镀铜钢接地材料优点

接地材料(镀锌钢接地材料： 有色金属接地材料： 镀铜钢接地材料：)

制作工艺

相关标准(国家标准： 欧洲标准： 美国标准：)

镀铜钢是一种复合材料，是通过电镀工艺将铜金属均匀的覆盖在钢材表面而形成的新型接地材料。

镀铜钢接地材料优点

1.使用寿命长：镀铜钢接地材料利用表层厚达0.254mm铜层的防腐性，同时采用分子间相互渗透的电镀工艺，增强了铜层与钢芯之间的结合性。和传统材料相比有良好的经济性能并满足全寿命设备周期管理，符合新材料新工艺新设备范畴。镀铜钢材料的使用寿命是传统镀锌钢接地材料寿命的3～10倍。

2.导电率高：如果以纯铜的导电率为100%，则镀铜材料的导电率在20%~40%，传统镀锌钢材料的导电率为8.6%。在高频接地或雷击电流作用下，由于电流的集肤效应，让镀铜钢接地材料据有接近于纯铜的导电性。

3.安装简便：水平镀铜钢接地体为镀铜单芯固体圆钢，单根长度长，中间连接点少，穿管弯曲方便；垂直镀铜接地材料安装方便快速，免开挖省时省力。通过连接，可实现任意深度并利用地下含水层，降阻效果明显，同时无需额外钻深井，从而减少变电站占地面积。

4.电镀层附着水平：采用了电镀工艺，电流在各个方向上的密度一致，铜层附着均匀一致。

接地材料

接地系统一般都埋设于地下，由于地下土壤环境十分复杂，存在大量的微生物和金属离子，十分容易形成天然的电解环境，造成对金属的腐蚀。如果接地体被严重腐蚀甚至腐蚀断裂，就极大的影响了地王导电性能。此外，接地系统埋设于地下，检查和维护难度较大，因此接地材料的抗腐蚀性能直接决定了地网的寿命和支出成本。通常下各相关部门单位规定接地网使用寿命要大于被保护设备的使用寿命，一般应在40年以上。

目前，比较通用的接地材料包括：镀锌钢材料、镀铜钢接地材料、纯铜材料。根据地域和环境的不同，其他的金属也可作为接地材料，但应用不是很普遍。

镀锌钢接地材料：

镀锌钢接地材料是中国使用量的接地材料。在世界范围内，前苏联、中国和印度主要采用镀锌钢作为主要的接地材料。通常采用圆钢、扁钢、角钢、钢管等镀锌钢材。其主要特点是取材方便、价格便宜、刚性强、易于施工、焊接工艺成熟。但是，由于铁元素较为活泼，能与地下的多种离子发生电化学反应，丢失电子，十分容易腐蚀或锈蚀。并且钢材的腐蚀存在较严重的点腐蚀的情况，所以镀锌钢的使用寿命在7～13年，和设备30年的使用寿命无法匹配。

有色金属接地材料：

有色金属接地材料主要采用铜、铅有色金属为原料。由于铅存在严重的重金属污染，所以越来越多的企业禁止使用铅作为接地材料。铜具有优秀的耐腐蚀性能、导电性能、综合使用费用低。国外大多数的国家都采用铜材作为其接地材料。但是纯铜接地材料一次性投入高。

镀铜钢接地材料：

镀铜钢接地材料是碳钢材料为基体，通过电镀工艺，在钢材表面上覆盖一层有一定厚度的铜。实际上镀铜钢接地材料集合了碳钢材料造价低、刚性强易于施工和有色金属抗腐蚀能力强的特点的接地材料。

目前，由于铜良好的抗腐蚀性特点，镀铜钢接地材料主要以铜和钢为基础材料，铜镀钢更能达到40年甚至更久，十分符合通用的接地要求。因此，目前最为流行的接地材料主要以镀铜钢材料，部分工程仍以成本较低的扁钢为主要材料。

制作工艺

目前铜钢复合接地材料主要以铜包钢接地棒和铜镀钢接地棒为主，主要采用工艺为铜铸钢法、冷轧包覆法（铜包钢）、电镀法（镀铜钢）。其中铜镀法又分为造价成本较低的一般电镀法和造价较高的四维连续电镀法。

技术对比：

采用工艺　工艺特点　性能　符合标准

四维连续电镀法　工艺要求高
生产成本高
生产设备投资大　刚性强、易于施工深钻
不会断裂、起皱或断开
铜层与钢材达到分子型结合
铜层均匀，纯度高
导电性能良好
耐腐蚀性高　目前国际上最认可的制造方法，并有国际上权威的UL467标准保证质量，铜层必须大于0.25mm，以保证30年以上寿命。

一般电镀法　资金要求较低，设备简单
生产流程一致性较差
手工制作，对环境有一定污染。　不会撕裂，起皱或断开
铜层与刚才达到分子型结合
电镀效率低，铜层厚不均匀，可能会出现点腐蚀现象
铜层较薄，难以承受大型电流
耐腐蚀性高　有相关国际标准规定

冷轧包覆法　工艺简单，投资成本低　钢铜结合力差，铜层易分离
非分子型结合在地下环境中易形成电解环境加快腐蚀速度
抗腐蚀性较强　无相关国际标准。国内有少量应用。由于机械包覆工艺会加速内部钢芯腐蚀，所以国外禁止使用冷轧包覆工艺。

铜铸钢法　工艺较复杂，生产难度大，很难控制质量
实际操作过程很难掌握，表面铜层分布相当不均匀，难以达到实际应用要　从金相学来说，铜与钢之间难以结合，铜附着力差，铜层极度不均匀
尽管采用高温溶化，但残留物被煅烧后不可能完全溢出铜面，部分残留在接地棒中，从而产生腐蚀而影响寿　国内有少量采用，国际上没有采用，无相关标准保证质量。

相关标准

国家标准：

GB50057-2010：镀铜层厚度>0.25mm，镀铜层的纯度>99.9%

欧洲标准：

IEC 10234-1

IEC 61364-5

ENV 61024-1

BS 1400

BS 7430：镀铜层厚度>0.25mm，镀铜层的纯度>99.9%

BS 6651

BS EN 50164：镀铜层厚度>0.25mm，镀铜层的纯度>99.9%

美国标准：

IEEE STD 80：度铜层厚度>0.25mm，镀铜钢绞线的导电率必须大于30%或40%，放热焊接接头的最大允许温度不得小于1084℃

NFPA 70 (NEC)

UL 96A

CSA C22.1-94

NFPA 780

IEEE 837：放热焊接的接头必须通过四个实验：大电流冲击试验；电动力实验；持续的酸环境腐蚀试验；持续的碱环境腐蚀试验，接头的最大允许温度不得低于1084℃

IEEE 1100

IEEE 142

IEEE 81

UL467：在任意一点的镀铜层厚度必须大于0.25mm，且铜层厚度均匀一致，最大铜层厚度与最小铜层厚度差不得超过0.05mm。