RU2265930C2 - Заземлитель - Google Patents
Заземлитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2265930C2 RU2265930C2 RU2003136132/09A RU2003136132A RU2265930C2 RU 2265930 C2 RU2265930 C2 RU 2265930C2 RU 2003136132/09 A RU2003136132/09 A RU 2003136132/09A RU 2003136132 A RU2003136132 A RU 2003136132A RU 2265930 C2 RU2265930 C2 RU 2265930C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- zinc
- zinga
- stake
- rods
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве заземлителя для заземления электроустановок. Заземлитель, состоящий из отдельных стальных стержней с электропроводимым антикоррозионным цинковым покрытием с резьбой по концам каждого стержня, позволяющей соединение их по длине через муфты, выполненные из материала, допустимого для электроконтакта с покрытием стержней, причем при погружении в грунт на первый стержень наворачивается заостренный наконечник, а на каждый последующий через муфту-оголовок. Заземлитель позволяет упростить процесс его изготовления, уменьшить сопротивление растеканию электрического тока и расширить область применения. 5 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве заземлителя для заземления электроустановок.
Заземлитель, как совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей, используется в целях безопасности и обеспечения нормальной работы электроустановок.
Заземлитель характеризуется следующими основными параметрами:
1. Минимальное сопротивление растеканию электрического тока.
2. Минимальное значение соотношения "цена/долговечность".
В свою очередь первый параметр определяется следующими факторами:
1.1. Токопроводящие свойства грунта, в который погружен заземлитель, характеризуемого удельным сопротивлением грунта. Для достижения минимального сопротивления растеканию электрического тока используют эффективные с точки зрения токоотведения более плотные грунты (включая водонасыщенные слои), залегающие преимущественно ниже 10...15-метровых отметок. Для этого применяют глубинные заземлители, погружаемые на соответствующую глубину.
1.2. Токопроводящие свойства материала заземлителя, контактирующего с грунтом.
1.3. Площадь поверхности контакта токопроводящего материала с грунтом.
В соответствии с требованиями ГОСТ 30331.10-2001 [1, стр.2, п.542.2.3] для обеспечения наибольшей долговечности материалы и конструкция заземлителей должны быть устойчивыми к коррозии. Для предотвращения коррозии в грунте используют либо нержавеющие материалы, либо эффективные токопроводящие покрытия, покрывающие черные металлы, что предпочтительнее с точки зрения минимизации соотношения "цена/долговечность".
Для пояснения сущности изобретения и возможности получения технического результата в описании приводятся ссылки на чертежи и диаграммы в соответствии с прилагаемым перечнем фигур.
Известен заземлитель немецкой фирмы DEHN [2].
Заземлитель представляет собой стальной стержень длиной 1,5 м и диаметром 20-25 мм с цинковым покрытием, полученным методом горячего цинкования (окунанием в расплав цинка) (Фиг.1). 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 жестокое их соединение. Электрический контакт между отдельными стержнями осуществляется через точку их касания.
Недостатками этого заземлителя являются:
1. Большие затраты на производство и сложность нанесения покрытия.
Процесс нанесения покрытия предполагает:
а) размещение только на специализированных участках в цехах завода, что неизбежно отдаляет процесс производства заземлителей от потребителей и повышает затраты на транспортировку;
б) разогрев цинка до его расплава при высокой температуре 450-620°С;
в) наличие стационарного оборудования, такого как ванны с расплавом цинка, оборудования для подъема и перемещения образцов из ванн.
2. Недостаточная электропроводимость цинкового покрытия в сравнении с общедоступными и соизмеримыми по цене проводниками, например медью. Так, по данным [5, стр.56] удельное сопротивление медного покрытия составляет 1,68×10-8 Ом·м. Для цинкового покрытия удельное сопротивление составляет 5,75×10-8 Ом·м, т.е. в 3, 4 раза больше [5, стр.54].
3. Глубина погружения заземлителя ограничена 4-5 метрами. Конструкция соединения стержней по длине не обеспечивает надежный электрический контакт между стержнями, поскольку дальнейшее погружение стержней при неизбежном изменении направления их движения в грунте может привести к нарушению контакта из-за деформации жестокого соединения, вплоть до его разрушения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является заземлитель польской фирмы GALMAR [3].
