На почетокот на 2023 година, добивме повик од електричар во Абуџа, Нигерија. Тој забодел четири едноделни заземјени прачки од 2,4 метри, обложени со бакар, во латеритна почва на нова локација за телекомуникациска кула. ​​Сите четири биле измерени над 25 оми - далеку над целта од 5 оми што ја барала неговата спецификација. Тој немал двигател за прачки што можел да се справи со нешто подолго од 3 метри, а најблискиот добавувач на прачки со продолжена должина бил во Лагос, оддалечен 700 км. Му испративме комплети за пресекувачки прачки и месингани спојки. Две недели подоцна, неговиот тим ги забодел истите прачки до длабочина од 6 метри користејќи стандарден ротационен чекан, а измерениот отпор бил 4,2 оми. Тој проект го промени начинот на кој размислуваме за одлуката за едноделна наспроти пресекувачка: не е прашање на преференции, туку е прашање на тоа што дозволува вашата почва, вашата опрема и пристапот до вашата локација.

Секциски наспроти едноделен: Одлуката не е за преференции

Аргументот за едноделни прачки е едноставен и валиден: нема споеви значи нема слаби точки. Една прачка од 2,4 метри обложена со бакар, забиена директно во влажна глина, ќе трае подолго од вашата зграда, а чини помалку од пресек со иста должина. Сè уште продаваме повеќе едноделни прачки отколку пресек комплети по обем, и со добра причина: за плитки инсталации во почва со низок отпор, тие се вистинскиот избор.

Но, во 17 години производство на производи за заземјување, видовме конзистентен модел: проектите што ни се враќаат со проблеми со висок отпор се речиси секогаш едноделни инсталации во сува, карпеста или песоклива почва каде што изведувачот ја забил шипката до нејзината целосна должина и застанал - затоа што немал начин да оди подлабоко.секциска заземјувачка прачкаго елиминира ова ограничување. Секој сегмент е долг 1,2 m, споен сонавојни спојки, и продолжувате да додавате сегменти сè додека мерачот на отпор не покаже под вашата цел. Имаме клиенти во Саудиска Арабија кои склопиле профилни прачки до 9 метри во пустински песок, и клиенти во Демократска Република Конго кои достигнале 12 метри во тропски латерит.

НаIEEE стандард 80Заземјувањето на трафостаницата не наложува еден дизајн над другиот. Тоа го специфицира крајниот резултат: отпор на заземјување доволно низок за да се обезбеди безбедност за време на настани со струја на дефект. Како да се постигне тој отпор е инженерска одлука специфична за локацијата, а не филозофска.

Клучното прашање не е „што е подобро“, туку „што се случува кога вашиот едноделен стап не е доволно долг?“ Во Абуџа, одговорот беше: губите две недели набавувајќи подолги стапови од Лагос. Во Ријад, одговорот беше: нарачувате комплети за секционирање од нас и продолжувате да возите истиот ден. Дизајнот на секционирањето ви купува флексибилност, а според нашето искуство, флексибилноста е она што ги разликува проектите што ги постигнуваат своите цели за отпор од проектите што не ги постигнуваат.

Зошто го редизајниравме нашиот спојник по епидемијата на вкрстено навојување

Во 2021 година, нашиот тим за поддршка забележа пораст на поплаките поврзани со спојките. Евидентиравме 47 инциденти со навојување низ 14 земји во една година. Моделот беше конзистентен: инсталатерот работеше во каллив ров, го стартуваше навојот на спојката под мал агол, а месинганските навои се деформираа пред навоите на челичната прачка. Месингот е помек по дизајн (сакаме спојката да се жртвува пред прачката, за да може прачката повторно да се употреби), но овој избор на дизајн создаде режим на дефект што не го очекувавме.

