Co je měděná přípojnice?

Pokud se zeptáte náhodné osoby, co je měděná přípojnice, je nepravděpodobné, že bude schopen okamžitě odpovědět na tuto otázku. Mezitím se měděné sběrnice nacházejí v jakémkoli systému dodávky energie, jsou široce používány v radiotechnice a elektrotechnickém průmyslu. Zemnící lišty z mědi lze vidět v elektrických panelech nejen průmyslových, ale i obytných budov.

Tyto produkty si získaly takovou oblibu díky vysoké elektrické vodivosti a vynikajícím výkonnostním vlastnostem mědi. Měděná sběrnice snese provozní teploty od -55 °C do +280 °C a její maximální provozní napětí může dosáhnout 1000 V.

Charakteristika a vlastnosti výroby měděných přípojnic

Technologickým postupem výroby měděných tyčí je válcování za tepla lisované mědi za studena. Měděná přípojnice je pás nebo tenký obdélníkový profil z vysoce kvalitní mědi s minimem nečistot. Tato měď se vyznačuje nízkou odolností, vysokou tepelnou vodivostí, odolností proti korozi a pevností.

Tepelná vodivost mědi je 401 W/m × K. Pro srovnání: pro hliník je to 202–236 W/m × K a pro ocel 47 W/m × K. Za normálních teplot nejsou měděné přípojnice prakticky citlivé ke korozi v suchém vzduchu a suchých halogenových plynech, sladké a mořské vodě (bez silných proudů), v neoxidačních kyselinách (sírová, chlorovodíková, fosforečná) a solných roztocích (bez kyslíku), alkalických roztocích (kromě amoniak a amonné soli), organické kyseliny, alkoholy, fenolové pryskyřice. Současně v prostředí, jako je amoniak, chlorid amonný, roztoky kyselých solí a oxidačních minerálních kyselin, stejně jako s nárůstem množství nečistot, měděné přípojnice ztrácejí odolnost proti korozi. Je třeba vzít v úvahu i možnost kontaktní koroze (například při kontaktu mědi s hliníkem, zinkem).

Z národních a mezistátních norem, jakož i technických podmínek upravujících výrobu, zkoušení a použití samotné mědi, polotovarů a výrobků z ní můžeme vyzdvihnout:

• GOST 859-2014. Mezistátní standard. Měď. Razítka;
• GOST 434-78. Obdélníkový drát a měděné tyče pro elektrické účely. Technické podmínky;
• GOST 18690-2012. Kabely, dráty, šňůry a kabelové tvarovky. Označování, balení, doprava a skladování;
• GOST 24231-80. Neželezné kovy a slitiny. Obecné požadavky na výběr a přípravu vzorků pro chemickou analýzu;
• GOST 26877-2008. Mezistátní standard. Kovové výrobky. Metody měření tvarových odchylek;
• TU 48-0814-105-2000 a další.

Důležité regulační a technické požadavky na měděné přípojnice používané pro elektrické účely jsou:

• Suroviny pro výrobu. Mohou to být dlouhé výrobky, měděný drát, ingoty a lisované předvalky, které by v kvalitě neměly být nižší než jakost mědi M1 v souladu s GOST 859-2014. Podle technických podmínek jsou pro výrobu povoleny např. TU 48-0814-105-2000, měď jakosti M2 atd.

• Typické velikosti měděných tyčí. Standardní (stanovené) hodnoty jmenovitých rozměrů pneumatik na straně A (tloušťka) a B (šířka), jakož i jejich konstrukční části s přihlédnutím k zaoblení rohů, jsou uvedeny v tabulce 4 GOST 434-78. Maximální odchylky od jmenovitých rozměrů na stranách A a B jsou uvedeny v tabulce 5 stejné normy. Protože pneumatiky musí mít křivky, GOST 434-78 specifikuje jmenovité hodnoty poloměrů zaoblených rohů a maximální odchylky od normy křivek, které lze nalézt v tabulce 7a. Délka pruhu pneumatiky musí být od 3 do 6 m, ale po dohodě se spotřebitelem je povolena výroba pneumatik o délce 2 až 6 m v jedné dávce, jejíž délka pruhu je od 2,5 m je povoleno do 7% z celkové hmotnosti stran.

