Mis on maandusmaterjalid?

Maandmedelektrid

Maandmedelektrid on juhtivad materjalid, mis kasutatakse elektriseadmete ja süsteemide maandamiseks. Nende peamine ülesanne on pakkuda madala impedantsiga tee, et ohutult suunata vool maa poole, tagades töötajate ohutuse, seadmete kaitse ülepingevolti kahjustuste eest ja süsteemi stabiilsuse säilitamise. Allpool on toodud mõned levinud maandmaterjalid:

1. Vask 

• Omadused: Vask on üks enim kasutatavamaid maandmaterjale tõeliselt hästi juhtiva omaduse ja korrosioonikindluse tõttu. See omab suurepärast elektrijuhtivust ning ei korroodeerdu kiiresti niiskes keskkonnas.

• Rakendused: Laialdaselt kasutatakse maandusdelektriid, maandusbussidelid ja maanduskonnektorite jaoks. Vaske maandmaterjalid on tavaliselt saadaval vaskputukate, vaskplaatide ja vasksettevõtete kujul.

• Eelised: Suurepärane juhtivus, korrosioonikindlus, pikk eluiga, lihtne töödelda ja paigaldada.

• Puudused: Kõrgem hind.

2. Sinkverditud teras 

• Omadused: Sinkverditud teras on tavapärane teras, millel on sinki kiht, mis parandab selle korrosioonikindlust. Kuigi selle juhtivus pole nii hea nagu vask, saab see siiski paljudes juhtudel rahuldada maandamise nõudeid.

• Rakendused: Tavaliselt kasutatakse maandusdelektriid, maandusratsu ja maandusalljoonte jaoks. Sinkverditud terase maandmaterjalid on tavaliselt saadaval terasputukate, -putukate ja -settevõtete kujul.

• Eelised: Madalam hind, kõrge mehaaniline tugevus, sobib maapinnal kasutamiseks.

• Puudused: Vähem hea juhtivus, võib ajas kaotada sinkkihi ja korroodeeruda niiske keskkonna tõttu.

3. Rüstitamistundlik teras 

• Omadused: Rüstitamistundlik teras omab suurepärast korrosioonikindlust ja kõrget mehaanilist tugevust, mis teeb selle sobivaks maandamiseks raskestes keskkondades. Seda toodetakse erinevatel tasanditel, näiteks 304 ja 316, kus 316 pakub paremat korrosioonikindlust.

• Rakendused: Põhiliselt kasutatakse maandamiseks erikohtades, nagu keemiatehased või merekeskkonnad.

• Eelised: Suurepärane korrosioonikindlus, kõrge mehaaniline tugevus, sobib äärmuslike tingimuste korral.

• Puudused: Vähem hea juhtivus, kõrgem hind.

4. Alumiinium 

• Omadused: Alumiiniumil on hea juhtivus ja see on kehv, kuid see oksigeerub lihtsalt, moodustades isolatsiooni, mis mõjutab selle juhtivust. Seetõttu vajavad aluminiiummaandmaterjalid tihti erilist töötlemist või kombinatsiooni muude materjalidega.

• Rakendused: Kasutatakse konkreetsetes olukordades, nagu kehvade konstruktsioonide või kosmoseseadmete jaoks.

• Eelised: Kehv, hea juhtivus.

• Puudused: Oksigeerub, ebastabiilne juhtivus, ei sobi otsest kontakti maaga.

5. Graafit 

• Omadused: Graafit on mittemetaline materjal, millel on suurepärane juhtivus ja korrosioonikindlus, eriti soodsaid happe- või basseeruvaid maad. See ei korroodeerdu nagu metallid, pakkudes pikemat eluiga.

• Rakendused: Tavaliselt kasutatakse maandusmoduleid või maandusdelektriide täidisena.

• Eelised: Korrosioonikindlus, hea juhtivus, sobib raskestes maatingimustes.

• Puudused: Madalam mehaaniline tugevus, ei sobi suuremeeliku mehaanilise pingete kannatamiseks.

6. Komposiitmaterjalid

• Omadused: Komposiitmaandmaterjalid valmistatakse tavaliselt metallide (nagu vask või teras) ja mittemetallide (nt karbonlitikud või graafit) kombinatsioonist. See lähenemine eesmärgiks on kombineerida mõlema materjali eeliseid. Näiteks vaskverditud terasemaandmaterjalidel on vaskeline välimine ja terase küla, parandades nii juhtivust kui ka mehaanilist tugevust.