Ја пронајдовме основната причина во геометријата на влезот на навојот. Стандардниот V-навој и на прачката и на спојката имаше остар влезен раб што го олеснуваше стартувањето на навојот под агол, особено кога навоите беа контаминирани со земја. Нашето решение: ги закосувавме првите два навои и на прачката и на спојката, создавајќи поширок агол на влез што го центрира спојот дури и кога се стартува со мало нерамномерно порамнување. Додадовме и визуелна ознака за порамнување (ласерски гравирана линија на телото на спојката) што му покажува на инсталатерот кога навоите се правилно порамнети.

Резултатите беа значајни. Во 2022 година, поплаките за вкрстено навојување се намалија на 19. Во 2023 година, на 11. Во првата половина од 2024 година, на 3. Тоа е кумулативно намалување од приближно 70 проценти и не нè чинеше ништо по единица - закосувањето е промена на алатките, а не промена на материјалот. Ова е видот на постепено подобрување што ви овозможуваат 17 години повратни информации од производството.

Самиот материјал за спојката е машински изработен од цврст месинган материјал (не леан). Избравме месинг наместо челик од три причини. Прво, месингот не кородира во почвата како што кородира обичниот челик - ископавме спојки од 15-годишни инсталации во Саудиска Арабија кои изгледаа речиси нови. Второ, галванската потенцијална разлика помеѓу месингот и челикот обложен со бакар е минимална (помала од 50 mV), што значи дека електрохемиската корозија на интерфејсот на навојот е занемарлива. Трето, месингот работи со помали толеранции на навојот од челикот, што е важно кога рачно навојувате во каллив ров и ви треба спојката да се спојува непречено.

Затегнувачката цврстина на нашата месингана спојка (≥580 N/mm2) ја надминува границата на истегнување на челичната јадро во сегментите на прачките. Ова го потврдуваме на секоја производствена серија: извлекуваме три примерочни склопови за уништување на хидрауличен тестер за истегнување. Прачката секогаш се крши на приближно 25 mm од површината на спојката - никогаш на самата спојка. Ова е по план: сакаме прачката да се расипе пред спојката, бидејќи расипаната прачка може да се извади и замени, додека расипаната спојка може да остави сегмент заробен под земја.

Челик обложен со бакар: Спецификации што ги тестираме и дефекти што ги откриваме

Секој производител ги наведува истите спецификации: дебелина на бакарот, чистота, цврстина на истегнување, праволност. Разликата е во тоа дали тие спецификации се тестирани или претпоставени. Во нашата фабрика во Синчанг, тестираме секоја производствена серија и го отфрламе материјалот што не поминува. Еве што тестираме, како го тестираме и што сме откриле.

Дебелина на бакарен слој: ≥0,254 mm. Ова еUL 467минимум. Мериме со калибриран ултразвучен мерач на дебелина на три точки по прачка (врв, средина, основа). Нашиот просек на производство е 0,28 mm, со опсег од 0,254 до 0,32 mm. Во 2022 година, отфрливме цела пристигната серија на бакарна катода од нов добавувач кога тестот на првата серија покажа просечна дебелина од 0,22 mm. Добавувачот тврдеше дека катодата ги исполнува спецификациите; нашиот ултразвучен мерач рече поинаку. Ги сменивме добавувачите.

Чистота на бакар: ≥99,95 проценти. Ова го потврдуваме со анализа на оптичка емисиона спектрометрија (OES) на секоја влезна серија на бакарна катода. Нечистотиите над 0,05% - особено сулфурот и фосфорот - ја забрзуваат корозијата во кисели почви. Во 2023 година, серија одчелична прачка обложена со бакарод нашата производна линија тестирана со чистота од 99,91%. Проблемот го проследивме до контаминирана бакарна анода во резервоарот за галванизација. Целата серија (приближно 2.000 прачки) ја отстранивме од употреба, наместо да испраќаме материјал што би кородирал предвреме на терен.

Интегритет на лепење: Тест на свиткување од 180 степени. Бакарниот слој не смее да пука или да се расцепува кога прачката е свиткана за 180 степени под радиус од 100 mm. Овој тест ги симулира силите на удар за време на возењето. Го изведуваме на секоја производствена серија. Ако бакарот се излупи, густината на струјата при галванизација била прениска и врската е механичка, а не металуршка. Двапати не го поминавме овој тест во последните три години, и двата пати поради пад на напонот во линијата за галванизација предизвикан од кородирана шина.

