Забивка электродов заземлителей. Заземления электрод

Электрод заземления

Заземленный электрод для системы электропередачи постоянным током (ПТВН), которая имеет преобразовательную подстанцию (4) с точкой (3) заземления. Заземленный электрод соединен с точкой заземления и содержит множество электродных секций (1). Каждая электродная секция содержит по меньшей мере один электродный элемент (20). Изобретение позволяет обеспечить заземленный электрод для ПТВН-электропередачи с равномерным распределением электрического тока от точки заземления к каждому электродному элементу. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Область техники

Изобретение относится к системе электропередачи постоянным током высокого напряжения (ПТВН). В частности, изобретение относится к заземлению системы ПТВН-электропередачи. Точнее, изобретение предлагает электрод заземления и способ заземления системы ПТВН-электропередачи.

Электроды заземления в данном контексте означают устройства, используемые для соединения точки заземления системы ПТВН-электропередачи с землей. Электроды заземления могут включать в себя один или более питающих кабелей, идущих к проводящей среде, такой как грунт или морская вода.

Предпосылки изобретения

По сравнению с системой электропередачи переменным током системе ПТВН-электропередачи требуется только два провода. По меньшей мере один из этих проводов должен быть изолирован от земли. Поэтому один из проводов может быть реализован в виде воздушной линии или кабеля высокого напряжения. Другой провод может реализовываться с использованием земли в качестве проводящей среды. В случае биполярной передачи при нормальных условиях работы используют еще один провод такого же типа. Но для передачи тока небаланса требуется провод заземления. Биполярная система ПТВН-электропередачи должна быть также в состоянии работать как униполярная система ПТВН-электропередачи. При такой работе провод заземления передает весь постоянный ток, передаваемый системой ПТВН-электропередачи.

Система ПТВН-электропередачи включает в себя первую преобразовательную подстанцию, соединенную с первой сетью электропередачи переменного тока, вторую преобразовательную подстанцию, соединенную со второй сетью электропередачи переменного тока, и по меньшей мере два провода, соединяющие первую и вторую преобразовательные подстанции. Каждая преобразовательная подстанция имеет точку заземления, соединенную с электродом заземления для установления электрического контакта с землей. Таким образом, провод заземления включает в себя электрод заземления на каждой преобразовательной подстанции и землю между этими двумя электродами заземления.

Биполярная система ПТВН-электропередачи обычно включает в себя пару воздушных проводов, поддерживаемых множеством опор от первой преобразовательной подстанции до второй преобразовательной подстанции. Провода подвешиваются на изоляторах с траверс опор. На каждой опоре также установлены защитные провода для защиты от молний. Обычно расстояние между двумя соседними опорами составляет около 400 м. Каждая опора заземлена.

Электрод заземления содержит множество электродных элементов для установления электрического контакта с землей. Обычно земля - это грунт и/или морская вода. Поэтому электрод заземления может быть наземным (заземленным) электродом или морским (заводненным) электродом. Электроды действуют в качестве анодов, т.е. проводят ток в проводящую среду, или в качестве катодов, т.е. принимают ток из этой среды.

Термин «заземленный электрод» в данном контексте обозначает электрод заземления, находящийся в грунте. Заземленный электрод переносит постоянный ток от системы ПТВН-электропередачи в грунт, или наоборот. В данном контексте термин «грунт» следует рассматривать в общем смысле как обозначающий проводящую, но неоднородную среду.

Помимо требований по току и сопротивлению заземленные электроды должны быть также электрически безопасными, обладать высокой эксплуатационной надежностью и достаточно длительным сроком службы и, кроме того, они не должны вызывать каких-либо вредных экологических последствий, например высыхания почвы вблизи электрода.

Для того чтобы достичь достаточно низкого сопротивления заземления, заземленный электрод обычно имеет большое количество электродных элементов, расположенных в виде древовидной структуры. Поэтому каждый электродный элемент соединен с точкой заземления через питающий провод, вспомогательный питающий провод и множество дополнительных вспомогательных питающих проводов. Цель заключается в том, чтобы электрический ток был равномерно распределен от точки заземления к каждому электродному элементу. Для достижения этой цели каждый электродный элемент должен иметь одинаковую длину соединения до точки заземления. Поэтому каждый электродный элемент соединен так, как будто все они соединены с точкой заземления параллельно.

В известном устройстве электрода заземления заземленный электрод соединен с точкой заземления преобразовательной подстанции одним или более питающими кабелями. Каждый подэлектрод запитывается от отдельного питающего подэлектрод кабеля. Подэлектрод включает в себя засыпку и активный электродный элемент (заземляющий электрод), заделанный в эту засыпку. В большинстве случаев засыпка представляет собой слой кокса. Электродный элемент находится в электрическом контакте с питающим подэлектрод кабелем и имеет активную часть своей поверхности, находящуюся в электрическом контакте с засыпкой. В случаях, если подэлектрод содержит более чем один такой электродный элемент, то эти элементы связаны друг с другом кабелями межсоединения.

Засыпка занимает значительный объем вокруг электродного элемента и, в свою очередь, также заделана в грунт. Активной частью поверхности засыпки является та часть ее поверхности, которая находится в электрическом контакте с грунтом.

Из US 6245989 (Иоссель) известен заземленный электрод для системы электропередачи постоянным током высокого напряжения. Задача этого заземленного электрода состояла в улучшении скорости растворения запитывающих элементов и в улучшении срока службы и надежности электрода. Поэтому заземленный электрод согласно Иосселю содержит электродные элементы, отделенные друг от друга электронепроводящими межэлементными экранами (барьерами).

Заземленный электрод, содержащий подэлектроды, секции и подсекции, может занимать значительный участок земли. При общеизвестной круговой схеме расположения его диаметр может составлять в диапазоне от 500 до 1000 метров. Обычно заземленный электрод расположен на удалении от преобразовательной подстанции, т.к. течение постоянного тока может мешать функционированию расположенного рядом с ним трансформатора. Значительный участок земли также занят преобразовательной подстанцией и линией электропередач с опорами, несущими провода между преобразовательными подстанциями.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы найти пути обеспечения возможного заземленного электрода для системы ПТВН-электропередачи.

Эта задача решена согласно изобретению с помощью заземленного электрода, охарактеризованного признаками независимого пункта 1 формулы изобретения, и с помощью способа, охарактеризованного этапами, указанными в независимом пункте 9 формулы изобретения. Примерные варианты реализации изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению заземленный электрод содержит множество электродных секций, соединенных с электродом линии. Каждая секция содержит по меньшей мере один или множество параллельно соединенных электродных элементов и подстроечный резистор для соединения с электродом линии. Поэтому за счет подстройки отдельных подстроечных резисторов компенсируют разность сопротивления между секциями, в результате чего ток будет распределяться равномерно в каждый электродный элемент. Электрод линии предпочтительно расположен вдоль линии опор.

В одном варианте реализации изобретения секция включает в себя опору и электродные элементы заземления опоры. В еще одном варианте реализации электрод линии включает в себя изолированный провод, поддерживаемый на опорах. В еще одном варианте реализации электрод линии включает в себя кабель, который изолирован от земли. В еще одном варианте реализации электродные секции включают в себя традиционно расположенные электродные элементы.

В одном варианте реализации изобретения заземленный электрод включает в себя заземление опоры множества соседних опор. В еще одном варианте реализации заземленный электрод охватывает ответвления опор, расположенных отдельно друг от друга. В еще одном варианте реализации изобретения электрод линии включает в себя по меньшей мере два провода, каждый из которых соединен с одинаковым числом заземлений опор.