• Vady a odchylky. povrch měděné přípojnice by po kontrolním čištění neměly mít poškození, které by přesáhlo dvojnásobek maximálních rozměrových odchylek; zatímco odchylka v tvar sekce by neměly překročit jednotlivé maximální odchylky rozměrů průřezu. Je přijatelné, pokud výrobky mají na povrchu stopy mastnoty nebo mírné změny barvy v důsledku oxidace. Přímost pro tvrdé pneumatiky (ShMT, ShMTV) mohou mít odchylky velikosti B, tj. tvaru půlměsíce, do 3,5 mm na 2 m délky. Po dohodě se zákazníkem jsou povoleny mírnější požadavky na půlměsíc, v každém případě však do 4 mm na 1 m délky. Tvar půlměsíce proužků pneumatik je určen v souladu s GOST 26877-2008. Při ohýbání by pevné pneumatiky SHMTV neměly mít praskliny a delaminace.

• Mechanické vlastnosti. U měkkých pneumatik (SHMM) by relativní prodloužení v procentech v závislosti na velikosti A mělo být: od 2,5 do 7,0 mm – alespoň 37 %; od 7,0 do 10,0 mm a více – alespoň 40 %; v žádném případě i po dohodě se zákazníkem nesmí být poměrné prodloužení menší než 34 %. U plných pneumatik (ShMT, ShMTV) je minimální hodnota jejich dočasné pevnosti v tahu 637 MPa (65 kgf/mm 2) podle Brinella (GOST 434-78).

• Odpor. Podle GOST 434-78 při teplotě 20 ° C – ne více než 0,01724 x 10 6 Ohm x m.

• Označování a balení. Tyto postupy musí být v souladu s GOST 18690-2012. Na každé cívce, cívce a balení je připevněn štítek s následujícími informacemi:

1. ochranná známka výrobce;
2. symbol měděných přípojnic: například ShMT 9,00 x 45,00 GOST 434-78 (můžete jej použít k určení konstrukční plochy průřezu v mm 2);
3. číslo šarže;
4. rok a měsíc výroby;
5. razítko TK;
6. GOST 18690-2012.

Poznámka
Šarží výrobků se rozumí měděné přípojnice stejné značky (velikosti) o hmotnosti do 20 tun, současně předložené k přejímacím zkouškám ke kontrole: jmenovité velikosti a konstrukční části; maximální odchylky velikosti; povrchové vady; správné označení a balení.

Proužky pneumatik stejné značky jsou umístěny v obalech stejné velikosti a designu o maximální hmotnosti 200 kg, zabaleny do obalového materiálu a svázány drátem pod nebo nad obalem 3x nebo vícekrát. Je povoleno navíjet jakýkoli ShMM, stejně jako ShMT a ShMTV o průřezu ne větším než 240 mm 2, do cívek a musí být převinuty drátem alespoň na 3 místech. Po dohodě se zákazníkem je možná kontejnerová přeprava měděných přípojnic bez obalu.

• Přeprava, skladování a záruční povinnosti. Výrobce měděných přípojnic stanoví záruční dobu pro skladování výrobků od data výroby: pro ShMT a ShMTV – šest měsíců, pro ShMM – rok. Záruka je platná, pokud nejsou porušeny podmínky přepravy a skladování (GOST 18690-82) s ohledem na klimatické faktory (GOST 15150-69).

Při výběru tvrdé nebo měkké přípojnice z hlediska jejích elektrických vlastností hraje klíčovou roli jakost mědi.