Правост: ≤1 mm/m. Секоја прачка ја исправуваме на хидраулична преса по галванизацијата, а потоа ја проверуваме со валање на рамна гранитна плоча. Прачките со отстапување поголемо од 1 mm/m се отфрлаат. Оваа спецификација е поважна отколку што повеќето луѓе сфаќаат: прачка со наклон од 3 mm/m нема да се движи право, а прачка што отстапува од вертикалата нема да ја достигне целната длабочина без пилотска дупка. Видовме увезени прачки од други производители со наклон од 4 до 5 mm/m, што ефикасно ги прави неупотребливи за длабоко набивање.

Инсталација на прачки во длабока земја: Што научивме од грешките на терен

Процесот на инсталација засекциска заземјувачка прачкане е комплицирано, но секој чекор има начини на дефекти што ги научивме на тешкиот начин - преку повици на клиенти, барања за гаранција и посети на лице место.

Пилот дупка: чекорот што повеќето изведувачи го прескокнуваат. Во збиена или карпеста почва, секогаш започнувајте со пилот дупка користејќи земјен шнекор малку помал од дијаметарот на шипката. Во 2022 година, изведувач во Дамам, Саудиска Арабија, забоде три сегменти од шипката во пустински песок без пилот дупка. Врвот на шипката се отклони од закопана карпа на 1,8 метри, свиткувајќи ја шипката за 15 степени од вертикалата. Тој мораше да го извади свитканиот сегмент (работа од 45 минути со дигалка) и да започне одново со пилот дупка. Пилот дупката траеше 5 минути и ги спречи сите последователни проблеми со свиткување.

Вртежен момент на спојката: и недоволно затегнатиот и премногу затегнатиот момент не успеваат. Специфицираме од 50 до 80 Nm за прачки од 5/8 инчи и од 60 до 100 Nm за прачки од 3/4 инчи. Во проект од 2023 година во Дар ес Салам, Танзанија, монтерите рачно ги затегнаа спојките без клуч. За време на затегнувањето, двата спојка се олабавија, а сегментите се одвоија под земја. Горниот сегмент продолжи да се затегнува, но долниот сегмент остана на длабочина од 2 m. Мораа да ги напуштат двата сегмента и да отворат нова дупка на 30 см оддалеченост. Оттогаш, вклучуваме картичка со спецификација на вртежниот момент во секоја кутија со комплет за секции.

Чистење на навои: 20 секунди што спречува 20 минути фрустрација. Пред да ја навоите спојката, исчеткајте ја почвата од навоите на шипката. Во калливи услови (често во тропските инсталации), почвата насобрана во навоите делува како абразив и може да предизвика спојката да се заглави на половина пат. Имавме три гаранциски барања од Југоисточна Азија каде што монтерот наметнал спојка насобрана со нечистотија и ги оголил месинганските навои. Четка со цврсти влакна (која сега ја вклучуваме во нашиот комплет за инсталација) го решава ова за 20 секунди.

Тестирање на отпор: тестирајте пред да се посветите на поголема длабочина. Откако ќе се инсталира секој сегмент, измерете го отпорот на земјата со тестер за пад на потенцијалот, наNFPA 70 (Национален електричен кодекс)барања. Ако веќе сте под вашата целна отпорност, престанете да возите. Видовме изведувачи во Нигерија како возат до 7 метри кога 4 метри би биле доволни, губејќи три сегменти и трудот потребен за нивно инсталирање. Инкременталниот пристап - тестирај, одлучи, вози - е главната економска предност на дизајнот на пресекот.

Четири начини на дефект од 17 години заземјување на производството на производи

Откако испорачавме производи за заземјување во над 60 земји, имаме јасна слика за тоа што откажува на терен и зошто. Еве ги четирите најчести начини на откажување, рангирани според фреквенцијата во нашите податоци за барања за поддршка од 2018 до 2024 година.

