RU79722U1

RU79722U1 - MODULAR ROD EARTHING DEVICE

Info

Publication number: RU79722U1
Application number: RU2008131836/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Борисович Иващенко; Андрей Иванович Бобров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Алстрим Энерго"
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2009-01-10

Abstract

Устройство обеспечивает повышение надежности эксплуатации заземляющего устройства и экономической эффективности его применения за счет повышения механической прочности и коррозионной стойкости устройства при минимальном соотношении между стоимостью изготовления устройства и долговечностью его работы. Модульно-стержневое заземляющее устройство состоит из отдельных стальных стержней (1) с электропроводящим антикоррозионным покрытием, с резьбой по концам каждого стержня, позволяющей соединение их по длине с помощью муфт (2), выполненных из материала, допустимого для электроконтакта с покрытием стержней. Для погружения в грунт первый стержень (1) с одного конца снабжен установленным на него заостренным наконечником (3), а на противоположном конце каждого последующего стержня установлены последовательно муфта (2) и оголовок (4), предназначенный для воздействия ударного инструмента. Антикоррозионное покрытие стержней (1) и муфт (2) выполнено из цинка, имеет определенную толщину и нанесено термодиффузионным способом.The device provides increased reliability of operation of the grounding device and the economic efficiency of its application by increasing the mechanical strength and corrosion resistance of the device with a minimum ratio between the cost of manufacturing the device and the durability of its operation. The modular-rod grounding device consists of individual steel rods (1) with an electrically conductive anticorrosion coating, with threads at the ends of each rod, allowing them to be connected in length using couplings (2) made of a material that is acceptable for electrical contact with the coating of the rods. For immersion in the ground, the first rod (1) from one end is equipped with a pointed tip (3) mounted on it, and at the opposite end of each subsequent rod, a coupling (2) and a head (4) are designed to impact the percussion instrument. The anticorrosion coating of the rods (1) and couplings (2) is made of zinc, has a certain thickness and is applied by thermal diffusion.

Резьбовые концы соседних стержней (1) установлены в муфте (2) с обеспечением плотного сопряжения их торцевых поверхностей. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.The threaded ends of adjacent rods (1) are installed in the coupling (2) to ensure tight coupling of their end surfaces. 4 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована в качестве заземлителя для обеспечения безопасности при эксплуатации электроустановок различного назначения, в том числе технологического оборудования телекоммуникационных объектов, современного цифрового оборудования бизнес-центров, медицинского оборудования и т.п.The utility model relates to the field of electric power and can be used as an earthing switch to ensure safety during operation of electrical installations for various purposes, including technological equipment of telecommunication facilities, modern digital equipment of business centers, medical equipment, etc.

Токопроводящие свойства грунта, в который погружают заземляющие устройства, характеризуются, прежде всего, удельным сопротивлением грунта. С целью достижения минимального сопротивления растеканию электрического тока чаще всего используют эффективные в отношении токоотведения более плотные грунты (включая водонасыщенные слои), залегающие преимущественно ниже 10...15 - метровой отметки. При этом применяют заземляющие устройства, погружаемые на соответствующую глубину.The conductive properties of the soil into which the grounding devices are immersed are characterized, first of all, by the specific resistance of the soil. In order to achieve minimal resistance to electric current spreading, denser soils (including water-saturated layers) that are effective with respect to current drainage are used, lying mainly below the 10 ... 15-meter mark. In this case, grounding devices are used, immersed to the appropriate depth.

С другой стороны, для обеспечения наибольшей долговечности заземлителей материалы, из которых они изготовлены, и их конструкции должны быть устойчивыми к коррозии. Для предотвращения коррозии в грунте используют либо нержавеющие материалы, либо эффективные токопроводящие покрытия, покрывающие черные металлы. Последние предпочтительнее с точки зрения минимизации соотношения «цена/долговечность».On the other hand, to ensure the greatest durability of grounding conductors, the materials from which they are made and their designs must be corrosion resistant. To prevent corrosion in the soil, either stainless materials or effective conductive coatings covering ferrous metals are used. The latter are preferable in terms of minimizing the price / durability ratio.

К наиболее распространенным антикоррозионным металлическим покрытиям для заземляющих устройств относятся покрытия железа или латуни медью или цинком, нанесенных тем или иным промышленным способом (гальваническим, распылением, погружением в расплавленный металл и т.п.).The most common anticorrosive metal coatings for grounding devices include iron or brass coatings of copper or zinc, deposited by one or another industrial method (galvanic, spraying, immersion in molten metal, etc.).

Известен биметаллический заземляющий электрод по патенту на полезную модель (RU 48112, МПК H01R 4/66, опубл. 10.09.2005 г.), представляющий собой стальной стержень с медным защитным покрытием, полученным методом МИОМ (т.е. натягиванием на стальной стержень медной оболочки), на поверхности которого нанесены рифты. Устройство оснащено заостренной законцовкой, облегчающей погружение устройства в грунт.Known bimetallic grounding electrode according to the patent for utility model (RU 48112, IPC H01R 4/66, published September 10, 2005), which is a steel rod with a copper protective coating obtained by the MIOM method (i.e. pulling a copper rod onto a steel rod shells), on the surface of which rifts are applied. The device is equipped with a pointed tip, which facilitates the immersion of the device in the ground.