Заземлитель представляет собой стальной омедненный стержень длиной 1,5 м и диаметром 12-16 мм. (Фиг.2). Стальной омедненный стержень 1 обладает высокой устойчивостью на ударную нагрузку, что обеспечивает глубинное его погружение с помощью специального виброударного инструмента. Медное покрытие имеет толщину 0,25 мм. На концах стержня накатана резьба длиной 30 мм, позволяющая соединение его в длинный заземлитель. Соединение стержней обеспечивается с помощью муфты 2, выполненной из латуни, допустимой для электроконтакта с медным покрытием стержня в соответствии с [4, табл.3]. Муфта предохраняет от коррозии резьбу и обеспечивает надежное токопроводящее соединение стержней на весь срок службы. Производитель гарантирует срок службы заземлителя в земле минимум 30 лет. При погружении в грунт на первый стержень наворачивают заостренный стальной наконечник 3, а на каждый последующий через муфту - стальной оголовок 4, воспринимающий нагрузку от ударного инструмента.
Данный заземлитель имеет следующие преимущества по сравнению с упомянутым выше:
1. Использование медного покрытия, имеющего большую электропроводимость по сравнению с цинковым, полученным горячим цинкованием [5].
2. Конструкция заземлителей, имеющих соединительные муфты, позволяет погружать их на большую глубину (до 20 м) без опасения прерывания электрического контакта между отдельными стержнями. Соединительные муфты обеспечивают электрический контакт между стержнями не через точку их касания, а по резьбе с большой площадью соприкосновения. Кроме этого, имеющийся зазор между резьбой стержня и муфты, обеспечивает податливость, допускающую некоторый изгиб стержней в месте их соединения без его повреждения.
3. Муфта, имея больший диаметр по сравнению с диаметром стержня, принимает на себя основную истирающую нагрузку от грунта во время погружения, сохраняя защитное покрытие стержней.
Однако этот заземлитель имеет следующие недостатки:
1. Такие же как и в упомянутом выше известном заземлителе большие затраты на производство и сложность нанесения покрытия.
Нанесение покрытия предполагает:
а) размещение только на специализированных участках в цехах завода, что неизбежно отдаляет процесс производства заземлителей от потребителей и повышает затраты на транспортировку;
б) наличие медных электродов для обеспечения процесса гальванизации;
в) наличие большого количества специально приготовленного раствора сульфата меди с концентрированной серной кислотой;
г) длительный (до 25 часов) процесс гальванического нанесения меди.
д) наличие стационарного оборудования, такого как специальные ванны с раствором, оборудования для подъема и транспортировки образцов из ванн.
2. 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 [5, стр.56] медное покрытие применяется в качестве технологического подслоя для уменьшения пористости. Для защиты от коррозии как самостоятельное покрытие не рекомендуется из-за низкой коррозионной стойкости.
3. Заземлители с медным покрытием имеют ограниченную область применения. Они не могут быть использованы для заземления оборудования, работающего в системе катодной защиты (например, стальные трубопроводы различного назначения), поскольку медное покрытие может явиться причиной гальванического повреждения контактирующих с ним железосодержащих материалов [6, стр.81, п.5.2.1]. В этом случае должно быть использовано покрытие на основе цинка, являющегося анодным по отношению к железу.
Цели изобретения:
1. Упрощение процесса нанесения защитного токопроводящего покрытия на заземлитель при сохранении его долговечности.
2. Уменьшение сопротивления растеканию электрического тока заземлителя.
3. Расширение области применения заземлителя.
Поставленные цели достигаются использованием в качестве токопроводящего слоя на заземлителе покрытия типа ZINGA [7]. ZINGA - это промышленный продукт, представляющий собой однокомпонентный жидкий состав (полностью готовый к применению), состоящий из электролитического цинка размерами частиц 3...5 мкм чистотой 99,995% (DIN 1706 - ISO 752). Причем, частицы цинка имеют овальную форму, что, во-первых, значительно увеличивает содержание цинка в покрытии и, соответственно, его электропроводность и, во-вторых, улучшает сцепление с поверхностями даже с небольшой шероховатостью.
Второй и третьей составляющими ZINGA являются летучие вещества (ненасыщенные углеводороды) и связующие агенты (нейтральные смолы). В высохшем слое покрытия содержится 96% цинка (DIN 55 969 - ISO 354-1976), что обеспечивает надежную катодную (активную) защиту железа от коррозии путем создания гальванической пары с железом, как и при обычной гальванизации цинком. При этом обеспечивается защита аналогичная защите, которую дает горячее оцинковывание. Однако полимеризованный слой ZINGA существенно отличается от слоя оцинковки горячим способом. В то время как 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%. Более того, цинк в ZINGA - это защищенный цинк благодаря смолам, присутствующим в его составе, что существенно влияет на защитные характеристики самого покрытия.
