De meeste mensen die in dit onderwerp zoeken, kennen het basisantwoord al voordat ze het eerste resultaat hebben gelezen: met koper bekleed is goedkoper, massief koper gaat langer mee. Wat ze eigenlijk moeten weten is of dat prijsverschil zichzelf in hun specifieke situatie rechtvaardigt, en het antwoord is bijna nooit zo eenvoudig als de productvermeldingen het laten klinken.
Laat me dit van de grond af aan doornemen, want er zijn een paar dingen die de specificatiebladen vaak weglaten.
Grondstaaf
De bouw is niet alleen een kostenbesparende-bezuinigingsmaatregel
Een met koper beklede aardingsstaaf is een stalen kern met daaromheen een koperlaag. Het hechtingsproces is belangrijker dan de meeste kopers beseffen. De betere- kwaliteitsstaven maken gebruik van een elektrodepositiemethode die een echte metallurgische verbinding tot stand brengt tussen het koper en het staal, en niet van een mechanische omhulling of een coating die bovenop het oppervlak zit. Wanneer je een dwarsdoorsnede-van een goed verbonden staaf afsnijdt, laat het koper niet los en komt het niet los. Het wordt op moleculair niveau in het staal versmolten.
Dit is ook waar de terminologie echt verwarrend wordt. "Koper bekleed" en "kopergebonden" worden in de meeste catalogi door elkaar gebruikt, maar ze beschrijven verschillende productieprocessen. Kopergebonden staven gebruiken die elektrodepositietechniek. Met koper beklede staven, in strikte zin, worden gemaakt door koperen strips over een stalen kern te drukken met behulp van hitte en mechanische druk. Beide zien er van buitenaf hetzelfde uit. Het verschil blijkt jaren later uit de manier waarop het koper standhoudt onder bodemstress en corrosieve omstandigheden.
Massieve koperen staven slaan al die complexiteit volledig over. Er is geen coating waar u zich zorgen over hoeft te maken, geen stalen kern die u hoeft te beschermen. De staaf is van het oppervlak tot het midden van hetzelfde materiaal, en dat is precies de reden waarom ze zo lang meegaan.
Waarom aannemers eerst naar koperbekleding grijpen
Het praktische antwoord is mechanisch. Zuiver koper is zacht. Wanneer je probeert een massieve koperen staaf in verdichte grond of rotsachtige grond te drijven, buigt, draait of schiet de staaf aan de kop voordat hij de juiste diepte bereikt. Uiteindelijk boor je het gat voor-, wat tijd en arbeid kost, of je scheurt en vervangt staven totdat er uiteindelijk één goed op zijn plek zit.
A met koper beklede aardingsstaafheeft een stalen kern. Je kunt het zonder dat probleem rechtstreeks in de meeste bodemomstandigheden hameren. De treksterkte is hoog genoeg om de herhaalde impact van een aandrijfgereedschap aan te kunnen. Daarom gebruikt bijna elke residentiële en standaard commerciële installatie in het land standaard koperbekleding. Het gaat niet alleen om geld besparen op materiaal. Het gaat erom dat je het ding daadwerkelijk kunt installeren zonder speciale apparatuur of extra bemanningstijd.
Dat gezegd hebbende, creëert het installatieproces een probleem waar niet genoeg over gesproken wordt. Elke keer dat een staaf in schurende grond wordt gedreven, neemt de koperlaag over de hele lengte schrammen en groeven op. Die krassen stellen bloot staal bloot aan direct contact met de grond eromheen. Zodra het staal wordt blootgesteld, begint galvanische corrosie, en bij agressieve bodemomstandigheden begint dit snel. Tests van het National Institute of Standards and Technology bevestigden dit patroon. De staven met een dunnere kopercoating vertoonden ruim vóór hun nominale levensduur meetbare corrosie op blootliggende stalen punten.
De standaarddikte van de koperlaag voor de meeste standaard staven-de-planken is ongeveer 10 mil, wat neerkomt op 0,010 inch. Bij die dikte kan worden verwacht dat een staaf die zorgvuldig is geïnstalleerd in een neutrale-pH-, matig-vochtige grond, 25 tot 30 jaar zal presteren. In kustgrond, zure grond of alles met een hoog zout- of chloridegehalte daalt dat aantal aanzienlijk.
OVERWINNING Met koper beklede aardingsstaaf
Waar massief koper niet langer een extravagantie is
Er is een installatiecategorie waarbij de hogere kosten van massief koper echt de moeite waard zijn, en dit heeft niets te maken met prestige of over-overengineering.
Elke locatie met corrosieve grond is het voor de hand liggende geval. Kustgebieden, industriële zones met chemische afvoer, gebieden met een natuurlijk zure geologie, tropische omgevingen met hoge-vochtigheid. Onder die omstandigheden zal het blootgestelde staal van een met koper beklede staaf sneller corroderen dan de koperlaag kan maskeren. De staaf kan nog steeds een eerste weerstandstest doorstaan, maar vijf of tien jaar later is het aardingspad verslechterd, en niemand weet het omdat de staaf ondergronds en uit het zicht is.