Одним из недостатков данного устройства является отсутствие возможности его наращивания по длине, и, как следствие, невозможность использования его в качестве One of the disadvantages of this device is the lack of the possibility of its extension along the length, and, as a consequence, the inability to use it as

глубинного заземлителя (как правило, по технологическим причинам стержни заземлителей изготавливаются длиной 1,2-3,0 м).deep ground electrode system (as a rule, for technological reasons, the ground electrode rods are made 1.2-3.0 m long).

Известно также устройство заземления по патенту на полезную модель (RU 58266, МПК H01R 4/66, опубл. 10.11.2006 г.), включающее отдельные стальные стержни с медным покрытием, соединительные муфты из электропроводного материала и заостренный наконечник, расположенный на стержне, который первым погружается в почву, при этом по концам каждого стержня выполнены шейки по диаметру меньше диаметра стержня, а в торце каждой шейки имеется отверстие для установки между двумя соседними шейками стального шарика, который по диаметру больше внутреннего диаметра отверстия шейки, при этом соединение заостренного наконечника и установка самого устройства происходит путем прессования.A grounding device is also known according to the utility model patent (RU 58266, IPC H01R 4/66, published November 10, 2006), including individual steel rods with copper coating, couplings made of electrically conductive material and a pointed tip located on the rod, which the first is immersed in the soil, while at the ends of each rod necks are made in diameter smaller than the diameter of the rod, and at the end of each neck there is an opening for installation between two adjacent necks of a steel ball, which is larger in diameter than the inner diameter The neck hole, while the connection of the pointed tip and installation of the device itself occurs by pressing.

Данное устройство может устанавливаться на глубину до 30 метров и обладает высокой электропроводностью, однако к его недостаткам следует отнести сложность его конструкции, трудоемкость изготовления (большое количество деталей и операций по их изготовлению), сложность монтажа, невысокую коррозионную стойкость.This device can be installed to a depth of 30 meters and has high electrical conductivity, but its disadvantages include the complexity of its design, the complexity of manufacturing (a large number of parts and operations for their manufacture), the complexity of installation, and low corrosion resistance.

Известна модульно-стержневая система заземления, выпускаемая Производственным объединением «ЭнергоЭМС» (производитель оборудования - OOO «ЕЗЕТЕК-Р»), Россия (Каталог фирмы «ЭнергоЭМС» см. по ссылке http://www.energoems.ru/ezetek/grounding.html), представляющая собой совокупность соединенных между собой проводящих стержней, находящихся в электрическом контакте с проводящей средой (грунтом).Known modular-rod grounding system produced by the Production Association EnergoEMS (equipment manufacturer - OOO EZETEK-R), Russia (Catalog of the company EnergoEMS, see the link http://www.energoems.ru/ezetek/grounding. html), which is a set of interconnected conductive rods in electrical contact with a conductive medium (soil).

В этом устройстве омедненные стержни изготовлены из круглой стали диаметром 14,2 и 17,2 мм, покрытой электролитическим способом медью (чистотой 99,9%) слоем толщиной 0,25 мм. Стержни обладают высокой прочностью и погружаются на глубину до 30 м. При этом стержни изготавливаются длиной 1,2 м или 1,5 м, а между собой они соединяются посредством резьбовых муфт, произведенных из латуни. Для монтажа омедненных стержней используют электромолоток. При погружении в грунт на первый стержень наворачивают заостренный стальной наконечник, а на каждый последующий через муфту - стальную головку, воспринимающую нагрузку от ударного инструмента.In this device, copper-plated rods are made of round steel with a diameter of 14.2 and 17.2 mm, electrolytically coated with copper (99.9% purity) with a layer thickness of 0.25 mm. The rods have high strength and are immersed to a depth of 30 m. In this case, the rods are made 1.2 m or 1.5 m long, and they are interconnected by means of threaded couplings made of brass. For the installation of copper-plated rods using an electric hammer. When immersed in the soil, a pointed steel tip is screwed onto the first rod, and a steel head, which receives the load from the percussion instrument, through the coupling on each subsequent rod.

Как утверждают производители, медное покрытие стержней обладает высокой адгезией и пластичностью, что позволяет погружать их в грунт без нарушения целостности и отслаивания медного слоя. Кроме того, преимуществом этого According to the manufacturers, the copper coating of the rods has high adhesion and ductility, which allows them to be immersed in the ground without violating the integrity and peeling of the copper layer. In addition, the advantage of this

заземлителя является то, что медное покрытие имеет большую электропроводимость по сравнению с цинковым, полученным горячим цинкованием.earthing switch is that the copper coating has a higher electrical conductivity compared to zinc obtained by hot galvanizing.