Нанесение покрытия ZINGA так же просто, как и нанесение 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. ZINGA может наноситься повсеместно, причем как при нормальных атмосферных условиях, так и в широком диапазоне температур и даже во влажной среде. Покрытие ZINGA может наноситься одним человеком или бригадой с минимальной малярной подготовкой, тогда как другие, рассмотренные выше покрытия могут быть осуществлены только специализированной бригадой на специальном производстве.
Изделие типа рассматриваемого стержня может быть покрыто покрытием ZINGA за несколько минут.
Срок службы покрытия
По результатам сравнительных испытаний стойкости к грунтовой коррозии (Фиг.3) медное гальваническое покрытие подвергается коррозии в 2-3 раза медленнее цинкового покрытия, нанесенного горячим способом. [3].
Данные Центра технологии материалов Фулмер, Великобритания при сравнении покрытия ZINGA с покрытием, полученным при горячем цинковании, показали, что в высококорррозионном растворе, использованном для опытов, сталь с покрытием ZINGA коррелировала в 3 раза медленее, чем в случае горячего цинкования [6].
Т.е. коррозионная стойкость и долговечность покрытия ZINGA практически одинаковы в сравнении с медным покрытием по прототипу.
Таким образом, при одинаковой долговечности сравниваемых защитных токопроводящих покрытий процесс нанесения покрытия на новый заземлитель значительно упрощается. При его нанесении удается исключить целый ряд технологических переделов, требующих значительной производственной инфраструктуры, что необходимо при производстве заземлителей с медным покрытием по прототипу. Этим и достигается первая цель изобретения.
Вторая поставленная цель достигается следующим образом.
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. Теоретически пористая поверхность имеет более развитую площадь контакта с окружающей средой (грунтом) по сравнению с однородной, консолидированной, гладкой поверхностью, которую образует медное покрытие, нанесенное гальваническим путем. Это обстоятельство должно привести к увеличению электропроводимости пористого покрытия за счет возрастания числа электрических контактов с частицами грунта, что и подтвердилось в результате поставленного эксперимента.
Для сравнения были испытаны две серии из 4-х образцов - заземлителей, погруженных в грунт на одном участке на глубину 6 м. Первая серия образцов состояла из заземлителей с медным покрытием производства польской фирмы GALMAR. Вторая серия была изготовлена с использованием покрытия ZINGA. В качестве сравнительной характеристики испытываемых образцов принят показатель электрического сопротивления заземления, Ом, который является обратной величиной электропроводности. Сопротивление заземлителей замеряли прибором Ф4103-М1.
По завершении периода некоторой стабилизации показаний (2-3 месяца) отмечается снижение сопротивления растеканию тока в заявляемых образцах по сравнению с прототипом (см. Фиг.4).
Третья цель достигается заменой медного покрытия заземлителя на покрытие, содержащее цинк.
На Фиг.5 показан предлагаемый заземлитель, представляющий собой стальной стержень 1 длиной 1,5 м и диаметром 12-16 мм, покрытый цинковым покрытием типа ZINGA толщиной 80...120 мкм. На концах стержня накатана резьба длиной 30 мм, позволяющая соединение его в длинный заземлитель. Соединение стержней обеспечивается с помощью муфты 2, выполненной из твердого алюминиевого сплава с содержанием меди менее 0,5%, допустимого для электроконтакта с цинковым покрытием стержня в соответствии с [4, табл.3]. При погружении в грунт на первый стержень наворачивают заостренный стальной наконечник 3, а на каждый последующий через муфту - стальной оголовок 4, воспринимающий нагрузку от ударного инструмента.
Литература
1. ГОСТ 30331.10-2001 (МЭК364.5.54.80). Заземляющие устройства и защитные проводники.
2. Каталог немецкой фирмы DEHN в Польше, internet: www.dehn.pl
3. Каталог польской фирмы GALMAR Marciniak, internet: www.galmar.pl
4. ГОСТ 9.005-72. Единая система защиты от коррозии и старения. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами.
5. ГОСТ 9.303-84. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические.
