АНОДНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ

Предлагаемая полезная модель относится к катодной защите подземных сооружений от коррозии и может быть использована в качестве малорастворимых анодных устройств (анодных заземлителей) для передачи постоянного тока по системе провод-анодный заземлитель - земля в системах электрохимической защиты нефтяной, газовой, энергетической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является анодный заземлитель (см. патент SU №1516510 А1 КЛ С 23 F 13/00 1989 г. Бюл. №39), содержащий ферросилидовый цилиндрический электрод и расположенный в его теле токоввод, выполненный в виде стального стержня с головкой и осевым отверстием для крепления токоподводящего провода, причем верхний торец электрода выполнен с коническим углублением и пазом, заполненными диэлектриком.
Недостатком этого анодного заземлителя являются:
- малая площадь поверхности стекания анодного электрического тока с круглого электрода;
- сложность изготовления литого электрода из-за опасности разрушения при производстве;
- требует специальную тару при транспортировке;
- имеется вероятность быстрого выхода из строя провода токоввода при перегибе и трении его о край анода;
- повышенный расход электроэнергии при эксплуатации из-за использования стального стержня имеющего высокое электросопротивление и повышенного нагрева электрода с заниженной площадью поверхности.
Техническая задача предполагаемой полезной модели состоит в разработке конструкции анодного заземлителя, позволяющего повысить эффективность работы анодных заземлителей при катодной защите подземных металлических сооружений от коррозии, уменьшить опасность разрушения электрода анодных заземлителей при производстве, транспортировке и монтаже на трассе, снизить опасность разрушения провода токоввода при монтаже и эксплуатации, а также уменьшить расход электроэнергии при эксплуатации.
Поставленная техническая задача достигается за счет того, что:
- 1 вариант. Электрод предполагаемого изобретения имеет увеличенную площадь поверхности за счет формы сечения, в виде креста с четырьмя равноудаленными полусферами, соединенными дугами вогнутыми к центру электрода, позволяющими при изготовлении отливок электрода осуществлять разъем (рис.1). Контактный узел соединения провода токоввода с электродом анодного заземлителя производят по известной технологии.
- 2 вариант. Анодный заземлитель (фиг.2) от первого варианта отличается тем, что крестовидный электрод с одного конца армирован металлическим элементом, выполненным в виде втулки 3 с большим отверстием для удобства монтажа контактного узла и малым отверстием для соединения провода токоввода 2 с электродом 1, а с другого конца закладной пластиной 8 с отверстием для удобства сборки и монтажа, соединения двух электродов в модуль, удобства сборки и монтажа и контроля переходного сопротивления контактного узла, кроме этого на электрод одевается термоусаживаемая муфта 7 имеющая одно отверстие для заливки контактного узла герметиком 5, а второе боковое отверстие для выхода провода токоввода и отвода воздуха при заливке герметика.
Сущность полезных моделей поясняется чертежами (см. фиг.1 и фиг.2), где на фиг.1 по первому варианту представлен анодный заземлитель, состоящий из ферросилидового (железокремнистого) электрода 1, представляющего собой отливку с сечением выполненным в виде креста с четырьмя равноудаленными полуокружными лепестками, соединенными дугами вогнутыми к центру электрода, позволяющими при изготовлении литого электрода осуществлять разъем формы без ее разрушения. Провод токоввода 2 соединяется с электродом 1 по общепринятой технологии.
На фиг.2 по второму варианту крестовидный электрод 1 дополнительно армирован металлической втулкой 3, имеющей с краю одно большое отверстие, позволяющее удобно монтировать (подсоединять) провод токоввода 2 через малое отверстие втулки с электродом 1 с помощью металлического клина 4, оба отверстия после монтажа заполняются герметиком 5. Контактный узел изолирован герметиком и дополнительно термоусаживающей муфтой 7 с боковым отверстием для прохода провода токоввода и отвода воздуха при заливке и центральным для заливки герметиком. Анодный заземлитель работает следующим образом:
От катодной станции на провод токоввода 2 подается постоянный ток расчетной силы и напряжения.
Проходя по ферросилидному электроду 1 ток равномерно распределяется по глубине и растекается по пластам окружающего электрод грунта от которого он попадает на подземные металлические конструкции, предохраняя их от коррозии.
Благодаря крестовидному сечению площадь поверхности электрода анодного заземлителя увеличивается до 30% по сравнению с круглым сечением. Это позволяет повысить эффективность работы анодного заземлителя, а также снизить температуру нагрева электрода. Понижение температуры электрода приводит к уменьшению расхода электроэнергии на преодоление сопротивления разогретого электрода и, соответственно, к снижению энергозатрат при эксплуатации.
Кроме этого, крестовидная форма электрода позволяет не применять специальную тару при транспортировке, а также значительно снижает сопротивление растекания тока и уменьшает переходное сопротивление.
Контактный узел по 2-му варианту предлагаемой полезной модели анодного заземлителя отличается от авторского свидетельства №1516510 тем, что ток по медному проводу токоввода подается непосредственно на электрод, имеющий намного ниже электросопротивление, чем стальной стержень, что приводит к снижению расхода электроэнергии, кроме этого, втулка 3 несколько выступает из электрода, что облегчает изготовление литого электрода и позволяет дополнительно вокруг втулки заполнять герметиком 5, предохраняя контактный узел от проникновения газов.
Применение термоусаживаемой муфты 7 создает дополнительную защиту контактного узла от влияния среды хлора и сульфатов. Боковой отвод провода токоввода из муфты и пропускание его между лепестками электрода исключает трение провода о края электрода и выход его из строя при перегибе, монтаже и эксплуатации.
Опытно-промышленное испытание предлагаемых полезных моделей анодного заземлителя показало лучшие эксплуатационные качества по сравнению с известным аналогом, высокую надежность анодного заземления и стабильную работу станций катодной защиты при уменьшенном расходе электроэнергии.