대부분의 접지 시스템 오류는 극적이지 않습니다. 폭발도 없고, 명백한 실패의 순간도 없습니다. 로드는 3~5년에 걸쳐 지하에서 조용히 부식되고 저항이 높아지며 어느 날 시스템이 깔끔하게 처리했어야 할 낙뢰나 결함 이벤트로 인해 장비 손상이나 안전 사고가 발생합니다. 누구든지 접지 전극을 추적할 때쯤이면 이를 초래한 조달 결정은 단가에 초점을 맞춘 누군가에 의해 몇 년 전에 내려졌습니다.
이 가이드는 처음부터 올바른 결정을 내리려는 엔지니어와 조달 팀을 위해 작성되었습니다. 제품 카탈로그가 아닙니다. - 올바른 로드와 클램프를 프로젝트의 실제 조건에 맞추기 위한 프레임워크입니다.
구리 접지봉 및 접지 클램프
로드와 클램프는 하나의 시스템입니다
구매 부서에서는 종종 주문을 분할하기 때문에 이를 명확하게 언급할 가치가 있습니다. 즉, 한 공급업체의 로드, 다른 공급업체의 클램프, 각 품목의 최저 가격 등입니다. 문제는 접지 어셈블리가 시스템으로 작동하고 해당 시스템에서 가장 약한 연결이 다른 모든 것의 한계를 설정한다는 것입니다.
그만큼구리 접지봉토양 속으로 들어가 땅과 전도성 인터페이스를 생성합니다. 클램프는 접지 도체 - 일반적으로 기본 패널로 다시 연결되는 노출된 구리선 또는 해당 로드 상단의 본딩 지점 -을 연결합니다. 오류 전류와 낙뢰 서지 전류는 의미 있는 저항 없이 둘 다 통과해야 합니다. 클램프가 높은-저항 조인트를 생성한다면 로드가 얼마나 좋은지는 중요하지 않습니다. 로드가 부식되어 주변 토양과의 접촉이 끊어지면 클램프는 관련이 없습니다.
이 시스템이 수행해야 하는 두 가지 작업은 보호 장치가 작동할 수 있을 만큼 빠르게 결함 전류를 소산하고, 접지된 구조 사이에 전압이 축적되지 않도록 등전위 본딩을 유지하는 것입니다. 두 가지 모두 도체에서 클램프, 로드, 토양까지 지속적이고 낮은 저항의 접촉이 필요합니다. 그 사슬이 끊어지면 그 자체가 표현되기를 기다리는 문제입니다.
접지봉 선택: 보기보다 어려운 결정
단단한 구리 접지봉
단단한 구리 접지봉강철도 없고 코팅도 없고 표면에서 코어까지 - 99.9% 전해 구리처럼 들립니다. 그 통일성이 핵심이다. 공격적인 토양 환경에서는 우선적으로 박리되거나 부식될 수 있는 서로 다른 재료 사이의 경계면이 없습니다. 막대가 저하되면 균일하고 매우 느린 속도로 저하됩니다.
실제로 이것은 해안 시설(높은 염화물 함량), 약 pH 5 이하의 산성 토양, 높은 습도가 지속되는 물에 잠긴 토양에서 가장 중요합니다. 이는 구리-클래드 대체품을 조기에 소모하는 조건입니다. 중요한 인프라 - 변전소, 데이터 센터 접지, 유지 관리 호출에 굴착이 필요한 낙뢰 보호 시스템의 경우 - 단단한 구리 막대가 올바른 사양입니다. 일반 토양에서의 일반적인 사용 수명은 40년 이상입니다.
기계적 절충안은-현실적입니다. 순수 구리는 부드럽기 때문에 단단한 구리 막대를 암석이나 심하게 압축된 점토에 밀어넣으면 막대가 깊이에 도달하기 전에 휘어질 위험이 있습니다. 표준 완화 방법은-파일럿 구멍을 미리 뚫거나 구동 헤드를 사용하는 것입니다. 딜브레이커가 아니라 설치 계획에서 고려해야 할 사항입니다.