Однако данное устройство заземления, так же, как и описанные выше, имеет ряд существенных недостатков. Прежде всего, это сложность и трудоемкость нанесения медного покрытия гальваническим способом, а также большие затраты на производство готовых изделий, включая транспортные расходы на их доставку к месту установки.However, this grounding device, as well as described above, has a number of significant drawbacks. First of all, it is the complexity and laboriousness of applying the copper coating in a galvanic manner, as well as the high costs of manufacturing finished products, including transportation costs for their delivery to the installation site.

К тому же медное покрытие, полученное гальваническим путем, представляет собой однородную, консолидированную, гладкую поверхность, имеющую минимальную (в отличие, например, от пористой поверхности) площадь контакта с окружающим грунтом. По данным нормативной документации (см., например, ГОСТ 9.303-84. «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические», стр.56) медное покрытие рекомендуется применять в качестве технологического подслоя для уменьшения пористости, а для защиты от коррозии как самостоятельное покрытие не рекомендуется из-за низкой коррозионной стойкости.In addition, the copper coating obtained by galvanic means is a homogeneous, consolidated, smooth surface with a minimum (in contrast to, for example, a porous surface) contact area with the surrounding soil. According to the normative documentation (see, for example, GOST 9.303-84. “Unified corrosion and aging protection system. Metallic and nonmetallic inorganic coatings”, page 56), it is recommended to use a copper coating as a technological sublayer to reduce porosity, and to protect Corrosion as an independent coating is not recommended due to low corrosion resistance.

Кроме того, заземлители с медным покрытием имеют ограниченную область применения. Они не могут быть использованы для заземления оборудования, требующего защиты катодного типа (например, стальные трубопроводы различного назначения), поскольку медное покрытие может явиться причиной гальванического повреждения контактирующих с ним железосодержащих материалов. В таких случаях более целесообразным является использование покрытия на основе цинка, являющегося анодным по отношению к железу.In addition, copper-coated earthing switches have a limited scope. They cannot be used for grounding equipment that requires cathodic protection (for example, steel pipelines for various purposes), since the copper coating can cause galvanic damage to the iron-containing materials in contact with it. In such cases, it is more appropriate to use a coating based on zinc, which is anodic to iron.

Известны устройства заземления, выпускаемые немецкой фирмой DEHN+SOHNE (Каталог немецкой фирмы DEHN см. в сети Интернет по ссылке http://www.dehn-ru.com/). Заземлитель выполнен в виде стального стержня длиной 1,5 м и диаметром 20-25 мм с цинковым покрытием, полученным методом горячего цинкования (окунанием в расплав цинка). С одного конца стержень имеет выступающую часть двух типов S и Z, а с другого - полость, размерами и конфигурацией совпадающей с выступающей частью. Для соединения стержней по длине выступающая часть одного стержня забивается в полость другого стержня, обеспечивая жесткое их соединение. Электрический контакт между отдельными стержнями осуществляется через поверхности их сопряжения.Earthing devices are known, manufactured by the German company DEHN + SOHNE (For a catalog of the German company DEHN, see the Internet at http://www.dehn-ru.com/). The earthing switch is made in the form of a steel rod with a length of 1.5 m and a diameter of 20-25 mm with a zinc coating obtained by hot dip galvanizing (dipping into zinc melt). At one end, the rod has a protruding part of the two types S and Z, and at the other end has a cavity, the size and configuration of which coincides with the protruding part. To connect the rods along the length, the protruding part of one rod is hammered into the cavity of another rod, providing a rigid connection. Electrical contact between the individual rods is through the surfaces of their interface.

Недостатками данного устройства так же, как и предыдущего, являются большие затраты на производство изделий и сложность нанесения покрытия. Процесс нанесения покрытия предполагает наличие дорогостоящего стационарного оборудования, в частности, ванн с расплавом цинка, оборудования для подъема и перемещения образцов из ванн, а также разогрев цинка до его расплава при высокой температуре порядка 450-620°С. При этом производственное оборудование должно быть размещено на специализированных участках в цехах завода, что неизбежно отдаляет процесс производства заземлителей от потребителей и повышает затраты на транспортировку.The disadvantages of this device, as well as the previous one, are the high cost of manufacturing products and the difficulty of coating. The coating process involves the presence of expensive stationary equipment, in particular, baths with zinc melt, equipment for lifting and moving samples from the baths, as well as heating zinc to its melt at a high temperature of about 450-620 ° C. At the same time, production equipment should be located at specialized sites in the workshops of the plant, which inevitably moves the manufacturing process of grounding conductors away from consumers and increases transportation costs.

