Медные шины: характеристики, применение и цены

Мало кто знает, что такое медная шина, если поспросить случайных людей на улице. Однако эти детали присутствуют в любой системе энергообеспечения и широко используются в радио- и электротехнической промышленности. Медные шины для заземления можно увидеть не только в промышленных, но и в жилых зданиях.

Популярность этих изделий обусловлена высокой электрической проводимостью и достоинствами меди в эксплуатации. Медная шина может выдерживать рабочие температуры от -55 °С до +280 °С, а ее максимальное рабочее напряжение может достигать 1000 В.

Медные шины являются важным элементом в электротехнических устройствах. Их изготовление осуществляется путем холодной прокатки высококачественной меди. Характеристики меди такие, как высокая теплопроводность, низкое сопротивление, коррозионная устойчивость и прочность делают ее образующей материалом для шин.

Теплопроводность меди составляет 401 Вт/м × К, что значительно превосходит алюминий и сталь. Медные шины крайне устойчивы к коррозии при нормальных температурах и в различных средах, однако при взаимодействии с химически активными субстанциями, такими как аммиак, хлористый аммоний и минеральные кислоты, коррозионная устойчивость может ухудшаться.

Для производства медных шин используются сырьевые материалы, отвечающие требованиям марки меди М1 согласно ГОСТ 859-2014. В зависимости от технических условий допускается использование меди других марок, например, М2.

Нормативно-технические требования к медным шинам, используемым в электротехнических целях, регулируются ГОСТ 434-78. В таблице 4 указаны нормативные значения размеров шин по стороне A и B, а также их расчетных сечений. Для шин в ГОСТ 434-78 прописаны номинальные значения радиусов закругленных углов, а также предельные отклонения от нормы закругления. Длина полосы шины должна быть от 3 до 6 м, но при согласовании с заказчиком допускается изготовление шин длиной от 2 до 6 м.

Поверхность медных шин не должна иметь повреждений, которые превышали бы предельные отклонения размеров. По ГОСТ 26877-2008 определяется серповидность полос шин. Важным аспектом являются механические свойства шин. Для мягких шин относительное удлинение должно быть не менее 34%, для твердых шин минимальная величина временного сопротивления к разрыву — 637 МПа (65 кгс/мм2) по Бринеллю.

Медные шины должны иметь маркировку и упаковку в соответствии с ГОСТ 18690-2012. Гарантийный срок хранения продукции с момента производства для ШМТ и ШМТВ составляет полгода, для ШММ — год. Важно соблюдать условия транспортирования и хранения медных шин с учетом климатических факторов. При выборе твердой или мягкой шины следует обращать внимание на марку меди.

В Европе имеется множество известных производителей медных шин. Среди них можно назвать такие компании, как МКМ (Германия), VBS (Сербия), GD (Франция), Gindre (Франция), LUVATA (Финляндия), SofiaMED (Болгария). Для изготовления медных шин в Европе используется чистая катодная медь, без добавления лома. Это, в свою очередь, положительно сказывается на качестве продукции, однако существенно повышает ее цену. Такие шины, как правило, закупаются для работы с высокой точностью.

Несмотря на разнообразие крупных производителей в Европе, на рынке все еще пользуются популярностью отечественные медные шины. Они выгодны потребителям из-за удобства поставок и более низкой цены, которую они предлагают.

Стоимость медных шин зависит от ряда факторов, таких как производитель, марка меди, геометрические размеры, форма и наличие изоляции. Цена может определяться за вес, за штуку или за погонный метр. Например, отечественная неизолированная медная шина может стоить от 220 рублей за погонный метр, от 530 рублей за килограмм или от 860 рублей за штуку, длиной 4 метра. Есть также импортные шины, которые могут быть в 1,5-2 раза дороже, но если вы решили приобрести их поштучно, обязательно сверьте длину. Например, французские медные шины могут стоить 1200 рублей за штуку, при длине 2 метра.

Марки меди отличаются технологией производства и, следовательно, составом и количеством примесей. ГОСТ 859-2014 определяет 12 химических элементов для литой и деформированной меди, 19 для катодной меди и 22 для сверхчистой меди в семействе новых стандартов ГОСТ 27981.

Несмотря на то, что поиск и измерение массовой доли химических элементов происходит в металле, состоящим на более чем 99,99% из меди, примеси оказывают влияние на механические, технологические и эксплуатационные качества меди.

При использовании меди для изготовления шин, примесь кислорода, содержащегося в форме закиси меди (Cu2O) в количестве от 0,08% до 0,001%, не играет практически никакой роли в стандартных условиях эксплуатации. Его пагубное воздействие проявляется только при высоких температурах. Бескислородные марки меди, такие как М1р, М2р и М3р, требуются только для изделий, применяемых в особых высокотемпературных эксплуатационных режимах, производятся под конкретный заказ и стоят дорого.

Однако примеси кислорода (O), висмута (Bi), свинца (Pb), цинка (Zn), кадмия (Cd) и других легкоплавких элементов создают трудности при паячных и сварочных работах, формируя зоны хрупкости в процессе нагрева. В таких ситуациях бескислородная медь оказывается предпочтительнее. Здесь следует помнить, что содержание серебра на уровне 0,05% вдвое повышает температуру рекристаллизации меди и уменьшает ее «ползучесть» и размягчение при нагреве, без падения электропроводности.

Наличие фосфора (Р), железа (Fe), мышьяка (As), сурьмы (Sb) и олова (Sn) сильно влияет на электропроводность меди. Массовая доля каждого элемента

Одно из важнейших решений, которые необходимо принять при выборе медных шин, связано с типом проката. Как правило, выбор этого параметра основывается на целях использования и требованиях к монтажу.

