Биметаллическая сталемедная проволока БСМ0: конструкция и электротехнические параметры
Биметаллическая сталемедная проволока БСМ0 — двухслойный токопроводящий материал, в котором стальной сердечник из низкоуглеродистой стали покрыт концентрическим слоем электролитической меди. В отличие от луженых или омедненных аналогов, соединение слоев в БСМ0 формируется на стадии деформационного плакирования с последующей диффузионной обработкой, что обеспечивает монолитность контактной зоны и исключает отслоение оболочки при многократных перегибах и навивке.
Объемная доля меди в проволоке БСМ0 составляет 10–12 % от общей массы, что регламентируется техническими условиями на сталемедные токопроводы. Толщина медного слоя распределяется равномерно по периметру сечения и контролируется методом металлографического анализа. Электрическое сопротивление постоянному току нормируется в зависимости от диаметра и находится в диапазоне 0,138–0,142 Оммм/м, что примерно в 8 раз ниже сопротивления чистой стали и достаточно для применения в цепях заземления и молниезащиты.
Механические характеристики и технологичность
Стальной сердечник проволоки БСМ0 изготавливается из низкоуглеродистой стали с пределом прочности 390–490 МПа. Медная оболочка повышает коррозионную стойкость поверхности, но не участвует в восприятии растягивающих нагрузок. Временное сопротивление разрыву готовой проволоки составляет 390–490 МПа, относительное удлинение — не менее 12 %.
Материал поставляется в бухтах без защитного покрытия, что допустимо благодаря высокой стойкости медного слоя к атмосферной коррозии. Проволока БСМ0 допускает многократный перегиб на угол 180 без разрушения границы раздела слоев — минимальное число перегибов для диаметра 4 мм составляет не менее 8 циклов. Это позволяет применять ее для монтажа гибких токоведущих связей и соединений, подверженных вибрационным нагрузкам.
Применение в системах заземления и молниезащиты
Основная область использования проволоки БСМ0 — контуры заземления и токоотводы молниеприемников. Стальной сердечник обеспечивает механическую прочность при прокладке в грунте и по строительным конструкциям, а медная оболочка снижает переходное сопротивление в местах контактных соединений и замедляет коррозионное разрушение в агрессивных средах.
- вертикальные и горизонтальные заземлители подстанций и распределительных устройств;
- токоотводы молниезащиты промышленных зданий и резервуарных парков;
- уравнивание потенциалов в электроустановках до и выше 1000 В;
- гибкие перемычки для железнодорожной автоматики и сигнализации;
- контуры заземления телекоммуникационных вышек и базовых станций.
Для соединения проволоки БСМ0 применяются болтовые зажимы, опрессованные гильзы или сварка в среде защитного газа. Пайка мягкими припоями не рекомендуется из-за возможного перегрева зоны контакта слоев при длительном нагреве выше 300 C.
Сортамент и геометрические параметры
Проволока БСМ0 выпускается в диапазоне диаметров от 1,6 до 6,0 мм. Допуск на диаметр соответствует классу точности 2 по действующим стандартам на проволоку круглого сечения. Овальность не превышает половины допуска на диаметр. Бухты формируются без перепутывания витков, масса бухты — от 20 до 80 кг в зависимости от диаметра.
| Диаметр, мм | Сечение, мм | Разрывное усилие, кН | Масса 1 км, кг | Сопротивление 1 км, Ом |
|---|---|---|---|---|
| 2,0 | 3,14 | 1,23 | 24,9 | 44,6 |
| 3,0 | 7,07 | 2,76 | 56,1 | 19,8 |
| 4,0 | 12,57 | 4,90 | 99,7 | 11,1 |
| 5,0 | 19,63 | 7,66 | 155,8 | 7,1 |
| 6,0 | 28,27 | 11,03 | 224,3 | 4,9 |
При выборе диаметра проволоки БСМ0 для контура заземления учитывается плотность тока в импульсном режиме при растекании тока молнии. Для токоотводов молниезащиты минимальное сечение составляет 16 мм, что соответствует диаметру 4,5 мм. Для стационарных заземлителей в грунтах с удельным сопротивлением до 100 Омм допускается применение проволоки диаметром 6 мм.
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка проволоки БСМ0 в траншеях выполняется на глубине 0,5–0,7 м с подсыпкой из мелкозернистого грунта без строительного мусора и щебня. В местах выхода на поверхность и пересечения с подземными коммуникациями проволока защищается полимерной трубой или уголковой сталью. Соединение с заземляемым оборудованием выполняется через сталемедные зажимы с антикоррозионной смазкой.
В условиях повышенной влажности и наличия блуждающих токов проволока БСМ0 демонстрирует более высокую долговечность по сравнению с оцинкованной сталью благодаря электрохимической совместимости медной оболочки с медными шинами и зажимами. Однако в щелочных грунтах с pH выше 9 рекомендуется дополнительная защита битумной мастикой или полимерной лентой.
Вопросы и ответы
Чем проволока БСМ0 отличается от омедненной стали?
В проволоке БСМ0 медный слой наносится методом плакирования с диффузионным соединением, толщина оболочки составляет 8–12 % от диаметра. Омедненная проволока имеет гальваническое покрытие толщиной 5–20 мкм, которое менее устойчиво к механическим повреждениям и отслаиванию при изгибе.
Допустима ли сварка проволоки БСМ0 при монтаже заземлителей?
Допускается термитная сварка и сварка в среде углекислого газа с применением медных или сталемедных присадочных материалов. Зона сварки должна быть защищена антикоррозионным составом, так как при нагреве медная оболочка в месте шва частично выгорает.
Какой диаметр проволоки БСМ0 выбрать для контура заземления частного дома?
Для контура заземления с расчетным сопротивлением до 30 Ом достаточно проволоки диаметром 4–5 мм. Для молниезащиты и токоотводов минимальное сечение должно быть не менее 16 мм, что соответствует диаметру 4,5 мм.
Подвержена ли проволока БСМ0 коррозии в агрессивных грунтах?
Медная оболочка устойчива к большинству типов грунтов, однако в кислых средах с pH ниже 5 и в грунтах с высоким содержанием сульфатов скорость коррозии возрастает. В таких условиях рекомендуется применять проволоку большего диаметра или дополнительную изоляцию.