6. International Standard IEC 61024-1-2. (Стандарт международной электротехнической комиссии).
7. Проспект бельгийской компании "ZINGA-Metall", internet: www.zinga.ru
Claims (1)
- Заземлитель, состоящий из отдельных стальных стержней с электропроводимым антикоррозионным покрытием, с резьбой по концам каждого стержня, позволяющей соединение их по длине через муфты, выполненные из материала, допустимого для электроконтакта с покрытием стержней, причем при погружении на первый стержень наворачивается заостренный наконечник, а на каждый последующий через муфту - оголовок, отличающийся тем, что в качестве покрытия стержней используется жидкий состав, состоящий из 96% цинка чистотой до 99,995%, смол и летучего растворителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003136132/09A RU2265930C2 (ru) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | Заземлитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003136132/09A RU2265930C2 (ru) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | Заземлитель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003136132A RU2003136132A (ru) | 2005-08-10 |
RU2265930C2 true RU2265930C2 (ru) | 2005-12-10 |
Family
ID=35844240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003136132/09A RU2265930C2 (ru) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | Заземлитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2265930C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616393C1 (ru) * | 2016-05-13 | 2017-04-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный океанографический институт имени Н.Н. Зубова" | Устройство для рассеивания тумана |
RU176327U1 (ru) * | 2016-09-28 | 2018-01-17 | Торгово-производственное унитарное частное предприятие (ТПУЧП) "ИГУР" | Заземлитель |
RU2714276C1 (ru) * | 2019-05-31 | 2020-02-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" | Способ защитного заземления контактной сети при замене рельсо-шпальной решетки широким фронтом |
RU2778367C2 (ru) * | 2021-02-08 | 2022-08-17 | Общество с ограниченной ответственностью "БОЛТА" | Модульно-штырьевая система глубинного заземления с активацией грунта |
-
2003
- 2003-12-11 RU RU2003136132/09A patent/RU2265930C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616393C1 (ru) * | 2016-05-13 | 2017-04-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный океанографический институт имени Н.Н. Зубова" | Устройство для рассеивания тумана |
RU176327U1 (ru) * | 2016-09-28 | 2018-01-17 | Торгово-производственное унитарное частное предприятие (ТПУЧП) "ИГУР" | Заземлитель |
RU2714276C1 (ru) * | 2019-05-31 | 2020-02-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" | Способ защитного заземления контактной сети при замене рельсо-шпальной решетки широким фронтом |
RU2778367C2 (ru) * | 2021-02-08 | 2022-08-17 | Общество с ограниченной ответственностью "БОЛТА" | Модульно-штырьевая система глубинного заземления с активацией грунта |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003136132A (ru) | 2005-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Feliu et al. | Deterioration of cathodic protection action of zinc-rich paint coatings in atmospheric exposure | |
US5779818A (en) | Process for the production of corrosion-protected metallic materials and materials obtainable therewith | |
US7670511B2 (en) | Use of cathodic protection compounds on treated metal articles | |
CA2966406A1 (en) | Grounding conductor, electrical power system and use of grounding conductor | |
US5031290A (en) | Production of metal mesh | |
JP4334999B2 (ja) | 高分子半導体装置、高分子半導体装置を結合する素子、及び腐食を制御する際のその使用 | |
RU2265930C2 (ru) | Заземлитель | |
RU89289U1 (ru) | Заземлитель | |
EP2958207B1 (en) | Aluminum conductive member and method for producing same | |
WO2016159748A1 (es) | Piezas de acero recubiertas y sus procesos de fabricación | |
RU176327U1 (ru) | Заземлитель | |
US6508349B1 (en) | Parking meter with electric grounding arrangement for corrosion reduction | |
RU79722U1 (ru) | Модульно-стержневое заземляющее устройство | |
CN208607923U (zh) | 一种复合接地缆 | |
JP2008081607A (ja) | 導電性塗料、導電性塗膜、亀裂検出用塗料及び亀裂検出用塗膜 | |
US3602726A (en) | Anodic or cathodic protection of below grade electrical housings | |
Sanyal et al. | Influence of corrosion on electrical and mechanical properties of porcelain suspension insulators: an overview | |
Levine et al. | Deposition of Polypyrrole on Porous Aluminum Oxide | |
ES2066028T3 (es) | Metodo para conectar electricamente anodos no corrosibles al nucleo corrosible de un cable de alimentacion electrica aislado con un material aislante normal. | |
RU2219290C2 (ru) | Электрод биметаллический длительного действия | |
RU187690U1 (ru) | Устройство для электрического соединения кабеля с железнодорожным рельсом | |
CN203746562U (zh) | 一种设有纳米铝合金屏蔽带的电缆结构 | |
CN210109161U (zh) | 一种电池检测探针 | |
Rico et al. | Corrosion of Old Overhead Lines: Insights into Aluminum-Steel Galvanic Couple Using Electrochemical Techniques | |
DE3403267C2 (ru) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061212 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091212 |