Медные шины: характеристики, применение и цены

Мало кто знает, что такое медная шина, если поспросить случайных людей на улице. Однако эти детали присутствуют в любой системе энергообеспечения и широко используются в радио- и электротехнической промышленности. Медные шины для заземления можно увидеть не только в промышленных, но и в жилых зданиях.

Популярность этих изделий обусловлена высокой электрической проводимостью и достоинствами меди в эксплуатации. Медная шина может выдерживать рабочие температуры от -55 °С до +280 °С, 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.

В Европе имеется множество известных производителей медных шин. Среди них можно назвать такие компании, как МКМ (Германия), VBS (Сербия), GD (Франция), Gindre (Франция), LUVATA (Финляндия), SofiaMED (Болгария). Для изготовления медных шин в Европе используется чистая катодная медь, без добавления лома. Это, в свою очередь, положительно сказывается на качестве продукции, однако существенно повышает ее цену. Такие шины, как правило, закупаются для работы с высокой точностью.

Несмотря на разнообразие крупных производителей в Европе, на рынке все еще пользуются популярностью отечественные медные шины. Они выгодны потребителям из-за удобства поставок и более низкой цены, которую они предлагают.

Медные шины: каковы цены

Цена на медные шины зависит от множества факторов: производителя, марки меди, геометрических параметров, формы и наличия изоляции. Она может формироваться как за вес, так и за штуку или погонный метр. Например, неизолированная отечественная медная шина может иметь цену от 220 рублей за погонный метр, от 530 рублей за килограмм и от 860 рублей за штуку длиной 4 метра. При этом импортные шины могут быть на 1,5-2 раза дороже, поэтому, если вы собираетесь покупать их единично, обязательно сверьте длину. Например, французские медные шины могут стоить 1200 рублей за штуку, если их длина равна 2 метрам.

Марки меди отличаются технологией производства и, следовательно, составом и количеством примесей. ГОСТ 859-2014 определяет 12 химических элементов для литой и деформированной меди, 19 для катодной меди и 22 для сверхчистой меди в семействе новых стандартов ГОСТ 27981.

Несмотря на то, что поиск и измерение массовой доли химических элементов происходит в металле, состоящим на более чем 99,99% из меди, примеси оказывают влияние на механические, технологические и эксплуатационные качества меди.

При использовании меди для изготовления шин, примесь кислорода, содержащегося в форме закиси меди (Cu2O) в количестве от 0,08% до 0,001%, не играет практически никакой роли в стандартных условиях эксплуатации. Его пагубное воздействие проявляется только при высоких температурах. Бескислородные марки меди, такие как М1р, М2р и М3р, требуются только для изделий, применяемых в особых высокотемпературных эксплуатационных режимах, производятся под конкретный заказ и стоят дорого.

Однако примеси кислорода (O), висмута (Bi), свинца (Pb), цинка (Zn), кадмия (Cd) и других легкоплавких элементов создают трудности при паячных и сварочных работах, формируя зоны хрупкости в процессе нагрева. В таких ситуациях бескислородная медь оказывается предпочтительнее. Здесь следует помнить, что содержание серебра на уровне 0,05% вдвое повышает температуру рекристаллизации меди и уменьшает ее «ползучесть» и размягчение при нагреве, без падения электропроводности.

Наличие фосфора (Р), железа (Fe), мышьяка (As), сурьмы (Sb) и олова (Sn) сильно влияет на электропроводность меди. Массовая доля каждого элемента

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 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.

Многие отрасли техники и промышленности используют медные шины, такие как монтаж магистральных и троллейных шинопроводов. Они отличаются простотой, надежностью и долговечностью, а также позволяют экономить электроэнергию. Медные шины из бескислородной меди имеют широкое применение в различных сферах, включая вакуумную, медицинскую, авиационную, военную и космическую технику. Они часто используются для производства распределительных устройств, линейных ускорителей, сверхпроводников и электронных приборов. Кроме того, медные шины популярны в микроэлектронике, атомной энергетике, строительстве и ювелирной промышленности.

В России производители медных шин многие годы уступали зарубежным компаниям по занимаемому объему рынка. Однако, устойчивое развитие отечественной электротехнической отрасли способствовало усилению конкуренции, что в свою очередь привело к росту доли отечественной медной шины в потреблении с 7% в 2009 году до 84% за настоящее время. Российская продукция обладает высоким качеством и при этом стоит в 1,5-2 раза дешевле зарубежных аналогов. За период с 2009 по 2015 годы доля экспорта увеличилась 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