Производители заземляющих проводников: медь, сталь с медной связкой и оцинкованная сталь

Заземляющий проводник находится под землей десятилетиями, по большей части забытый до тех пор, пока ток короткого замыкания не нуждается в безопасном месте, и к тому времени, какая бы слабость материала или производственного процесса ни осталась, уже есть годы, чтобы работать. Сравнение типов проводников, а не просто сравнение цены за метр, на самом деле является единственным способом судить, будет ли продукт производителя выполнять свою работу через двадцать лет.

Что на самом деле определяет долгосрочные характеристики проводника

Три фактора решают, будет ли заземляющий проводник сохраняет свои свойства на протяжении всего срока службы: базовая проводимость, устойчивость к коррозии в конкретной почве, в которой он закопан, а также механическая прочность, позволяющая выдержать установку и любое последующее движение грунта. Ни один материал не выигрывает у всех трех одновременно, и именно поэтому приведенное ниже сравнение имеет большее значение, чем выбор того варианта, который выглядит дешевле по цене.

Большинство проблем с коррозией не возникает в самой глубокой точке установки — они концентрируются в неглубокой зоне, где кислород, влага и химический состав почвы взаимодействуют наиболее активно, что является одной из причин, по которой покрытие проводника и выбор материала вблизи поверхности заслуживают такого же внимания, как и проводник, закопанный глубже.

Медные и стальные проводники с медной связкой

Проводники из чистой меди обладают самой высокой проводимостью среди всех обычно используемых заземляющих материалов и чрезвычайно хорошо противостоят коррозии в большинстве типов почвы, поэтому они остаются рекомендацией по умолчанию для критически важных систем заземления — подстанций, центров обработки данных и промышленных предприятий, где допустимый ток короткого замыкания и долгосрочная надежность перевешивают стоимость материала. Сталь, связанная медью, имеет стальной сердечник и металлургически связывает вокруг него медный слой, обменивая некоторую проводимость на значительно более высокую прочность на разрыв и более низкую стоимость материала.

• Проводимость: Твердая медь проводит более высокий ток повреждения на площадь поперечного сечения, чем сталь с медной связкой, поскольку сам стальной сердечник мало влияет на проводимость, даже несмотря на то, что медная оболочка проводит большую часть тока из-за скин-эффекта на частотах повреждения.
• Механическая прочность: Сталь, связанная медью, гораздо лучше сопротивляется изгибу и движущему напряжению, чем твердая медь, что особенно важно для заземляющих стержней, вбитых в каменистую или уплотненную почву, где твердый медный стержень более склонен к изгибу или деформации.
• Стоимость за метр: Сталь, связанная медью, обычно стоит дешевле, чем цельная медь эквивалентного диаметра, поскольку для обеспечения защиты от коррозии и токопроводящей способности на поверхности необходим только тонкий медный слой — обычно в диапазоне 250 микрон или более в зависимости от применяемого стандарта.

Производство цельнотянутых и многожильных проводников

То, как производитель формирует сам проводник, меняет его гибкость, площадь поверхности и поведение при установке. Цельнотянутые проводники протягиваются через матрицу в виде единого непрерывного стержня или ленты, образуя жесткий, высокопрочный профиль, хорошо подходящий для стационарной установки и забивания стержня. Многожильные проводники состоят из нескольких проводов меньшего размера, скрученных вместе, что обеспечивает гибкость, значительно упрощающую прокладку вокруг препятствий и подключение к клеммам оборудования.

Многожильные проводники имеют тонкий компромисс, который стоит отметить: их более высокая общая площадь поверхности означает, что металл больше подвергается контакту с почвой, что может иметь значение в сильно корродирующих грунтах, где меньшее количество контактных поверхностей большего диаметра иногда выдерживает лучше, чем множество тонких жил, в течение очень длительных периодов службы.

Оцинкованная сталь и медь для установок с ограниченным бюджетом

Проводники из оцинкованной стали имеют наибольшую первоначальную стоимость, они значительно дешевле, чем медь или сталь с медным связующим, но цинковое покрытие, обеспечивающее защиту от коррозии, является жертвенным — оно корродирует преимущественно для защиты стали под ней, а это означает, что защита имеет ограниченный срок службы, который сильно зависит от местной агрессивности почвы.

Для временной установки или объекта с известной низкой коррозионной активностью почвы оцинкованная сталь может быть разумным и экономичным выбором. Для любой системы заземления, раскопки и проверка которой в дальнейшем являются дорогостоящими или разрушительными, более высокая первоначальная стоимость меди или стали с медными связями обычно является более оправданным долгосрочным решением.

Как качество процесса склеивания отличает производителей

Не все стальные проводники с медными связями соединены одинаково, и именно здесь сравнение производителей имеет наибольшее значение. Гальванические покрытия наносят медь посредством электрохимического процесса, который может оставить более тонкий и менее механически прочный слой, в то время как молекулярно-связывающие процессы соединяют медный слой со стальным сердечником на уровне, который намного лучше противостоит отслаиванию и растрескиванию при изгибе или напряжении движения.

• Тест на адгезию покрытия: Правильно соединенный проводник должен выдерживать изгиб по заданному радиусу без растрескивания или отделения медного слоя — испытание, для которого стоит запросить документацию, а не принимать его на веру.
• Проверка толщины покрытия: Производители должны иметь возможность предоставлять измеренные данные о толщине покрытия, а не только номинальные характеристики, поскольку фактическая толщина может варьироваться в зависимости от длины плохо контролируемого производственного цикла.
• Коррозионные испытания под нагрузкой: Результаты испытаний на солевой туман или почву, специфичные для проводника, а не общие данные о коррозии меди, дают более точную картину того, как готовое изделие будет вести себя.

Что запросить перед сравнением предложений производителей

Сравнение цен на проводники имеет смысл только в том случае, если основные характеристики совпадают. Запрос документально подтвержденной толщины покрытия, чистоты основного материала, показателей прочности на разрыв и любых доступных сертификатов испытаний третьих лиц превращает простое сравнение цен за метр в реальную оценку «яблоки к яблокам» — и часто обнаруживает, что самый дешевый предложенный вариант на самом деле не указывает тот же проводник, что и его более дорогие конкуренты.