Wat zijn aardingmaterialen?

Aarding Materialen

Aarding materialen zijn geleidende materialen die worden gebruikt voor het aarden van elektrische apparatuur en systemen. Hun primaire functie is om een pad met lage impedantie te bieden om stroom veilig naar de aarde te leiden, zodat de veiligheid van personeel wordt gewaarborgd, apparatuur beschermd wordt tegen schade door overspanning en het systeem stabiel blijft. Hieronder staan enkele veelvoorkomende soorten aarding materialen:

1. Koper 

• Kenmerken: Koper is een van de meest gebruikte aarding materialen vanwege zijn uitstekende geleidbaarheid en corrosiebestendigheid. Het heeft superieure elektrische geleidbaarheid en roest niet gemakkelijk in vochtige omgevingen.

• Toepassingen: Wijdverspreid gebruikt voor aarding elektroden, aarding busbars en aarding verbindingsdraden. Koperen aarding materialen zijn meestal verkrijgbaar in vormen zoals koperen staven, koperen banden en koperen gevlochten draden.

• Voordelen: Uitstekende geleidbaarheid, corrosiebestendig, lange levensduur, eenvoudig te bewerken en te installeren.

• Nadelen: Hogere kosten.

2. Gegalvaniseerd Staal 

• Kenmerken: Gegalvaniseerd staal is gewoon staal dat is bedekt met een laagje zink om de corrosiebestendigheid te verbeteren. Hoewel de geleidbaarheid niet zo goed is als bij koper, kan het nog steeds in veel gevallen aan de aardingseisen voldoen.

• Toepassingen: Wijdverspreid gebruikt voor aarding elektroden, aarding netwerken en aarding afleiders. Gegalvaniseerde staal aarding materialen zijn meestal verkrijgbaar in vormen zoals stalen staven, stalen buizen en stalen gevlochten draden.

• Voordelen: Lagere kosten, hoge mechanische sterkte, geschikt voor ondergronds gebruik.

• Nadelen: Slechtere geleidbaarheid, kan langzaam de zinklaag verliezen en roesten in vochtige omgevingen.

3. Rostvrij Staal 

• Kenmerken: Rostvrij staal heeft uitstekende corrosiebestendigheid en hoge mechanische sterkte, waardoor het geschikt is voor aarding in strenge omgevingen. Het komt in verschillende gradaties voor, zoals 304 en 316, waarbij 316 betere corrosiebestendigheid biedt.

• Toepassingen: Voornamelijk gebruikt voor aarding in speciale omgevingen, zoals chemische fabrieken of mariene omgevingen.

• Voordelen: Zeer corrosiebestendig, hoge mechanische sterkte, geschikt voor extreme omstandigheden.

• Nadelen: Slechtere geleidbaarheid, hogere kosten.

4. Aluminium 

• Kenmerken: Aluminium heeft goede geleidbaarheid en is licht, maar het oxideert gemakkelijk, wat een isolerende oxide-laag vormt die de geleidbaarheid beïnvloedt. Daarom vereisen aluminium aarding materialen vaak speciale behandeling of combinatie met andere materialen.

• Toepassingen: Gebruikt in specifieke situaties, zoals lichte structuren of ruimtevaarttoepassingen.

• Voordelen: Licht, goede geleidbaarheid.

• Nadelen: Gemakkelijk te oxidiseren, onstabiele geleidbaarheid, niet geschikt voor direct contact met de grond.

5. Grafiet 

• Kenmerken: Grafiet is een niet-metaal materiaal met uitstekende geleidbaarheid en corrosiebestendigheid, vooral geschikt voor zuur- of alkaline bodems. Het roest niet zoals metalen, waardoor het een langere levensduur heeft.

• Toepassingen: Wijdverspreid gebruikt voor het maken van aarding modules of als vullingsmateriaal voor aarding elektroden.

• Voordelen: Corrosiebestendig, goede geleidbaarheid, geschikt voor strenge bodemcondities.

• Nadelen: Lagere mechanische sterkte, niet geschikt voor het dragen van significante mechanische belasting.

6. Composiet Materialen

• Kenmerken: Composiet aarding materialen bestaan meestal uit een combinatie van metalen (zoals koper of staal) en niet-metalen materialen (zoals koolvezels of grafiet). Deze benadering heeft tot doel de voordelen van beide materialen te combineren. Bijvoorbeeld, kopergeklede staal aarding materialen hebben een koperen buitenlaag en een stalen kern, wat zowel de geleidbaarheid als de mechanische sterkte verbetert.