구리 클래드 접지봉
그만큼구리 클래드 접지봉세계 대부분의 사람들이 실제로 설치하는 것입니다. 고강도-강도 강철 코어는 외부 -고순도 구리층과 결합되어 - 어려운 토양을 구부리지 않고 통과할 수 있는 기계적 강인함과 실제로 토양과 접촉하는 표면에 구리의 전도성 및 부식 방지 기능을 제공합니다.
구리-클래드 로드를 구매할 가치가 있는지 여부를 결정하는 사양은 구리층 두께입니다. 접지 및 본딩 장비에 대한 북미 규정 준수 표준인 UL 467에서는 최소 0.010인치(약 254미크론)를 설정합니다. 더 얇은 구리층이 강철-토양 경계면에서 적절한 전기화학적 보호를 제공하지 않기 때문에 이러한 최소값이 존재합니다. 구리층이 파손되면 수분과 산소가 강철 코어에 도달하여 부식이 가속화되고 저항이 상승합니다.
이것이 바로 저비용 제품 위험이 실제로 존재하는 곳입니다.- 규정을 준수하는 제조업체의 구리-피복 막대는 비규정을 준수하는 제조업체의 것과 동일하게 보입니다.- 육안으로는 구별할 수 없습니다. 신뢰도가 떨어지는 프록시인 중량비 계산이 아닌 실제 구리층 두께 측정값을 보여주는 단면 테스트 보고서를 공급업체에 요청해야만 구별할 수 있습니다.- 공급업체가 해당 문서를 제공할 수 없는 경우 해당 막대의 사양은 본질적으로 확인할 수 없습니다.
대부분의 응용 분야에는 - 주거용 및 상업용 전기 접지, 통신 타워 접지, 전기 펜스 시스템, 배전선 전주 접지 - 구리- 클래드 로드가 적합한 제품입니다. 성능이 적절하고, 단선보다 비용이 저렴하며, 설치가 더 쉽습니다.
아연 도금 접지봉
아연 도금 막대는 강철 코어 위에 아연 코팅이 되어 있습니다. 아연은 우선적으로 부식되어 아래에 있는 강철을 희생적으로 보호하므로 유용하지만 산성 또는 습도가 높은 토양에서는 아연이 구리보다 빨리 고갈됩니다.{1}} 예상 서비스 수명은 정상적인 조건에서 약 15년이며 공격적인 환경에서는 이보다 적습니다.
사람들을 사로잡는 호환성 문제도 있습니다. 구리 도체와 아연 도금(아연{0}}코팅) 막대는 바이메탈 클램프 없이 연결하면 안 됩니다. 구리와 아연은 갈바니 계열에서 멀리 떨어져 있습니다. 습한 토양 환경에서 아연 코팅은 접촉점에서 자체 부식을 가속화합니다. 접촉점은 견고함과 전도성을 유지하기 위해 연결이 필요한 정확한 위치입니다. 프로젝트가 - 아연 도금 막대를 가장 많이 사용하는 구리 접지 도체 -를 실행하는 경우 적극적으로 관리해야 하는 호환성 문제가 발생합니다.
아연도금 막대는 임시 설치, 확인된 중립 토양에서 중요도가 낮은 적용 분야,{0}}예산 제약이 심하고 환경이 진정으로 허용되는 상황에 적합합니다.
클램프: 대부분의 구매자가 오해하는 구성 요소
아무도 막대에 대해 이야기하는 방식으로 클램프에 대해 이야기하지 않지만 클램프 선택은 접지 시스템이 조용히 실패하는 부분입니다. 클램프는 접근할 수 없는 위치에 영구적인 기계적 연결을 제공합니다. 악화되는 관절을 잡기 위한 일상적인 유지 관리는 없습니다. 조달 시 어떤 선택을 하든 시스템은 그대로 유지됩니다.
볼트 및 U{0}}볼트 클램프
그만큼구리 접지 막대 클램프U-볼트 구성에서는 도체를 로드에 대해 압축하는 -볼트-및-새들 어셈블리인 현장에서 가장 일반적인 클램프입니다. 간단하고 기본 도구를 사용하여 현장에서-설치가 가능하며 널리 사용 가능합니다. 상위-연결 및 검사-접근 가능한 설치(주거용 패널, 지상-지상 안테나 접지 지점)의 경우 이것이 올바른 선택입니다.
