Стальная полоса шириной 100 мм

Добавлено 30.10.2025

Стальная полоса шириной 100 мм: технические характеристики, стандарты и области применения в электроэнергетике

Стальная полоса шириной 100 мм является одним из ключевых элементов в системах заземления, молниезащиты и уравнивания потенциалов. Ее применение регламентировано строгими стандартами и обусловлено требованиями к механической прочности, коррозионной стойкости, электропроводности и долговечности. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных при монтаже магистральных контуров заземления и соединения крупного электрооборудования благодаря оптимальному соотношению площади поперечного сечения, удобства монтажа и стоимости.

1. Технические характеристики и стандарты

Полоса стальная 100 мм относится к категории сортового проката и изготавливается в соответствии с ГОСТ 103-2006 «Полоса стальная горячекатаная. Сортамент». Для целей заземления также применяется полоса, произведенная по ГОСТ 103-76 (устаревший, но встречающийся в проектной документации). Основным параметром, помимо ширины, является толщина, которая определяет площадь поперечного сечения – критический параметр для расчета сопротивления заземления и стойкости к коррозии.

Типовые толщины для полосы шириной 100 мм: 3 мм, 4 мм, 5 мм, 6 мм. Реже, для особо ответственных объектов с расчетным сроком службы более 30 лет, применяется полоса толщиной 8 мм или 10 мм.

Расчет площади поперечного сечения (S, мм²) осуществляется по формуле: S = a

b, где a – толщина (мм), b – ширина (мм).

**Таблица 1. Стандартные типоразмеры и параметры полосы 100 мм**
Ширина, мм	Толщина, мм	Площадь сечения, мм²	Масса 1 метра, кг (приблизительно)	Типовое применение в энергетике
100	3	300	2.36	Внутренние контура заземления подстанций, временные заземления.
	4	400	3.14	Наиболее распространенный размер для магистралей заземления РУ 6-35 кВ, соединения вертикальных электродов.
	5	500	3.93	Магистрали заземления РУ 110 кВ и выше, объекты с высокими требованиями к коррозионной стойкости.
	6	600	4.71	Особо ответственные объекты (АЭС, крупные ГЭС), зоны с высокой агрессивностью грунта.

2. Материалы изготовления и покрытия

Для обеспечения долговечности в агрессивных средах (грунт, атмосфера) стальная полоса 100 мм редко используется без защитного покрытия. Материалом основы является низкоуглеродистая сталь (Ст0, Ст3, Ст10) по ГОСТ 380-2005.

Оцинкованная полоса. Наиболее распространенный вариант. Цинковое покрытие наносится горячим методом (ГОСТ 9.307-89) или гальваническим. Толщина цинкового слоя – ключевой параметр, обычно составляет от 25 до 70 мкм. Полоса 100х4 мм с цинкованием 40-50 мкм является отраслевым стандартом для постоянных контуров заземления.
Полоса из нержавеющей стали. Применяется в средах с исключительно высокой коррозионной активностью (солончаки, районы с химическими производствами). Используются марки стали AISI 304, AISI 316. Обладает высокой стоимостью, но максимальным сроком службы. Важно: удельное электрическое сопротивление нержавеющей стали выше, чем у углеродистой, что требует корректировки расчетов.
Полоса с медным покрытием (омедненная). Стальная основа, плакированная медью гальваническим или методом inlay/clad. Обеспечивает отличную электропроводность поверхности для надежных контактов и повышенную коррозионную стойкость. Широко применяется в телекоммуникациях и на критически важных энергообъектах.
Черная (неоцинкованная) полоса. Допускается к применению только для временных сооружений или с обязательным условием нанесения битумной или эпоксидной антикоррозионной защиты при постоянной укладке в грунт.

3. Расчеты и проектирование: ключевые аспекты

При проектировании контура заземления с использованием полосы 100 мм инженер опирается на требования ПУЭ 7-го издания (Глава 1.7), ГОСТ Р 50571.5.54-2013, ГОСТ 12.1.030-81.

