Priročnik za bakrene ozemljitvene palice in objemke: Izbira pravega sistema brez preplačila ali rezanja kota

Večina okvar ozemljitvenega sistema ni dramatična. Ni eksplozije, ni očitnega trenutka okvare. Palica tiho korodira pod zemljo v treh do petih letih, odpornost narašča in nekega dne udar strele ali napaka, ki bi jo sistem moral obravnavati čisto, povzroči poškodbo opreme ali varnostni incident. Do trenutka, ko ga kdo izsledi nazaj do ozemljitvene elektrode, je odločitev o javnem naročilu, ki je povzročila to, pred leti sprejel nekdo, ki se je osredotočil na ceno na enoto.

Ta vodnik je napisan za inženirje in ekipe za nabavo, ki se želijo že prvič pravilno odločiti. Ni katalog izdelkov - okvir za ujemanje prave palice in objemke z dejanskimi pogoji projekta.

Bakrene ozemljitvene palice in ozemljitvene sponke

Palica in objemka sta en sistem

To je vredno jasno povedati, ker nabavni oddelki pogosto razdelijo naročilo: palice od enega dobavitelja, spone od drugega, najnižja cena za vsako postavko. Težava je v tem, da ozemljitveni sklop deluje kot sistem in najšibkejša povezava v tem sistemu določa zgornjo mejo za vse ostalo.

Thebakrena ozemljitvena palicazabije v zemljo in ustvari prevodno povezavo z zemljo. Objemka povezuje ozemljitveni vodnik - običajno golo bakreno žico, ki teče nazaj na glavno ploščo ali točko povezovanja - na vrh te palice. Napačni tok in udarni tok strele morata teči skozi oba brez pomembnega upora. Če objemka ustvari -odporni spoj, ni pomembno, kako dobra je palica. Če palica korodira in izgubi stik z okoliško zemljo, je objemka nepomembna.

Ta sistem mora doseči dve stvari: dovolj hitro razpršiti okvarjeni tok, da lahko zaščitne naprave sprožijo, in vzdrževati izenačitev potencialov, tako da se med ozemljenimi strukturami ne kopiči napetost. Oba zahtevata neprekinjen stik z nizko-upornostjo od prevodnika do objemke do palice in tal. Vsak prelom v tej verigi je problem, ki čaka, da se izrazi.

Izbira ozemljitvene palice: odločitev, ki je težja, kot se zdi

Trdne bakrene ozemljitvene palice

Trdne bakrene ozemljitvene paliceso natanko tako kot se sliši - 99.9% elektrolitskega bakra od površine do jedra, brez jekla, brez prevleke. Bistvo je ta enotnost. V okoljih z agresivnimi prstmi ni vmesnika med različnimi materiali, ki bi lahko prednostno razslojili ali korodirali. Palica se razgradi, če se sploh razgradi, enakomerno in zelo počasi.

V praksi je to najbolj pomembno v obalnih obratih (visoka vsebnost kloridov), kislih tleh pod približno pH 5 in prepojenih tleh s stalno visoko vlažnostjo. To so pogoji, ki prezgodaj razjedajo-bakrene alternative. Za kritično infrastrukturo - transformatorske postaje, ozemljitev podatkovnih centrov, sisteme za zaščito pred strelo, kjer vzdrževalni klic zahteva izkop - trdne bakrene palice so pravilna specifikacija. Običajna življenjska doba v običajnih tleh je 40 let ali več.

Mehanski kompromis-je resničen: čisti baker je mehak in pri vožnji trdne bakrene palice skozi kamnito ali močno zbito glino obstaja tveganje, da se palica upogne, preden doseže globino. Standardna ublažitev je pred-vrtanje pilotne luknje ali uporaba zabijalne glave. Ne moti posla, le nekaj, kar je treba upoštevati pri načrtovanju namestitve.

Ozemljitvene palice, prevlečene z bakrom

TheOzemljitvena palica, prevlečena z bakromje tisto, kar večina sveta dejansko namesti. Visoko{1}}jekleno jedro, povezano s plastjo-bakra visoke čistosti na zunanji strani - dobite mehansko žilavost za vožnjo skozi zahtevna tla brez upogibanja ter prevodnost in zaščito pred korozijo bakra na površini, ki je v dejanskem stiku z zemljo.

