La plupart des personnes effectuant des recherches sur ce sujet connaissent déjà la réponse de base avant d'avoir fini de lire le premier résultat : le revêtement en cuivre est moins cher, le cuivre massif dure plus longtemps. Ce qu’ils ont réellement besoin de savoir, c’est si cette différence de prix se justifie dans leur situation spécifique, et la réponse n’est presque jamais aussi simple que le laissent entendre les listes de produits.
Permettez-moi de parcourir cela de fond en comble, car il y a quelques éléments que les fiches techniques ont tendance à laisser de côté.
Piquet de terre
La construction n'est pas seulement une mesure de réduction des coûts
Une tige de terre recouverte de cuivre est un noyau en acier entouré d’une couche de cuivre. Le processus de cautionnement est plus important que la plupart des acheteurs ne le pensent. Les tiges de meilleure qualité-utilisent une méthode d'électrodéposition qui crée une véritable liaison métallurgique entre le cuivre et l'acier, et non une enveloppe mécanique ou un revêtement posé sur la surface. Lorsque vous coupez une section transversale-d'une tige correctement collée, le cuivre ne se décolle pas et ne se sépare pas. Il est fondu dans l'acier au niveau moléculaire.
C’est également là que la terminologie devient véritablement confuse. Les termes « plaqué cuivre » et « lié au cuivre » sont utilisés de manière interchangeable dans la plupart des catalogues, mais ils décrivent des processus de fabrication différents. Les tiges liées au cuivre utilisent cette technique d’électrodéposition. Les tiges plaquées de cuivre, au sens strict du terme, sont fabriquées en pressant des bandes de cuivre sur une âme en acier en utilisant de la chaleur et une pression mécanique. Les deux finissent par se ressembler de l’extérieur. La différence apparaît des années plus tard dans la façon dont le cuivre résiste aux contraintes du sol et aux conditions corrosives.
Les tiges de cuivre solides évitent complètement toute cette complexité. Il n’y a aucun revêtement à craindre, aucun noyau en acier à protéger. La tige est le même matériau de la surface au centre, c'est exactement pourquoi elle dure aussi longtemps.
Pourquoi les entrepreneurs recherchent d'abord le revêtement en cuivre
La réponse pratique est mécanique. Le cuivre pur est mou. Lorsque vous essayez d’enfoncer une tige de cuivre solide dans un sol compacté ou un sol rocheux, la tige se plie, se tord ou champignonne au niveau de la tête avant d’atteindre la profondeur appropriée. Vous finissez soit par pré--percer le trou, ce qui ajoute du temps et du travail, soit par casser et remplacer les tiges jusqu'à ce que l'une d'entre elles soit enfin correctement installée.
A tige de terre recouverte de cuivrea un noyau en acier. Vous pouvez le marteler directement dans la plupart des conditions de sol sans ce problème. La résistance à la traction est suffisamment élevée pour supporter l'impact répété d'un outil de conduite, c'est pourquoi presque toutes les installations résidentielles et commerciales standard du pays utilisent le revêtement en cuivre par défaut. Il ne s’agit pas seulement d’économiser de l’argent sur le matériel. Il s’agit de pouvoir réellement installer la chose sans équipement spécial ni temps d’équipage supplémentaire.
Cela dit, le processus d’installation crée un problème dont on ne parle pas assez. Chaque fois qu'une tige est enfoncée dans un sol abrasif, la couche de cuivre ramasse des éraflures et des entailles sur toute sa longueur. Ces rayures exposent l’acier nu au contact direct avec le sol qui l’entoure. Une fois l’acier exposé, la corrosion galvanique commence, et dans des conditions de sol agressives, elle démarre rapidement. Les tests de l’Institut national des normes et de la technologie ont confirmé cette tendance. Les tiges avec des revêtements de cuivre plus fins présentaient une corrosion mesurable aux points d'acier exposés bien avant leur durée de vie nominale.
L'épaisseur standard de la couche de cuivre pour la plupart des-tiges-disponibles dans le commerce est d'environ 10 mils, soit 0,010 pouce. À cette épaisseur, une tige installée soigneusement dans un sol à pH neutre-et à humidité modérée-peut être attendue pour fonctionner pendant 25 à 30 ans. Dans les sols côtiers, acides ou dans tout ce qui a une teneur élevée en sel ou en chlorure, ce nombre diminue considérablement.
Tige de mise à la terre recouverte de cuivre VICTORY
Où le cuivre massif cesse d’être une extravagance
Il existe une catégorie d'installation dans laquelle le coût plus élevé du cuivre massif en vaut vraiment la peine, et cela n'a rien à voir avec le prestige ou l'excès d'ingénierie.
Tout site présentant un sol corrosif est un cas évident. Régions côtières, zones industrielles avec ruissellement chimique, zones à géologie naturellement acide, environnements tropicaux à forte humidité-. Dans ces conditions, l’acier exposé d’une tige recouverte de cuivre se corrodera plus rapidement que la couche de cuivre ne peut le masquer. La tige peut encore passer un premier test de résistance, mais cinq ou dix ans plus tard, le chemin de terre s'est dégradé, et personne ne le sait car la tige est souterraine et hors de vue.