• Toepassingen: Wijdverspreid gebruikt in energie systemen, communicatie basisstations, gebouwen, enz.

• Voordelen: Goede geleidbaarheid, hoge mechanische sterkte, corrosiebestendig.

• Nadelen: Hogere kosten, complexe productieproces.

7. Chemische Weerstandsverlagende Materialen 

• Kenmerken: Chemische weerstandsverlagende materialen zijn materialen die de bodemweerstand verlagen om de aardingweerstand te verminderen. Ze komen in vloeibare, poedervormige of gelvormige varianten en kunnen de geleidbaarheid van de omringende bodem verbeteren, vooral in bodems met hoge weerstand.

• Toepassingen: Wijdverspreid gebruikt in gebieden waar het moeilijk is om geschikte aarding locaties te vinden, zoals rotsachtige gebieden, woestijnen of droge bodems.

• Voordelen: Kunnen de aardingweerstand significant verlagen, geschikt voor bodems met hoge weerstand.

• Nadelen: De effecten kunnen over tijd verminderen, waardoor periodiek onderhoud nodig is.

8. Aarding Modules 

• Kenmerken: Aarding modules zijn prefab blokken gemaakt van geleidende materialen (zoals grafiet of koolvezels). Wanneer ze ondergronds worden begraven, verminderen ze effectief de aardingweerstand. Ze bevatten vaak vochtbehoudende componenten die de omringende bodem vochtig houden, wat de geleidbaarheid verder verhoogt.

• Toepassingen: Wijdverspreid gebruikt in energie systemen, communicatie basisstations, gebouwen, enz.

• Voordelen: Goede geleidbaarheid, corrosiebestendig, eenvoudig te installeren, lange levensduur.

• Nadelen: Hogere kosten, vereist meer ruimte voor installatie.

9. Koolvezel 

• Kenmerken: Koolvezel heeft uitstekende geleidbaarheid en mechanische sterkte, is licht en corrosiebestendig. Het biedt goede aarding zonder veel gewicht toe te voegen.

• Toepassingen: Voornamelijk gebruikt in de luchtvaart, windenergie en andere sectoren waar gewicht een cruciaal factor is.

• Voordelen: Licht, goede geleidbaarheid, corrosiebestendig.

• Nadelen: Hogere kosten, complexe productieproces.

10. Natuurlijke Materialen

• Kenmerken: Sommige natuurlijke materialen, zoals zout water, houtskool en kolenas, kunnen worden gebruikt als tijdelijke of bijzondere aarding materialen. Ze verhogen de geleidbaarheid van de omringende bodem om de aardingweerstand te verlagen.

• Toepassingen: Voornamelijk gebruikt voor tijdelijke of bijzondere aarding, zoals op bouwplaatsen of veldoperaties.

• Voordelen: Lage kosten, gemakkelijk verkrijgbaar.

• Nadelen: Onstabiele prestaties, ongeschikt voor langetermijngebruik.

Factoren om te Overwegen bij het Kiezen van Aarding Materialen:

• Geleidbaarheid: De geleidbaarheid van het materiaal beïnvloedt direct de aardingseffectiviteit; betere geleidbaarheid betekent lagere aardingweerstand.

• Corrosiebestendigheid: Aarding materialen worden meestal ondergronds begraven en blootgesteld aan vochtige, zuur- of alkaline omgevingen, dus corrosiebestendigheid is cruciaal.

• Mechanische Sterkte: Aarding materialen moeten bepaalde mechanische spanningen kunnen weerstaan, vooral tijdens installatie en gebruik.

• Kosten: Verschillende materialen variëren aanzienlijk in kosten, en de keuze moet een balans tussen prestaties en budget zijn.

• Milieu-aanpassing: Verschillende bodemcondities (zoals vocht, pH, temperatuur) kunnen de prestaties van materialen beïnvloeden, dus het materiaal moet worden gekozen op basis van de specifieke omgeving.

Samenvatting

De selectie van aarding materialen moet gebaseerd zijn op specifieke projectvereisten, milieucondities en budget. Koper en kopergeklede staal zijn de meest gebruikte materialen, die uitstekende geleidbaarheid en corrosiebestendigheid bieden voor de meeste toepassingen. Voor speciale omgevingen of toepassingen met hoge eisen kunnen materialen zoals rostvrij staal, grafiet en composiet materialen worden overwogen.