• Rakendused: Laialdaselt kasutatakse elektrisüsteemides, sidebaasides, ehitistes jne.

• Eelised: Hea juhtivus, kõrge mehaaniline tugevus, korrosioonikindlus.

• Puudused: Kõrgem hind, keeruline tootmine.

7. Keemilised vastupanuriduhutavad materjalid 

• Omadused: Keemilised vastupanuriduhutavad materjalid on materjalid, mis vähendavad maavastupidavust, et vähendada maandusvastupanu. Need on saadaval vedelana, pulverina või geelina ja võivad parandada ümbritseva maado juhtivust, eriti kõrge vastupidavusega maades.

• Rakendused: Tavaliselt kasutatakse kohtades, kus sobivaid maanduskohti leidmine on raske, näiteks kivikihlas, orus või kuivas maas.

• Eelised: Võivad oluliselt vähendada maandusvastupanu, sobivad kõrge vastupidavusega maade jaoks.

• Puudused: Mõjud võivad aja jooksul nõrgeneda, nõudes perioodilist hooldust.

8. Maandusmoduleid 

• Omadused: Maandusmoduleid on eelvalmistatud blokid, mis valmistatakse juhtivatest materjalidest (nt graafit või karbonlitikud). Kui need mahavuti, vähendavad nad tõhusalt maandusvastupanu. Nad sisaldavad tavaliselt niiskuse säilitavaid komponente, mis hoiavad ümbritsevat maad niiskena, edendades juhtivust.

• Rakendused: Laialdaselt kasutatakse elektrisüsteemides, sidebaasides, ehitistes jne.

• Eelised: Hea juhtivus, korrosioonikindlus, lihtne paigaldada, pikk eluiga.

• Puudused: Kõrgem hind, nõuab rohkem paigaldamiseks ruumi.

9. Karbonlitikud 

• Omadused: Karbonlitikud omavad suurepärast juhtivust ja mehaanilist tugevust, on kehvad ja korrosioonikindlad. Nad pakkuvad head maandusefekte ilma palju kaalu lisamiseta.

• Rakendused: Peamiselt kasutatakse kosmoses, tuuleenergia tootmisel ja muudes valdkondades, kus kaal on kriitiline tegur.

• Eelised: Kehv, hea juhtivus, korrosioonikindlus.

• Puudused: Kõrgem hind, keeruline tootmine.

10. Loodlikud materjalid

• Omadused: Mõned loodlikud materjalid, nagu soolavesi, puuhiilgad ja kivid, võivad kasutada ajutiste või abimaterjalide maandamiseks. Need suurendavad ümbritseva maado juhtivust, vähendades maandusvastupanu.

• Rakendused: Peamiselt kasutatakse ajutisel või abimaandumisel, näiteks ehituskohtadel või väliskontoris.

• Eelised: Madal hind, kättesaadav.

• Puudused: Ebatõhus, ebatõhus pikemas perspektiivis.

Kaaluvalik maandmaterjalite valikul:

• Juhtivus: Materjali juhtivus mõjutab otse maandumise tõhusust; parem juhtivus tähendab madalamat maandusvastupanu.

• Korrosioonikindlus: Maandmaterjalid on tavaliselt maapõhjas ja neid koheldakse niiske, hapniku- või basseeruvate keskkondade tõttu, seega on korrosioonikindlus oluline.

• Mehaaniline tugevus: Maandmaterjalid peavad taluma teatud mehaanilisi pingi, eriti paigaldamise ja kasutamise ajal.

• Hind: Erinevad materjalid erinevad oluliselt hinna poolest, ja valikut tuleks tasakaalustada tulemuslikkuse ja eelarvega.

• Ümbritseva keskkonna kohanemisvõime: Erinevad maidtingimused (nt niiskus, pH, temperatuur) võivad mõjutada materjali tulemuslikkust, seega tuleb materjal valida konkreetse keskkonna järgi.

Kokkuvõte

Maandmaterjalite valik peaks põhinema konkreetsetel projektinõuetel, keskkonnatingimustel ja eelarvel. Vask ja vaskverditud teras on enim kasutatavad materjalid, pakkudes suurepärast juhtivust ja korrosioonikindlust enamike rakenduste jaoks. Erirakendustele või kõrge nõudlusega rakendustele võivad kaaluda materjale, nagu rüstitamistundlik teras, graafit ja komposiitmaterjalid.