Када су у питању системи уземљења у електричној инфраструктури, избор материјала за уземљење је једна од оних одлука које се доносе брзо на лицу места, али могу годинама да изазову проблеме ако се донесу лоше. Две најчешће опције су поцинкована шипка за уземљење и шипка за уземљење обложена бакром. Оба су у широкој употреби, оба испуњавају опште захтеве НЕЦ 250.52(А)(5), и оба имају своје место у стварним-светским инсталацијама. Питање није који је универзално бољи, већ који је прави за ваше специфичне услове пројекта.
Овај чланак разлаже стварне разлике у перформансама, дуговечности, цени и ризику, тако да можете донети информисану одлуку пре него што штап уђе у земљу.
Гроунд Род
Како се сваки тип прави
A поцинкована млевена шипкапочиње са топло-ваљаним челичним језгром, обично са затезном чврстоћом око 58.000 пси. Челик се затим облаже слојем цинка, обично поступком топлог{4}}поцинчавања. Цинк премаз на стандардној шипки има дебљину од око 3,9 мил. Цинк служи као оно што инжењери зову жртвена анода: кородира испред челика, купујући време пре него што језгро буде изложено.
A шипка за уземљење обложена бакромкористи хладно вучено челично језгро вишег -разреда-, са затезном чврстоћом која често прелази 90.000 пси, а затим везује слој бакра за спољашњост. Бакарни премаз је дебљине отприлике 10 миља, што је више него двоструко више од слоја цинка на поцинкованој шипки. Бакар се не жртвује за челик као што то чини цинк. Уместо тога, он формира стабилну, не-нереактивну баријеру која се задржава у већини окружења земљишта без деградације.
Структурна разлика је битна током инсталације. Већа затезна чврстоћа значи да је мања вероватноћа да ће се шипка обложена бакром савијати или деформисати када се забије у тврдо или каменито тло.
ВИЦТОРИ поцинкована уземљива шипка ВИЦТОРИ бакарно обложена шипка за уземљење
Отпорност на корозију: бројеви причају причу
Спроведене су три велике дугорочне{0}} студије корозије штапова тла, које обухватају скоро један век теренских података.
Национални биро за стандарде је десет година закопао поцинковане челичне узорке под земљом. Превлаке од цинка од 0,0035 инча или мање биле су потпуно уништене, а удубљење челика испод је већ почело. У истој студији, бакром обложени челични примерци закопани тринаест година показали су много плиће продирање у материјал.
Национални пројекат за истраживање електричног уземљења (НЕГРП), који је трајао од 1992. до 2002. под надзором НФПА, произвео је најшире цитиране бројке. Коначни подаци су дали просечан радни век поцинковане{3}}брушене шипке на око 15 година. Шипке обложене бакром стигле су са 40 година и више.
Студија о поморском грађевинарству из 1960-их дошла је до сличних закључака, а поцинковане и меке челичне шипке су на крају забрањене за употребу од стране морнарице Сједињених Држава на основу перформанси на терену.
| Фактор | Галванизед Гроунд Род | Шипка за уземљење обложена бакром |
|---|---|---|
| Основни материјал | Вруће{0}}ваљани челик, ~58.000 пси | Хладно вучени челик, 90,000+ пси |
| Цоатинг | Цинк, ~3,9 мил | Бакар, ~10 мил |
| Механизам за премазивање | Жртвена анода (цинк прво кородира) | Стабилна баријера (бакар отпоран на корозију) |
| Процењени радни век | ~15 година | 40+ година |
| Почетни трошак | Ниже | Више |
| Најбоље окружење | Сува,{0}}некорозивна тла; привремено коришћење | Влажна, кисела или хемијски активна земљишта |
| УЛ 467 сертификат | Доступан | Доступан |
Случај за поцинковане: када има смисла
Поцинковане шипке нису лош производ. Они су-добро доказани производ који се користи у правим околностима.
За привремене инсталације, краткотрајне{0}}грађевинске пројекте или локације на сувим земљиштима са ниском-влажношћу са неутралним пХ, поцинкована шипка за уземљење може поуздано да ради током очекиваног радног века без икаквих проблема. Нижи почетни трошкови га такође чине практичним за велике-пројекте где су потребне стотине шипки, а услови тла не захтевају првокласне материјале.
Постоји још један важан фактор који вреди разумети: ако ваша инсталација већ укључује значајне поцинковане челичне компоненте испод земље, као што су сидрене шипке или конструкцијски челични носачи, коришћење поцинковане шипке за уземљење заправо може бити паметнији избор. Постављање бакрене шипке у непосредној близини поцинкованог челика ствара галванску ћелију. Два различита метала, бакар и цинк, реагују у присуству влаге у земљишту, а цинк кородира убрзаном брзином. Ово је посебно релевантно за инсталације у стубовима, разводне стубове са поцинкованим оковом и структуре подстаница где су подземне челичне компоненте уобичајене. Одговарајући материјали у потпуности елиминишу тај ризик.
