Cu-ETP, Cu-OF oder Cu-OFE: die richtige Kupfersorte für Stromschienen

Reinheit, Sauerstoffgehalt, Leitfähigkeit und Fügeverfahren im Vergleich, und warum beim Lochen und Biegen Zustand und Dicke mehr zählen als die Sorte.

Bei der Wahl der Kupfersorte für Stromschienen entscheidet vor allem eine Frage: Wird die Schiene verschraubt oder hartgelötet und geschweißt? Ein neuer technischer Leitfaden von PAYAPRESS vergleicht C11000 (ETP), C10200 (OF) und C10100 (OFE) nach Reinheit, Sauerstoffgehalt, Leitfähigkeit und Fügeverfahren.

Drei Sorten im Überblick
C11000, bekannt als sauerstoffhaltiges, elektrolytisch raffiniertes Kupfer (ETP), enthält mindestens 99,90 % Kupfer und etwa 0,02 bis 0,04 % Sauerstoff. Das sauerstofffreie Kupfer C10200 (OF) hebt die Mindestreinheit auf 99,95 % und begrenzt den Sauerstoff auf 10 ppm. C10100, sauerstofffreies Elektronikkupfer (OFE), erreicht 99,99 % bei höchstens 5 ppm Sauerstoff. Die Leitfähigkeit ändert sich kaum: ETP und OF sind mit mindestens 100 % IACS spezifiziert, OFE mit 101 % IACS.

Der eigentliche Unterschied ist der Sauerstoff
In ETP-Kupfer liegt Sauerstoff als Kupferoxid-Partikel vor. Wird die Schiene in wasserstoffhaltiger Atmosphäre erhitzt, etwa beim Hartlöten, Schweißen oder bei bestimmten Glühprozessen, reagiert Wasserstoff mit dem Oxid zu Wasserdampf, der nicht entweichen kann und die Korngrenzen aufreißt. Diese Wasserstoffversprödung ist der Grund für sauerstofffreie Sorten. Bei einer Schraubverbindung, die solchen Temperaturen nie ausgesetzt ist, hat das Oxid keine praktische Auswirkung.

Welche Sorte spezifizieren
Für übliche Stromschienen in Schaltanlagen und Schaltschränken mit Schraubverbindungen ist C11000 die Standardwahl, für Stromschienen geregelt in ASTM B187. Die höhere Reinheit von OF- oder OFE-Kupfer erhöht die Kosten, ohne die Leitfähigkeit nennenswert zu verbessern. Sauerstofffreies Kupfer ist die richtige Spezifikation, wenn Schienen hartgelötet, geschweißt oder in Vakuumbaugruppen eingesetzt werden; C10100 bleibt Vakuum- und Elektronikanwendungen vorbehalten.

Ein Werkstoff, mehrere Bezeichnungen
Derselbe Werkstoff erscheint unter verschiedenen Bezeichnungen, was im Einkauf häufig zu Verwechslungen führt. C110, C11000, CDA 110, EN CW004A und Cu-ETP bezeichnen alle ETP-Kupfer. C10200 entspricht CW008A bzw. Cu-OF, C10100 entspricht CW009A bzw. Cu-OFE.

Sorte oder Zustand in der Fertigung
Beim Lochen und Biegen zählen Werkstoffzustand und Dicke mehr als die Sorte. Der Leitfaden nennt ein praktisches Beispiel: Eine Schiene mit 3/8 in Dicke im harten Zustand H04 erfordert mehr Stanzkraft und einen größeren Biegeradius als eine Schiene mit 1/4 in im weichen Zustand O60, unabhängig von der Sorte. Die Maschinenauswahl sollte daher von Schienengröße und Zustand ausgehen.

Der vollständige Leitfaden mit Vergleichs- und Bezeichnungstabellen und einem FAQ ist auf Englisch auf payapress.com verfügbar.