Коли мова заходить про системи заземлення в електричній інфраструктурі, вибір матеріалу заземлюючого стрижня є одним із тих рішень, які швидко приймаються на місці, але можуть створювати проблеми роками, якщо вони зроблені невдало. Двома найпоширенішими варіантами є оцинкований заземлюючий стрижень і мідний заземлюючий стрижень. Обидва широко використовуються, обидва відповідають загальним вимогам NEC 250.52(A)(5), і обидва мають своє місце в-реальних установках. Питання полягає не в тому, який з них кращий, а в тому, який підходить для конкретних умов проекту.
У цій статті розглядаються фактичні відмінності в продуктивності, довговічності, вартості та ризику, щоб ви могли прийняти обґрунтоване рішення до того, як вудилище ляже в землю.
Заземлюючий стрижень
Як виготовляється кожен тип
A оцинкований заземлювальний стриженьпочинається з гарячекатаного сталевого сердечника, як правило, з міцністю на розрив близько 58 000 psi. Потім сталь покривається шаром цинку, як правило, за допомогою процесу гарячого цинкування-. Цинкове покриття на стандартному стрижні має товщину приблизно 3,9 мілі. Цинк служить тим, що інженери називають тимчасовим анодом: він кородує попереду сталі, виграючи час до того, як серцевина оголиться.
A мідний заземлюючий стриженьвикористовує серцевину з -холоднотягнутої-сталі вищого класу, міцність на розрив часто перевищує 90 000 фунтів на квадратний дюйм, а потім з’єднує шар міді зовні. Товщина мідного покриття становить приблизно 10 мілів, що більш ніж у два рази перевищує шар цинку на оцинкованому стрижні. Мідь не жертвує собою заради сталі, як це робить цинк. Натомість він утворює стабільний, не-реактивний бар’єр, який утримується в більшості ґрунтових середовищ без погіршення.
Структурна різниця має значення під час монтажу. Вища міцність на розрив означає, що обміднений стрижень менш імовірно зігнеться або деформується під час забивання у твердий або кам’янистий ґрунт.
Оцинкований заземлювач VICTORY Оміднений заземлювач VICTORY
Стійкість до корозії: цифри розповідають історію
Було проведено три великі довгострокові-дослідження корозії заземлюючого стрижня, які охопили майже століття польових даних.
Національне бюро стандартів заховало зразки оцинкованої сталі під землю на десять років. Цинкові покриття товщиною 0,0035 дюйма або менше були повністю знищені, і вже почалася піттингова поверхня основної сталі. У цьому ж дослідженні зразки сталі, плаковані міддю, які були закопані протягом тринадцяти років, показали набагато дрібніше проникнення в матеріал.
Національний дослідницький проект електричного заземлення (NEGRP), який проводився з 1992 по 2002 рік під наглядом NFPA, дав найбільш широко цитовані цифри. Остаточні дані показали, що середній термін служби оцинкованого -заземлюючого стрижня становить приблизно 15 років. Обміднені стрижні надходили в 40 років і вище.
Дослідження військово-морської цивільної інженерії 1960-х років прийшло до подібних висновків, і стрижні з оцинкованої та м’якої сталі були остаточно заборонені до використання ВМС Сполучених Штатів на основі польових характеристик.
| Фактор | Оцинкований стрижень заземлення | Заземлюючий стрижень із мідним покриттям |
|---|---|---|
| Основний матеріал | Гарячекатана-сталь, ~58 000 psi | Холоднотягнута сталь, 90000+ psi |
| Покриття | Цинк, ~3,9 мил | Мідь, ~10 міл |
| Механізм покриття | Жертвований анод (цинк кородує першим) | Стійкий бар'єр (мідь протистоїть корозії) |
| Розрахунковий термін служби | ~15 років | 40+ років |
| Початкова вартість | Нижній | Вища |
| Найкраще середовище | Сухі, слабо{0}}корозійні ґрунти; тимчасове користування | Вологі, кислі або хімічно активні ґрунти |
| Сертифікація UL 467 | в наявності | в наявності |
Випадок для оцинкованого покриття: коли це має сенс
Оцинковані прути – непоганий продукт. Це добре-перевірений продукт, який використовується за правильних обставин.
Для тимчасових установок, коротко-будівельних проектів або об’єктів на сухих ґрунтах із низьким{1}}вологістю й нейтральним рН оцинкований заземлюючий стрижень може надійно працювати протягом очікуваного терміну служби без жодних проблем. Нижча початкова вартість також робить його практичним для великих-проектів, де потрібні сотні стрижнів, а ґрунтові умови не вимагають високоякісних матеріалів.
Є ще один важливий фактор, який варто розуміти: якщо ваша установка вже включає в себе значні оцинковані сталеві компоненти під землею, такі як анкерні стрижні або конструкційні сталеві опори, використання оцинкованого заземлюючого стрижня насправді може бути розумнішим вибором. Розміщення мідного стрижня в безпосередній близькості до оцинкованої сталі створює гальванічний елемент. Два різнорідних метали, мідь і цинк, реагують у присутності ґрунтової вологи, і цинк піддається прискореній корозії. Це особливо актуально для установок башт з відтяжками, розподільних стовпів з оцинкованою фурнітурою та конструкцій підстанцій, де звичайні підземні сталеві компоненти. Підбір матеріалів повністю усуває цей ризик.
