Kada su u pitanju sistemi uzemljenja u električnoj infrastrukturi, izbor materijala šipke za uzemljenje je jedna od onih odluka koja se donosi brzo na licu mesta, ali može godinama uzrokovati probleme ako se donese loše. Dvije najčešće opcije su pocinčana šipka za uzemljenje i šipka za uzemljenje obložena bakrom. Oba su u širokoj upotrebi, oba ispunjavaju opšte zahtjeve NEC 250.52(A)(5), i oba imaju svoje mjesto u stvarnim-svjetskim instalacijama. Pitanje nije koji je univerzalno bolji, već koji je pravi za vaše specifične uslove projekta.
Ovaj članak razlaže stvarne razlike u performansama, dugovječnosti, cijeni i riziku, tako da možete donijeti informiranu odluku prije nego štap uđe u zemlju.
Ground Rod
Kako se svaki tip pravi
A pocinkovana mljevena šipkapočinje s vruće-valjanim čeličnim jezgrom, obično sa vlačnom čvrstoćom oko 58.000 psi. Čelik se zatim premazuje slojem cinka, obično postupkom vrućeg{4}}pocinčavanja. Cink premaz na standardnoj šipki ima debljinu od oko 3,9 mil. Cink služi kao ono što inženjeri zovu žrtvena anoda: korodira ispred čelika, kupujući vrijeme prije nego što jezgro bude izloženo.
A uzemljivač obložen bakromkoristi više-hladno vučeno-jezgro od hladnog čelika, sa zateznom čvrstoćom koja često prelazi 90.000 psi, a zatim vezuje sloj bakra za van. Bakarni premaz je debeo otprilike 10 milja, što je više od dva puta više od sloja cinka na pocinkovanoj šipki. Bakar se ne žrtvuje za čelik kao što to čini cink. Umjesto toga, formira stabilnu, ne-reaktivnu barijeru koja se zadržava u većini okruženja tla bez degradacije.
Strukturna razlika je bitna tokom instalacije. Veća vlačna čvrstoća znači da je manja vjerovatnoća da će se šipka obložena bakrom savijati ili deformirati kada se zabije u tvrdo ili kamenito tlo.
VICTORY pocinčana šipka za uzemljenje VICTORY bakreno obložena šipka za uzemljenje
Otpornost na koroziju: brojevi pričaju priču
Provedene su tri velike dugoročne{0}} studije korozije štapova tla, koje obuhvataju skoro jedan vijek podataka na terenu.
Nacionalni biro za standarde zakopavao je pocinčane čelične uzorke pod zemljom deset godina. Prevlake od cinka od 0,0035 inča ili manje bile su potpuno uništene, a rupičenje čelika ispod je već počelo. U istoj studiji, bakrom obloženi čelični uzorci zakopani trinaest godina pokazali su mnogo pliće prodiranje u materijal.
Nacionalni projekat za istraživanje električnog uzemljenja (NEGRP), koji je trajao od 1992. do 2002. pod nadzorom NFPA, proizveo je najčešće citirane brojke. Konačni podaci postavljaju prosječni vijek trajanja pocinkovane brušene šipke na oko 15 godina. Šipke obložene bakrom stigle su sa 40 godina i više.
Studija o pomorskom građevinarstvu iz 1960-ih došla je do sličnih zaključaka, a pocinčane šipke i šipke od mekog čelika su na kraju zabranjene od strane mornarice Sjedinjenih Država na osnovu performansi na terenu.
| Faktor | Galvanized Ground Rod | Šipka za uzemljenje obložena bakrom |
|---|---|---|
| Materijal jezgre | Vruće{0}}valjani čelik, ~58.000 psi | Hladno vučeni čelik, 90,000+ psi |
| Premazivanje | Cink, ~3,9 mil | Bakar, ~10 mil |
| Mehanizam za premazivanje | Žrtvena anoda (cink prvo korodira) | Stabilna barijera (bakar otporan na koroziju) |
| Procijenjeni vijek trajanja | ~15 godina | 40+ godina |
| Početni trošak | Niže | Više |
| Najbolje okruženje | Suha,{0}}tla sa malo korozije; privremeno korištenje | Vlažna, kisela ili hemijski aktivna tla |
| UL 467 certifikat | Dostupan | Dostupan |
Slučaj za pocinčani: kada ima smisla
Pocinčane šipke nisu loš proizvod. Oni su dobro-provjereni proizvod koji se koristi u pravim okolnostima.
Za privremene instalacije,-građevinske projekte kratkog trajanja ili gradilišta na suvim, niskovlažnim-tlima sa neutralnim pH, pocinčana šipka za uzemljenje može pouzdano raditi tokom svog očekivanog vijeka trajanja bez ikakvih problema. Niži početni trošak ga također čini praktičnim za velike-projekte gdje su potrebne stotine šipki, a uslovi tla ne zahtijevaju vrhunske materijale.
Postoji još jedan važan faktor koji vrijedi razumjeti: ako vaša instalacija već uključuje značajne pocinčane čelične komponente ispod zemlje, kao što su sidrene šipke ili konstrukcijski čelični nosači, korištenje pocinčane uzemljene šipke zapravo može biti pametniji izbor. Postavljanje bakrene šipke u neposrednoj blizini pocinčanog čelika stvara galvansku ćeliju. Dva različita metala, bakar i cink, reaguju u prisustvu vlage u tlu, a cink korodira ubrzanom brzinom. Ovo je posebno relevantno za instalacije u stubovima, razvodne stubove sa pocinkovanim okovom i strukture podstanica gde su podzemne čelične komponente uobičajene. Odgovarajući materijali u potpunosti eliminišu taj rizik.
