Оцинкованный заземляющий стержень и медный стержень: полное сравнение

Почему выбор материала заземляющего стержня имеет большее значение, чем вы думаете

Каждый заземляющий стержень в конечном итоге должен найти свое место под землей, где его никто не сможет увидеть, а его замена обходится дорого. Стержень — это физический мост между вашей электрической системой и землей, и если он подвергается коррозии или теряет контакт с землей, сопротивление заземления возрастает и защита ухудшается. Вот почему выбор материала является немаловажной деталью при покупке: от него зависит, останется ли система заземления стабильной в течение 20–40 лет срока службы. Инженеры, которые понимают как заземляющие стержни снижают сопротивление грунта Также знайте, что коррозия, больше, чем любой другой фактор, является причиной выхода из строя заземляющих стержней.

Первоначальная разница в цене между оцинкованным заземляющим стержнем и заземляющим стержнем с медным соединением часто бывает скромной по сравнению со стоимостью выкапывания и замены вышедшего из строя электрода. Стержень, который плохо работает в почве, может поставить под угрозу рассеивание тока повреждения, молниезащиту и безопасность оборудования. После установки стержня коррозионная стойкость материала становится свойством, определяющим его долгосрочную работу.

Что такое оцинкованный заземляющий стержень и как он работает?

Оцинкованные заземляющие стержни имеют сердечник из углеродистой или горячекатаной стали. Сердечник очищается, покрывается флюсом, погружается в расплавленный цинк и охлаждается, оставляя защитное цинковое покрытие. Это процесс производства оцинкованной стали дает стержню свое название и механизм защиты от коррозии. Цинк более электрохимически активен, чем сталь, поэтому он корродирует первым и защищает основную сталь. Такое поведение жертвенного анода хорошо работает во многих случаях, но защита сохраняется только до тех пор, пока сохраняется слой цинка.

Обычные горячеоцинкованные заземляющие стержни имеют цинковое покрытие толщиной около 3,9 мил, или около 0,099 мм. Эта толщина является физическим результатом процесса погружения, а не недостатком качества. Просто сложно сделать существенно более толстое цинковое покрытие методами горячего погружения. Напротив, стержни с медной связкой часто имеют слой меди толщиной 10 мил, что примерно в 2,5 раза толще. Для постоянного заземляющего стержня толщина покрытия напрямую связана со сроком службы. Если вы хотите сравнить реальные технические параметры, просмотрите характеристики оцинкованного заземляющего стержня на странице продукта.

Оптовые производители оцинкованных заземляющих стержней, поставщик Являясь китайским производителем и фабрикой по изготовлению оцинкованных заземляющих стержней, компания Xinchang TuAn Machinery Co., Ltd. предоставляет типы оцинкованных заземляющих стержней... Посмотреть продукт →

Оцинкованные и медные заземляющие стержни: прямое сравнение

Различия между оцинкованными и медными заземляющими стержнями проявляются в трех областях: толщина покрытия, прочность сердечника и долгосрочная стоимость.

Толщина покрытия и коррозионная стойкость

Медь и цинк защищают сталь принципиально по-разному. Медь — благородный металл, образующий защитный оксид и изолирующий сталь от почвы. Цинк – это жертвенное покрытие: оно защищает сталь только до тех пор, пока остается цинк. Как только цинк израсходуется, открытая сталь быстро подвергнется коррозии. Независимые исследования коррозии подтверждают это различие. Исследования, проведенные Национальным бюро стандартов США в период с 1910 по 1955 год, показали, что оцинкованные стальные трубы, пролежавшие под землей примерно 10 лет, показали разрушение цинка и изъязвление стали. Образцы с медной связкой в ​​ходе одного и того же типа испытаний показали в среднем лишь 0,009 дюйма общего проникновения за 13 лет. Разница в толщине не академическая; в этом разница между электродом, который прослужит десятилетия, и электродом, который изнашивается гораздо раньше.

Прочность стального сердечника и производительность установки

Сердечник оцинкованного заземляющего стержня обычно изготавливается из горячекатаной стали с пределом прочности около 58 000 фунтов на квадратный дюйм. В стержнях с медной связкой обычно используется холоднотянутая сталь с пределом прочности на разрыв более 90 000 фунтов на квадратный дюйм. Эта разница имеет значение во время установки. Стержень, вбитый в каменистую или твердую почву, с большей вероятностью погнется, если сердечник менее жесткий. Изогнутый стержень создает неравномерный контакт с почвой, что повышает контактное сопротивление и снижает эффективность системы заземления. Долгосрочные полевые испытания, проведенные Лабораторией гражданского строительства ВМС США в 1960-х годах, показали, что стержни из оцинкованной стали менее надежны в приводных устройствах, и ВМС в конечном итоге исключили их из некоторых систем из-за управляемости и коррозионных характеристик. На практике более высокая прочность медных стержней является реальным преимуществом при монтаже.

Срок службы и долгосрочная стоимость

Цена за стержень – это только начало. Оцинкованный заземляющий стержень может быть дешевле при покупке, но если он выйдет из строя до ожидаемого срока службы проекта, затраты на замену могут свести на нет экономию. Раскопки, труд, время простоя и повторные испытания быстро накапливаются. Национальная программа исследований заземления, которая осуществлялась с 1992 по 2002 год, сравнила эксплуатационные характеристики заземляющих электродов и подтвердила результаты предыдущих исследований: цинковые покрытия расходуются быстрее, чем медь, в большинстве почвенных сред. Это Почему необходимы стальные заземляющие стержни с медным покрытием для установок, где замена сложна или дорога. Требования UL и NEC сосредоточены на производительности и коррозионной стойкости, а многие спецификации постоянного заземления более естественно соответствуют электродам с медным соединением или электродам из чистой меди. Оцинкованные стержни по-прежнему имеют смысл в грунтах с низкой коррозией или в краткосрочных проектах, но для постоянной установки на 20 лет более низкая первоначальная цена часто оказывается более дорогим выбором.