Кроме того, глубина погружения в грунт указанного заземлителя ограничивается 4-5 метрами. При дальнейшем погружении стержней в грунт конструкция жесткого соединения стержней по длине при отсутствии соединительных муфт не обеспечивает надежного электрического контакта между стержнями, что может привести к нарушению контакта из-за его деформации вплоть до разрушения.In addition, the immersion depth of the specified ground electrode system is limited to 4-5 meters. With further immersion of the rods in the ground, the design of the rigid connection of the rods along the length in the absence of couplings does not provide reliable electrical contact between the rods, which can lead to disruption of the contact due to its deformation up to destruction.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является заземлитель по патенту на изобретение (RU 2265930, МПК H01R4/66, опубл. 10.12.2005 г.), представляющий собой модульно-стержневое заземляющее устройство, состоящее из отдельных стальных стержней с электропроводным антикоррозионным цинковым покрытием, с выполненной по концам каждого стержня резьбой, позволяющей соединение их в длинный заземлитель. Соединение стержней обеспечивается с помощью муфты, выполненной из твердого алюминиевого сплава с содержанием меди менее 0,5%, допустимого для электроконтакта с цинковым покрытием стержня. При погружении в грунт на первый стержень наворачивают заостренный стальной наконечник, а на каждый последующий через муфту - стальной оголовок, воспринимающий нагрузку от ударного инструмента.Closest to the claimed technical essence is the ground electrode according to the patent for the invention (RU 2265930, IPC H01R4 / 66, published December 10, 2005), which is a modular-rod grounding device consisting of individual steel rods with an electrically conductive anticorrosive zinc coating, with a thread made at the ends of each rod, allowing them to be connected to a long ground electrode. The connection of the rods is ensured by means of a coupling made of solid aluminum alloy with a copper content of less than 0.5%, acceptable for electrical contact with a zinc-coated rod. When immersed in the ground, a pointed steel tip is screwed onto the first rod, and a steel tip that receives the load from the percussion instrument through each sleeve is screwed onto it.

Известный заземлитель позволяет упростить процесс его изготовления, уменьшить сопротивление растеканию электрического тока и расширить область применения за счет использования в качестве токопроводящего слоя на стержнях покрытия типа ZINGA (см. Проспект бельгийской компании "ZINGA-Metall" в Интернет по ссылке: www.zinga.ru). Покрытие ZINGA - это промышленный продукт, представляющий собой трехкомпонентный жидкий состав, полностью готовый к применению, основой которого является электролитический цинк с размерами частиц 3...5 мкм чистотой 99,995%, причем частицы цинка имеют овальную форму, что позволяет значительно увеличить содержание цинка в покрытии и, соответственно, его The well-known ground electrode system makes it possible to simplify the manufacturing process, to reduce the resistance to electric current spreading and to expand the scope due to the use of ZINGA-type coatings as a conductive layer (see the prospectus of the Belgian company "ZINGA-Metall" on the Internet at: www.zinga.ru ) ZINGA coating is an industrial product, which is a three-component liquid composition, completely ready for use, the basis of which is electrolytic zinc with particle sizes of 3 ... 5 microns with a purity of 99.995%, and the zinc particles have an oval shape, which can significantly increase the zinc content in coating and, accordingly, its

электропроводность, а также улучшает сцепление с поверхностями даже с небольшой шероховатостью.electrical conductivity, and also improves adhesion to surfaces, even with a slight roughness.

Второй и третьей составляющими ZINGA являются летучие вещества (ненасыщенные углеводороды) и связующие агенты (нейтральные смолы). В высохшем слое покрытия содержится 96% цинка, что обеспечивает надежную катодную (активную) защиту железа от коррозии путем создания гальванической пары с железом, как и при обычной гальванизации цинком. При этом обеспечивается антикоррозионное покрытие, по характеристикам аналогичное защите, которую дает горячее оцинковывание. В то же время, если горячеоцинкованное покрытие содержит (в зависимости от глубины слоя) от 80 до 85% цинка чистотой до 98%, покрытие ZINGA представляет собой однородный тонкопленочный слой, состоящий из 96% цинка чистотой до 99,995%, защищенного благодаря смолам, присутствующим в его составе, что существенно влияет на защитные характеристики самого покрытия.The second and third constituents of ZINGA are volatile substances (unsaturated hydrocarbons) and binding agents (neutral resins). The dried coating layer contains 96% zinc, which provides reliable cathodic (active) protection of iron from corrosion by creating a galvanic pair with iron, as with conventional zinc galvanization. At the same time, an anticorrosive coating is provided, whose characteristics are similar to the protection that hot-dip galvanizing provides. At the same time, if the hot-dip galvanized coating contains (depending on the layer depth) 80 to 85% zinc with a purity of up to 98%, ZINGA coating is a uniform thin-film layer consisting of 96% zinc with a purity of up to 99.995%, protected by resins present in its composition, which significantly affects the protective characteristics of the coating itself.

Преимуществом покрытия ZINGA является простота его нанесения на поверхность изделий, сравнимая с простотой нанесения краски. Несмотря на высокую плотность и содержание в сухом покрытии 96% чистого цинка, ZINGA в нормальных условиях является жидкостью и, следовательно, может наноситься без какого-либо дополнительного нагрева кистью или покрасочным пистолетом. Оно может наноситься на рабочей площадке, максимально приближенной к потребителю, а не только в цехе, что не требует больших затрат на производство.The advantage of ZINGA coating is the simplicity of its application to the surface of products, comparable to the ease of application of paint. Despite its high density and 96% pure zinc in a dry coating, ZINGA is a liquid under normal conditions and, therefore, can be applied without any additional heating with a brush or spray gun. It can be applied at a work site as close to the consumer as possible, and not just in the workshop, which does not require large production costs.