Согласно изобретению может использоваться любое число заземлений опор, а также может выбраться любое положение опор вдоль электрода линии. Электрод линии может быть очень длинным, в типичном случае - примерно 100 км. Это является выгодным по сравнению с традиционными электродами, которые обычно являются круглыми с диаметром максимум 1000 м. Электрод линии можно использовать на одном или на обоих концах линии ПТВН-передачи.

Согласно первому аспекту изобретения задача решается заземленным электродом для системы ПТВН-электропередачи, содержащей множество электродных секций, причем каждая электродная секция содержит множество электродных элементов, при этом и заземленный электрод содержит электрод линии, и каждая электродная секция содержит подстроечный резистор для соединения с электродом линии.

Согласно второму аспекту изобретения задача решается способом заземления системы ПТВН-электропередачи, согласно которому:

обеспечивают множество электродных секций, содержащих электродные элементы;

для каждой электродной секции обеспечивают подстроечный резистор;

соединяют электродные секции последовательно вдоль электрода линии; и

подстраивают подстроечный резистор, уравнивая ток в каждой секции.

Краткое описание чертежей

Прочие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более понятны специалисту в данной области техники из приводимого ниже подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 - принципиальная схема заземленного электрода, содержащего электрод линии и множество электродных секций согласно изобретению;

Фиг.2 - принципиальная конструкция опоры, несущей линии ПТВН-электропередачи;

Фиг.3 - принципиальная схема заземленного электрода, содержащего множество электродных секций и электрод линии, при конструкции соединения в средней точке; и

Фиг.4 - принципиальная схема заземленного электрода, содержащего множество электродных секций и электрод линии, при соединении в две ветви.

Описание предпочтительных вариантов реализации

Обращаясь к Фиг.1, заземленный электрод согласно изобретению содержит множество электродных секций 1, соединенных с электродом 2 линии. Заземленный электрод соединен с точкой 3 заземления преобразовательной подстанции 4. Преобразовательная подстанция включает в себя один конец системы ПТВН-электропередачи (не показано). Преобразовательная станция содержит первый преобразовательный мост 5 и второй преобразовательный мост 6 и выполнена с возможностью работы в биполярном режиме. Каждая электродная секция содержит подстроечный резистор 17. Электродные секции также содержат электродные элементы 20, схематически показанные символом заземления, для соединения с землей.

В показанном на Фиг.1 варианте реализации каждая электродная секция 1 может включать в себя опору 8 линии, которая показана на Фиг.2. Опора имеет вертикальную стойку 9 и траверсную конструкцию 10, несущую линии 11 ПТВН-электропередачи. Линии электропередачи подвешены на изоляторах, и в показанном варианте реализации эти линии электропередачи содержат три провода в расположении треугольником. Сверху опоры имеются два электрода 13 линии, свешивающихся с изоляторов 14. Опора имеет систему заземления, содержащую выравнивающее распределение потенциала кольцо 15 и заземление 16 основания опоры. Опора содержит подстроечный резистор 17, соединяющий систему заземления опоры с электродами линии. Сверху опора имеет пару защитных проводов (не показаны) для молниезащиты.

Как показано на Фиг.1, электрод линии обладает сопротивлением 18 линии между каждой опорой. На этой Фиг.1 также показаны электродные секции в виде опоры, имеющей сопротивление 19 заземления. Как также показано на Фиг.1, электрод линии может соединять соседние опоры, а также первую группу опор (четыре на левой стороне фигуры) и вторую группу опор (три на правой стороне фигуры).

Подстроечный резистор нужен в каждой опоре электрода линии, чтобы обеспечивать равномерное токораспределение между заземлениями опор. Напряжения прикосновения уменьшают обычными защитными кольцами, выравнивающими распределение потенциала в земле у опор. В связи с коррозией, в основном с течением времени вызываемой небольшим током небаланса в биполярном режиме работы, требуется существенное усиление заземляющих проводов заземления опор. Заземляющие провода заземлений опор должны иметь сплошные противовесы или радиальные противовесы из медных проводов относительно большого поперечного сечения, например: 2Ч150 мм2.

Электрод линии можно также соединить с точкой заземления преобразовательной подстанции при конструкции соединения в средней точке, при этом питающая линия 21 имеет сопротивление 22 запитывания, как показано на Фиг.3. Еще одна конструкция соединения показана на Фиг.4, в которой электрод линии подсоединен в виде двух параллельных ветвей. Электрод состоит из первой ветви 23, имеющей сопротивление 24 первой ветви, и второй ветви 25, имеющей сопротивление 26 второй ветви. Первая ветвь соединена с каждой второй электродной секцией, а вторая ветвь соединена с остальными электродными секциями. Основное преимущество заключается в том, что баланс токов между двумя ветвями может быть измерен на преобразовательной подстанции, что облегчает обнаружение короткого замыкания на землю. Помимо этого, токораспределение улучшится тем же образом, как и в схеме с подводом в средней точке. Каждый второй подстроечный резистор соединен с одним из проводов электрода. Остальные подстроечные резисторы соединены с другим. При этом электрод состоит из двух равных ветвей. Основное преимущество состоит в том, что баланс токов между двумя ветвями может быть измерен в преобразовательной подстанции, что облегчает обнаружение короткого замыкания на землю. Помимо этого, токораспределение улучшится тем же образом, как и в схеме с подводом в средней точке.

Один электрод линии может охватывать примерно 250 опор линии ПТВН в случае номинального тока электрода в 3000 А. Когда имеются в распоряжении обе воздушные линии полюса и оба полюса преобразовательной подстанции, нужно использовать сбалансированный биполярный режим работы. Если один из полюсов преобразовательной подстанции должен быть недоступным, то необходимо как можно скорее применить металлический режим работы («металлический возврат») и поддерживать его до тех пор, пока не будет устранено короткое замыкание. Только после неудачной попытки поддержать напряжение одной линии будет происходить униполярная работа в течение длительного срока (около суток).

Технические преимущества состоят в следующем:

значительно сниженный по сравнению с обычными электродами электрический потенциал поверхности земли на расстоянии вплоть до 50-100 км от электрода;

сниженный риск появления токов утечки в трансформаторах и инфраструктуре;

не требуется отдельная электродная площадка;

используется полоса отчуждения линии постоянного тока;

в качестве электродных элементов (заземлителей) могут использоваться заземления основания опор общепринятой конструкции, с выполненными из меди заземляющими проводами.

Требуется некоторое вспомогательное оборудование и усиление конструкции линии. Для соединения электрода с преобразовательной подстанцией в линии ПТВН можно использовать усиленный(е) провод(а) с достаточной площадью поперечного сечения. В зависимости от конфигурации электрода нужен один или два провода. Провод(а) может быть изолирован одним единственным стеклянным, фарфоровым или композиционным опорным изолятором.

Чтобы свести к минимуму риск повреждений или опасность в случае короткого замыкания на землю, могут быть предприняты меры по обнаружению и защите от короткого замыкания на землю при помощи управляющих действий на преобразовательной подстанции. Обнаружение короткого замыкания на землю может быть основано на измерении тока небаланса в электродной схеме с двумя равными ветвями электрода и/или измерении сопротивления. Использование разрядников для защиты от перенапряжений на защитном проводе на каждой опоре, помимо обнаружения короткого замыкания на землю, уменьшит количество коротких замыканий на землю и повысит надежность защиты электрода.

Электрод должен быть сконструирован так, чтобы исключить даже кратковременные токи в смежной сети переменного тока и трансформаторах преобразовательной подстанции, которым требуется слабое электрическое поле на поверхности земли и слабое увеличение электрического потенциала земли. Для достижения низких напряжений на поверхности требуется достаточно длинный электрод линии. Необходимо учитывать коррозию, вызываемую с течением времени очень небольшим током небаланса во время нормальной биполярной работы. Поскольку при полном токе электрод будет работать очень редко и в течение коротких временных интервалов, обычно - одни сутки, вызванная в ходе униполярной работы коррозия будет маловажной проблемой. Напряжение прикосновения и шаговое напряжение на опорах электрода линии должно быть ниже допустимых значений. Электрод должен быть снабжен средствами обнаружения/защиты от замыкания на землю.