Massief koper heeft geen verborgen zwak punt. Koper ontwikkelt in de meeste bodemomgevingen een stabiele patina, en die patina vertraagt in feite verdere oxidatie in plaats van deze te versnellen. In dezelfde kustgrond die in minder dan tien jaar een met koper beklede installatie opvreet, kan een massieve koperen staaf decennia later nog steeds zijn werk doen.
Toepassingen met een lange-levensduur zijn het andere geval. Bliksembeveiligingssystemen bij kritieke infrastructuur, telecommunicatietorens, onderstations en elke installatie waarbij het heropenen van de grond en het vervangen van elektroden echt storend of duur is. Het kostenverschil tussen de twee staaftypen is klein vergeleken met de arbeids- en stilstandkosten van een aardingssysteem dat eerder dan gepland moet worden vervangen.
Codevereisten die de moeite waard zijn om te weten voordat u bestelt
NEC artikel 250.52(A)(5)(b) stelt de minimumdiameter voor een met koper beklede stalen aardingsstaaf vast op 5/8 inch, tenzij het product een specifieke vermelding draagt die anders toestaat. Massieve koperen staven voldoen als non-ferromateriaal aan het minimum van 1/2 inch. Beide typen moeten een UL 467-certificering hebben. Als u inkoopt bij buitenlandse fabrikanten, is het de extra stap waard om die vermelding te bevestigen voordat de bestelling wordt verzonden.
De vereisten voor de staaflengte zijn voor beide typen hetzelfde: minimaal 2,5 meter, waarbij 3 meter gebruikelijk is in commerciële en industriële specificaties. De afstand tussen meerdere stangen moet minimaal tweemaal de lengte van de stang zijn, volgens NEC-artikel 250.53(A)(3).
Het aardingssysteem is slechts zo goed als zijn zwakste punt
Een aardpen die in de aarde zit is geen compleet systeem. Het is het startpunt. De staaf wordt aangesloten op geleiders, klemmen, verbindingsinfrastructuur en uiteindelijk op beveiligingsapparatuur zoals overspanningsafleiders en bliksemafleiders die de energie die ze afleiden ergens naartoe moeten sturen. Als het grondpad een hoge weerstand heeft of halverwege zijn levensduur corrodeert, kunnen deze beschermende apparaten hun werk niet doen, ongeacht hoe goed ze zijn vervaardigd.
Dit is iets dat VICTORY Electric Power Equipment Co., Ltd. als leverancier aanpakt en niet alleen als productverkoper. Het bedrijf, opererend onder de merknaam VIC, gevestigd in Lishui City in de provincie Zhejiang, produceert zowel aardingshardware als de beschermende uitrusting die daarvan afhankelijk is. Hun polymeer bliksemafleiderlijn maakt gebruik van zinkoxidevaristorelementen die snel reageren op voorbijgaande overspanningsgebeurtenissen, met een kern van glasvezel en een polymeerbehuizing die goed omgaat met blootstelling buitenshuis, inclusief hoge vervuiling en kustomstandigheden waar aardingssystemen al onder de meeste druk staan.
Het ontwerp van de polymeerbehuizing richt zich specifiek op een storingsmodus waar porseleinen afleiders bekend om staan. Wanneer er tijdens een storing interne druk wordt opgebouwd, kunnen porseleinen behuizingen met geweld breken. Polymeerbehuizingen laten de druk ontsnappen zonder te breken, wat van groot belang is in installaties waar personeel in de buurt werkt. Hun overspanningsafleiderproducten zijn gebouwd volgens dezelfde ontwerpfilosofie, waarbij betrouwbaarheid op de lange- termijn in veeleisende omgevingen prioriteit krijgt boven kostenminimalisatie op de korte - termijn.
VICTORY produceert sinds 1998 elektrische apparatuur, is in het bezit van ISO 9001-, ISO 14001- en ISO 45001-certificeringen en levert aan nutsbedrijven en aannemers in meer dan 50 landen in Latijns-Amerika, Zuidoost-Azië, het Midden-Oosten en Afrika. Het productassortiment omvat aardstaven, koperen aardstaven, hardware voor paallijnen en een volledige reeks bliksembeveiligingsapparatuur, wat betekent dat een aannemer die een compleet aardings- en beveiligingssysteem aanschaft, bij één enkele leverancier kan werken in plaats van de compatibiliteit tussen componenten uit verschillende bronnen met elkaar in overeenstemming te brengen.
De eerlijke bottom-line
Voor de meeste standaardinstallaties in normale grond is een met koper beklede aardpen de juiste keuze. De installatie is eenvoudig, de materiaalkosten zijn redelijk en onder gematigde omstandigheden gaat het langer mee dan de apparatuur die het beschermt. Kies een staaf van een fabrikant die de dikte van de koperlaag specificeert en een UL-lijst draagt, en u zult er tientallen jaren geen problemen mee hebben.
Voor alles wat in agressieve grond terechtkomt, alles dat 40 of 50 jaar meegaat zonder vervanging, of elk bliksembeveiligingssysteem waarbij de aardingsweerstand op de lange termijn laag en stabiel moet blijven, is massief koper de premie waard. De extra materiaalkosten zijn een eenmalige uitgave-. De faalkosten van een onder-gespecificeerd aardingssysteem zijn dat niet.
De stang is het deel van het systeem dat niemand meer ziet na de installatiedag. Dat is precies de reden waarom het meer aandacht verdient dan het gewoonlijk krijgt.