К тому же экспериментально установлено, что, поскольку в состав покрытия ZINGA, помимо основного составляющего Zn, входит также летучий растворитель (ароматические углеводороды), испаряющийся во время его высыхания, покрытие ZINGA имеет пористую структуру, то есть более развитую площадь контакта с окружающей средой (грунтом) по сравнению с однородной, гладкой поверхностью, образуемой медным покрытием, нанесенным гальваническим путем, что приводит к увеличению электропроводимости пористого цинкового покрытия до величин, практически сравнимых с электропроводимостью медных покрытий.In addition, it was experimentally established that, since the ZINGA coating, in addition to the main component of Zn, also contains a volatile solvent (aromatic hydrocarbons) that evaporates during its drying, the ZINGA coating has a porous structure, i.e. a more developed area of contact with the environment ( soil) compared with a homogeneous, smooth surface formed by a copper coating galvanically applied, which leads to an increase in the electrical conductivity of the porous zinc coating to values that are practically comparable with electrical conductivity of copper coatings.

В то же время известный заземлитель обладает и рядом существенных недостатков. В частности, покрытие ZINGA характеризуется низкой механической прочностью, не позволяющей сохранять защитные свойства при погружении электрода в грунт. Абразивное воздействие грунта на покрытие снимет значительную часть защитного слоя, содержащего в качестве связующего элемента органические смолы. Частичная потеря защитного покрытия возможна также при транспортировке стержней At the same time, the known ground electrode system has a number of significant disadvantages. In particular, ZINGA coating is characterized by low mechanical strength, which does not allow to maintain protective properties when the electrode is immersed in the ground. The abrasive effect of the soil on the coating will remove a significant part of the protective layer containing organic resins as a bonding element. Partial loss of protective coating is also possible when transporting rods

заземлителя, при погрузочно-разгрузочных работах и в процессе их хранения, что неизбежно приведет к потере антикоррозионной стойкости изделия.earthing switch during loading and unloading and during storage, which will inevitably lead to a loss of corrosion resistance of the product.

Кроме того, высокая проводимость покрытия ZINGA обеспечивается большим содержанием в его составе металлического цинка (до 96%). В процессе эксплуатации заземлителя содержание цинка будет уменьшаться вследствие его «вымывания» под воздействием агрессивной среды окружающего грунта, а количество связующих агентов (нейтральных смол) останется прежним. В результате чего переходное сопротивление «заземлитель - грунт» будет возрастать, а электропроводность, соответственно, падать.In addition, the high conductivity of the ZINGA coating is ensured by the high content of zinc metal in its composition (up to 96%). During the operation of the ground electrode, the zinc content will decrease due to its “leaching out” under the influence of the aggressive environment of the surrounding soil, and the amount of binding agents (neutral resins) will remain the same. As a result, the transition resistance "ground electrode - soil" will increase, and the conductivity, respectively, will fall.

Полезная модель решает задачу повышения надежности эксплуатации заземляющего устройства и экономической эффективности его применения. Техническим результатом от использования заявленной полезной модели является повышение механической прочности и коррозионной стойкости устройства при сохранении его высоких электропроводящих свойств и минимального соотношения между стоимостью изготовления устройства и долговечностью его работы.The utility model solves the problem of increasing the reliability of operation of the grounding device and the economic efficiency of its use. The technical result from the use of the claimed utility model is to increase the mechanical strength and corrosion resistance of the device while maintaining its high conductive properties and the minimum ratio between the cost of manufacturing the device and the durability of its operation.

Для достижения технического результата модульно-стержневое заземляющее устройство, состоящее из отдельных стальных стержней с электропроводящим антикоррозионным покрытием, с резьбой по концам каждого стержня, позволяющей соединение их по длине с помощью муфт, выполненных из материала, допустимого для электроконтакта с покрытием стержней, причем для погружения в грунт первый стержень с одного конца снабжен установленным на него заостренным наконечником, а на противоположном конце каждого последующего стержня установлены последовательно муфта и оголовок, предназначенный для воздействия ударного инструмента, отличающееся тем, что антикоррозионное покрытие стержней выполнено цинковым, нанесенным термодиффузионным способом.To achieve a technical result, a modular rod grounding device consisting of individual steel rods with an electrically conductive anticorrosive coating, with threads at the ends of each rod, allowing them to be connected in length using couplings made of a material that is acceptable for electrical contact with the coating of the rods, and for immersion in the ground, the first rod from one end is equipped with a pointed tip mounted on it, and at the opposite end of each subsequent rod installed flax sleeve and head part intended to influence the impact tool, characterized in that the anticorrosive coating rods formed zinc deposited by thermal diffusion method.

Кроме того, муфты также выполнены из стали и снабжены цинковым покрытием, нанесенным термодиффузионным способом.In addition, the couplings are also made of steel and provided with a zinc coating deposited by a thermal diffusion method.

Антикоррозионное цинковое покрытие стержней и муфт выполнено толщиной от 0,10 мм до 0,11 мм.Corrosion-resistant zinc coating of rods and couplings is made from a thickness of 0.10 mm to 0.11 mm.