Согласно изобретению в качестве электрода используется линия постоянного тока. Это можно сделать путем изолирования заземляющих проводов и усиления их, чтобы они выдерживали полный постоянный ток. На каждой опоре некоторый ток поступает в землю через подстроечные резисторы. Благодаря этому электрод может быть выполнен очень длинным, обычно - примерно 100 км. Это является выгодным по сравнению с традиционными электродами, которые обычно являются круглыми с диаметром максимум 1000 м. Электрод линии может использоваться на одном или на обоих концах линии ПТВН-передачи.

Опорам от преобразовательной подстанции к дальнему концу электрода линии необходимы короткие изоляторы для провода(ов) электрода. Опоры электрода линии имеют подстроечный резистор, соединенный с проводом(ами) электрода, для достижения равномерного токораспределения. Этот резистор может быть предпочтительно установлен вблизи проводов электрода. При этом кабелю, идущему от резистора вниз к заземлению основания опоры, изолирование не требуется (или требуется очень небольшое). Заземление основания опоры служит в качестве заземляющего электрода электрода линии. Заземление основания опоры относится к общеизвестному типу, состоят, например, из радиальных противовесов или непрерывного противовеса. Тем не менее, общую площадь поперечного сечения заземляющих проводов можно увеличить ввиду дополнительной, связанной с постоянным током коррозии, которая невелика, но и не является пренебрежимо малой с течением времени. При необходимости в основании опоры можно предусмотреть кольца, выравнивающие распределение потенциала.

Усиленный(е) провод(а) электрода линии ПТВН используют для соединения электрода линии с нулевой шиной преобразователя ПТВН. Провода должны быть изолированы на каждой опоре от подстанции к дальнему концу электрода линии. Провод(а) может(могут) также содержать оптические волокна для связи. Низкое сопротивление защитных проводов вдоль электрода линии содействует равномерному токораспределению между заземляющими электродами. Сопротивление между преобразовательной подстанцией и точкой запитывания электрода не влияет на токораспределение, но потери мощности растут с увеличением сопротивления.

Обычный молниезащитный трос со встроенным волоконноптическим кабелем рассчитан на слишком низкую максимальную допустимую нагрузку, чтобы выдержать предусматриваемый номинальный ток (3000 А). Например, максимальная непрерывная нагрузка OPGW с наибольшим сечением, выпускаемым компанией ALCATEL, составляет 763 А. Вместо него можно использовать два фазных провода со встроенным волоконнооптическим кабелем (OPPC). Например, АААС (провод из алюминия/алюминиевого сплава) с сечением 946 мм2, рассчитанный на

1766 А каждый.

В случае волоконноптического фазного провода с сечением 946 мм2 (Lumpi) сопротивление постоянному току этого провода составляет 0,0356 Ом/км. Результирующее сопротивление между соседними опорами в электроде линии составит 0,00712 Ом (длина пролета - 400 м). Однако возможны и другие решения без оптического кабеля. Низкое сопротивление улучшает токораспределение в электроде линии. Поэтому альтернатива состоит в том, чтобы использовать - по меньшей мере в пределах электродной части линии - два защитных провода крупного сечения, чтобы достичь низкого сопротивления. Например, провод Jorea ACSR1, с сечением 1274 мм2, с сопротивлением 0,0226 Ом/км. Поперечное соединение между двумя проводами на каждой опоре в этом случае приводит к сопротивлению 0,00453 Ом между соседними опорами.

Хотя они и выгодны, объем изобретения не должен ограничиваться приведенными здесь вариантами реализации, но также включает в себя и варианты реализации, очевидные специалисту в данной области техники. Например, электрод линии может в равной мере содержать изолированный кабель в земле. Кроме того, электродные элементы могут быть выполнены с обычной конструкцией и установлены между опорами. В усовершенствованном варианте изобретения для электрода линии могут использоваться защитные провода.

1. Заземленный электрод для системы электропередачи постоянным током высокого напряжения, имеющей преобразовательную подстанцию (4) с точкой (3) заземления, причем заземленный электрод соединен с точкой заземления и содержит множество электродных секций (1), при этом каждая электродная секция содержит по меньшей мере один электродный элемент (20), отличающийся тем, что заземленный электрод содержит электрод (2) линии, и тем, что каждая электродная секция (1) содержит подстроечный резистор (17) для соединения электродной секции с электродом линии.

2. Заземленный электрод по п.1, в котором электрод (2) линии одним концом соединен с точкой (3) заземления.

3. Заземленный электрод по п.1, в котором средняя точка электрода (2) линии соединена с точкой (3) заземления через питающий провод (21).

4. Заземленный электрод по любому из пп.1-3, в котором электрод линии включает в себя первую ветвь (23), соединенную с каждой второй электродной секцией, и вторую ветвь (25), соединенную с остальными электродными секциями.

5. Заземленный электрод по любому из пп.1-3, в котором электродная секция (1) включает в себя опору (8) линии, содержащую подстроечный резистор (17) и электродный элемент (20).

6. Заземленный электрод по п.4, в котором электродная секция (1) включает в себя опору (8) линии, содержащую подстроечный резистор (17) и электродный элемент (20).

7. Заземленный электрод по п.5, в котором электродный элемент включает в себя заземление (16) опоры.

8. Заземленный электрод по п.6, в котором электродный элемент включает в себя заземление (16) опоры.

9. Заземленный электрод по п.5, в котором электрод линии содержит провод (13), подвешенный с помощью изоляторов (14) на опоре (8).

10. Заземленный электрод по п.6 или 7, или 8, в котором электрод линии содержит провод (13), подвешенный с помощью изоляторов (14) на опоре (8).

11. Заземленный электрод по п.5, в котором электрод линии содержит защитный провод, который также выполняет функцию молниезащиты.

12. Заземленный электрод по п.6 или 9, в котором электрод линии содержит защитный провод, который также выполняет функцию молниезащиты.

13. Заземленный электрод по п.10, в котором электрод линии содержит защитный провод, который также выполняет функцию молниезащиты.

14. Способ заземления системы электропередачи постоянным током высокого напряжения, содержащей множество электродных секций (1), имеющих по меньшей мере один электродный элемент (20), отличающийся тем, что в каждой электродной секции обеспечивают подстроечный резистор (17), соединяют электродные секции с электродом (2) линии и подстраивают подстроечный резистор, чтобы уравнять электрический ток для каждой секции.

15. Способ по п.14, в котором электрод линии обеспечивают с уменьшающейся проводящей площадью между каждым соединением секции в направлении от точки заземления.

16. Применение заземленного электрода по любому из пп.1-13 или способа по любому из пп.14-15 для заземления системы электропередачи постоянным током высокого напряжения.

www.findpatent.ru

Электролитическое заземление. Устройство и установка. Применение

В любых зданиях с наличием электрической сети обязательно имеется заземление, которое обеспечивает безопасность человека. Неисправный электрический прибор или короткое замыкание могут подвергнуть человека воздействию электрического тока, а система заземления может спасти ему жизнь, отводя электричество в землю.

Но как обустроить заземление, если здание находится на песке, камнях или вечной мерзлоте? Такой грунт обладает большим удельным сопротивлением, обычный контур заземления работать не будет, поэтому без специальной технологии и оборудования здесь не обойтись. В таких случаях на помощь приходит электролитическое заземление.

О таком оборудовании знают те люди, которые самостоятельно устанавливали заземление на своем дачном участке. Для улучшения работы такого контура приходилось поливать соленой водой место установки металлического электрода в земле. Сегодня заземление электролитического действия изготавливается в виде готового комплекта составляющих элементов, которые остается только купить и правильно установить.