Uobičajena zabluda o bakrenim šipkama
Mnogi kupci pretpostavljaju da su bakrene šipke poželjnije prvenstveno zato što bakar provodi električnu energiju bolje od cinka. To je razumna pretpostavka, ali nije sasvim tačna.
Prava prednost bakrene obloge je zaštita od korozije, a ne provodljivost. Istraživanje nVent ERICO, jednog od vodećih proizvođača u industriji uzemljenja, jasno ističe ovu poentu u njihovoj objavljenoj tehničkoj literaturi. Dogodilo se da bakar dobro provodi, ali čelično jezgro je ono što zapravo nosi većinu struje kvara. Bakarni sloj je tu da spreči to čelično jezgro od korozije pod zemljom decenijama.
Također postoji nijansa u tome kako se proizvode bakrene šipke. Pojam "bakarna obloga" obično se odnosi na šipku gdje je bakar mehanički spojen ili zavaren oko čeličnog jezgra. "Bakarno vezano" odnosi se na proces galvanizacije koji proizvodi ravnomjerniji i prionjiviji premaz. Tokom ugradnje, zabijanje šipke u tvrdo tlo može izgrebati ili izdubiti bakarni omotač, posebno na obloženim šipkama. Ti površinski lomovi izlažu čelik ispod tla, što može ubrzati lokaliziranu koroziju. Ako vozite štapove na izazovnom terenu, vrijedi izdvojiti šipku vezanu bakrom s ujednačenijim premazom.
Tip tla i okoliš: odlučujući faktor
Najvažnija varijabla u ovoj odluci je u šta štap ulazi.
Kisela tla, tla s visokim sadržajem vlage, priobalno okruženje sa infiltracijom soli i industrijska mjesta sa hemijskom kontaminacijom, sve to ubrzava razgradnju cinka. U ovim uslovima, pocinkovana mlevena šipka će dostići kraj svog korisnog veka znatno pre 15-godišnjeg proseka, ponekad u roku od samo nekoliko godina. Bakar ili bakrom obložene šipke se znatno bolje drže u ovim okruženjima jer bakar formira prirodnu patinu koja je otporna na daljnje kemijske napade.
Na suvim zemljištima u unutrašnjosti s neutralnim ili skoro{0}}neutralnim pH, pocinčane šipke rade bliže svom nazivnom vijeku trajanja i predstavljaju razumnu vrijednost.
Za ekstremna okruženja, posebno morska ili obalna mjesta s velikom izloženošću soli, šipke od nehrđajućeg čelika su vrijedne razmatranja kao treća opcija, iako dolaze po premium cijeni.
Usklađenost i certifikacija
I pocinčane i bakrom obložene brušene šipke mogu se proizvoditi u skladu sa UL 467, standardom za opremu za uzemljenje i vezivanje koji je objavio Underwriters Laboratories. UL 467 sertifikacija je važna za komercijalne i industrijske projekte, usklađenost osiguranja i zahtjeve za međusobno povezivanje mreže. Prilikom nabavke šipki za komunalne{4}}projekte ili infrastrukturne radove, specificiranje proizvoda sa liste UL 467 izbjegava komplikacije tokom inspekcije.
NEC prema Odjeljku 250.52(A)(5) zahtijeva da šipke za uzemljenje budu najmanje 5/8 inča u prečniku i 8 stopa u dužini, osim ako navedeni štap ima 1/2 inča u prečniku, i navodi da moraju biti navedeni. Uvijek potvrdite da svaki štap koji se kupuje ima odgovarajuću certifikacijsku dokumentaciju, a ne samo tvrdnje proizvođača.
Praktični vodič za donošenje odluka
Ako se odlučujete između ove dvije vrste za nadolazeći projekat, ova pitanja brzo ga sužavaju.
Koliko dugo ova instalacija treba da traje? Ako je odgovor 20 godina ili više bez pristupa održavanju, bakreni sloj je jasan izbor. Ako se radi o privremenoj instalaciji ili onoj sa planiranim ciklusom održavanja, pocinčani mogu poslužiti svrsi.
Kako izgleda tlo? Vlažna, kisela ili obalna tla favoriziraju obložena bakrom. Suva, neutralna tla su tamo gdje se pocinčano najbolje ponaša.
Postoje li postojeće komponente od pocinčanog čelika ispod zemlje u neposrednoj blizini? Ako da, pocinčane šipke izbjegavaju uvođenje galvanskog para.
Kakva je struktura budžeta? Obloženi bakrom koštaju više po šipki, ali manje zamjene tokom životnog vijeka instalacije obično poništavaju tu kalkulaciju kod dugotrajnih-projekata.
Napomena o izvorima
Hardver za uzemljenje je jedna od onih kategorija proizvoda kod kojih su certifikacija i sljedivost materijala značajni. Šipke za uzemljenje su zakopane i nevidljive nakon ugradnje. Štap koji ne ispunjava specifikacije otpornosti na koroziju neće pokazivati nikakve znake problema sve dok se ne dogodi kvar, u kom trenutku sistem uzemljenja možda više neće raditi kako je projektovan.
Victory Electric Power Equipment Co., Ltd., sa preko 25 godina iskustva u proizvodnji hardvera za dalekovodne i električne armature, isporučuje pocinčane šipke za uzemljenje koje zadovoljavaju međunarodne standarde kvaliteta za komunalne i distributivne projekte u više od 50 zemalja. Ako vaš projekat zahtijeva sljedive, certificirane proizvode za uzemljenje, inženjerski tim Victory Electrica može savjetovati o zahtjevima specifikacije i dostaviti dokumentaciju koja je potrebna vašem projektu. Kontaktirajte Victory Electric direktno kako biste razgovarali o specifikacijama proizvoda, certifikatima i opcijama prilagođavanja za vaš sljedeći posao.