Třídy mědi pro výrobu pneumatik

Druhy mědi se od sebe liší technologií výroby a následně i složením a množstvím nečistot. Pro litou a deformovanou měď definuje GOST 859-2014 12 chemických prvků, pro katodovou měď – 19, pro ultračistou měď, rodina nových norem GOST 27981 umožňuje analýzu 22 prvků. Je zřejmé, že k vývoji metod pro atomově-spektrální, chemicko-atomově-emisní, fotometrické a další komplexní typy analýz nedochází pro planý zájem. Ale hledání a měření hmotnostního zlomku chemických prvků se vyskytuje v kovu sestávajícím z více než 99,99 % mědi! Jak ale nečistoty ovlivňují mechanické, technologické a výkonové vlastnosti mědi? Pojďme se na to podívat.

Za standardních provozních podmínek tak vzniká příměs kyslíku obsaženého ve formě oxidu měďného (Cu₂O) v množství od 0,08 do 0,001 %, nehraje prakticky žádnou roli. Její škodlivé účinky se projevují až při vysokých teplotách, proto bezkyslíkaté (rafinované) mědi jako M1p, M2p a M3p jsou vyžadovány pouze pro výrobky používané ve speciálních vysokoteplotních provozních podmínkách, jsou vyráběny na konkrétní zakázku a jsou drahé. Na druhé straně kyslík (O), stejně jako vizmut (Bi), olovo (Pb), zinek (Zn), kadmium (Cd) a další nízkotavitelné nečistoty způsobují potíže při pájení/svařování a vytvářejí zóny křehkosti během proces zahřívání. Čistě z technologického hlediska je v tomto případě výhodnější bezkyslíkatá měď. Zde je třeba připomenout, že obsah stříbra 0,05 % zdvojnásobuje teplotu rekrystalizace mědi a z hlediska mechanických vlastností snižuje její „tečení“ a měknutí při zahřátí, aniž by došlo ke snížení elektrické vodivosti.

Elektrická vodivost mědi je vážně a nepříznivě ovlivněna přítomností fosforu (P), železa (Fe), arsenu (As), antimonu (Sb) a cínu (Sn). Hmotnostní zlomek každého prvku se v závislosti na jakosti mědi pohybuje v rozmezí 0,05–0,001 % a fosforové nečistoty mohou být přítomny v ještě širším rozmezí – 0,06–0,0003 %. Tyto prvky se nejvíce nacházejí v polotuhých, tvrdých, extrudovaných a žíhaných tyčích a pásech a nejméně v ingotech vyráběných kontinuálním vertikálním litím a drátech třídy A. Střední pozici zaujímají dráty třídy B a C horizontálně lité ingoty. To vše znamená, že technologie a to, z čeho jsou produkty vyrobeny – polotovary – určují elektrický odpor konkrétní třídy mědi. Při teplotě 20 °C bude odolnost různých druhů mědi následující:

• M2 (odpad a šrot) – 0,020 μOhm × m;
• M1 (polopevné, pevné, lisované tyče) – 0,01790 μOhm × m;
• M1 (žíhané tyče a pásy) – 0,01748 μOhm × m;
• M1 (horizontální licí ingoty a válcovaný drát třídy C) – 0,01724 μOhm × m;
• M0 (válcovaný drát třídy B) – 0,01718 μOhm × m;
• M00 (válcovaný drát třídy A a svislý licí ingot) – 0,01707 μOhm × m.

Rozdíly v nečistotách již o 1 % mohou vést k rozdílům ve vodivosti 3 %. Vyplývá z toho závěr, že i pro stejnou značku mědi, ale od různých výrobců, se elektrický odpor může výrazně lišit, a to zase závisí na GOST nebo specifikacích, podle kterých byla měď vyrobena.

Tabulka. Označení a shoda jakostí mědi v mezistátních, evropských a amerických mezinárodních normách

GOST 859-2014

ASTM

EN (symbol)

EN (číslo)