Неуспех 1: Вкрстено поврзување (47% од сите барања за поддршка). Веќе е дискутирано погоре. Редизајнот со закосени влезови го намали овој број од 47 инциденти во 2021 година на 3 во првата половина од 2024 година.

Неуспех 2: Деламинација на бакар за време на забивањето (23% од казни). Ако врската помеѓу бакарниот слој и челичната јадро е механичка, а не металуршка, повторените ударни сили за време на забивањето можат да предизвикаат бакарот да се излупи назад на врвот. Ова создава ефект на печурка што спречува понатамошно забивање и го изложува челичната јадро на корозија. Нашиот тест за свиткување од 180 степени го открива ова во фабриката, но сè уште го гледаме кај прачки од други производители што нашите клиенти ги купиле на друго место и ги измешале со нашите спојки.

Неуспех 3: Свиткување на прачката во карпеста почва (18% од прекршоците). Дури и со затегнувачко јадро од 600+ N/mm2, прачката што ќе удри во закопана карпа под агол ќе се свитка. Откако ќе се свитка повеќе од неколку степени, прачката нема да се движи право. Превенција: секогаш користете пилотска дупка во сомнителна карпеста почва. Оваа поплака ја добивме од проекти во Турција, Иран и планинските региони на Источна Африка.

Неуспех 4: Корозија на спојката на спојката во солена почва (12% од билетите). Во крајбрежни или солени средини, навојната површина може да кородира побрзо од телото на шипката ако материјалот на спојката не е галвански компатибилен. Нашите месингани спојки го минимизираат овој ризик бидејќи галванската потенцијална разлика помеѓу месингот и челикот обложен со бакар е помала од 50 mV. За екстремно солени средини (крајбрежен дел на Саудиска Арабија, Катар, ОАЕ), нудиме и опција за спојка од не'рѓосувачки челик.

Податоци за отпорност на почвата од реални проекти: Зошто длабочината менува сè

Причината за длабокото забивање е отпорноста на почвата. Кај повеќето типови почва, отпорноста се намалува со длабочината бидејќи подлабоката почва има поголема содржина на влага и повеќе растворени минерали. Еве ги измерените вредности на отпорност на почвата од три реални проекти каде што испорачавме комплети за пресекувачки прачки:

Абуџа, Нигерија (латеритна почва, 800 оми-м): едноделна прачка од 1,5 м = 28 оми. Секциска прачка од 3 м = 14 оми. Секциска прачка од 6 м = 4,2 оми. На изведувачот му беа потребни 5 оми; тие ги достигнаа на длабочина од приближно 5,5 м со секцискиот систем.

Ријад, Саудиска Арабија (пустински песок, 1.200 оми-м): едноделна прачка од 2,4 метри = 45 оми. Секциона шипка од 3 метри = 32 оми. Секциона шипка од 6 метри = 12 оми. Секциона шипка од 9 метри = 6,8 оми. Спецификацијата на проектот бараше 10 оми; тие го достигнаа на длабочина од приближно 7 метри.

Дар ес Салам, Танзанија (глинено-иловица, 200 оми-м): едноделна прачка од 1,5 м = 8 оми. Спецификацијата бараше 5 оми. Еднократно продолжување од 1,5 м (вкупно 3 м) го доведе отпорот до 4,8 оми. Во овој случај, почвата беше кооперативна и беше потребно само минимално длабинско продолжување.

НаIEEE стандард 142 (Зелена книга)ја дава формулата за проценка на отпорноста на задвижената прачка: R = (ρ / 2πL) × (ln(4L/a) – 1), каде што ρ е отпорноста на почвата, L е должината на прачката, а a е радиусот на прачката. Формулата го потврдува она што го покажуваат нашите теренски податоци: отпорот е обратно пропорционален на должината на прачката. Удвојувањето на длабочината обично го намалува отпорот за 40 до 60 проценти, во зависност од слоевитоста на почвата.

