Muito baixo

Alto em correntes elevadas

Conclusão elétrica:

➡ Conectores extrudados em cobre eletrolítico suportam muito melhor correntes de falta e raios, mantendo baixa impedância e reduzindo sobretensões.

➡ Conectores fundidos em liga de cobre são mais suscetíveis a falha.

3. Propriedades Mecânicas

Cobre eletrolítico extrudado

• Elevada ductilidade.

• Alta resistência mecânica e resistência à tração.

• Melhor resposta a compressões elevadas (essencial em conectores por compressão).

• Deforma sem trincar.

Conectores fundidos em liga de cobre

• Menor ductilidade.

• Mais rígidos e quebradiços.

• Sensíveis a trincas em tensões mecânicas.

• Porosidades internas aumentam o risco de ruptura no momento da compressão.

Consequência prática:

⭐ Um conector fundido pode rachar durante a compressão ou sob esforço térmico repetitivo.

4. Comportamento sob Correntes de Curto-Circuito e Descargas Atmosféricas

Conector extrudado (cobre eletrolítico):

• A estrutura densa e homogênea permite dissipar calor muito mais rápido.

• Resiste melhor ao efeito piel (correntes de alta frequência dos surtos).

• Mantém integridade mesmo em picos de centenas de kA.

Conector fundido (liga de cobre):

• Zonas de menor condutividade criam pontos quentes.

• Risco maior de derretimento, carbonização e ruptura.

• Não distribui adequadamente o fluxo da corrente impulsiva.

5. Riscos Associados ao Uso de Conectores Fundidos em Liga de Cobre

1. Aumento da impedância da malha, elevando tensões de toque e passo.

2. Falhas térmicas durante descargas.

3. Ruptura mecânica durante a compressão ou operação.

4. Deterioração acelerada por corrosão galvânica ou intergranular.

5. Perda total de continuidade elétrica, comprometendo o aterramento.

Como resultado, a malha torna-se incapaz de coordenar o escoamento das correntes de falta e de raio, podendo gerar:

• queima de equipamentos,

• riscos graves a pessoas,

• falha completa do sistema de proteção.

6. Conclusão Geral

Conectores por compressão fabricados em cobre eletrolítico extrudado possuem:

• maior condutividade,

• melhor integridade estrutural,

• maior confiabilidade,

• melhor desempenho térmico,

• maior durabilidade.

Já conectores fabricados em ligas de cobre por fundição apresentam desempenho inferior devido à porosidade, menor condutividade e suscetibilidade à falha térmica e mecânica.

Para malhas de aterramento, especialmente em ambientes sujeitos a descargas atmosféricas, o uso de conectores extrudados em cobre eletrolítico garante a segurança e longevidade do sistema.