제한은 볼트 이완입니다. 열 순환 - 수년에 걸쳐 온도 변화에 따라 로드와 도체가 팽창 및 수축-하여 기계적 접합이 점차 느슨해집니다. 지상에서는 기술자가 다시 조일 수 있습니다. 지하에서는 그럴 수 없어요. 매립될 연결의 경우 U-볼트 클램프는 잘못된 선택입니다.
VICTORY 구리 접지 막대 클램프
평행 그루브 클램프
2개의 홈 - 하나는 도체용이고 다른 하나는 볼트 메커니즘에 의해 압축된 로드용 -입니다. U-볼트보다 접촉 표면적이 넓어 접합부의 저항이 낮습니다. 도체가 로드와 대략 평행하게 이어지는 극선 접지 응용 분야에서 일반적입니다. 검사를 위해 연결에 액세스할 수 있는 합리적인 중간{6}}옵션입니다.
압축 클램프
조립 전에 도체에 공장에서 압착되거나 현장에서 압착-됩니다. 압착은 전도성을 유지하기 위해 볼트 장력에 의존하지 않는 기밀 인터페이스를 생성합니다. 압축 클램프는 직접 매설용으로 평가되었으며 지속적으로 습한 지하 조건에서 볼트 체결식보다 더 잘 고정됩니다. 연결이 영구적이고 매립되어야 하며 발열 용접이 범위에 속하지 않는 경우 적절하게 압착된 압축 클램프가 올바른 대답입니다.
도토리 클램프
모양 때문에 이름이 붙여졌습니다. 접지봉 상단에 직접 매립하기 위해 특별히 설계되었으며 다양한 도체 크기를 수용하며 흙과 콘크리트 매설에 대해 UL 467 인증을 받았습니다. 클램프가 지면 아래로 내려가서 유지되는 주거용 및 경상업용 설치에 대한 표준 사양입니다.
발열용접
전혀 클램프가 아닙니다. - 도체와 막대를 단일 분자 결합으로 융합시키는 테르밋 반응입니다. 결과 연결은 기본 구리와 동일한 전도성을 가지며 느슨해지지 않으며 연결부가 부식되지 않습니다. 변전소 접지 그리드, 높은-오류-전류 산업 시설 및 낙뢰 보호 인하 도체의 경우 IEEE Std 80에서는 발열 용접을 선호하는 연결 방법으로 식별합니다. 초기 비용은 - 전문 금형, 분말 비용, 숙련된 설치자 -가 더 높지만 위험이 큰 영구 설치의 경우-성능 정당화는 간단합니다.
용도별 로드 및 클램프
| 애플리케이션 | 로드 사양 | 클램프 사양 | 적용규격 |
|---|---|---|---|
| 주거용 전기 접지 | 구리 클래드 접지봉, 5/8" × 8피트 | UL-등재 도토리 또는 볼트로 고정된 구리 클램프 | NEC 조항 250, UL 467 |
| 상업/산업시설 | 구리 클래드 접지봉, 5/8" 또는 3/4" × 10피트 | 압축 또는 도토리 집게(직접 매장) | NEC 조항 250, IEEE Std 80 |
| 변전소 접지 그리드 | 단단한 구리 접지 막대, 여러 개의 막대가 결합됨 | 발열 용접 | IEEE 표준 80, IEC 62561 |
| 번개 보호 | 단단한 구리 접지 막대 | 발열 용접 또는 무거운 기계적 클램프 | IEC 62561, NFPA 780 |
| 통신탑 | 구리 클래드 접지봉, 최소 로드 3개 | 평행 홈 또는 도토리, UL 인증 | TIA-607, IEEE 표준 80 |
| 전기 울타리 | 구리 클래드 접지봉, 10피트 간격으로 최소 3개 로드 | 볼트로 고정됨구리 접지 막대 클램프 | NEC 제250조 |
| 해안 / 산성 토양 | 단단한 구리 접지 막대 | 발열 용접 또는 스테인레스-하드웨어 클램프 | IEEE 표준 80 |
| 구리와 아연도금강이 혼합되어 있습니다. | 모든 막대 | 바이메탈 클램프 - 선택사항 아님 | NEC 조항 250.64 |
갈바니 부식 문제는 누구도 사양서에 기재하지 않습니다.