3.1. Расчет сопротивления растеканию горизонтального заземлителя

Сопротивление растеканию полосы, уложенной в грунт на глубине 0.5-0.8 м, рассчитывается по формуле (для одиночного горизонтального электрода):

Rг = (ρ / (2πL)) ln((2L²)/(bt)), где:

ρ – удельное сопротивление грунта, Ом*м;
L – длина полосы, м;
b – ширина полосы (0.1 м);
t – глубина заложения (расстояние от поверхности земли до середины полосы), м.

Из формулы видно, что увеличение ширины (b) с 40 мм до 100 мм снижает сопротивление лишь логарифмически. Основной вклад в снижение Rг вносит увеличение длины L. Однако ширина 100 мм критически важна по другим причинам.

3.2. Выбор сечения по термической стойкости

Это основной критерий для выбора ширины и толщины. Полоса должна выдержать ток короткого замыкания, стекающий в землю, за время срабатывания защиты без расплавления. Минимальное допустимое сечение (Smin, мм²) определяется по формуле:

Smin = (I

√t) / k, где:

I – расчетный ток однофазного КЗ на землю, А;
t – время протекания тока, с (время отключения защиты);
k – коэффициент, зависящий от материала (для стали k=74; для оцинкованной стали k=70; для меди k=250).

Для подстанции 110/10 кВ с током КЗ 10 кА и временем отключения 0.5 с минимальное сечение стальной полосы составит: Smin = (10000

√0.5) / 70 ≈ 101 мм². Полоса 100х4 мм (S=400 мм²) с большим запасом удовлетворяет условию. Однако для мощных объектов с Iкз > 25 кА расчет может потребовать сечение 500-600 мм², что и обуславливает применение полосы 100х5 или 100х6 мм.

3.3. Коррозионный запас

Стандарты предписывают закладывать увеличение сечения на коррозию. Для оцинкованной полосы в нормальных грунтах коррозионный запас принимается равным 0-10%. Для черной стали в агрессивных грунтах – до 50% и более. Таким образом, полоса 100х4 мм, выбранная по условию термической стойкости, после уточнения коррозионного износа может быть заменена на 100х5 мм.

4. Области применения в электроэнергетике

Магистрали контуров заземления подстанций. Полоса 100х4 мм или 100х5 мм укладывается в траншею глубиной 0.6-0.8 м по периметру РУ и соединяет все вертикальные электроды (уголки, стержни). Формирует основной путь растекания тока.
Система уравнивания потенциалов (главная шина заземления). В здании ЗРУ или на этажном щите полоса 100х4 мм часто служит в качестве ГЗШ, к которой подключаются все заземляющие проводники от оборудования, металлоконструкций и коммуникаций.
Заземление опор ВЛ и порталов ОРУ. Полоса используется для соединения заземлителей опор (стоек) с заземляющим устройством портала.
Молниезащита. Полоса 100 мм служит в качестве токоотвода, отводящего разряд молнии от молниеприемника к заземлителю. Требуемое сечение по РД 34.21.122-87 – не менее 160 мм² для стали, что соответствует полосе 100х4 мм (с запасом).
Электропроводящая перемычка в системах катодной защиты. Используется для соединения защищаемых трубопроводов с станциями катодной защиты.

5. Монтаж и соединения

Качество монтажа напрямую влияет на надежность всей системы заземления.

Сварка. Единственный допустимый способ неразъемного соединения для постоянных контуров. Применяется дуговая сварка с электродами, обеспечивающими качественный шов. Длина нахлеста должна быть не менее двух ширин полосы (200 мм для полосы 100 мм). Шов накладывается с двух сторон. После сварки место соединения в обязательном порядке покрывается антикоррозионным составом (цинконаполненный грунт, битумный лак), даже если используется оцинкованная полоса.
Болтовые соединения. Допускаются только в местах присоединения к оборудованию (трансформаторы, выключатели) или для создания разъемных контрольных точек. Под болт требуется зачистка до металлического блеска и установка двух зубчатых шайб для обеспечения надежного электрического контакта. Контактная поверхность после сборки покрывается токопроводящей антикоррозионной пастой.
Укладка. Полоса укладывается на выровненное дно траншеи, желательно на подушку из однородного грунта без камней. Резкие изгибы не допускаются. Радиус изгиба должен быть не менее 10-15 см для сохранения целостности покрытия.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Почему именно ширина 100 мм так распространена, а не, например, 80 или 120 мм?