Практичниот заклучок е едноставен. Во почва со низок отпор (под 300 ом-м), обично е доволна едноделна прачка од 1,5 до 3 метри. Во почва со среден отпор (300 до 1.000 ом-м), можеби ќе ви требаат 3 до 6 метри, што значи пресек.Администрација за безбедност и здравје при работа (OSHA)бара од работодавците да воспостават програми за гарантирано заземјување на опремата на градилиштата, што вклучува и соодветна инсталација на заземјувачка електрода. Во почва со висок отпор (над 1.000 оми-м), речиси сигурно ќе ви бидат потребни 6 метри или повеќе, а секциски систем е единствениот практичен начин да се стигне до таму.

Вкупна цена на инсталација: Кога сегментната инсталација е подобра од едноделната во однос на крајниот резултат

Цената на материјалот по метар кај пресек-систем е повисока од цената на едноделниот систем, бидејќи плаќате за спојките и дополнителното пакување. Но, вкупната инсталирана цена вклучува работна сила, транспорт, отпад и опрема, а споредбата се поместува во корист на пресек-системот како што се зголемува длабочината.

Заштеда на транспорт. Во 2023 година, клиент во Кампала, Уганда, ни кажа дека трошоците за транспорт на прачки од 3 метри од пристаништето до локацијата на проектот (200 км по неасфалтирани патишта) биле приближно 40% од цената на прачките, бидејќи секој камион можел да носи само 200 прачки поради ограничувања на должината. Кога се префрлиле на сегменти од 1,2 метри, истиот камион носел 500 сегменти по патување. Трошоците за транспорт по метар за прачки се намалиле за повеќе од половина.

Намалување на отпадот. Во карпеста почва, едноделните прачки што се виткаат за време на забивањето се отпад. Нашите клиенти од Блискиот Исток пријавуваат стапки на отпад од 8 до 12 проценти со едноделни прачки во карпеста пустинска почва, наспроти помалку од 2 проценти со пресекните системи (бидејќи пократките сегменти се полесни за контрола, а чекорот на пилотската дупка се следи поконзистентно). Стапка на отпад од 10% на проект со 200 прачки значи 20 потрошени прачки и труд за нивно вадење.

Трошоци за опрема. Едноделна прачка подолга од 2,4 m бара специјализиран шрафцигер со долга стега. Секциски систем може да се задвижува со стандарден ротационен чекан со адаптер за стега - опрема што повеќето електричари веќе ја поседуваат. Заштедите при изнајмување опрема можат да ги компензираат трошоците за спојки кај мали до средни проекти.

За плитки инсталации (≤1,5 m), едноделните прачки се поевтини и побрзи. За 1,5 до 3,0 m, споредбата е специфична за локацијата. За сè подлабоко од 3,0 m, пресек-дизајнот е единствената практична опција, а споредбата на трошоците е спорна.

Заклучок

Изборот помеѓу пресекувачки и едноделни заземјувачки прачки не е за тоа што е подобро во апстракт. Станува збор за тоа што одговара на вашите услови на почвата, вашата целна отпорност и логистиката на вашата локација. Едноделните прачки се поедноставни, поевтини и посилни по линеарен метар. Секциските заземјувачки прачки се единственото практично решение кога треба да одите подлабоко од 3 метри, кога вашиот транспорт ја ограничува должината на прачката или кога условите на почвата се неизвесни и сакате флексибилност за постепено додавање на длабочина.

Квалитетот на спојката одредува дали пресек-системот ќе функционира како што е дизајниран. По 47 инциденти со вкрстено навојување во 2021 година, ја редизајниравме нашата спојка со закосени навои и ја намаливме стапката на дефекти за 70 проценти. Ова е вид на итеративно подобрување што го создаваат 17 години производство и повеќе од 60 земји со повратни информации од терен.

Во Xinchang Shibang New Material Co., Ltd., произведувамекомплети за секциски заземјувачки прачки, навојни спојки, челични прачки обложени со бакар, и целосен асортиман на додатоци за заземјување и громобранска заштита според ISO 9001:2008. Контактирајте не за да ги разговараме вашите барања за проектот.

Често поставувани прашања