갈바닉 부식은 두 개의 서로 다른 금속이 습한 환경에서 전기적으로 접촉할 때 발생합니다. 덜 귀한 금속은 더 귀한 금속을 보호하기 위해 부식됩니다. 속도는 갈바니 시리즈에서 두 금속이 얼마나 멀리 떨어져 있는지와 환경의 전도성에 따라 달라집니다.
접지 시스템에서 가장 문제를 일으키는 쌍은 구리 클램프가 있는 아연 도금(아연{0}}코팅) 강철 막대의 구리 도체입니다. 구리는 아연보다 훨씬 더 귀합니다. 젖은 토양에서는 기계적 연결이 단단히 유지되어야 하는 접점 -에서 아연 코팅이 저하됩니다. 연결이 느슨해지고 동시에 부식됩니다.
깨끗한 솔루션은 전체 시스템을 동일한 금속 계열로 유지하는 것입니다.구리 접지 막대 클램프구리로 또는구리 클래드 접지봉, 호환성 문제를 완전히 제거합니다. 이것이 불가능할 때 - 프로젝트가 기존 혼합 설치를 상속하는 경우 - 특정 금속 전환에 맞는 바이메탈 클램프가 필요합니다.
알루미늄 도체 케이스는 주목할 가치가 있습니다. 알루미늄 도체가 포함된 구리 막대에는 구리-에서-알루미늄으로의 전환에 대해 명시적으로 등급이 매겨진 클램프가 필요합니다. 등록되지 않은 알루미늄-과-구리 연결은 갈바닉 부식으로 인해 실패하며, 전기 인프라가 가장 큰 스트레스를 받는 따뜻하고 습한 환경에서는 더 빨리 연결됩니다.
국경 간 조달을 위한 표준 참조-
| 기준 | 관할권 | 다루는 내용 |
|---|---|---|
| UL 467 | 미국/캐나다 | 접지 및 접합 장비 - 로드, 클램프, 커넥터 |
| NEC 제250조 | 미국 | 최소 설치 요구 사항 - 로드 길이, 깊이, 도체 크기 |
| IEEE 표준 80 | 국제적 참고자료 | AC 변전소 접지 설계 방법론 |
| IEC 62561 | 유럽 / 국제 | 전극을 포함한 낙뢰 보호 시스템 구성 요소 |
| NFPA 780 | 미국 | 낙뢰 보호 설치 표준 |
| TIA-607 | 미국 | 통신 접지 및 본딩 |
대규모 조달의 경우-인증 마크만으로는 충분한 검증이 되지 않습니다. 특히 새로운 공급업체에서 공급한 구리-클래드 로드에 대한 단면 검사에서 구리층 두께 측정을 보여주는 테스트 보고서를 요청하세요. 인증 마크는 제품 카테고리를 알려줍니다. 테스트 보고서는 특정 배치가 사양을 충족하는지 여부를 알려줍니다.
주문하기 전: 7가지 질문
이 현장의 토양 저항률은 얼마입니까? 높은 저항률에는 여러 개의 막대, 더 깊은 깊이 또는 전극 주위에 도포된 접지 강화 화합물이 필요할 수 있습니다.
토양화학이란 무엇인가? 해안, 산성 또는 물에 잠긴 환경에서는 구리-피복보다 단단한 구리가 더 적합합니다. 더 저렴한 옵션을 사용하지 말고 왜 5년 안에 시스템을 교체해야 하는지 궁금해하십시오.
이 시스템은 어떤 결함 전류 수준을 위해 설계되었습니까? 변전소 및 중공업 시설에는 발열 용접 연결이 필요합니다. 기계식 클램프는 동일한 고장 전류 용량으로 평가되지 않습니다.
이 설비에 금속이 혼합되어 있습니까? 클램프를 지정하기 전에 재료 호환성을 확인하십시오. 이것이 개조라면 이전에 설치된 것이 무엇인지 가정하지 마십시오.
클램프 연결이 묻히나요? 그렇다면 U-볼트 클램프는 제외됩니다. 매립 전용 등급의 도토리 또는 압축 클램프.
