0.8mm系列铜覆钢圆钢

一、新材料开发的缘起

0.8mm系列铜覆钢圆钢是宁波倍速达公司为了替代纯铜而开发的一种新型材料，因为其同时具备铁的高强度、价格低廉，铜的高耐蚀性以及高导电率等优点，而且综合性能高、成本较纯铜接地装置更加经济。所以近年来，已广泛应用到特高压线路、石油化工、核电、高铁，尤其是重点工程项目。

铜覆钢（copper-clad steel）：钢芯体的表面被铜均匀包覆的材料，包括铜覆钢棒材（仅用于垂直接地极）、铜覆钢板材以及铜覆钢线材（包括圆线及绞线）。按照制作工艺，可分为连铸铜覆钢（continuous casting copper-clad steel）及电镀铜覆钢（electroplating copper-clad steel）。

二、铜覆钢接地装置发展
        随着电力线路电压等级的不断升高，系统容量不断增大，对接地装置的安全性、可靠性提出了更高要求。

国外的传统做法是采用纯铜作为接地材料，但纯铜昂贵，并属于战略性资源，在中国不适于大面积做为接地装置使用。美国联邦标准局（NBS）从 1910年到1955年，进行接地体的耐腐蚀性研究，在全美国的128个测试地点采集的36500个样本，代表了 333 种分别由铁、有色金属和具有保护镀层构成的金属材料。试验结果表明，只有电镀铜厚度为 0.5mm以上的钢棒以及不锈钢棒的抗腐蚀速度可以被接受。

另外，持续8~13 年的统计数据，取43种在不同土壤中铜试品的测试结果，其中的41种经计算，得到 30 年的平均点蚀深度为 0.17 mm，因此一些国际标准都将铜覆钢材料的铜镀层的厚度确定为至少0.25 mm，在考虑到施工过程中的硬摩擦，建议将铜层厚度定义在0.5mm。
        在我国，铜覆钢材料多应用于土壤高电阻率地区的变电站接地网，由于特高压工程具有电压等级高，容量大，停电窗口期少等特点，结合地区土壤地下水腐蚀强度，铜覆钢接地装置已应用于特高压线路中，国内多条特高压线路采用铜覆钢材料作为接地体。

三、铜覆钢接地与传统热镀锌钢接地装置比较
      1、腐蚀速率比较

金属材料的土壤腐蚀极大影响电力系统的稳定运行，因而其耐腐蚀性能已成为接地装置设计中的重要参数。

接地材料在北京和天津某地一年腐蚀速率

试验结果，镀锌钢的腐蚀最严重，其腐蚀速度比纯铜高50倍以上；不锈钢材料的腐蚀程度则远低于纯铜及铜覆钢，表现出良好的耐蚀性；铜覆钢作为铜钢复合材料，在土壤中的自腐蚀电位基本和纯铜相同，其腐蚀速度和纯铜相同；镀层较薄的电镀铜覆钢的腐蚀速度又高于镀层较厚的连铸铜覆钢。

2、短路时物理性能分析比较
        若以铜的导电率为100%，标准1020钢的导电率仅为10.8%，因此铜的导电率是钢的10 倍左右。而30%导电率铜覆钢圆线导电率为30%，40%导电率铜覆钢圆线导电率为40%，均远较钢接地体好。尤其是在集肤效应下，高频时镀铜钢绞线导电性能远远优于钢材。即铜接地体导电性能较钢接地体好。铜的熔点为1083℃短路时最高允许温度为450℃；而钢的熔点为1510℃，短路时最高允许温度为400℃。因此，接地体截面相同时，铜覆钢接地材料热稳定性更好。

3、经济性比较
        根据《电气工程接地用铜覆钢技术条件》附录D，铜包覆钢在不同土壤中的腐蚀速度按见表的参考值计算。纯铜在不同土壤腐蚀等级条件下腐蚀速度（mm/a）

镀铜厚度0.8mm足在Ⅲ极强腐蚀腐蚀等级下使用60年的要求。
        镀锌钢在同等土壤条件下腐蚀速度为铜覆钢的近50倍，接地体使用3-5年应进行大修。
        国家电网曾经在特高压塔基上根据图纸进行核算：经对工程建设期内材料市场价格调研得出，铜覆钢接地体市场价格按20元/m计算，φ12镀锌钢圆钢接地体市场价格按6元/m计算，接地体敷设均按接地施工图计算，在全寿命期30年内，镀锌钢每5年进行一次大修处理，材料费用铜覆钢为20元/m，镀锌钢为36元/m，仅材料费用支出可减少80%，镀锌钢供需大修更换6次，施工成本按土石方工程70元/m3，每基塔按开挖23 m3计算，每基塔节约开支9660元。

四、铜覆钢施工
        铜覆钢接地装置的水平敷设与普通镀锌圆钢的施工方案相同。只是连接方式更改为热熔焊接，这样减少了接头间的接触电阻，更有利于雷电流的释放。

放热焊接也称“铝热焊接”，是一种简单、高效率、高质量的金属连接工艺，近几年在国内开始大量生产和使用。放热焊接利用金属化合物化学反应热作为热源，通过过热的（被还原）熔融金属，或间接加热工作，在特制的石墨模具的型腔中形成一定形状、尺寸，符合工程需求的熔焊接头，最后冷却凝结来实现焊接的工艺。当前，放热焊接已经普遍取代了以往金属之间的机械连接方法。

（图）

五、铜覆钢优点

1、耐腐蚀性强，不会脱节、翘皮、开裂，由于接地网的接地体锈蚀情况减少，提高了设备整体的运行安全性；

2、导电性能好，电气性能稳定；

3、铜层与钢棒达到分子型结合，接地棒深入土壤时，不会破裂；

4、运用铜覆钢接地材料，其降阻效率高，对于高电阻地段设计中减少了1/3水平接地体的长度，使土方的开挖量大为减少；

5、设计使用放热焊接工艺，非常适合野外施工的需求，大大提高了工作效率，有效缩短了施工工期。
     

六、铜覆钢性能参数：

铜层厚度：0.8mm；抗拉强度：大于500MPa；铜覆钢弯曲180°铜层不剥离。

0.8mm系列铜覆钢圆钢规格：

0.8mm系列软态铜覆钢圆钢（图）

软态铜覆钢圆钢一般包装为盘或者卷，每盘100米，便于运输，适用于大型接地网，水平接地线的铺设。用途：重点工程、大型接地网，防雷要求比较高行业的水平接地线等。

备注：如果需要铜层厚度1mm请直接联系本公司。