Конструктивные особенности

Несмотря на внешнюю простоту и компактность всего устройства, в нем заложены разработки, связанные с высокими технологиями.

Электролитическое заземление состоит из следующих элементов:

Колодец (углубление в грунте, облегчающее последующее обслуживание, делается над электродом, чтобы была видна его верхняя часть). Колодец нужен при монтаже оборудования в вечной мерзлоте, когда основную часть времени грунт закрыт снегом.
Заземляющий кабель со специальным зажимом.
Специальная смесь минеральных солей.
Основной электрод (полый трубопровод с небольшими отверстиями по длине).
Особый заполнитель (смесь солей на глиняной основе, засыпается перед монтажом основного электрода).

Место соединения кабеля с электродом изолируется специальной гидроизоляционной лентой, надежно защищающей от влаги и возникновения коррозии. Лента способна сохранять свои свойства долгие годы. В комплекте устройства имеется инструкция по самостоятельной сборке и установке. Правильно проведенная сборка и монтаж обеспечат длительный срок эксплуатации оборудования в любых условиях.

Принцип действия

Работа этого заземляющего оборудования заключается в повышении электропроводности грунта во время водно-солевых химических реакций. Действие электролитического заземления происходит так:

Внутри трубки с отверстиями находится смесь солей с глиной, которая, впитывает в себя влагу из почвы.
Образуется водно-солевой раствор электролита, некоторая часть которого просачивается через отверстия и пропитывает находящуюся рядом почву. Эта реакция происходит независимо от температурного режима, с одной скоростью.

Такой обмен веществ позволяет использовать это оборудование в местах, где обычное заземление не работает.

Достоинства

Если сравнивать заземление, работа которого основана на электролитическом способе, с другими обычными контурами заземления, то есть несколько преимуществ:

Небольшая длина электрода в виде трубы с электролитом внутри позволяет уменьшить объем грунтовых работ.
Удобная и простая установка.
Возможность монтажа самостоятельно, без обращения к специалистам.
Водно-солевой электролит поддерживает внутри трубы химическую реакцию на одном уровне, и не происходит быстро. Это позволяет образовать непрерывный электролитный баланс в грунте.
Во время химической реакции не образуется агрессивных веществ, которые могли бы вызывать сильную коррозию на стальных деталях этого оборудования.
Такая технология заземления позволяет использовать его в течение длительного времени, которое может достигать более 15 лет.

Недостатки

Электролитическое заземление используют только для особых условий, при невозможности применения обычного контура. Несмотря на простую установку и долговечность конструкции, стоимость всего комплекта довольно высокая, по сравнению с обычным оборудованием, которое чаще всего изготавливают самостоятельно из имеющихся в наличии материалов.

Установка электролитического заземления

Монтаж и подключение комплекта заземления, действующего на электролитическом принципе, не вызывает больших затруднений, и его может осуществить любой домашний умелец.

Что понадобится для монтажа

Перед началом самостоятельной установки потребуются следующие инструменты:

Прибор для замера сопротивления. Таким прибором может послужить любое устройство, имеющее функцию измерения сопротивления – тестер, мультиметр, омметр и т.д. Если такого прибора нет в наличии, то можно попросить у знакомых на время установки. Если вы часто занимаетесь подобными работами, то целесообразно будет приобрести недорогую модель прибора, так как после установки комплекта оборудования, можно будет в любое время измерить его сопротивление, а также использовать прибор для других работ в электрике.
Разводной ключ для подключения крестообразного зажима.
Набор гаечных ключей для затяжки болтовых соединений.
Инструмент для копки траншеи, если будете копать ее самостоятельно. Это обычно штыковая и совковая лопата, а также стальной ломик.
Электроинструмент для дробления камня в скальном грунте. Можно использовать отбойный молоток, перфоратор.

Порядок работы

Чтобы устройство заземления эффективно и долго функционировало, необходимо выполнять определенный алгоритм действий:

Выкопать траншею длиной 220 см и глубиной 70 см. Чтобы определить ширину траншеи, необходимо измерить диаметр трубы, из которой изготовлен электрод. Ширина траншеи должна быть в 4 раза больше диаметра трубы. Копку можно выполнять самому лопатой, а можно обратиться за помощью к специалистам, которые выполнят эту работу с помощью специальной техники. Если предстоит установить электролитическое заземление на каменистом грунте или в скальных породах, то обращение к специалистам будет очень кстати, к тому же, эта услуга не слишком дорогостоящая, но экономит ваше время и силы.
На дно выкопанной траншеи необходимо насыпать специальный заполнитель, входящий в комплект, слоем 2 см. После засыпки заполнителя необходимо выровнять его.
Электродную трубу необходимо тщательно очистить от упаковочной пленки. Металл должен иметь чистую поверхность, а остатки упаковки не должны оставаться на электроде.
Установить электродную трубу в подготовленную траншею, положив ее на заполнитель. При монтаже короткая часть изогнутого электрода должна направляться вверх и немного выступать над поверхностью грунта.
Оставшийся заполнитель высыпать в траншею, чтобы окончательно закрыть всю трубу.
На верхней части электрода закрепить колодец, имеющийся в комплекте, для возможности дальнейшего обслуживания. Часть колодца, находящаяся в земле, не должна превышать 0,5 метра.
Подключить к электроду специальный зажим, и затянуть ботовое соединение.
Заизолировать место подключения гидроизоляционной лентой.
Подключить конец заземляющего кабеля к зажиму и заизолировать гидроизоляционной лентой место соединения, защитив его от проникновения воды.
Открыть крышку, которой закрыт электрод, и залить в его полость 20 литров воды для начала химической реакции в электролите.
Подключить заземляющий кабель в распределительный щит и измерить сопротивление заземления, которое не должно быть более 30 Ом. Во время измерения следует быть осторожным, так как работы по установке еще не закончены. Для проведения измерений лучше использовать резиновые перчатки.
Если сопротивление укладывается в нормативные значения, то временно следует отключить заземляющий кабель от щитка, чтобы закончить все работы.
Засыпать траншею, учитывая, чтобы крышка заземляющего электрода осталась видна на поверхности.
Подсоединить кабель к электрическому щиту и снова провести измерение сопротивления. Если показания прибора нормальные, то работу можно считать законченной. В дальнейшей эксплуатации электролитическое заземление требует периодического контроля, путем измерения его сопротивления.

Порядок измерения сопротивления

Эта процедура не вызывает больших затруднений. Чтобы получить правильные результаты, необходимо выполнять определенный порядок действий:

Один измерительный провод подключить зажимом к месту подключения кабеля заземления к электроду.
Другой провод прибора соединить с техническим штырем, который представляет собой кусок стальной арматуры, вбитый в грунт.
Величина сопротивления будет отображаться на цифровом или стрелочном индикаторе прибора, в зависимости от его исполнения.

Расчет сопротивления заземления

Для таких расчетов обычно используют следующую формулу:

С – коэффициент электролита.
р – удельное сопротивление грунта.
L – длина изогнутой трубы электрода.
d – диаметр заземляющей трубы.
Т – расстояние от поверхности земли до заземлителя.

Особенности установки

Электролит, находящийся в трубе, работает при любых погодных условиях и температурах, но при установке оборудования все-таки существуют некоторые особенности.

Нельзя устанавливать заземление рядом со зданием, так как может возникнуть эффект «шагового напряжения», которое опасно для жизни.
Если электролитическое заземление устанавливалось в районе вечной мерзлоты, то от выделяемой тепловой энергии из-за реакции электролита вокруг заземления грунт может подтаивать, в результате появляется так называемая «зона талика». Это место может стать опасным для фундамента домов, дорожного покрытия и других объектов, находящихся вблизи. «Зона талика» обычно представляет собой овал, длина которого около 6 метров, а ширина 3 метра. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании строительных работ.

