Установка для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод
DEVICE FOR INVESTIGATING THE EFFECT OF FROST HEAVING OF SOIL ON A GROUND ELECTRODE

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод.
В настоящее время при установке и эксплуатации систем заземления, состоящих из горизонтальных и вертикальных электродов, возникает проблема потери их рабочих свойств (уменьшение эффективности растеканию тока, деформация и разрушение узлов соединения и др.) вследствие эффекта морозного пучения грунта в осенне-зимние, и весенне-летние периоды, выталкивающего электроды из почвы. В результате развития этих процессов возникает большая вероятность: аварийных ситуаций и человеческих жертв при ударе током.
Известна установка для исследования влияния факторов окружающей среды и блуждающих токов на процесс коррозии заземляющих устройств [RU 161812 U1 МПК G01R 19/145, опубликованное 10.05.2016, бюл. №13], содержащая лабораторный автотрансформатор ЛАТР, подключенный к разделительному трансформатору, заземляющие электроды, соединенные последовательно с миллиамперметром и параллельно с вольтметром, и погруженные в грунт, засыпанный в диэлектрические ванны, на дне которых расположена медная фольга, при этом в грунт дополнительно погружены электроды прибора для измерения влажности и кислотности грунта.
Недостатком данного изобретения является отсутствие возможности исследования влияния эффекта морозного пучения грунта в осенне-зимние и весенне-летние периоды на заземляющий электрод.
Задачей изобретения является создание установки для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся в возможности исследования механических сил, действующих на заземляющий электрод в пучинистых и вечномерзлых грунтах, для выбора оптимальной конструкции, препятствующей этим силам.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод содержит полый корпус, тензометрические датчики, датчики температуры и влажности, снаружи корпус покрыт теплоизоляцией, в нижней части между корпусом и теплоизоляцией расположен охлаждающий элемент, в верхней части установлены нагревательный и охлаждающий элементы, выходы тензометрических датчиков, датчиков температуры и влажности присоединены к входам электронно-вычислительной машины.
На фиг. 1 - изображена установка для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод.
Установка для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод состоит из полого корпуса 1, внутри которого расположен грунт (фиг. 1). Снаружи корпус 1 покрыт теплоизоляцией 2. Для составления картины распределения температуры, влажности и механических сил, происходящих при перемещении грунта, по объему грунта расположены датчики температуры 3, датчики влажности 4, тензометрические датчики 5, выходы которых соединены со входами электронно-вычислительной машины (ЭВМ) 6. Для моделирования нескольких циклов пучения грунта, соответствующего осенне-зимним и весенне-летним периодам, за короткое время, в нижней части установки между корпусом 1 и теплоизоляцией 2 расположен охлаждающий элемент 7, а над поверхностью грунта расположены охлаждающий элемент 8 и нагревательный элемент 9.
Установка для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод работает следующим образом.
При включении охлаждающих элементов 7 и 8 грунт, расположенный в корпусе 1, охлаждается и замораживается, что соответствует осенне-зимнему периоду. Датчики температуры 3 и датчики влажности 4 передают сигнал на ЭВМ 6, которая по заложенному алгоритму формирует картину распределения температуры и влажности по объему грунта. Далее охлаждающий элемент 8 выключается и включается нагревательный элемент 9, что соответствует весенне-летнему периоду. Заземляющий электрод, помещенный в грунт, под воздействием механических сил, возникающих вследствие эффекта морозного пучения, перемещается. Тензометрические датчики 5, прикрепленные к заземляющему электроду, передают сигнал на ЭВМ 6, которая составляет картину воздействие механических сил на заземляющий электрод. Затем нагревательный элемент 9 выключается и включается охлаждающий элемент 8, что соответствует осенне-зимнему периоду, и цикл повторяется. Покрытие корпуса 1 теплоизоляцией 2 позволяет изолировать исследуемый грунт от воздействия внешних факторов окружающей среды. Используя несколько конструкций заземляющих электродов, на основе полученных данных можно определить оптимальную конструкцию, препятствующую механическим силам.