Поширене оману щодо мідних стрижнів
Багато покупців припускають, що стрижні з мідним покриттям є кращими, тому що мідь краще проводить електрику, ніж цинк. Це розумне припущення, але воно не зовсім вірне.
Справжньою перевагою мідного покриття є захист від корозії, а не провідність. Дослідження nVent ERICO, одного з провідних виробників у галузі заземлення, чітко вказують на це в опублікованій технічній літературі. Мідь має хорошу провідність, але сталевий сердечник є тим, що насправді переносить більшу частину струму замикання. Шар міді існує, щоб утримувати сталевий сердечник від корозії під землею протягом десятиліть.
У тому, як виготовляються обміднені стрижні, також є нюанс. Термін «плакований міддю» зазвичай відноситься до стрижня, де мідь механічно з’єднана або зварена навколо сталевого сердечника. «Мідне скріплення» означає процес гальванічного покриття, який забезпечує більш однорідне та міцне покриття. Під час встановлення врізання стрижня у твердий ґрунт може подряпати або подолати мідну оболонку, особливо на плакованих стрижнях. Через ці поверхневі розриви сталь піддається впливу ґрунту, що може прискорити локальну корозію. Якщо ви забиваєте вудилища у складну місцевість, варто обрати стрижень із мідним скріпленням із більш рівномірним покриттям.
Тип ґрунту та середовище: вирішальний фактор
Найважливішою змінною в цьому рішенні є те, у що входить вудилище.
Кислі ґрунти, ґрунти з високим вмістом вологи, прибережні середовища з інфільтрацією солі та промислові об’єкти з хімічним забрудненням – усе це прискорює розпад цинку. У цих умовах оцинкований заземлюючий стрижень досягає кінця свого терміну служби набагато раніше середнього 15-річного терміну, іноді всього за кілька років. Мідь або плаковані міддю стрижні значно краще зберігаються в таких середовищах, оскільки мідь утворює природну патину, яка протистоїть подальшому хімічному впливу.
У сухих внутрішніх ґрунтах із нейтральним або майже{0}}нейтральним рН оцинковані стрижні працюють ближче до свого номінального терміну служби та представляють розумну цінність.
Для екстремальних умов, зокрема морських або прибережних місць із високим вмістом солі, варто розглянути стрижні з нержавіючої сталі як третій варіант, хоча вони мають високу ціну.
Відповідність і сертифікація
Як оцинковані, так і оміднені заземлюючі стрижні можуть бути виготовлені відповідно до UL 467, стандарту обладнання для заземлення та з’єднання, опублікованого Underwriters Laboratories. Сертифікація UL 467 має значення для комерційних і промислових проектів, відповідності страховим вимогам і вимогам до мережевого підключення. Під час закупівлі стрижнів для-масштабних проектів або інфраструктурних робіт зазначення продуктів зі списку UL 467 дозволяє уникнути ускладнень під час перевірки.
NEC відповідно до розділу 250.52(A)(5) вимагає, щоб заземлюючі стрижні були щонайменше 5/8 дюйма в діаметрі та 8 футів у довжину, якщо тільки зазначений стрижень не має діаметра 1/2 дюйма, і вказує, що вони повинні бути перелічені. Завжди підтверджуйте, що будь-яке придбане вудилище має належну сертифікаційну документацію, а не лише заяву виробника.
Практичний посібник із прийняття рішень
Якщо ви обираєте між двома типами майбутнього проекту, ці запитання швидко звузять його.
Скільки часу має тривати таке встановлення? Якщо відповідь: 20 або більше років без доступу до технічного обслуговування, мідне покриття є очевидним вибором. Якщо це тимчасове встановлення або таке з плановим циклом технічного обслуговування, оцинковане покриття може служити цій меті.
Як виглядає ґрунт? Вологі, кислі або прибережні ґрунти сприяють покриттю міддю. Сухі, нейтральні ґрунти - це місце, де оцинковане покриття працює найкраще.
Чи існують оцинковані сталеві компоненти під землею в безпосередній близькості? Якщо так, оцинковані стрижні уникають введення гальванічної пари.
Яка структура бюджету? Поміднене покриття коштує дорожче за стрижень, але менша кількість замін протягом терміну експлуатації зазвичай змінює цей розрахунок у -тривалих проектах.
Примітка щодо джерел
Обладнання для заземлення є однією з тих категорій продуктів, де сертифікація та відстеження матеріалів мають велике значення. Заземлюючі стрижні закопані та невидимі після встановлення. Стрижень, який не відповідає специфікаціям стійкості до корозії, не показуватиме жодних ознак несправності, доки не станеться несправність, після чого система заземлення може перестати працювати належним чином.
Victory Electric Power Equipment Co., Ltd., з більш ніж 25-річним досвідом виробництва обладнання для ліній електропередач та електричної арматури, постачає оцинковані заземлюючі стрижні, які відповідають міжнародним стандартам якості для комунальних і розподільчих проектів у понад 50 країнах. Якщо для вашого проекту потрібні сертифіковані продукти заземлення, які можна відстежувати, команда інженерів Victory Electric може порадити щодо вимог до специфікацій і надати необхідну документацію для вашого проекту. Зв’яжіться безпосередньо з компанією Victory Electric, щоб обговорити специфікації продукту, сертифікати та варіанти налаштування для вашої наступної роботи.