Specifikacija, ki določa, ali se z bakrom{0}}platirano palico splača kupiti, je debelina bakrene plasti. UL 467, severnoameriški standard skladnosti za opremo za ozemljitev in povezovanje, določa najmanj 0,010 palca (približno 254 mikronov). Ta minimum obstaja, ker tanjši sloji bakra ne zagotavljajo ustrezne elektrokemične zaščite na meji jekla-zemlja. Ko bakrena plast odpove, vlaga in kisik dosežeta jekleno jedro, korozija se pospeši, odpornost pa narašča.

Tukaj dejansko obstaja-tveganje nizkocenovnega izdelka. Z bakrom-prevlečene palice skladnih proizvajalcev so videti enake tistim ne-skladnih proizvajalcev. Vizualno jih ne morete razlikovati. Razlikujete jih lahko le tako, da od dobaviteljev zahtevate -poročila o presečnih preskusih, ki prikazujejo dejanske meritve debeline bakrene plasti - in ne izračune razmerja teže, ki so manj zanesljiv približek. Če dobavitelj ne more zagotoviti te dokumentacije, specifikacije za to palico v bistvu ni mogoče preveriti.

Za večino aplikacij - stanovanjska in komercialna električna ozemljitev, ozemljitev telekomunikacijskih stolpov, sistemi električnih ograj, ozemljitve stebrov distribucijskih vodov - bakrene-palice so pravi izdelek. Zmogljivost je ustrezna, stroški so nižji od trdnega bakra in namestitev je lažja.

Pocinkane ozemljitvene palice

Pocinkane palice imajo na jeklenem jedru prevleko iz cinka. Cink prednostno korodira in požrtvovalno ščiti jeklo pod njim, kar je koristno, vendar se cink izčrpa hitreje kot baker v kisli-zemlji ali zemlji z veliko vlage. Pričakovana življenjska doba je okoli 15 let v normalnih pogojih, manjša v agresivnih okoljih.

Obstaja tudi težava z združljivostjo, ki pritegne ljudi: bakrenih vodnikov in pocinkanih (-prevlečenih) palic ne bi smeli povezovati brez bimetalne sponke. Baker in cink sta na galvanskem nizu daleč narazen. V vlažnem okolju prsti cinkova prevleka pospeši lastno korozijo na kontaktni točki, kjer potrebujete povezavo, da ostane tesna in prevodna. Če projekt uporablja bakrene ozemljitvene vodnike -, ki jih večina - pocinkane palice predstavljajo težavo združljivosti, ki jo je treba aktivno obvladovati.

Pocinkane palice so smiselne za začasne namestitve, aplikacije z nizko-kritičnostjo v potrjeno nevtralnih tleh ali situacije, kjer so proračunske omejitve resne in je okolje resnično prizanesljivo.

Objemke: komponenta, ki se jo večina kupcev zmoti

Nihče ne govori o sponkah tako, kot govori o palicah, vendar je izbira sponk tista, kjer ozemljitveni sistemi tiho odpovejo. Objemka je trajna mehanska povezava na nedostopnem mestu. Ni rutinskega vzdrževanja, da bi ujeli okvarjen sklep. Ne glede na izbiro pri javnem naročilu sistem živi.

Objemke z vijaki in U-vijaki

TheBakrena ozemljitvena sponkav konfiguraciji U-sornika je najpogostejša objemka na tem področju - sklop vijaka-in-sedla, ki stisne vodnik ob palico. Enostaven,-namešljiv na terenu z osnovnimi orodji, široko dostopen. Za višje{7}}povezave in inšpekcijske-dostopne instalacije (stanovanjske plošče,-nadzemne ozemljitvene točke antene) je to prava izbira.

Omejitev je sprostitev vijaka. Toplotno kroženje - palica in prevodnik, ki se skozi leta širita in krčita s temperaturnimi spremembami -, postopoma zrahljata mehanski spoj. Nad tlemi ga lahko tehnik ponovno zategne. Pod zemljo, ne morejo. Za kakršno koli povezavo, ki bo zakopana, so U-sponke vijakov napačna izbira.

Bakrena ozemljitvena sponka VICTORY

Objemke za vzporedne utore

Dva utora -, eden za vodnik, eden za palico - stisnjena z mehanizmom z vijaki. Več kontaktne površine kot U-sornik, zato manjši upor na spoju. Pogost v aplikacijah za ozemljitev drogov, kjer vodnik poteka približno vzporedno s palico. Razumna možnost srednjega-razpona, kjer bo povezava dostopna za pregled.

