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.

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

Одно из важнейших решений, которые необходимо принять при выборе медных шин, связано с типом проката. Как правило, выбор этого параметра основывается на целях использования и требованиях к монтажу.

Существует несколько типов проката, используемых для изготовления медных шин. Каждый из них задает определенную форму и размеры изделия, а также влияет на его технические характеристики. Все это необходимо учитывать при выборе оптимального варианта.

Сравнение нескольких параметров позволит определиться с выбором. Во-первых, необходимо определиться с типом листа меди. Он может быть твердым, полутвердым или мягким. Каждый из них имеет особенности в производстве и эксплуатации. Во-вторых, следует учитывать параметры сечения шины, такие как ее ширина и толщина. Они влияют на мощность, которую может выдержать изделие. Наконец, необходимо учитывать требования к монтажу. Некоторые типы проката необходимо специально обрабатывать для достижения оптимальных результатов.

Таким образом, выбор медных шин зависит от многих факторов. Однако, учитывая тип проката и несколько других параметров, можно найти оптимальный вариант для конкретной задачи.

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.

Российские производители медных шин столкнулись с трудностями в занимаемом объеме рынка по сравнению с иностранными конкурентами, но благодаря устойчивому развитию электротехнической отрасли в России, конкуренция стала более жесткой. Таким образом, доля отечественной медной шины в потреблении выросла с 7% до 84% за последние годы. Более того, отечественная продукция, при сохранении высокого качества, оказалась на 1,5-2 раза дешевле, чем зарубежные аналоги. Экспорт также вырос с 3,7% в 2009 году до 29,4% в 2015 году.

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