ก้านลงดินทองแดงชุดคืออะไร?

1. ปรัชญาการต่อสายดินของโลหะผสมโลหะ: รหัสนำไฟฟ้าของโครงสร้างคอมโพสิตทองแดง

จากมุมมองด้านวิทยาศาสตร์วัสดุก้านกราวด์ทองแดงเป็นหลัก "โครงสร้าง symbiotic ที่ใช้งานได้" ประกอบด้วยแกนเหล็กและชั้นทองแดง แกนเหล็กให้ความแข็งแรงเชิงกลเพื่อทนต่อความเครียดของดินและผลกระทบภายนอกในขณะที่ชั้นทองแดงด้านนอกด้วยการนำไฟฟ้าสูง (การนำไฟฟ้าของ 5.96 ×10⁷ s/m) ทำหน้าที่เป็น "ทางหลวง" สำหรับการกระจายในปัจจุบัน โครงสร้างนี้ไม่ใช่การซ้อนทับกันอย่างง่าย - ชั้นทองแดงก่อให้เกิดการเชื่อมต่อระดับอะตอมกับแกนเหล็กผ่านการยึดเกาะทางโลหะ (เช่นกระบวนการหล่อแบบไฟฟ้าหรือการหล่ออย่างต่อเนื่อง) ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า วัสดุ.

2. จากสายฟ้าฟาดของแฟรงคลินไปจนถึงกราวด์ควอนตัม: ประวัติศาสตร์วิวัฒนาการที่ซ่อนอยู่ของแท่งทองแดง

ในศตวรรษที่ 18 การประดิษฐ์ของ Franklin เกี่ยวกับ Lightning Rod ถือเป็นจุดเริ่มต้นของเทคโนโลยีการต่อสายดินโดยเริ่มใช้แท่งโลหะเดี่ยว การเกิดขึ้นของแท่งลงดินชุดทองแดงหมายถึงการวนซ้ำทางเทคโนโลยีในการตอบสนองต่อความต้องการทางอุตสาหกรรมที่ทันสมัย: ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เนื่องจากการส่งแรงดันไฟฟ้าสูงและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กำหนดความต้องการที่เข้มงวดในความต้านทานต่อสายดิน กระบวนการหุ้มทองแดงใช้การออกแบบที่ดีที่สุดของ "เหล็กกล้าเหล็ก + หุ้มทองแดง" (ลดการใช้ทองแดงมากกว่า 60%) ซึ่งไม่เพียง แต่ตรงตามข้อกำหนดด้านความต้านทานต่ำของ IEEE STD 80 มาตรฐานพื้นฐาน สามารถทนต่อการกัดกร่อนของCl⁻ในดิน)

3. เมื่อกฎหมายของโอห์มตรงตามการป้องกันทางเคมีไฟฟ้า: การต่อสู้แบบสหวิทยาการภายในแท่งดิน

ในตำราทางวิศวกรรมไฟฟ้าแท่งกราวด์มักจะง่ายขึ้นในฐานะ "ตัวนำความต้านทานต่ำ" แต่ในความเป็นจริงพวกเขาเป็นสนามรบของการแข่งขันแบบสหวิทยาการ:

มิติไฟฟ้า: ความหนาของชั้นทองแดง (เช่นมากกว่าหรือเท่ากับ 0.25 มม.) ส่งผลโดยตรงต่อความต้านทานต่อสายดินโดยต้องมีการคำนวณรัศมีการกระจายตัวโดยใช้แบบจำลองชั้นดิน (เช่นซอฟต์แวร์ CDEGS);

มิติวัสดุ: ความแข็งแรงของพันธะโลหะที่ส่วนต่อประสานเหล็กกล้าจะกำหนดอายุการใช้งานความต้านทานการกัดกร่อน หากมีรูขุมขนความชื้นและออกซิเจนในดินสามารถก่อตัวเป็นจุลินทรีย์ทำให้แกนเหล็กเป็นสนิมและขยาย (คล้ายกับความล้มเหลวในการขยายตัวของสนิมในคอนกรีตเสริมแรง);

มิติสิ่งแวดล้อม: ในดินที่เป็นกรดอย่างรุนแรง (pH <4) ชั้นทองแดงผ่านการกัดกร่อนวิวัฒนาการของไฮโดรเจนของไฮโดรเจนซึ่งจำเป็นต้องใช้แอโนดเสียสละ (เช่นแถบสังกะสี) เพื่อสร้างระบบป้องกันคอมโพสิต "ความแข็งแรงของการป้องกันเชิงกลไกการกัดกร่อนแบบการนำไฟฟ้า" นี้ทำให้เกิดความสมดุลแบบสามเหลี่ยมทำให้แท่งลงดินชุดทองแดงเป็น "ห้องปฏิบัติการสหวิทยาการ" ถูกฝังอยู่ใต้ดิน