1. Triết lý nối đất của hợp kim kim loại: Mã dẫn điện của cấu trúc composite bằng đồng
Từ góc độ khoa học vật liệu,Thanh nối đất bằng đồngthực chất là một "cấu trúc cộng sinh chức năng" bao gồm một lõi thép và một lớp đồng. Lõi thép cung cấp cường độ cơ học để chịu được ứng suất đất và tác động bên ngoài, trong khi lớp đồng bên ngoài, với độ dẫn điện cao (độ dẫn điện 5,96 × 10⁷ s/m), đóng vai trò là "đường cao tốc" để tiêu tán hiện tại. Cấu trúc này không phải là một sự chồng chất đơn giản - lớp đồng tạo thành kết nối mức nguyên tử với lõi thép thông qua liên kết luyện kim (như quá trình đúc hoặc quá trình đúc liên tục), do đó tránh được sự ăn mòn điện hóa (sự khác biệt giữa các vật chất.
2. Từ thanh sét của Franklin đến nối đất lượng tử: Lịch sử tiến hóa ẩn giấu của thanh đồng bằng đồng
Vào thế kỷ 18, phát minh của Franklin về Lightning Rod đã đánh dấu sự khởi đầu của công nghệ nối đất, ban đầu sử dụng một thanh kim loại duy nhất. Sự xuất hiện của các thanh nối đất bằng đồng thể hiện một lần lặp công nghệ để đáp ứng các nhu cầu công nghiệp hiện đại: vào giữa thế kỷ 20, khi truyền điện áp cao và các thiết bị điện tử áp đặt các yêu cầu nghiêm ngặt đối với trở kháng nối đất, độ dẫn của thép không đủ. Quá trình bọc đồng sử dụng thiết kế tối ưu hóa chi phí của "lõi thép + ốp đồng" (giảm sử dụng đồng hơn 60%), mà không chỉ đáp ứng các yêu cầu áp dụng thấp của các hệ thống Catpan của IEEE STD. CL⁻ Ăn mòn trong đất).
3. Khi luật của Ohm đáp ứng bảo vệ điện hóa: Trận chiến liên ngành trong các thanh nối đất
Trong sách giáo khoa kỹ thuật điện, các thanh nối đất thường được đơn giản hóa thành "các dây dẫn đơn trở nên thấp", nhưng trong thực tế, chúng là một chiến trường cạnh tranh liên ngành:
Kích thước điện: Độ dày của lớp đồng (ví dụ, lớn hơn hoặc bằng 0,25 mm) ảnh hưởng trực tiếp đến trở kháng nối đất, yêu cầu tính toán bán kính phân tán bằng các mô hình xếp lớp đất (ví dụ: phần mềm CDEGS);
Kích thước vật liệu: Sức mạnh liên kết luyện kim ở giao diện thép đồng xác định tuổi thọ chống ăn mòn. Nếu lỗ chân lông tồn tại, độ ẩm và oxy trong đất có thể hình thành các vi khuẩn, khiến lõi thép bị rỉ sét và mở rộng (tương tự như sự cố mở rộng do rỉ sét trong bê tông cốt thép);
Kích thước môi trường: Trong đất có tính axit mạnh (pH <4), lớp đồng trải qua sự ăn mòn tiến hóa hydro, đòi hỏi phải sử dụng cực dương hiến tế (ví dụ, dải kẽm) để tạo thành một hệ thống bảo vệ tổng hợp. "Cân bằng hình tam giác" Độ bền của bảo vệ-Corrosion "này làm cho các thanh nối đất bằng đồng làm cho một" phòng thí nghiệm liên ngành "được chôn dưới lòng đất.