Ширина 100 мм является оптимальной с точки зрения стандартизации сортамента, удобства монтажа (ширина траншеи, возможность качественной обварки) и обеспечения требуемых площадей сечения при стандартных толщинах (3-6 мм). Она обеспечивает необходимую механическую жесткость и площадь контакта с грунтом. Размеры 80 мм могут не обеспечить нужное сечение при стандартных толщинах, а 120 мм – избыточны для большинства проектов и менее удобны в работе.

В2: Можно ли сваривать оцинкованную полосу, и как это делать правильно?

Да, сваривать оцинкованную полосу можно и нужно. Однако цинковое покрытие в зоне сварки выгорает. Технология требует:

Предварительной зачистки кромок в месте нахлеста для улучшения качества шва.
Использования электродов с рутиловым покрытием (например, АНО-4, МР-3) или специальных для оцинкованной стали.
Обеспечения интенсивного отвода тепла (цинк испаряется при 900°C, что может привести к пористости шва).
Последующей обязательной обработки шва и зоны термического влияния антикоррозионным составом на основе цинка.

В3: Что лучше для агрессивного влажного грунта: оцинкованная полоса 100х4 мм или черная 100х6 мм?

С экономической и технической точки зрения чаще выигрывает оцинкованная полоса 100х4 мм. Цинковое покрытие обеспечивает электрохимическую защиту стали. Даже при повреждении покрытия цинк выступает в роли анода и корродирует первым. Черная полоса 100х6 мм, хотя и имеет больший коррозионный запас по массе, начнет равномерно ржаветь по всей поверхности, и скорость потери сечения может быть выше. Окончательное решение принимается на основе измерения коррозионной агрессивности грунта и расчета срока службы.

В4: Как контролировать качество полосы при приемке на объект?

Необходимо проверить:

Сертификат соответствия или паспорт качества от производителя с указанием марки стали, толщины покрытия, результатов испытаний.
Фактические геометрические размеры (ширина, толщина) штангенциркулем в нескольких точках.
Качество покрытия: отсутствие наплывов, непокрытых участков (раковин), отслоений. Толщину цинкового слоя можно проверить магнитным или ультразвуковым толщиномером.
Отсутствие серьезных механических дефектов (закатов, раковин, искривлений).

В5: Какая альтернатива существует стальной полосе 100 мм?

Основная альтернатива – круглый стальной провод (катанка) диаметром 16-18 мм и более. Однако полоса имеет существенные преимущества:

Большая площадь контакта с грунтом при том же сечении, что снижает сопротивление растеканию на 10-15%.
Лучшая устойчивость к коррозии за счет более равномерного распределения утраты металла.
Удобство монтажа и крепления к конструкциям.
Меньшая склонность к «выпиранию» из грунта при температурных деформациях.

Катанка может быть экономичнее и удобнее в транспортировке (бухты), но для ответственных объектов предпочтение отдается полосе.

Заключение

Стальная полоса шириной 100 мм представляет собой унифицированный, технологичный и надежный материал для создания долговечных и безопасных систем заземления и молниезащиты в электроэнергетике. Правильный выбор ее толщины, типа покрытия и соблюдение технологий монтажа и соединения являются обязательными условиями соответствия объекта требованиям нормативных документов и обеспечения его безаварийной эксплуатации на протяжении десятилетий. Инженерные решения по применению данного проката должны основываться на комплексном расчете термической и коррозионной стойкости, а также на учете конкретных условий эксплуатации.

Стальная полоса шириной 100 мм