Резьбовые концы соседних стержней установлены в муфте с обеспечением плотного сопряжения их торцевых поверхностей.The threaded ends of adjacent rods are installed in the coupling to ensure tight coupling of their end surfaces.

Для облегчения сборки устройства наружная поверхность муфты снабжена сетчатым рифлением.To facilitate assembly of the device, the outer surface of the coupling is provided with mesh corrugation.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан общий вид заявленного устройства.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a General view of the claimed device.

Модульно-стержневое заземляющее устройство состоит из отдельных стальных стержней 1 с нанесенным на них электропроводящим антикоррозионным покрытием. Для образцов устройства длина стержней составляет, например, 1,2 м или 1,5 м, а их диаметр - 16 мм. На концах стержней 1 накатана резьба, позволяющая соединить их в заземлитель требуемой длины. Соединение стержней обеспечивается с помощью соединительной муфты 2, выполненной из материала, допустимого для электроконтакта с покрытием стержней в соответствии с ГОСТ 9.005-72. «Единая система защиты от коррозии и старения. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами» (см. стр.4, табл.3), например, из стали. В другом варианте изготовления соединительная муфта 2 может быть выполнена латунной или из другого медного сплава, однако, с точки зрения технологичности производства устройства в целом, предпочтительнее муфты из того же материала, что и стержни, т.е. стальные.The modular rod grounding device consists of individual steel rods 1 with an electrically conductive anticorrosive coating applied to them. For device samples, the length of the rods is, for example, 1.2 m or 1.5 m, and their diameter is 16 mm. At the ends of the rods 1 a thread is rolled, allowing them to be connected to an earthing switch of the required length. The connection of the rods is ensured by means of a coupling 2 made of a material acceptable for electrical contact with the coating of the rods in accordance with GOST 9.005-72. “A unified system of protection against corrosion and aging. Permissible and unacceptable contacts with metals and non-metals ”(see page 4, table 3), for example, from steel. In another embodiment, the coupling 2 can be made of brass or another copper alloy, however, from the point of view of the manufacturability of the device as a whole, it is preferable to use a coupling of the same material as the rods, i.e. steel.

На стержни 1 и муфты 2 нанесено антикоррозионное цинковое покрытие, полученное термодиффузионным способом в соответствии с ГОСТ Р 9.316-2006. «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия термодиффузионные цинковые. Общие требования и методы контроля», обеспечивающее высокую стойкость к коррозии. В зависимости от эксплуатационных условий толщина покрытия может быть выполнена любой в диапазоне 15...150 мкм, однако экспериментально установлено, что для заявленного устройства наиболее оптимальной по соотношению стоимости и качества (прочности) покрытия его толщина должна быть не менее 100 мкм, но не более 110 мкм, т.е. от 0,10 мм до 0,11 мм.The rods 1 and couplings 2 are coated with an anti-corrosion zinc coating obtained by the thermal diffusion method in accordance with GOST R 9.316-2006. “A unified system of protection against corrosion and aging. Zinc thermal diffusion coatings. General requirements and control methods ”, providing high resistance to corrosion. Depending on operating conditions, the coating thickness can be made in any range of 15 ... 150 microns, however, it has been experimentally established that for the claimed device the most optimal in terms of cost and quality (strength) of the coating, its thickness should be at least 100 microns, but not more than 110 microns, i.e. from 0.10 mm to 0.11 mm.

Соединительная муфта 2 имеет внутреннюю резьбу, а размеры ее (длина образованной на концах стержней резьбы, а также длина самой муфты) рассчитаны таким образом, чтобы соседние стержни 1 были плотно установлены в ней с двух сторон, а их резьбовые концы соприкасались друг с другом в ее центре, образуя плотное сопряжение их торцевых поверхностей. При этом обеспечивается надежный электрический контакт между стержнями, а силовые нагрузки, возникающие при забивании стержней в почву, муфте не передаются. Тем самым муфта предохраняет резьбу от коррозии, механических повреждений и инородных включений и обеспечивает надежное токопроводящее соединение стержней на весь срок службы, при этом сама подвергаясь минимальным механическим воздействиям от усилия забивания.The coupling 2 has an internal thread, and its dimensions (the length of the thread formed at the ends of the rods, as well as the length of the coupling) are designed so that adjacent rods 1 are tightly installed in it from two sides, and their threaded ends are in contact with each other in its center, forming a tight mate of their end surfaces. This ensures reliable electrical contact between the rods, and the power loads that occur when the rods are driven into the soil are not transmitted to the coupling. Thus, the coupling protects the thread from corrosion, mechanical damage and foreign inclusions and provides a reliable conductive connection of the rods for the entire service life, while undergoing minimal mechanical stress from clogging forces.

При погружении в грунт на первый стержень 1 с одного конца наворачивают заостренный стальной наконечник 3 из закаленной стали, а на противоположном конце каждого последующего стержня с помощью муфты 2 устанавливают стальной оголовок 4, также изготовленный из закаленной стали, воспринимающий нагрузку от ударного инструмента.When immersed in the ground, a pointed steel tip 3 made of hardened steel is screwed from one end to one end of the ground 1, and a steel head 4, also made of hardened steel, which receives the load from the percussion instrument, is mounted on the opposite end of each subsequent rod with the help of clutch 2.