Особенности обслуживания

Электролитическое заземление не требует сложного и трудоемкого обслуживания, так как прочные металлические элементы и простая конструкция позволяют функционировать ему длительное время, которое может достигать 50 лет без проведения ремонта.

Обслуживание состоит из следующих работ:

Измерение сопротивления с периодичностью не реже одного раза за 3 года. Если показания отклоняются от нормы, то в первую очередь необходимо проверить надежность контакта кабеля с электродом. Чтобы подтянуть крепление, следует отключить кабель от щитка, размотать гидроизоляционную ленту, очистить места соприкосновения кабеля и электрода, и снова произвести подключение. После этого следует обязательно заизолировать соединение.
Один раз за 5 лет необходимо открывать крышку электрода и контролировать наличие солевой смеси электролита. Если ее количество сильно уменьшилось, то нужно досыпать смесь. Обычно этого состава хватает на 15 лет.

Похожие темы:

electrosam.ru

Заземляющий электрод

Изобретение относится к электроэнергетике. Сущность изобретения: в качестве заземляющего электрода используется само-дополнительная антенна, например М-образного типа, полотно которой в поперечном сечении имеет клинообразную форму, работающая, как рассеивающая нагрузка, причем генератором здесь становятся устройства молниезащиты с наведенной на них энергией от мощного ЭМИ. Такое выполнение заземляющего электрода позволяет расширить частотный диапазон заземляющего электрода. 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к заземляющим устройствам, используемым при работе подвижных автомобильных радиостанций, аппаратов связи и других защищаемых от импульсных воздействий объектов.

Известны заземляющие устройства в виде кола заземления (заземляющего электрода), системы проводов, размещаемых на поверхности, специальных устройств заземления в виде особых металлоконструкций, зарываемых в землю или располагаемых на поверхности [1, 2]. Однако известные заземляющие электроды имеют высокое переходное сопротивление, которое становится еще большим в условиях установки их в сухих почвах. Последнее приводит к слабому растеканию наводимых токов, то есть к снижению эффективности защиты от электромагнитных импульсов (ЭМИ) воздействия (молниевые разряды, ЭМИ и т.п.). Наиболее близким по своей технической сущности является заземлитель [3], который представляет собой трубчатый электрод с нижним заостренным концом и наковаленку. Заземлитель снабжен диэлектрическим стержнем, на одном конце которого расположен электрод, а на другом - наковаленка. Внутри диэлектрического стержня установлен проводник, один конец которого соединен с электродом, а к другому подключено заземляющее оборудование. Длина стержня выбирается равной глубине промерзания грунта. Такое устройство, по мнению авторов, обеспечивает меньшее переходное сопротивление току при его перетекании от электрода в землю. Однако устройство-прототип все же не обеспечивает эффективного проникновения токов в землю, особенно в области высоких частот в диапазоне 1...100 МГц, где коэффициент бегущей волны (Kбв) менее 0,1, а также в сухих почвах (проводимость

= 0,001 Ом/м). В то же время в ряде случаев требуется высокая степень защиты от сильных токов и напряжений, например при действии мощных ЭМИ. В результате сильная отраженная волна при низком Kбв от мощных ЭМИ может привести к невосстановимым разрушениям защищаемого оборудования, то есть заземление в этих условиях недостаточно эффективно. Целью изобретения является разработка технического решения, обеспечивающего более высокую эффективность растекания токов в сухих грунтах, в частности, при воздействии мощных ЭМИ, когда переходное сопротивление току при его перетекании от электрода в землю становится существенно меньшей величиной, чем в прототипе. Цель достигается тем, что в качестве заземляющего электрода предлагается использовать плоскую самодополнительную антенну, работающую в виде рассеивающей нагрузки. В качестве такой антенны целесообразно применять самодополнительную антенну M-образного типа, полотно которой имеет в поперечном сечении клинообразную форму. В этом случае генератором следует рассматривать устройства молниезащиты, включающие в общем виде провода молниезащиты, разрядные устройства и т.п., с наведенной на них энергией от ЭМИ. На фиг. 1 показана в двух плоскостях M-образная антенна; на фиг. 2 - порядок установки M-образной антенны в роли заземляющего устройства; на фиг. 3 - экспериментально полученная величина Kбв в зависимости от относительной длины антенны (l/

) . Возможность реализации изобретения подтверждается исследованиями на диапазонность заземления и исследованиями на прочность конструкции. При исследовании диапазонности заземлителя, постоянно, вслед за прототипом, ориентированного на промерзший грунт, выбиралась "сухая почва" (

r = 4...6;

= 0,001... 0,005 Ом/м), так как при "влажных почвах" (

r = 10,

= 0,01 Ом/м) особых проблем с большинством заземлений нет, ибо Kбв там в широком диапазоне сохраняется порядка 0,5. "Сухие почвы" характерны не только для зимнего периода, но и для песчаных, супесчаных, суглинистых и скалистых почв, поэтому при рассмотрении данного вопроса во внимание брались только почвы с параметрами

r= 6;

= 5

10-3 Ом/м. В качестве плоскостных диапазонных антенн известны в эксплуатации несимметричные плоскостные шунтовые антенны, например N - образные или M-образные (Серков В. П. Распространение радиоволн и антенные устройства. Л.: ВАС, 1981). Эти антенные устройства в отличие от антенных устройств аналогичного назначения обеспечивают при длине волны меньше максимальной Kбв более 0,5 для 75-омного фидера, начиная с относительной длины ( l/

) более 0,1. Для использования в качестве заземляющего электрода предпочтительнее оказывается M-образная антенна, как имеющая более жесткую конструкцию с клинообразным гребнем, располагаемую на металлической основе, служащей в данном случае "наковальней" для заглубления заземления в грунт. Короткий диэлектрический стержень внутри несет в себе шину заземления, соединенную с вершиной M-образной антенны. Экспериментальные данные проверялись теоретическими расчетами. Наиболее объективным критерием эффективности заземления может служить величина Kбв (коэффициента бегущей волны) в заземляющей шине. Известно, что

где

- модуль коэффициента отражения,

где Zвх - комплексное входное сопротивление; Zвх = Rвх + iXвх, Rвх - активная составляющая входного сопротивления; Xвх = реактивная составляющая входного сопротивления;

- комплексное волновое сопротивление

r+i

i. (4) Волновое сопротивление при рассматриваемом соотношении размеров антенн и длины волны рассчитывается по формуле

где

o - волновое сопротивление в свободном пространстве

- комплексная диэлектрическая проницаемость подстилающей поверхности

aэкв - эквивалентный радиус антенны aэкв = 0,25

dср. (8) Активная и реактивная составляющие входного сопротивления M-образной антенны в земле в первом приближении могут быть расчитаны с использованием понятий о собственном и взаимном потенциальных коэффициентах

где P11 - собственный потенциальный коэффициент M-образной антенны; P'11 - потенциал от собственного изображения; P12 - взаимный потенциальный коэффициент антенны и противовеса; P'12 - взаимный потенциальный коэффициент изображений антенны и противовеса;

- коэффициент отражения в земле

Собственный потенциальный коэффициент эквивалентной M-образной антенны прямоугольной пластины равен

Взаимный потенциальный коэффициент P12 между двумя пластинами в ортогональных плоскостях рассчитывается по формуле

где

U1=U5=U10=U14=l; U2=U6=U9=U13=0; U3=U7U12=U16=l; U4=U8=U11=U15=0; V1=V2=V3=V4=V9= V10=V11=V12=0; V5= V6= V7= V8=V13=V14= V15=V16=dср; W1=W2=W3= W4=W5=W6=W7=W8=l; W9=W10= W11=W12=W13=W14=W15=W16=0. Собственный потенциальный коэффициент изображения