Kompresijske spone

Tovarniško-zavihano ali terensko-natisnjeno na vodnik pred montažo. Zvijanje ustvari plin{3}}tesen vmesnik, ki ni odvisen od napetosti vijakov za ohranjanje prevodnosti. Kompresijske objemke so ocenjene za neposredno vkopavanje in zdržijo bolje kot tipi z vijaki v dosledno mokrih podzemnih razmerah. Kadar mora biti povezava trajna in pod zemljo, eksotermno varjenje pa ni na voljo, je pravilno stisnjena kompresijska objemka pravi odgovor.

Objemke za želod

Imenovan po svoji obliki. Zasnovan posebej za neposredno vkopavanje na vrh ozemljitvene palice, sprejema različne velikosti vodnikov, UL 467 naveden za vkop v zemljo in beton. Standardna specifikacija za stanovanjske in manjše komercialne instalacije, kjer objemka pade pod nivo in tam ostane.

Eksotermno varjenje

Sploh ni objemka - termitna reakcija, ki spoji prevodnik in palico v eno molekularno vez. Nastala povezava ima enako prevodnost kot osnovni baker, ne more se zrahljati in na spoju ne bo korodirala. Za ozemljitvena omrežja transformatorskih postaj, industrijske objekte z visokim -napačnim-tokom in prevodnike za zaščito pred strelo IEEE Std 80 opredeljuje eksotermno varjenje kot prednostno metodo povezave. Predhodni stroški so višji - specializirani kalupi, polnila prahu, usposobljen inštalater -, toda za trajne namestitve z visokim-vložkom je utemeljitev učinkovitosti enostavna.

Palica in objemka glede na uporabo

Problema galvanske korozije, ki ga nihče ne vnese v specifikacijski list

Galvanska korozija se zgodi, ko dve različni kovini sedita v električnem stiku v vlažnem okolju. Manj plemenita kovina korodira, da zaščiti bolj plemenito. Stopnja je odvisna od tega, kako daleč narazen sta obe kovini na galvanskem nizu in kako prevodno je okolje.

Par, ki povzroča največ težav pri ozemljitvenih sistemih, je bakreni vodnik na pocinkani (-prevlečeni) jekleni palici z bakreno objemko. Baker je bistveno bolj plemenit kot cink. V mokri zemlji se cinkova prevleka razgradi na kontaktni točki - točno tam, kjer mora mehanska povezava ostati tesna. Povezava se hkrati zrahlja in korodira.

Čista rešitev je ohraniti celoten sistem v isti družini kovin:Bakrena ozemljitvena sponkaz bakrom ozOzemljitvena palica, prevlečena z bakrom, kar v celoti odpravi težavo z združljivostjo. Kadar to ni mogoče - če projekt podeduje obstoječo mešano namestitev - je potrebna bimetalna objemka, ocenjena za določen kovinski prehod.

Ohišje z aluminijastim vodnikom je vredno omeniti: bakrene palice z aluminijastimi vodniki zahtevajo objemko, ki je izrecno ocenjena za prehod iz-na-aluminij. Povezave aluminija-z-bakrom, ki niso na borzi, bodo pokvarjene zaradi galvanske korozije, hitreje pa bodo v toplem, mokrem okolju, kjer je električna infrastruktura pogosto najbolj obremenjena.

Referenca standardov za čezmejna-naročanja

Pri naročilih velikega obsega samo certifikacijske oznake ne zadostujejo za preverjanje. Zahtevajte poročila o preskusih, ki prikazujejo meritve debeline bakrene plasti pri-inšpekcijskih prerezih, zlasti za bakrene-palice, pridobljene od novih dobaviteljev. Certifikacijska oznaka vam pove kategorijo izdelka; poročilo o preskusu vam pove, ali določena serija ustreza specifikaciji.

Preden oddate naročilo: sedem vprašanj

Kakšna je upornost tal na tem mestu? Visoka upornost lahko zahteva več palic, večjo globino ali ozemljitveno spojino, ki se nanese okoli elektrode.

Kakšna je kemija tal? Obalna, kisla ali vodna okolja upravičujejo uporabo trdnega bakra namesto-prevlečenega z bakrom. Ne uporabite cenejše možnosti in se potem sprašujte, zakaj je treba sistem čez pet let zamenjati.

