Медные шины: характеристики, применение и цены

Медная шина — понятие, которое многие люди не могут объяснить сходу. Однако, она важна в энергоснабжении, широко используется в радиотехнике и электротехнической сфере. В зданиях, как промышленных, так и жилых, можно увидеть медные шины заземления, которые помогают контролировать электрический ток.

Высокая электрическая проводимость и отличные эксплуатационные свойства меди делают медную шину одним из самых популярных компонентов. Так, медная шина может выдерживать рабочие температуры от -55 °C до +280 °C, 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.

Европейские производители медных шин, такие как МКМ (Германия), VBS (Сербия), GD (Франция), Gindre (Франция), LUVATA (Финляндия) и SofiaMED (Болгария), хорошо известны своими высококачественными продуктами. Они используют для производства чистую катодную медь без добавления лома, что существенно повышает качество, но также увеличивает цену. Поэтому, такие шины обычно закупаются для высокоточных работ.

В то же время, медные шины отечественного производства имеют свои преимущества. Они привлекательны своей доступной ценой и простотой поставок. Это делает их конкурентоспособными на рынке. Однако, следует отметить, что качество шин может оставлять желать лучшего.

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.

Исходя из технологии производства, марки меди для изготовления шин отличаются друг от друга составом и количеством примесей. ГОСТ 859-2014 устанавливает 12 химических элементов для литой и деформированной меди, 19 для катодной меди и 22 для сверхчистой меди. Нахождение примесей в металле, состоящем более чем на 99,99% из меди, изучается с помощью атомно-спектрального, химико-атомно-эмиссионного, фотометрического и других сложных видов анализа. Давайте рассмотрим, как примеси влияют на эксплуатационные, механические и технологические характеристики меди.

В стандартных условиях эксплуатации наличие примеси кислорода, содержащегося в форме закиси меди (Cu2O) в количестве от 0,08 до 0,001%, не играет практически никакой роли. Однако, его пагубное воздействие проявляется при высоких температурах, поэтому бескислородные марки меди, такие как М1р, М2р и М3р, требуются лишь для изделий, которые используются в особых высокотемпературных эксплуатационных режимах, производятся под конкретный заказ и стоят дорого.

Примеси кислорода (O), висмута (Bi), свинца (Pb), цинка (Zn), кадмия (Cd) и другие легкоплавкие элементы создают трудности при паяных и сварочных работах, формируя зоны хрупкости в процессе нагрева. Бескислородная медь предпочтительна с технологической точки зрения. Однако содержание серебра на уровне 0,05% повышает температуру рекристаллизации меди, а с позиции механических свойств уменьшает ее «ползучесть» и размягчение при нагреве, без падения электропроводности.

Наличие фосфора (Р), железа (Fe), мышьяка (As), сурьмы (Sb) и олова (Sn) на электропроводность меди сер

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 может отличаться в зависимости от их назначения и условий эксплуатации.

Шины могут быть жесткими или гибкими. Жесткие шины используются вместо кабеля, а гибкие – для облегченного монтажа распределительных сетей и установок.

Также медные шины могут быть плетеными, изготовленными из тонких медных проводов. Они отличаются более высокой гибкостью и востребованы в условиях высокой вибрации, например, в трансформаторных мостах.

Еще одно различие в форме медных шин – наличие и отсутствие изоляции. При наличии влаги, высокой температуре или в агрессивных средах используются шины в изоляции. При высоких нагрузках лучше использовать двух- или трехполосные шины.

Медные шины могут быть сплошными или перфорированными. Сплошные шины более распространены. Шины с перфорацией используются в выносных электротехнических шкафах, они легки в сборке и монтаже.

Еще одно различие – форма сечения: круглая или прямоугольная. Круглые шины используются реже из-за большого расхода металла на их изготовление. Однако они отличаются более высокой прочностью при той же площади сечения. Обычно, когда говорят о медных шинах, имеют в виду прямоугольное сечение. Это связано также с трудностью сварки и пайки круглых шин по сравнению с тонкими прямоугольными шинами того же сечения.

Наконец, прямоугольные медные шины должны иметь закругленные углы, радиусы которых приведены в таблицах ГОСТ 434-78. Считаются более универсальными сплошные ШММ в полосах, прямоугольного сечения, без изоляции.

Медные шины позволяют экономить электроэнергию и используются для монтажа магистральных и троллейных шинопроводов. Эти простые, надежные и долговечные шины имеют широкое применение в различных отраслях. Шины из бескислородной меди, например, применяются в таких областях, как вакуумная техника, медицина, авиация, военное дело и космическая техника. Из них изготавливают распределительные устройства, линейные ускорители, сверхпроводники и электронные приборы. Медные шины также используются в микроэлектронике, атомной энергетике, строительстве и ювелирной промышленности.

Производители

Ранее российские производители медных шин были не в состоянии конкурировать с иностранными компаниями на рынке. Однако стабильное развитие российской электротехнической отрасли способствовало возрастанию конкуренции, что привело к увеличению доли отечественных медных шин в потреблении с 7% в 2009 году до 84% в настоящее время. Отметим, что при этом отечественная продукция не уступает в качестве зарубежным аналогам и стоит на 1,5-2 раза дешевле. Между тем, доля экспорта отечественных медных шин в 2009-2015 годах возросла с 3,7% до 29,4%.

Заголовок: "Производители медных шин в России: кто они?"

В России медные шины производятся такими компаниями, как МК "Норильский никель", ОАО "УГМК", ЗАО "Русская медная компания", Каменск-Уральский ОЦМ, Кольчугинский ОЦМ и другие. Отличительной чертой изготовления медных шин в России является использование медного лома, что может повлиять на их эксплуатационные свойства. Однако, крупные отечественные производители стремятся применять новые технологии и выпускать на рынок продукцию, соответствующую европейскому качеству.

Если нужно сохранить наивысшую электро- или теплопроводность меди и повысить ее жаропрочность и износостойкость, тогда используют технологию легирования серебром. Каменск-Уральский ОЦМ внедрил эту технологию для производства медных шин в особых случаях.

Фото: freepik.com