Для облегчения сборки устройства на внешней поверхности соединительной муфты 2 в средней части нанесено сетчатое рифление 5, например, в виде сплошной накатки или в виде двух кольцевых поверхностей, разделенных промежутком между ними.To facilitate the assembly of the device on the outer surface of the coupling 2 in the middle part is applied mesh corrugation 5, for example, in the form of a continuous knurling or in the form of two annular surfaces separated by a gap between them.

Заявленное заземляющее устройство имеет следующие преимущества по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.The claimed grounding device has the following advantages compared with known devices of a similar purpose.

1. Выполнение заземляющего устройства в виде модульно-стержневой конструкции с антикоррозийным покрытием.1. The implementation of the grounding device in the form of a modular-rod structure with anti-corrosion coating.

Для устройства модульно-стержневого глубинного заземлителя, в отличие от горизонтально расположенных рассредоточенных заземляющих устройств, с учетом процесса монтажа требуется небольшая площадь под проведение земляных работ (порядка 0,25 м²). В соответствии с действующими нормами возможна установка заземляющего устройства на расстоянии 0,8 м от фундамента здания. Тем самым в городских условиях вертикальные заземлители "снимают" проблему необходимости разрушения дорожных покрытий (асфальт, мостовые). При этом технология монтажа модульно-стержневого заземляющего устройства позволяет установку заземляющих устройств в подвалах зданий с высотой потолка от 1,5 м.For the device of a modular-rod deep ground electrode, unlike horizontally distributed dispersed grounding devices, taking into account the installation process, a small area is required for earthworks (about 0.25 m ² ). In accordance with current standards, it is possible to install a grounding device at a distance of 0.8 m from the foundation of the building. Thus, in urban conditions, vertical grounding "remove" the problem of the need to destroy road surfaces (asphalt, pavement). At the same time, the installation technology of a modular-rod grounding device allows the installation of grounding devices in the basements of buildings with a ceiling height of 1.5 m or more.

2. Антикоррозионное покрытие выполнено термодиффузионным цинкованием. Термодиффузионный метод нанесения покрытия обеспечивает повышение коррозионной стойкости изделий на молекулярном уровне благодаря проникновению атомов цинка в молекулы железа с образованием железоцинковой фазы, что приводит к упрочнению внешнего покрытия и получению однородного протекторного железоцинкового сплава, являясь существенным преимуществом перед антикоррозийным покрытием в виде слоя меди, нанесенной гальваническим способом.2. Anticorrosion coating is made by thermal diffusion galvanizing. The thermal diffusion coating method provides an increase in the corrosion resistance of products at the molecular level due to the penetration of zinc atoms into iron molecules with the formation of the iron-zinc phase, which leads to hardening of the outer coating and to obtain a uniform tread iron-zinc alloy, which is a significant advantage over the anticorrosion coating in the form of a copper layer coated with galvanic way.

Термодиффузионное цинковое покрытие обладает прочным сцеплением (адгезией) с основным металлом за счет взаимной диффузии железа и цинка в поверхностных интерметаллидных фазах, поэтому не происходит отслаивания и скалывания покрытия при ударах, механических нагрузках и деформациях обработанных изделий.The thermal diffusion zinc coating has strong adhesion (adhesion) to the base metal due to the mutual diffusion of iron and zinc in the surface intermetallic phases, therefore, peeling and shearing of the coating does not occur upon impact, mechanical stress, and deformation of the processed products.

При монтаже заземляющих устройств в городской черте или в непосредственной близости от строений существует вероятность повреждения антикоррозийного покрытия при прохождении культурного слоя грунта, например, о металлические фрагменты строительных конструкций или стеклянные и керамические осколки. Также представляют опасность острые углы мелких камней, разбиваемых наконечником заземлителя. Для омедненных заземлителей даже мелкие повреждения мягкого слоя меди являются критическими, так как защитные функции покрытия обеспечиваются только непрерывностью покрытия. При повреждении покрытия присутствие меди ускоряет процесс коррозии. Устойчивый к механическим воздействиям слой железоцинкового сплава уменьшает вероятность повреждения, но и при повреждении присутствие цинка значительно сокращает скорость коррозии.When installing grounding devices in the city or in close proximity to buildings, there is a possibility of damage to the corrosion-resistant coating when passing through the cultural soil layer, for example, metal fragments of building structures or glass and ceramic fragments. Sharp corners of small stones, broken by the tip of the ground electrode, are also dangerous. For copper-bonded grounding conductors, even minor damage to the soft copper layer is critical, since the protective functions of the coating are provided only by the continuity of the coating. If the coating is damaged, the presence of copper accelerates the corrosion process. A layer of iron-zinc alloy resistant to mechanical stress reduces the likelihood of damage, but even when damaged, the presence of zinc significantly reduces the corrosion rate.

