RU157109U1 - Электролитическое устройство заземления - Google Patents

Abstract

Электролитическое устройство заземления, содержащее полый перфорированный металлический электрод с расположенным на нем узлом соединения с заземляющим проводником, заполненный смесью минеральных солей, отличающееся тем, что перфорационные отверстия расположены в металлическом электроде по всей его длине от узла соединения с заземляющим проводником, а их суммарная площадь не превышает 20% от общей площади боковой поверхности металлического электрода.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для заземления в вечномерзлых, каменистых или песчаных грунтах, имеющих высокое удельное сопротивление (от 400 Ом∗м и выше), без применения специальной техники и насыпного грунта.

Известны заземляющие устройства, состоящие из отдельных стержней с электропроводящим антикоррозионным покрытием, соединенных между собой (см. патенты RU: 48112, МПК H01R 4/66, опубликован 10.09.2005 г.; 79722, H01R 4/66, опубликован 10.01.2009 г.).

Известные заземляющие устройства для достижения качественного заземления забивают в грунт на глубины свыше 10 м. Однако даже при погружении на такие глубины известные конструкции заземляющих устройств в грунтах, имеющих высокое удельное сопротивление, требуют большого диаметра заземляющих электродов или же увеличение их количества, поскольку для эффективного заземления необходима максимальная площадь электрического контакта заземлителей с грунтом.

Известно заземляющее устройство (см. патент RU 2416137, МПК H01R 4/66, опубликован 10.04.2011 г.), содержащее соединенный с токовводящим кабелем, выполненный в форме стержня металлический электрод, расположенный внутри перфорированной трубы (или контейнера из сетки), заполненной углеродистой засыпкой. При этом, размеры перфорации (или ячеек сетки) меньше, чем размеры гранул засыпки.

Известное устройство используется следующим образом.

В пробуренную до необходимой глубины (по патенту до водоносного слоя) скважину устанавливают устройство, после чего скважину засыпают, оставляя снаружи вывод токовводящего кабеля. К выводу подсоединяют заземляющий проводник от заземляемой электросети. Электрический ток из электросети через заземляющий проводник и токовводящий кабель поступает на расположенный в скважине электрод, с которого через углеродистую засыпку перетекает к водоносному слою и растекается в массиве грунта. Выполнение перфорационных отверстий меньшего размера, чем фракция углеродной засыпки, не позволяет воде вымывать последнюю из трубы.

Наличие углеродистой засыпки внутри перфорированной трубы позволяет увеличить площадь электрического контакта с грунтом (максимальная площадь поверхности достигается при условии выполнения обсадной трубы в виде контейнера из сетки). Однако данное устройство, эффективное в случае наличия в грунтах водоносных слоев, также неприменимо в условиях грунтов с высоким удельным сопротивлением.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому устройству является электролитическое заземление (см. патент RU №133890, МПК H01R 4/66, опубликован 27.10.2013 г., либо http://www.zandz.ru/elektroliticheskoe_zazemlenie.html), содержащее в общем случае полый перфорированный металлический электрод с расположенным на нем узлом соединения с заземляющим проводником, заполненный смесью минеральных солей.

Смесь минеральных солей, которой заполнена часть металлического электрода вышеуказанного устройства, впитывает воду из окружающей среды, превращаясь в электролит (выщелачиваясь). Этот электролит проникает в грунт, повышая его электропроводность (понижая его удельное электрическое сопротивление) и уменьшая его промерзание (понижая температуру замерзания), вследствие чего эффективность заземления существенно повышается. Обмен жидкостями осуществляется через перфорированную поверхность металлического электрода.

Такое устройство позволяет обеспечить качественное и технологичное заземление электросетей в грунтах с высоким удельным сопротивлением. Однако расход минеральных солей в данном устройстве может быть очень высоким вследствие несбалансированной площади их взаимодействия с влагой из окружающих устройство грунтов.

Задачей заявляемой полезной модели является уменьшение расхода солевой смеси, используемой в электролитическом устройстве заземления.

Техническим результатом, реализуемым с помощью полезной модели, является сниженный расход солевой смеси и, как следствие, увеличение межсервисного временного периода.

Технический результат достигается тем, что в электролитическом устройстве заземления, содержащем полый перфорированный металлический электрод с расположенным на нем узлом соединения с заземляющим проводником, заполненный смесью минеральных солей, перфорационные отверстия расположены в металлическом электроде по всей его длине от узла соединения с заземляющим проводником, а их суммарная площадь не превышает 20% от общей площади боковой поверхности металлического электрода.

Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется рисунком, на котором изображен продольный разрез устройства.

Электролитическое устройство заземления содержит полый металлический электрод 1 с перфорацией 2, заполненный смесью 3 минеральных солей, узел соединения с заземляющим проводником 4 и съемную крышку 5.

Устройство устанавливают в грунт либо пробурив в нем отверстие необходимых глубины и диаметра (для устройств с вертикальным исполнением электрода), либо просто вырыв канал глубиной около 1 метра (для устройств с L-образным исполнением электрода). Затем в промежуток между устройством засыпается смесь графита и бентонита, увеличивающую площадь контакта электрода 1 с грунтом и обеспечивающую стабильность процесса выщелачивания в засушливое лето.

После установки смесь 3 минеральных солей, которой заполнена перфорированная часть металлического электрода 1 заявляемого устройства, впитывает воду из окружающей среды, превращаясь в электролит (выщелачиваясь). Этот электролит проникает в грунт, повышая его электропроводность (понижая его удельное электрическое сопротивление) и уменьшая его промерзание (понижая температуру замерзания), вследствие чего эффективность заземления существенно повышается. Обмен жидкостями осуществляется через перфорированную поверхность металлического электрода.

При этом, в зависимости от типа грунтов и количества содержащейся в них влаги выбирают электроды с определенным соотношением между их общей площадью боковой поверхности и площадью перфорационных отверстий, выполненных в электроде.

Так, в случае сухих грунтов с высоким удельным сопротивлением используют электроды, в которых площадь отверстий может достигать 20% (при большем проценте расход солевой смеси сильно возрастает), а для грунтов с высоким содержанием влаги достаточно малого количества отверстий небольших диаметров (малой общей площади отверстий), что позволяет рационально использовать солевые смеси. Во всех случаях диаметр отверстий выбирается в зависимости от размеров гранул применяемого наполнителя (смеси минеральных солей) таким образом, чтобы последние (размеры гранул) были больше, чем отверстия в электроде.

Применение заявляемого электролитического устройства заземления позволяет обеспечить качественное и технологичное заземление электросетей в грунтах с высоким удельным сопротивлением, оптимизировав при этом расход используемых в них солевых смесей.

Claims (1)

1. Электролитическое устройство заземления, содержащее полый перфорированный металлический электрод с расположенным на нем узлом соединения с заземляющим проводником, заполненный смесью минеральных солей, отличающееся тем, что перфорационные отверстия расположены в металлическом электроде по всей его длине от узла соединения с заземляющим проводником, а их суммарная площадь не превышает 20% от общей площади боковой поверхности металлического электрода.

   

Images