Существует несколько типов проката, используемых для изготовления медных шин. Каждый из них задает определенную форму и размеры изделия, а также влияет на его технические характеристики. Все это необходимо учитывать при выборе оптимального варианта.

Сравнение нескольких параметров позволит определиться с выбором. Во-первых, необходимо определиться с типом листа меди. Он может быть твердым, полутвердым или мягким. Каждый из них имеет особенности в производстве и эксплуатации. Во-вторых, следует учитывать параметры сечения шины, такие как ее ширина и толщина. Они влияют на мощность, которую может выдержать изделие. Наконец, необходимо учитывать требования к монтажу. Некоторые типы проката необходимо специально обрабатывать для достижения оптимальных результатов.

Таким образом, выбор медных шин зависит от многих факторов. Однако, учитывая тип проката и несколько других параметров, можно найти оптимальный вариант для конкретной задачи.

Пластичность: разновидности и область применения

Существует несколько разновидностей медных шин, которые варьируются по своей консистенции и маркировке. Их область применения также может различаться в зависимости от характеристик каждого типа.

Одним из видов являются мягкие медные шины, которые маркируются буквами ШММ. Их можно использовать в различных сферах промышленности, начиная от авиастроения и заканчивая металлургией. Благодаря своей мягкой консистенции, они отлично подходят для гибких и подвижных шинопроводов, кроме того, они более прочны и износостойки, чем многие другие материалы.

Другим типом медных шин являются твердые шины, обозначаемые маркировкой ШМТ. Они обладают меньшей проводимостью, чем ШММ, поэтому используются для создания прочных и неподвижных шинопроводов. Благодаря своей твердой консистенции, они могут выдерживать большое давление и силу тяжести, что делает их незаменимыми в некоторых областях промышленности.

Форма медных шин имеет не меньшее значение, чем их размеры и характеристики. Различают несколько типов шин, каждый из которых предназначен для конкретной задачи.

Первый тип - жесткие и гибкие. Жесткие медные шины используются в качестве кабеля, где требуется замена сверхгибких кабелей. Гибкие же шины разработаны для облегченной установки монтажных сетей и распределительных линий.

Второй тип - плетеные. Они изготавливаются из тонких медных проводов и обладают улучшенной гибкостью по сравнению с обычными медными шинами. Они популярны в областях с высокими вибрациями, таких как трансформаторные мосты.

Третий тип - с изоляцией или без нее. В условиях повышенной влажности, высокой температуры или в агрессивной среде, рекомендуется использование изолированных медных шин. Нагрузки же большой мощности предпочтительно передавать через двух- или трехполосные шины.

Четвертый тип - сплошные и перфорированные. Сплошные шины более распространены, в то время как перфорированные шины используются в выносных электротехнических шкафах. Это обусловлено их легкостью в монтаже и сборке.

Пятый тип - круглого сечения и прямоугольного. Круглые медные шины встречаются довольно редко, так как их производство требует большого расхода металла. Однако они обладают большей прочностью при том же сечении, чем шины прямоугольного сечения. В основном используются прямоугольные шины, поскольку сварка и пайка круглых шин более сложна.

Шестой тип - с закругленными углами. Прямоугольные медные шины должны обязательно иметь закругленные углы, при этом ГОСТ 434-78 содержит таблицы со значениями радиуса скругления.

Самым универсальным типом медных шин считаются сплошные прямоугольные шины без изоляции. Они наиболее подходят для широкого спектра задач, связанных с передачей электроэнергии.

Оригинальный текст про медные шины по прежнему актуален в настоящее время. Медные шины, знакомые многим из нас, широко применяются в различных сферах нашей жизни, включая электронику и промышленность.

Монтаж магистральных и троллейных шинопроводов стал возможным благодаря использованию медных шин. В дополнение к этому, медь считается одним из надежных и долговечных материалов, которые могут значительно снизить стоимость электроэнергии. Более того, медные шины из бескислородной меди используются в многих областях, включая вакуумную технику, медицину, авиационную, военную, космическую технику и т.д. На их основе производят распределительные устройства, линейные ускорители, сверхпроводники и электронные приборы.

Медные шины широко применяются в микроэлектронике, атомной энергетике, строительстве, а также в ювелирной промышленности. Обширное использование медных шин обеспечивает высокое качество производства и повышает продуктивность работы во многих отраслях промышленности.

Российские производители медных шин столкнулись с трудностями в занимаемом объеме рынка по сравнению с иностранными конкурентами, но благодаря устойчивому развитию электротехнической отрасли в России, конкуренция стала более жесткой. Таким образом, доля отечественной медной шины в потреблении выросла с 7% до 84% за последние годы. Более того, отечественная продукция, при сохранении высокого качества, оказалась на 1,5-2 раза дешевле, чем зарубежные аналоги. Экспорт также вырос с 3,7% в 2009 году до 29,4% в 2015 году.

В России производят медные шины несколько крупных компаний, таких как МК "Норильский никель", ОАО "УГМК", ЗАО "Русская медная компания", Каменск-Уральский ОЦМ, Кольчугинский ОЦМ и другие. Однако, в процессе производства медных шин, отечественные производители используют медный лом, что может повлиять на эксплуатационные качества меди. Несмотря на это, крупные отечественные компании стремятся использовать новейшие технологии и предлагать на рынок продукции европейского качества. Например, легирование серебром применяется на Каменск-Уральском ОЦМ, когда требуется сохранить высокую электро- или теплопроводность меди, а также повысить ее жаропрочность или износоустойчивость в особых случаях.

Фото: freepik.com