Термодиффузионное цинковое покрытие толщиной не менее 100 мкм обеспечивает как минимум 30-летнюю прочность стержня, погруженного в почву. При этом стальной стержень отличается высоким сопротивлением к механическим нагрузкам, предоставляющим возможность забивания его на большую глубину с помощью вибромолотов.Thermodiffusion zinc coating with a thickness of at least 100 microns provides at least 30 years of strength of the rod immersed in the soil. At the same time, the steel rod is characterized by high resistance to mechanical loads, which makes it possible to drive it to a greater depth with the help of vibration hammers.

Кроме того, термодиффузионное цинковое покрытие точно повторяет контуры изделий, оно однородно по толщине на всей поверхности, включая изделия сложной формы и резьбовые соединения, не образует подтеков и сколов, а следовательно, не требует дополнительной обработки и переделки.In addition, the thermal diffusion zinc coating accurately follows the contours of the products, it is uniform in thickness on the entire surface, including products of complex shape and threaded joints, does not form smudges and chips, and therefore does not require additional processing and alteration.

3. Особенностью заявленного устройства заземления является то, что конструктивные размеры элементов резьбового соединения концов стержней и соединительных муфт подобраны таким образом, чтобы стержни соприкасались друг с другом в центре муфты, благодаря чему между стержнями обеспечивается надежный электрический контакт, а силовые нагрузки, сопутствующие забиванию стержней в почву, будут передаваться со стержня на стержень, а не на муфту, предохраняя ее от разрушающих механических воздействий.3. A feature of the claimed grounding device is that the structural dimensions of the elements of the threaded connection of the ends of the rods and couplings are selected so that the rods are in contact with each other in the center of the coupling, due to which between the rods a reliable electrical contact is provided, and the power loads associated with clogging of the rods into the soil, they will be transferred from the rod to the rod, and not to the coupling, protecting it from destructive mechanical influences.

4. Кроме того, при использовании заявленного устройства благодаря термодиффузионному цинковому покрытию стержней для соединения стержня заземления с заземляющим проводником исключается необходимость использования экзотермической сварки, требующей специального оборудования, что существенно упрощает технологию монтажа и повышает надежность соединения за счет использования обычной электродуговой или газовой сварки.4. In addition, when using the claimed device due to the thermodiffusion zinc coating of the rods for connecting the ground rod to the ground conductor, the need for exothermic welding, which requires special equipment, is eliminated, which greatly simplifies installation technology and increases the reliability of the connection through the use of conventional electric or gas welding.

5. Диаметр стержня в заявленном устройстве составляет 16 мм. Это предоставляет возможность забивать их на глубину до 35 м. Стержни заземлителей иностранного производства, как правило, имеют диаметр 17,2 мм, что увеличивает массу электрода (при забивке соотношение массы электрода и инструмента имеет критический характер) и сопротивление погружению.5. The diameter of the rod in the claimed device is 16 mm This makes it possible to drive them to a depth of 35 m. The rods of grounding conductors of foreign manufacture, as a rule, have a diameter of 17.2 mm, which increases the mass of the electrode (when driving, the ratio of the mass of the electrode and the tool is critical) and immersion resistance.

6. Относительно высокая стоимость передовых технологий оцинковки заземляемых стержней в сравнении с материалами, используемыми для производства и установки традиционных заземляющих устройств, компенсируется технологичностью процесса и отсутствием затрат на восстановительные работы, а также дорогостоящих мероприятий по защите окружающей среды, необходимых при электролитических технологиях покрытия, что приводит к снижению себестоимости производства заземляющих устройств.6. The relatively high cost of advanced technologies for galvanizing grounding rods in comparison with the materials used for the production and installation of traditional grounding devices is compensated by the manufacturability of the process and the absence of costs for restoration work, as well as expensive environmental protection measures required by electrolytic coating technologies, which leads to lower production costs of grounding devices.

Все перечисленные признаки заявленного устройства подтверждают простоту его сборки, надежность при эксплуатации и экономическую эффективность применения.All of the listed features of the claimed device confirm the simplicity of its assembly, reliability during operation and economic efficiency of use.

Claims

1. A modular rod grounding device, consisting of individual steel rods with an electrically conductive anticorrosive coating, with threads at the ends of each rod, allowing them to be joined in length using couplings made of material that is acceptable for electrical contact with the coating of the rods, and for immersion in soil, the first rod from one end is equipped with a pointed tip mounted on it, and at the opposite end of each subsequent rod, a coupling and a head are installed in series, intended for impact of a percussion instrument, characterized in that the anti-corrosion coating of the rods is made of zinc, applied by thermal diffusion method.

2. The device according to claim 1, characterized in that the couplings are made of steel and equipped with a zinc coating deposited by a thermal diffusion method.

3. The device according to claim 2, characterized in that the anti-corrosion zinc coating of the rods and couplings is made from a thickness of 0.10 mm to 0.11 mm.

4. The device according to claim 1, characterized in that the threaded ends of adjacent rods are installed in the coupling to ensure tight coupling of their end surfaces.

5. The device according to claim 1, characterized in that to increase the convenience of assembly, the outer surface of the coupling is equipped with mesh corrugation.