Le cuivre massif n’a pas de point faible caché. Le cuivre développe une patine stable dans la plupart des environnements de sol, et cette patine ralentit en fait la poursuite de l'oxydation plutôt que de l'accélérer. Dans le même sol côtier qui ronge une installation recouverte de cuivre en moins d’une décennie, une barre de cuivre solide peut encore faire son travail des décennies plus tard.
Les applications à longue-durée de vie constituent l'autre cas. Systèmes de protection contre la foudre dans les infrastructures critiques, les tours de télécommunications, les sous-stations, toute installation où la réouverture du sol et le remplacement des électrodes sont véritablement perturbateurs ou coûteux. La différence de coût entre les deux types de tiges est faible par rapport au coût de la main-d'œuvre et des temps d'arrêt d'un système de mise à la terre qui doit être remplacé plus tôt que prévu.
Exigences du code à connaître avant de commander
L'article 250.52(A)(5)(b) du NEC fixe le diamètre minimum d'une tige de terre en acier plaqué cuivre à 5/8 de pouce, à moins que le produit ne porte une liste spécifique qui autorise le contraire. Les tiges de cuivre massif, en tant que matériau non -ferreux, satisfont au minimum de 1/2 pouce. Les deux types doivent être certifiés UL 467. Si vous vous approvisionnez auprès de fabricants étrangers, confirmer cette liste avant l’expédition de la commande vaut la peine supplémentaire.
Les exigences en matière de longueur de tige sont les mêmes pour les deux types : un minimum de 8 pieds, 10 pieds étant courant dans les spécifications commerciales et industrielles. L'espacement entre plusieurs tiges doit être au moins deux fois supérieur à la longueur de la tige, conformément à l'article 250.53(A)(3) du NEC.
Le système de mise à la terre est aussi bon que son point le plus faible
Un piquet de terre posé dans la terre ne constitue pas un système complet. C'est le point de départ. La tige se connecte aux conducteurs, aux pinces, à l'infrastructure de liaison et éventuellement aux dispositifs de protection tels que les parafoudres et les parafoudres qui ont besoin d'un endroit pour envoyer l'énergie qu'ils détournent. Si le chemin de terre présente une résistance élevée ou se corrode au cours de sa durée de vie, ces dispositifs de protection ne peuvent pas faire leur travail, quelle que soit la qualité de leur fabrication.
C'est quelque chose que VICTORY Electric Power Equipment Co., Ltd. aborde en tant que fournisseur plutôt que simplement vendeur de produits. L'entreprise, opérant sous la marque VIC dans la ville de Lishui, dans la province du Zhejiang, produit à la fois du matériel de mise à la terre et les équipements de protection qui en dépendent. Leur gamme de parafoudres en polymère utilise des éléments de varistance en oxyde de zinc qui réagissent rapidement aux événements de surtension transitoires, avec une tige centrale en fibre de verre et un boîtier en polymère qui supportent bien l'exposition extérieure, y compris une forte pollution et des conditions côtières où les systèmes de mise à la terre sont déjà soumis à la plus forte pression.
La conception du boîtier en polymère répond spécifiquement à un mode de défaillance pour lequel les parafoudres en porcelaine sont connus. Lorsque la pression interne s'accumule lors d'un incident, les boîtiers en porcelaine peuvent se briser violemment. Les boîtiers en polymère évacuent la pression sans se briser, ce qui est très important dans les installations où le personnel travaille à proximité. Leurs produits de parafoudre sont construits selon la même philosophie de conception, donnant la priorité à la fiabilité à long-terme dans des environnements exigeants plutôt qu'à la minimisation des coûts à court terme.
VICTORY fabrique des équipements électriques depuis 1998, détient les certifications ISO 9001, ISO 14001 et ISO 45001 et fournit des services publics et des entrepreneurs dans plus de 50 pays d'Amérique latine, d'Asie du Sud-Est, du Moyen-Orient et d'Afrique. La gamme de produits couvre les piquets de terre, les piquets de terre en cuivre, le matériel de ligne de poteaux et une suite complète d'équipements de protection contre la foudre, ce qui signifie qu'un entrepreneur qui s'approvisionne en un système complet de mise à la terre et de protection peut travailler auprès d'un seul fournisseur plutôt que de concilier la compatibilité entre les composants provenant de différentes sources.
Le résultat honnête
Pour la plupart des installations standard dans un sol typique, une tige de terre recouverte de cuivre est la bonne solution. L'installation est simple, le coût du matériel est raisonnable et, dans des conditions modérées, il durera plus longtemps que l'équipement qu'il protège. Choisissez une tige auprès d'un fabricant qui spécifie l'épaisseur de la couche de cuivre et porte la liste UL, et vous n'aurez aucun problème avec elle pendant des décennies.
Pour tout ce qui entre dans un sol agressif, tout ce qui est censé durer 40 ou 50 ans sans remplacement, ou tout système de protection contre la foudre où la résistance de mise à la terre doit rester faible et stable sur le long terme, le cuivre massif vaut la peine. Le coût du matériel supplémentaire est une dépense unique-. Le coût de défaillance d'un système de mise à la terre sous-spécifié ne l'est pas.
La tige est la partie du système que personne ne voit après le jour de l'installation. C’est exactement pourquoi il mérite plus d’attention qu’il n’en reçoit habituellement.