получается из взаимного потенциального коэффициента двух одинаковых тел, в данном случае "пластины-пластины" при нулевом расстоянии между ними. При этом

Взаимный потенциальный коэффициент изображения

вычисляется через расстояние между центрами рассматриваемых тел, в которых предположительно сосредоточен весь заряд. Очевидно, что это расстояние равно высоте M-образной антенны l, то есть

Далее можно выбрать размеры устройства Пусть у M-образной антенны (фиг.1) l=0,4 м, d1=0,35 м, d2=0,45 м (dср = 0,4 м), радиус опорного диска-"наковальни" выбран r=0,226 м (при этом эквивалентный диску прямоугольник имеет площадь

. Параметры "сухой" почвы выбирались такими: диэлектрическая проницаемость

r= 6 , проводимость

= 5

10-3 Cм/м. Расчет волнового сопротивления по формулам (5)...(8) в табл.1. Потенциальные коэффициенты, вычисленные по формулам (11)...(14), оказались равны

Данные входного сопротивления в диапазоне частот приведены в табл. 2. Таким образом, теория дала результаты, достаточно близко совпадающие с экстремальными данными. Прочность конструкции проверялась многократным заглублением в "сухой" (песчаный) грунт и последующим осмотром мест крепления M-образной антенны к металлическому листу-"наковальне". Заглубление электрода осуществлялось ударами кувалды по опорному диску-наковальне. При заглублении заземления в более твердый грунт оказалось целесообразным предварительно лопатой прорезать почву "на штык" по ширине гребня M-образного заземлителя.

Формула изобретения

Применение плоской самодополнительной антенны в качестве диапазонного заземляющего электрода (заземлителя).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

www.findpatent.ru

Информационный ресурс энергетики - Забивка электродов заземлителей

Электроды-заземлители забивают в грунт машинами специального назначения (см. ниже), или приспосабливают для этого серийные электрические и пневматические молотки, электротрамбовки, бензоперфораторы, легкие копры, вибраторы и другие механизмы ударного и виброударного действия, а также и ручные приспособления для монтажа единичных заземлителей в удаленных местах.При забивке можно применять стальные электроды любого профиля — уголковые, квадратные, круглые, однако наименьший расход металла (при одинаковой проводимости) и наибольшая устойчивость к грунтовой коррозии (в случае равного расхода металла) достигаются при использовании стержневых электродов из круглой стали.При забивке в обычные грунты на глубину до 6 м рационально и экономично применять стержневые электроды диаметром 12—14 мм. При требуемой глубине до 10 м, а также при забивке коротких электродов в особо плотные грунты необходимы более прочные электроды диаметром от 16 до 20 мм. С помощью ударных механизмов трудно забить электроды глубже, чем на 10 - 12 м. Для этого рациональнее применить механизмы ударно-вибрационного действия — вибраторы, с помощью которых электроды легко погрузить даже в промерзший грунт, теряющий свою прочность под воздействием вибрации.Вибраторами можно погрузить электроды значительно глубже, чем при ввертывании и вдавливании. Это особенно важно для грунтов с высоким удельным сопротивлением (порядка 1000 Ом) и глубоким уровнем грунтовых вод (более 9 м), например для сухих песков, в которых сопротивление электрода по мере заглубления снижается очень резко:

Глубина забивки электрода, м . . . 3,5 5 7 9 11 13 15 18 Сопротивление растеканию. Ом . . . 300 250 150 110 85 45 20 10

Из этих цифр видно, что один вертикальный электрод, погруженный на глубину 18 м, будет иметь примерно такую же проводимость, что и 30 электродов, погруженных на глубину 3,5 м. Учитывая перемычки, необходимые для соединения коротких электродов, металла понадобится гораздо больше, значительно повысятся и затраты труда и стоимость заземляющего устройства, а проводимость ввиду взаимоэкранирования коротких электродов может оказаться даже хуже, чем у одного глубинного электрода.Если при проектировании грунт не зондировали и электрические характеристики грунта неизвестны, то во избежание лишней работы монтаж глубинных заземлителей рекомендуется проводить в следующей последовательности:подготовить отрезки электрода. Их длину принять соответственно конструкции используемого механизма;забить нижний отрезок электрода;измерить сопротивление растеканию забитого отрезка;приварить следующий отрезок электрода;забить второй отрезок и снова выполнить измерение;работу продолжать до достижения нужной проводимости.

Механический вибратор массой 8 кг имеет круглый корпус диаметром 100 мм, в котором на двух подшипниках вращается дебаланс. Посредством промежуточного бойка, прикрепленного к корпусу на спиральных пружинах, и трубчатого наконечника удары передаются на погружаемый электрод.