Уобичајена заблуда о бакарним шипкама
Многи купци претпостављају да су шипке обложене бакром пожељније првенствено зато што бакар проводи електричну енергију боље од цинка. То је разумна претпоставка, али није сасвим тачна.
Права предност бакарне облоге је заштита од корозије, а не проводљивост. Истраживање нВент ЕРИЦО, једног од водећих произвођача у индустрији уземљења, јасно истиче ову тачку у њиховој објављеној техничкој литератури. Бакар се дешава да добро проводи, али челично језгро је оно што заправо носи већину струје квара. Бакарни слој је ту да спречи то челично језгро од корозије под земљом деценијама.
Такође постоји нијанса у томе како се производе бакрене шипке. Термин "бакарна облога" се обично односи на шипку где је бакар механички спојен или заварен око челичног језгра. „Повезани бакром“ се односи на процес галванизације који производи равномернији и лепљивији премаз. Током уградње, забијање шипке у тврдо тло може изгребати или издубити бакарни омотач, посебно на обложеним шипкама. Ти површински ломови излажу челик испод земље, што може убрзати локализовану корозију. Ако возите штапове на изазовном терену, вреди навести бакарну шипку са уједначенијим премазом.
Тип земљишта и животна средина: одлучујући фактор
Најважнија варијабла у овој одлуци је у шта штап улази.
Кисела земљишта, тла са високим садржајем влаге, приобално окружење са инфилтрацијом соли и индустријска места са хемијском контаминацијом, све то убрзава разградњу цинка. У овим условима, поцинкована млевена шипка ће достићи крај свог корисног века много пре 15-годишњег просека, понекад у року од само неколико година. Бакар или бакром обложене шипке се знатно боље држе у овим окружењима јер бакар формира природну патину која се одупире даљем хемијском нападу.
На сувим земљиштима у унутрашњости са неутралним или скоро{0}}неутралним пХ, поцинковане шипке раде ближе свом назначеном радном веку и представљају разумну вредност.
За екстремна окружења, посебно морска или обална места са високом изложеношћу соли, шипке од нерђајућег челика су вредне разматрања као трећа опција, иако долазе по премиум цени.
Усклађеност и сертификација
И поцинковане и бакром обложене уземљене шипке могу се производити у складу са УЛ 467, стандардом за опрему за уземљење и везивање који је објавио Ундервритерс Лабораториес. УЛ 467 сертификација је важна за комерцијалне и индустријске пројекте, усаглашеност са осигурањем и захтеве за међусобно повезивање мреже. Када се набављају шипке за комуналне{4}} пројекте или инфраструктурне радове, навођење производа са листе УЛ 467 избегава компликације током инспекције.
НЕЦ према Одељку 250.52(А)(5) захтева да шипке за уземљење буду најмање 5/8 инча у пречнику и 8 стопа у дужини, осим ако наведени штап има 1/2 инча у пречнику, и наводи да морају бити наведени. Увек потврдите да сваки штап који се купује носи одговарајућу сертификациону документацију, а не само тврдње произвођача.
Практични водич за доношење одлука
Ако се одлучујете између ове две врсте за предстојећи пројекат, ова питања брзо га сужавају.
Колико дуго ова инсталација треба да траје? Ако је одговор 20 година или више без приступа одржавању, бакар је јасан избор. Ако је у питању привремена инсталација или она са планираним циклусом одржавања, поцинкована може послужити сврси.
Како изгледа тло? Влажна, кисела или обална тла фаворизују обложена бакром. Сува, неутрална тла су тамо где се поцинковано најбоље понаша.
Да ли постоје компоненте од поцинкованог челика испод земље у непосредној близини? Ако јесте, поцинковане шипке избегавају увођење галванског пара.
Каква је структура буџета? Бакарна облога кошта више по шипки, али мање замене током животног века инсталације обично поништава тај прорачун у-дуготрајним пројектима.
Напомена о изворима
Хардвер за уземљење је једна од оних категорија производа код којих су сертификација и следљивост материјала значајно важни. Шипке за уземљење су закопане и невидљиве након уградње. Штап који не испуњава спецификације отпорности на корозију неће показивати никакве знаке проблема све док се не појави квар, у ком тренутку систем уземљења можда више неће радити како је пројектован.
Вицтори Елецтриц Повер Екуипмент Цо., Лтд., са преко 25 година искуства у производњи хардвера далековода и електричних прикључака, испоручује поцинковане шипке за уземљење које испуњавају међународне стандарде квалитета за комуналне и дистрибутивне пројекте у више од 50 земаља. Ако ваш пројекат захтева следљиве, сертификоване производе за уземљење, инжењерски тим компаније Вицтори Елецтриц може дати савет о захтевима спецификације и обезбедити документацију која је потребна вашем пројекту. Контактирајте Вицтори Елецтриц директно да бисте разговарали о спецификацијама производа, сертификатима и опцијама прилагођавања за ваш следећи посао.