Za katere ravni toka napake je zasnovan ta sistem? Podpostaje in težki industrijski objekti potrebujejo eksotermne varilne povezave. Mehanske objemke niso ocenjene za enako zmogljivost okvarjenega toka.

Ali so v tej namestitvi mešane kovine? Pred določitvijo objemk preverite združljivost materiala. Ne domnevajte ničesar o tem, kar je bilo predhodno nameščeno, če gre za naknadno vgradnjo.

Ali bo sponka zakopana? Če da, U-sponke za vijake niso na voljo. Želodove ali kompresijske sponke, namenjene samo za vkop.

Kateri standard ureja to namestitev? Prepričajte se, da imata palica in objemka ustrezno oznako seznama. En naveden in en nenaveden nista skladna sklopa.

Ali lahko dobavitelj zagotovi dokumentacijo o sledljivosti? Zlasti za bakrene{0}}palice so poročila o preskusih za debelino bakrene plasti edino zanesljivo preverjanje kakovosti, ki je na voljo v fazi nabave.

Ozemljitveni sistem najbolje deluje, ko je pozabljen - pravilno nameščen, zakopan in se o njem nikoli več ne razmišlja 30 ali 40 let. Odločitve, ki to omogočajo, se zgodijo, preden gre prva palica v zemljo.

pogosta vprašanja

Polni baker ali-prevlečen z bakrom -, kaj naj navedem?

Za večino projektov je bakreno{0}}oblačenje pravi odgovor. Električna zmogljivost je primerljiva, mehanska namestitev je lažja v trdih tleh, razlika v stroških pa je pomembna v obsegu. Trden baker postane pravilna specifikacija, kadar so tla resnično agresivna - obalna mesta, dosledno kisla ali z vodo prepojena tla - ali ko je namestitev na lokaciji, kjer bi bila zamenjava operativno težka. Ne uporabljajte privzeto trdnega bakra kot varnostne rezerve, če pogoji projekta tega ne upravičujejo. Vztrajajte pri preverjeni debelini bakrene plasti pri katerem koli dobavitelju-prevlečenega z bakrom.

Ali je seznam UL na objemki dejansko potreben ali je to le prednost?

Za katero koli namestitev, ki jo ureja NEC-v Severni Ameriki, je seznam UL 467 na palici in objemki zahteva kode, ne prednost. Inšpektorji to preverjajo. Poleg skladnosti s kodo oznaka UL označuje neodvisno testiranje tokovne-nosilnosti, mehanske trdnosti in odpornosti proti koroziji v pogojih zakopavanja - stvari, ki so dejansko pomembne za vkopano trajno povezavo.

Koliko ozemljitvenih palic potrebuje projekt?

NEC določi stanovanjski minimum pri eni palici, pri čemer je potrebna druga, če prva meri upor nad 25 ohmov. Sistemi električnih ograj običajno potrebujejo tri bakrene -palice na razdalji najmanj 10 čevljev, da ohranijo učinkovitost ograje. Podpostaje in industrijski ozemljitveni sistemi so izračunani iz meritev upornosti tal z uporabo IEEE Std 80 - število palic je rezultat procesa načrtovanja in ne pravilo.

Ali se lahko bakrena objemka poveže neposredno s pocinkano palico?

Ne varno, ne. Baker in cink sta v mokrih tleh galvansko nekompatibilna. Cinkova prevleka korodira prednostno na kontaktni točki -, ki je najslabše mesto za okvaro. Uporabite bimetalno objemko, ocenjeno za prehod iz cinka-v-baker, ali odpravite težavo tako, da določite bakrene ali z bakrom-platirane palice in uporabite bakreno ozemljitveno objemko, zasnovano za povezavo med-in-bakrom.

Kako pred nakupom preverim kakovost bakrene plasti na bakreni{0}}platirani palici?

Zahtevajte poročila o-prečnih metalurških preskusih, ki prikazujejo dejanske meritve debeline bakra. Najmanjša vrednost UL 467 je 0,010 palca (254 mikronov). Testiranje razmerja teže je manj zanesljiva metoda - lahko prikrije tanke lise s tehnično sprejemljivim povprečjem. Vizualni pregled je neuporaben; združljive in ne-skladne palice so videti enake. Če dobavitelj zavrne predložitev testne dokumentacije, to obravnavajte kot znak kakovosti.