Вибратор подвешен к трактору на легкую откидную укосину. Во вращение он приводится двигателем трактора через дополнительно установленное сцепление и гибкий вал диаметром 16 мм. Данная конструкция вибратора не уравновешена в горизонтальной плоскости, и поэтому длина погружаемого отрезка определяется высотой подвески вибратора к укосине. При уравновешенной конструкции электрод, пропускаемый через эту конструкцию, мог бы быть цельным, однако перевозка по бездорожью и установка для погружения длинных прямых стержней затруднительна, а выполнение сварочных работ на месте необходимо во всех случаях.Отсутствие силовых передач или движущихся частей в вибраторе, кроме единственного массивного дебаланса, делает его исключительно надежным. В рабочей зоне нет открытых движущихся частей, и нет сжатого воздуха и электрического напряжения. Это повышает безопасность работающих.За один прием погружали отрезок электрода длиной 2—2,5 м, потом вибратор поднимали, наращивали сваркой следующий отрезок и продолжали погружение до достижения достаточной проводимости заземлителя. Цикл работы — погружение электрода на 2,5 м и его наращивание — в зависимости от плотности грунта и достигнутой глубины занимал от 2 до 7 мин.В других случаях используют электровибратор, подвешенный к крановой стреле, смонтированной на автомобиле (рис. 1, б). Для выполнения сварочных работ в кузове машины установлен сварочный трансформатор, а для электропитания трансформатора, привода стрелы и вибратора установлен электрогенератор. Кнопки управления установки смонтированы на стенке автомашины в защитном кожухе. Стрела грузоподъемностью 0,5 т вынесена на крышу фургона. Подъем вибратора занимает 2 мин, а погружение отрезка электрода длиной 3 м, изготовленного из отходов труб, — около 5 мин.К электровибратору заводского выпуска дополнительно изготовляют направляющий стакан с цилиндрическим переходником для электродов круглого сечения или с переходником, насаживаемым на электрод из угловой стали или стали соответственно другого профиля.Мощность электровибратора — 1,2 кВт, масса — 100 кг. Мощность электродвигателей на подъемной лебедке и стреле соответственно 1,7 и 1,0 кВт.На автомашине установлен электрогенератор мощностью 25 кВт, обеспечивающий питание вибратора, электродвигателей и сварочного трансформатора. Контур заземления монтируется с помощью такой установки звеном из двух рабочих, из которых один является шофером, а другой имеет совмещенную профессию слесаря и сварщика. Оба они обучены способам осмотра, измерения и проверки качества заземлителя. Звено монтирует электроды, сваривает их в контур, проверяет его и оформляет протокол измерения и акт осмотра заземлителя (заполняет бланки).Такой же способ погружения небольшого числа электродов можно использовать и без специально оборудованного автомобиля или трактора, применив легкий вибратор мощностью до 0,8 кВт, устанавливаемый в рабочее положение вместе с погружаемым электродом усилием одного-двух рабочих. Использование специальной металлической подставки (рис. 4, в) позволяет рабочим не прикасаться к приспособлению в процессе погружения электрода, что существенно облегчает работу.Другое приспособление для забивки электродов, также имеющее небольшой вибратор, показано на рис. 1, г. Две автомобильные рессоры скреплены скобами. На верхней рессоре укреплена площадка, на которой размещен вибратор с бойком-держателем электрода. На нижней рессоре укреплена аналогичная площадка с отрезком трубы, служащим другим бойком. При работе вибратора бойки соударяются, для чего между ними должен быть достаточный зазор. Электроды заземления могут использоваться любого профиля, но проще всего применять стержневые электроды, при которых изготовление бойков проще.Электрод заземления свободно вставляют через трубу-боек в верхний боек-держатель до упора. Затем включают вибратор, и с каждым его ударом электрод погружается в грунт на глубину, равную зазору между бойками, а все приспособление опускается вниз под действием своей тяжести. Зазор между бойками восстанавливается силой отдачи и упругости рессор. Когда приспособление, опускающееся вместе с электродом, приблизится к поверхности земли, вибратор отключают и приспособление снимают. Если глубина погружения заземлители недостаточна, то к забитому заземлителю приваривают следующий отрезок круглой стали и процесс забивки повторяют.В грунт средней плотности стержневой электрод диаметром 16 мм длиной 4 м забивают за 5 мин, а длиной 8 м — за 20 мин, включая время сварки отрезков электрода. Приспособлением можно забивать не только круглую сталь, но и трубы и сталь других профилей, если для этого поставить в приспособление боек-держатель и направляющую электрод трубу соответственных размеров.Накоплен большой опыт погружения заземлителей при помощи электромолотков и пневмомолотков, серийно выпускаемых заводами. Используя передвижной электрогенератор или компрессор, можно включать в работу одновременно 2—3 и более молотков, ускоряя работы.В мастерской заранее изготовляют отрезки стержневых электродов длиной по 2,5 м и к одному концу каждого отрезка приваривают муфту, изготовленную из трубы соответственного диаметра и длиной 100 мм, прорезанную с любой стороны на толщину стенки вдоль. Прорезь нужна для продольного сварного шва.При заготовке электродов их вставляют в муфту на 50 мм, приваривают поперечным швом торец муфты к электроду по его окружности и продольным швом длиной 50 мм вдоль прорези в муфте. Вторая половина длины муфты остается свободной для удобства соединения отрезков и забивки. Электромолоток (рис. 1, д) с вставленным в него бойком, входящим своим концом в верхнюю половину муфты, надежно в ней удерживается и, вибрируя под действием собственной массы при включении источника энергии, забивает электрод.В процессе забивки удерживать электромолоток руками не нужно, что значительно облегчает работу. Но для установки электромолотка массой до 21 кг на вертикально поставленный на грунте электрод необходимы прочные, устойчивые переносные козлы с ограждением рабочей площадки.После того, как электрод погрузится до своего верхнего конца, молоток отключают, снимают с электрода и в верхнюю половину муфты вставляют нижний конец следующего отрезка электрода, приваривают его по- перечным и продольным швами к забитому электроду и продолжают погружение, установив электромолоток в муфту, имеющуюся на верхнем конце второго отрезка.Работа по изготовлению муфт и затраты на это труб или листовой стали иногда кажутся монтажникам излишними, и они предпочитают соединять концы отрезков погружаемых электродов заземления менее трудоемкой и простой непосредственной сваркой встык, без муфт. Однако соединение муфтами надежнее и создает удобство в работе. Но муфты создают дополнительное сопротивление (увеличивают реакцию грунта), немного замедляют погружение и уменьшают наибольшую возможную глубину погружения при данной мощности механизма, что особенно заметно в плотном грунте. Сварку встык все же рекомендовать нельзя, так как она непрочна, а сварка внахлестку или с накладками замедляет погружение еще больше, чем муфта.Для электробезопасности молоток должен иметь двойную изоляцию, либо (при обычной изоляции) он должен быть заземлен отдельной жилой шлангового кабеля, по остальным жилам которого подается электроэнергия от генератора или от внешней сети. Дополнительной мерой безопасности, как и для работы с любым электроинструментом, может быть применение резиновых перчаток или устройств защитного отключения.Если вблизи имеется компрессор, то вместо электромолотка рациональнее применить легкий пневмомолоток, но и тогда нужно иметь прочные, устойчивые козлы, так как пневмомолоток в обычно применяемых приспособлениях приходится во время работы удерживать руками, чтобы он не соскочил с электрода вследствие отдачи. Одно из таких приспособлений представляет собой специальную насадку-переходник, верхним концом закрепляемую в пневмомолотке и имеющую в нижнем конце полый цилиндр, в который вставляется конец электрода.Каркас козел можно изготовить из тонкостенных стальных труб диаметром 22—24 мм или из легких, но дорогих дюралюминиевых труб диаметром 20—22 мм, а площадку из досок толщиной 40 мм или из рифленой стали толщиной 4 мм. Если козлы сделать из досок целиком, то они будут тяжелее стальных и быстро придут в негодность.Если козел нет, то электрод можно забить непосредственно с земли) но тогда забиваемые отрезки придется забивать не по 2,5 мм, как рекомендовалось ранее, а короче, соответственно росту рабочего, который будет держать механизированный инструмент на электроде.В мягкий грунт можно забивать электромолотком длинные (до 5 м) электроды небольшого диаметра (до 13 мм) без предварительной заготовки коротких отрезков и сварки их на месте. Это существенно облегчает работу (рис. 1,е).Электромолоток снабжают зажимом, действующим при давлении на него вниз и отпускающим электрод при поднимании молотка. Кроме того, на молоток крепят направляющий уголок. Электрод пропускают через зажим и через отверстие в направляющем уголке. Затем приспособление вместе с электродом ставят на землю и погружают электрод примерно на 0,8 м. После того как приспособление приблизится к земле, его переставляют вверх по электроду на удобную по росту рабочего высоту и продолжают забивку заземлителя.При достаточной мощности электромолотка (0,6— 0,8 кВт) конец электрода подготавливать к погружению не нужно, а при меньшей мощности — конец электрода заостряют для облегчения забивки.Электроинструменты и механизмы с электрическим приводом получают питание от устанавливаемых на автомобилях и тракторах электрогенераторов или от перевозимых в кузовах автомобилей небольших (мощностью 2 кВт) серийно выпускаемых промышленностью бензоэлектрических агрегатов.Если имеется электротрамбовка, то ее можно использовать для забивки электродов, сняв башмак, предназначенный для трамбовки грунта, и насадив на боек ударную втулку, имеющую внутренний диаметр соответственно диаметру вставляемого во втулку стержневого электрода. Аналогично можно приспособить электроперфораторы, электробетоноломы и другие ударные электрические или пневматические ручные машины, снабжая их переходниками для забивки электродов из круглой стали или стали других профилей.При применении пневмоинструментов сжатый воздух Для них подается от компрессоров, которые могут иметь электропривод или механический привод от двигателя автомобиля или трактора. Одна из конструкций механического привода показана на рис. 5. На тракторе Т-40 (или другой марки) устанавливают компрессор производительностью порядка 1 м3/мин при рабочем давлении воздуха до 1 мПа. Для воздушного охлаждения на коми, рессоре монтируют крыльчатку вентилятора автомобильного типа. Около компрессора устанавливают передачу для привода от вала отбора мощности трактора.

