АКТИВНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ (AVG) С ПРИМЕНЕНИЕМ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ТОКОПРОВОДЯЩЕЙ СМЕСИ "AVGaktiv"

Настоящее изобретение относится к области электроэнергетики и промышленности.
Из существующего уровня техники известны электролитические заземляющие электроды, которые состоят из перфорированных в нижней части труб, выполненных из нержавеющих материалов, в которые заливается электролитический раствор на основе хлорида натрия (US 6515220 B1, опубл. 4.02.2003). Их установка проводится в пробуренный колодец, заполненный графитно-бетонитовой смесью. При эксплуатации происходит диффузия электролитического раствора в окружающий грунт, чем достигается увеличение объема среды с повышенной проводимостью и снижение сопротивления растеканию заземлителя.
Наиболее близким к заявленному техническому решению являются электролитические заземляющие электроды (Moisture collecting grounding electrode US 6515220 B1, опубл. 4.02.2003). Недостатком данного технического решения является сложность монтажа, высокая стоимость электродов и необходимость обслуживания. Причинами этого является:
1. Большой диаметр электродов, требующий при установке выполнение бурильных работ.
2. Применение в качестве материалов электродов дорогостоящих коррозионно стойких марок металлов.
3. Применение электролитического наполнителя, являющегося коррозионно-активной средой, которая может негативно влиять на элементы заземляющих устройств.
4. Применение дорогих видов сварки для соединения электролитических заземляющих электродов с прочими элементами заземляющего устройства (например, экзотермическая сварка).
5. Необходимость периодического обслуживания с доливкой электролитического наполнителя, либо установки соответствующего устройства для такой доливки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение стоимости электродов, снижение затрат на установку заземлителей, исключение необходимости их обслуживания.
Решение данной задачи достигается применением следующих технических решений:
1. Вместо электролитического наполнителя используется наполнитель на основе графита. Указанный наполнитель не является коррозионно-активным, вследствие чего он не представляет опасности для элементов заземляющего устройства. Указанное техническое решение позволяет использовать в качестве материалов электродов менее коррозионно стойкие металлы.
2. В качестве электродов используются трубы из неоцинкованной, либо оцинкованной стали.
3. Использование электродной сварки вместо более дорогих видов сварки.
4. В качестве электродов используются трубы меньшего диаметра, перфорированные в нижней части, позволяющего их устанавливать без применения бурильных работ.
Техническими результатами, обеспечиваемыми приведенной совокупностью признаков, являются: снижение стоимости заземлителя; снижение затрат на его установку, отсутствие затрат на его обслуживание.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - Установка активного заземлителя;
На фиг. 2 - Заливка многокомпонентной смеси;
На фиг. 3 - Коронка (сверло для ввинчивания заземлителя в грунт);
На фиг. 3а - Спецификация коронки;
На фиг. 4 - Втулка;
На фиг. 5 - Обсадная труба;
На фиг. 6 - Хвостовик
На фиг. 7 - Шток инъектора;
На фиг. 8 - Головка инъектора;
На фиг. 9 - Сборочный чертеж заземлителя
На фиг. 9а - Спецификация сборочного чертежа заземлителя
Работает устройство следующим образом. Собранный заземлитель (фиг. 9), состоящий из Коронки (фиг. 3), Втулки (фиг. 4), Обсадной трубы (фиг. 5) и Хвостовика с муфтой (фиг. 6) с помощью перфоратора ввинчивается в грунт. После того, как заземлитель установлен Хвостовик снимается. После этого на ввинченный в грунт заземлитель устанавливается еще одна Муфта и Обсадная труба для того, чтобы увеличить длину устанавливаемого заземлителя (две секции дают в сумме ~3 метра). На свободный конец Обсадной трубы также устанавливается Хвостовик и снова производится ввинчивание в грунт заземлителя. После окончания работ Хвостовик снимается. В результате получаем установленный в грунт на глубину ~3 метра вертикальный заземлитель.
После установки вертикальных электродов в грунт производится заливка в трубу заземлителя многокомпонентной смеси «AVGactiv» в жидкой фазе.
В состав многокомпонентной смеси «AVGactiv» входит:
- Проводящий состав: 90-95%. В качестве проводящего состава используется графит, либо пиролитический графит в мелкодисперсной форме.
- Затвердитель: 5-10%. В качестве затвердителя используется цемент.
Для получения жидкой фазы смеси «AVGactiv» выполняется затворение ее водой в пропорции смесь/вода: 1:3-1:4 по объему.
После заливки смесь инъектируется с помощью штока инъектора (фиг. 7) с присоединенной головкой инъектора (фиг. 8). Это позволяет смеси проникнуть в грунт через перфорированные отверстия труб заземлителя. В результате растекания многокомпонентной смеси «AVGactiv» по грунту создается полный контакт наружной и внутренней поверхности системы заземления с почвой, заполняются пустоты, образовавшиеся от вибрации при внедрении перфоратором, многократно увеличивая токопроводящую поверхность за счет распространения по трещинам и пустотам в грунте, дополнительно создавая объемную токопроводящую поверхность. В результате увеличивается площадь контакта заземлителя с грунтом, тем самым снижая его сопротивление растеканию. После затвердевания смеси, она сохраняет свои токопроводящие свойства неизменными во времени.
Применение активных заземлителей предполагается на объектах (электрических станциях, подстанциях, опорах линий электропередач, промышленных объектах), расположенных в районах с высоким удельным сопротивлением грунта, где достичь значения сопротивления растеканию заземляющего устройства, регламентированного нормативно-технической документацией, с помощью обычных заземлителей представляется труднодостижимым, а применение электролитических заземляющих электродов приводит к значительным затратам.
Разработанная полезная модель планируется к установке на опорах воздушных линий сетей 110, 35 и 6 кВ ОАО «Газпромнефть-ННГ» и ООО «Газпромнефть-Хантос». Применение активных заземлителей (AVG) с применением многокомпонетного токопроводящей смеси «AVGactiv» позволит снизить сопротивление растеканию заземляющих устройств опор воздушных линий и подстанций до значений, регламентированных нормативно-технической документацией, тем самым повысив грозовую устойчивость линий и подстанций и снизить количество их аварийных отключений.