Когда следует использовать оцинкованный заземляющий стержень?

Это не полное осуждение оцинкованных заземляющих стержней. Они имеют законное место в электрическом заземлении, особенно в мягких условиях и непостоянная установка. Ключом к успеху является знание границы между подходящими и рискованными приложениями.

Подходящие сценарии использования оцинкованного заземляющего стержня включают в себя:

• Временное заземление строительных площадок, техническое обслуживание оборудования и обеспечение безопасности на рабочих местах.
• Сухие, хорошо дренированные почвы с низким содержанием хлоридов и почти нейтральным pH.
• Краткосрочные проекты с плановым графиком замены.
• Некритические системы, в которых местные нормы и спецификации прямо допускают использование оцинкованной стали.

Оцинкованные заземляющие стержни не лучший выбор для:

• Сильнокоррозионные почвы, включая засоленные, кислые или промышленно загрязненные почвы.
• Постоянная инфраструктура, такая как подстанции, железнодорожные системы, электрораспределительные и телекоммуникационные башни.
• Проекты, требующие 20 с лишним лет работы заземления с низкими эксплуатационными расходами.
• Установки, в которых оцинкованные стержни соединяются непосредственно с медными проводниками без соответствующих переходных фитингов, поскольку в биметаллической паре цинк подвергается жертвенной коррозии.

Если используется оцинкованный стержень, периодическая проверка особенно важна, поскольку потерю цинка трудно обнаружить, если стержень закопан.

Заземляющие стержни с медными связями: когда побеждает долгосрочная надежность

Для систем постоянного заземления по уважительным причинам по умолчанию в отрасли используются медные стержни. Медный слой более химически стабилен в более широком диапазоне типов почвы, холоднотянутый стальной сердечник придает стержню жесткость, необходимую для чистого вождения, а покрытие толщиной 10 мил обеспечивает более длинный путь коррозии. Медные стержни также хорошо сочетаются с медными проводниками и разъемами, что снижает риск биметаллической коррозии. Во многих проектах процесс спецификации начинается с запроса на медные или медные стержни, а оцинкованные стержни рассматриваются только после специальной инженерной проверки. Если вы сравниваете варианты постоянного объекта, техническое обоснование использования стержней с медной связкой является сильным. Чтобы просмотреть доступные конфигурации, проверьте варианты стального заземляющего стержня с медной связью .

Оптовые производители заземляющих стержней из медной плакированной стали, завод OEM / ODM - Xinch Xinchang TuAn Machinery Co., Ltd. - это оптовые китайские производители заземляющих стержней из медной плакированной стали и завод OEM / ODM. Сварные медные ... Посмотреть продукт →

Как сделать правильный выбор: практический контрольный список выбора

Выбор заземляющего стержня – это не просто выбор материала и движение дальше. Это решение, которое сочетает в себе почву, срок службы проекта, нормы, бюджет и условия установки. Используйте этот контрольный список, чтобы оценить варианты.

• Коррозионная активность почвы: проверьте pH, удельное сопротивление, уровни хлоридов и сульфатов в фактической засыпке.
• Ожидаемый срок жизни проекта: временный или постоянный? Через какое время можно проводить техническое обслуживание?
• Соответствие и спецификация: подтвердите, разрешает ли стандарт проекта использование оцинкованной стали или требует использования меди.
• Стоимость жизненного цикла: сравнивайте первоначальную цену плюс ожидаемую стоимость замены, а не только цену за единицу.
• Условия установки: каменистая почва, глубина забивки и доступность оборудования влияют на потребность в прочности удилища.
• Совместимость материалов: Материалы спичечных стержней, проводников и соединителей во избежание гальванической коррозии.

Для более подробного ознакомления с этими критериями прочитайте нашу рекомендации по выбору правильных заземляющих стержней . Для критически важных проектов, где цена неудачи доминирует над всеми остальными факторами, заземляющие стержни из чистой меди для критически важных проектов обеспечивают высочайший уровень коррозионной стойкости и долговременной стабильности. Стержни с медной связкой остаются надежным промежуточным выбором для большинства постоянных установок.

Оптовые производители заземляющих стержней из чистой меди, завод OEM / ODM - Xinchang Tu Xinchang TuAn Machinery Co., Ltd. - это оптовые китайские производители заземляющих стержней из чистой меди и завод OEM / ODM, удельное сопротивление меди и ... Посмотреть продукт →

Заключение

Оцинкованные заземляющие стержни не устарели, но их роль уже, чем предполагают многие покупатели. Они лучше всего работают во временных установках, в грунтах с низкой коррозией и в чувствительных к затратам проектах, где планируется замена. Заземляющие стержни с медной связью обеспечивают более стабильную долговременную работу в системах постоянного заземления благодаря более толстому медному слою, более прочному стальному сердечнику и меньшему риску биметаллической коррозии. Окончательный выбор должен определяться состоянием почвы, ожидаемым сроком службы и требованиями норм, а не начальной ценой покупки. Прежде чем выбирать материал заземляющего электрода, сравните технические характеристики с почвой и рабочим циклом вашего конкретного объекта.