Ресивер емкостью 300 л П-образной формы, изготовленный, например, из цельнотянутой стальной трубы диаметром 180 мм, монтируют спереди трактора. На ресивере устанавливают предохранительные клапаны, манометр, редуктор для регулировки давления сжатого воздуха на входе и раздаточные вентили для подключения шлангов, питающих пневмоинструменты. Для перевозки электродов заземления, инструментов и инвентаря можно применить прицепную тележку. Пневмоинструменты (перфораторы, отбойные молотки, рубильные молотки) подбирают так, чтобы их характеристики соответствовали параметрам компрессора.При забивке электродов механизированными инструментами (ручными машинами) небольшой мощности в холодное время года нужно иметь с собой, помимо основного приспособления, еще дрель с длинными сверлами, снабженными наконечниками из твердого сплава. В случае, если толщина мерзлого слоя грунта не поддается пробивке, его просверливают до талого грунта, в скважину вставляют электрод и продолжают забивку.Работниками группы компании Энергостроймеханизация совместно с работниками механизированной колонны № 71 и Нормативно-исследовательской станции № 40 Энергостройтруда при строительстве ВЛ 500 кВ был предложен и внедрен агрегат для монтажа заземляющих устройств опор линии. Для этой цели на базе трактора ДТ-75 было смонтировано навесное оборудование, в состав которого вошли: компрессор Зиф-55; сварочный агрегат ГС-300, молот МО-5 с комплектом шлангов, переходник (боек) для забивки электродов.Работы производили двое электролинейщиков и машинист-тракторист. В среднем в зависимости от сопротивления грунта для заземления каждой опоры забивали 4—5 электродов длиной 3—6 м из круглой стали диаметром 16 мм. После забивки первых трех электродов и приварки к ним горизонтальных перемычек измеряли сопротивление растеканию тока заземления и при необходимости забивали дополнительные электроды. Общее время сооружения заземляющего устройства опоры составило около 2 ч.Высокая производительность агрегата, позволявшего применить глубинные электроды, дала основание предложить замену запроектированных ранее горизонтальных лучей-заземлителей на вертикальные, получить при этом экономию затрат и снизить вдвое расход металла.Заводами выпущены специальные машины для монтажа заземляющих устройств и универсальные машины, могущие быть использованными для этой цели.

ukrelektrik.com

заземления электрод | архив | Электрика своими руками

Как сделать заземление дома треугольным заземлителем своими руками. Треугольный заземлитель это металлическая конструкция, сваренная в треугольник и забитую в землю при помощи металлических штырей.

УЗО это аббревиатура устройства, предназначенного для защиты человека и животных от возможных поражений электрическим током. Полностью это устройство называется Устройство защитного отключения. Еще более полное название — Устройство защитного отключения управляемое дифференциальными токами цепи.

В этой статье я покажу, как сделать расчет заземления частного дома. Простые формулы расчета помогут вам определиться с материалом и конструкцией заземлителя и сделать его своими руками.

Защита электропроводки в квартире включает защиту отдельных групп электропроводок и всей электропроводки в целом при помощи специального оборудования, которое устанавливается на стороне потребителя, то есть вас.

ehto.ru

электрод заземления - патент РФ 2370867

Рисунки к патенту РФ 2370867

Область техники

Предпосылки изобретения

Сущность изобретения

обеспечивают множество электродных секций, содержащих электродные элементы;

для каждой электродной секции обеспечивают подстроечный резистор;

соединяют электродные секции последовательно вдоль электрода линии; и

подстраивают подстроечный резистор, уравнивая ток в каждой секции.

Краткое описание чертежей

Фиг.2 - принципиальная конструкция опоры, несущей линии ПТВН-электропередачи;

Описание предпочтительных вариантов реализации

Технические преимущества состоят в следующем:

сниженный риск появления токов утечки в трансформаторах и инфраструктуре;

не требуется отдельная электродная площадка;

используется полоса отчуждения линии постоянного тока;

1766 А каждый.

В случае волоконноптического фазного провода с сечением 946 мм 2 (Lumpi) сопротивление постоянному току этого провода составляет 0,0356 Ом/км. Результирующее сопротивление между соседними опорами в электроде линии составит 0,00712 Ом (длина пролета - 400 м). Однако возможны и другие решения без оптического кабеля. Низкое сопротивление улучшает токораспределение в электроде линии. Поэтому альтернатива состоит в том, чтобы использовать - по меньшей мере в пределах электродной части линии - два защитных провода крупного сечения, чтобы достичь низкого сопротивления. Например, провод Jorea ACSR1, с сечением 1274 мм2, с сопротивлением 0,0226 Ом/км. Поперечное соединение между двумя проводами на каждой опоре в этом случае приводит к сопротивлению 0,00453 Ом между соседними опорами.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

2. Заземленный электрод по п.1, в котором электрод (2) линии одним концом соединен с точкой (3) заземления.

7. Заземленный электрод по п.5, в котором электродный элемент включает в себя заземление (16) опоры.

8. Заземленный электрод по п.6, в котором электродный элемент включает в себя заземление (16) опоры.

www.freepatent.ru

Заземляющий электрод - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Заземляющий электрод

Cтраница 1

Заземляющие электроды, упакованные с активатором, ЗЖК-41-КА и ЗЖК-12-КА предназначены для устройства анодных заземлений в установках катодной защиты трубопроводов от подземной коррозии, состоят из железокремниевого электрода-заземлителя и активатора, заключенных в стальной кожух. К железокремниевому электроду посредством контактного стержня подключен изолированный проводник. [2]

Заземляющие электроды обычно выполняют из стальных труб ( желательно оцинкованных) диаметром 5 см с толщиной стенки 3 5 мм. Трубы забивают так, чтобы их верхние концы находились на 0 3 - 0 5 м ниже поверхности земли. [4]

Заземляющие электроды, представляющие собой стальные стержни диаметром 15 - 20 мм и длиной 800 мм, устанавливаются по прямой линии с равными промежутками между ними. [5]

Заземляющий электрод 3KA - I40 представляет собой стальной электрод с подключенным к нему проводником, упакованным вместе с активатором в металлический кожух. [6]

Заземляющие электроды о активаторами ЭЖК-41-КА или ЭЖК-12-КА состоят из железокремниевого электрода-зазем-лнтеля и активатора, заключенных в стальной кожух. [7]

Заземляющий электрод должен располагаться над обследуемым сооружением и по возможности ближе к нему. [8]

Заземляющие электроды и места их соединения с токоотводящими спусками проверяют через каждые 5 м, вскрывая одно-два места соединения. При вскрытии проверяют прочность соединения и глубину коррозии элементов устройства. Пораженные коррозией молние-приемники, токоотводы и заземляющие электроды должны быть заменены новыми, если площадь их поперечного сечения уменьшилась на 30 % и более. [9]

Заземляющий электрод ЗКА-140 предназначен для устройства анодных заземлений в установках катодной защиты трубопроводов от подземной коррозии. [11]

Заземляющий электрод ЗКА-140 представляет собой стальной электрод с подключенным к нему проводником, упакованным вместе с активатором в металлический кожух. [12]

Постоянный заземляющий электрод из стальной неизолированной трубы диаметром 37 мм забивается в грунт через стенку колодца на уровне проложенного газопровода. К электроду приваривается контрольный проводник из изолированного провода или прутка в полутвердой изолированной трубке, верхний конец которого также выведен под крышку люка. [13]

Сопротивление заземляющего электрода, расположенного вблизи поверхности, всегда вдвое больше сопротивления такого же электрода, расположенного на большой глубине, так как в первом случае ток растекается только по нижнему полупространству. [14]

Сопротивление заземляющего электрода сложной геометрической формы, например подземной части опоры линии высокого напряжения или радиоантенны, часто проще всего можно определить путем измерения сопротивления модели исследуемой конструкции ft электролитической ванне. Действительное сопротивление заземления будет меньше измеренного на модели в число раз, равное отношению линейных размеров, и больше его в число раз, равное отношению удельных сопротивлений сред. При сопоставлении размеров удобно пользоваться понятием о радиусе эквивалентной полусферы. [15]

Страницы: 1 2 3 4