Медные шины: характеристики, применение и цены

Многие люди не знают, что такое медная шина, хотя она присутствует в любой энергообеспечивающей системе и широко используется в радиотехнике и электротехнической промышленности. В электрощитах промышленных и жилых зданий можно увидеть медные шины заземления.

Медные шины так популярны благодаря высокой электрической проводимости и отличным эксплуатационным характеристикам меди. Они могут выдерживать рабочие температуры от -55°C до +280°C, а их 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), считаются наиболее известными. В отличие от других производителей, в Европе для изготовления медных шин используется чистая катодная медь без добавления лома, что положительно сказывается на качестве, но ведет к существенному повышению цены. В результате, данные шины обычно закупаются для высокоточных работ, требующих использования качественного материала.

Стоит отметить, что отечественные производители медных шин все еще выигрывают на рынке благодаря простому пути поставки и, несомненно, более низкой цене.

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.

Изготовление шин требует использования меди различных марок. Различия между марками меди заключаются в составе и количестве примесей, что обусловлено разной технологией производства. Для литой и деформированной меди определены 12 химических элементов, для катодной меди — 19, а для сверхчистой меди — 22. Поиск и измерение массовой доли химических элементов в металле, состоящем более чем на 99,99% из меди, производится с помощью атомно-спектрального, химико-атомно-эмиссионного, фотометрического и других видов анализа.

Наличие различных примесей в меди влияет на ее механические, технологические и эксплуатационные качества. Для эксплуатации при стандартных условиях лучше использовать безкислородные марки меди, такие как М1р, М2р и М3р. Наличие кислорода, висмута, свинца, цинка, кадмия и других легкоплавких примесей может создавать трудности при паячных/сварочных работах и формировать зоны хрупкости в процессе нагрева.

Удельное электрическое сопротивление меди конкретной марки зависит от технологии и полуфабрикатов, из которых изготовлены прокат и шины. Различия в содержании примесей на 1% могут привести к отличиям в электропроводности на 3%. Наиболее востребованными марками меди для изготовления шин являются М0б, М1, и М2.

При выборе медных шин необходимо обращать внимание не только на марки меди, но и на тип и форму проката. В соответствии с ГОСТ 434-78 для изготовления шин допускаются применение марок меди М1 и выше, а шины из М2 и М3 изготавливают по ТУ. Однако, при возникновении специальных условий для сварки или пайки стоит рекомендовать бескислородные марки.

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.

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%.

Медные шины производятся несколькими отечественными компаниями, такими как МК «Норильский никель», ОАО «УГМК», ЗАО «Русская медная компания», Каменск-Уральский ОЦМ, Кольчугинский ОЦМ и другие. Однако, в России процесс изготовления медных шин отличается относительно использования медного лома. Это может оказать влияние на качество медных шин. Крупные отечественные производители стремятся применять новейшее оборудование и технологии, что делает возможным производство медных шин европейского качества. Иногда, в случаях, когда необходимо сохранить высокую электро- или теплопроводность меди и дополнительно повысить ее жаропрочность или износостойкость, Kаменск-Уральский ОЦМ использует специальную технологию легирования меди серебром.

Фото: freepik.com