이 설치에 적용되는 표준은 무엇입니까? 로드와 클램프 모두 해당 목록 표시가 있는지 확인하십시오. 목록에 있는 것 하나와 목록에 없는 것 하나는 규정을 준수하는 어셈블리가 아닙니다.
공급업체가 추적성 문서를 제공할 수 있습니까? 특히 구리-클래드 로드의 경우 구리층 두께에 대한 테스트 보고서는 조달 단계에서 사용할 수 있는 유일하게 신뢰할 수 있는 품질 검증입니다.
접지 시스템은 - 올바르게 설치하고, 묻혀 있고, 30~40년 동안 다시 생각하지 않았을 때 가장 잘 작동합니다. 이를 가능하게 하는 결정은 첫 번째 막대가 땅에 떨어지기 전에 이루어집니다.
FAQ
솔리드 구리 또는 구리-클래드 - 실제로 무엇을 지정해야 합니까?
대부분의 프로젝트에서는 동-클래드가 정답입니다. 전기적 성능은 비슷하고, 단단한 토양에서는 기계적 설치가 더 쉬우며, 비용 차이는 규모면에서 의미가 있습니다. 고체 구리는 토양 조건이 실제로 공격적인 - 해안 지역, 지속적으로 산성이거나 물에 잠긴 토양 - 또는 교체가 운영상 어려운 위치에 있는 경우 올바른 사양이 됩니다. 프로젝트 조건이 정당화되지 않는 경우 안전 마진으로 단단한 구리를 기본으로 사용하지 마십시오. 모든 구리-클래드 공급업체로부터 검증된 구리 층 두께를 주장하십시오.
클램프에 UL 등재가 실제로 필요한가요, 아니면 단지 선호사항인가요?
북미 지역 NEC{0}} 관리 설치의 경우 로드와 클램프 모두에 UL 467 등재가 필수 사항이 아니라 코드 요구 사항입니다. 검사관이 이를 확인합니다. 규정 준수 외에도 UL 마크는 매설 영구 연결에 실제로 중요한 사항인 매설 조건에서의 전류 전달 용량, 기계적 강도 및 내부식성-에 대한 독립적인 테스트를 나타냅니다.
프로젝트에는 몇 개의 접지봉이 필요합니까?
NEC는 하나의 로드에 주거용 최소값을 설정하며, 첫 번째 로드가 25Ω 저항을 초과하는 경우 두 번째 로드가 필요합니다. 전기 울타리 시스템에는 일반적으로 울타리 성능을 유지하기 위해 최소 10피트 간격으로 세 개의 구리{2}} 피복 막대가 필요합니다. 변전소 및 산업용 접지 시스템은 IEEE Std를 사용하여 토양 저항률 측정을 통해 계산됩니다. 80 - 로드 수는 경험 법칙이 아닌 설계 프로세스의 결과입니다.
구리 클램프를 아연 도금 막대에 직접 연결할 수 있습니까?
안전하지 않습니다. 구리와 아연은 젖은 토양에서 갈바니적으로 호환되지 않습니다. 아연 코팅은 파손이 가장 많이 발생하는 접점 -에서 우선적으로 부식됩니다. 아연-에서 구리로의 전이에 적합한 바이메탈 클램프를 사용하거나, 전체에 구리 또는 구리-클래드 로드를 지정하고 구리-}에서-구리 연결용으로 설계된 구리 접지 로드 클램프를 사용하여 문제를 제거하세요.
구매하기 전에 구리-클래드 로드의 구리층 품질을 어떻게 확인하나요?
실제 구리 두께 측정값을 보여주는 -단면 야금 테스트 보고서를 요청하세요. UL 467 최소값은 0.010인치(254미크론)입니다. 중량비 테스트는 신뢰성이 떨어지는 방법입니다. - 기술적으로 허용되는 평균으로 얇은 부분을 가릴 수 있습니다. 육안 검사는 쓸모가 없습니다. 준수 막대와 비-호환 막대는 동일하게 보입니다. 공급업체가 테스트 문서 제공을 거부하는 경우 이를 품질 신호로 간주하십시오.