КОНТАКТНЫЙ УЗЕЛ АНОДНОГО ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ

Техническое решение относится к области энергетики, а именно к «устройствам электрохимической катодной защиты подземных металлических сооружений от коррозии, преимущественно, трубопроводов энергетических магистралей.
Известен контактный узел анодного заземлителя, содержащий токоввод, выполненным в торцевом цилиндрическом отверстии электрода, в которое вставлен конец кабеля с оголенной жилой, зачеканенной расплавленным свинцом. Отверстие заполнено эпоксидной смолой и закрыто фторопластовой шайбой. Дополнительно вокруг конца электрода с токовводом сформирована крышка из эпоксидной смолы (см. справочник «Стрижевского И.В., Зиневича A.M., Никольского К.К. и др. "Защита металлических сооружений от подземной коррозии", М., Недра, 1981, с. 196).
Известен контактный узел анодного заземлителя, содержащий электрод из малорастворимого материала, токоввод, выполненный в залитом компаундом торцевом углублении электрода, в котором зачеканена жила соединительного провода, и пробку, закрывающую торцевое углубление. Компаунд выполнен многослойным, причем слои составлены поочередно из материала, имеющего высокую адгезию к изоляции соединительного провода, и материала, имеющего высокую адгезию к электроду так, что внешним является слой, имеющий высокую адгезию к электроду. Слои компаунда отверждены при температуре, превышающей максимально возможную температуру, до которой может нагреться заземлитель. Пробка, закрывающая торцевое углубление электрода, выполнена из эластичного материала, скрепленного с электродом и/или соединительным проводом (RU 2333293C2, C23F 13/16, 10.04.2008).
Наиболее близким аналогом к заявленному решению является контактный узел анодный заземлителя, содержащий электрод и кабель, отличающийся тем, что тело электрода выполнено цельным из электропроводного полимерного материала, кабель закреплен на теле электрода, место соединения кабеля с телом электрода изолировано от внешней среды герметизирующим элементом. Кабель прикрепляют к телу электрода с помощью стандартного наконечника из медного сплава. Наконечник соединяют с кабелем путем обжатия. В торцевой части тела электрода выполняют отверстие. В отверстие вкручивают винт 6 и прижимают наконечник к торцевой части электрода (RU 150498 U1 C23F 13/16, 20.02.2015).
Недостатком данного контактного узла является то, что в нем контакт обеспечивается, в основном, посредством наконечника из медного сплава который прижимают к торцу части электрода с помощью винта. Вследствие неровностей (микрорельефа) на торце электрода такое соединение может не обеспечивать достаточной площади контакта и стабильных характеристик работы.
Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности устройства за счет улучшения электрического контакта.
Технический результат достигается за счет того, что контактный узел анодного заземлителя, включает токоподводящий провод для подключения электрода, по меньшей мере, один металлический переходник, который вкручен в отверстие, выполненное в части электрода, причем в образованном резьбовом соединении имеется токопроводящая пластичная масса.
Предпочтительно, что металлический переходник выполнен в виде стержня с наружной нарезкой. Предпочтительно, что металлический переходник представляет собой болт или самонарезающий шуруп.
Предпочтительно, что металлический переходник выполнен из цветного металла или сплава, предпочтительно, из латуни.
Металлический переходник может быть выполнен в виде втулки или штуцера.
Предпочтительно, что в отверстии предварительно нарезана резьба.
Отверстие может быть выполнено глухим.
Отверстие может быть выполнено сквозным.
Токоподводящий провод напрямую соединен с металлическим переходником, например, посредством пайки или сварки.
Предпочтительно, что токоподводящий провод соединен с металлическим переходником посредством, по меньшей мере, одного дополнительного металлического элемента, предпочтительно, пластины с отверстием для пропуска металлического переходника и/или шайбы.
Предпочтительно, что дополнительный металлический элемент выполнен из цветного металла или сплава, предпочтительно, из латуни.
Предпочтительно, что токоподводящий провод припаян или приварен к дополнительному металлическому элементу.
Токоподводящий провод может быть прижат к дополнительному металлическому элементу, либо токоподводящий провод зажат между металлическим проводником и дополнительным металлическим элементом. Предпочтительно, что между дополнительным металлическим элементом и частью электрода имеется слой токопроводящей пластичной массы.
Предпочтительно, что, что отверстие выполнено сквозным, при этом болт проходит насквозь часть электрода и фиксирован гайкой.
Предпочтительно, что дополнительный металлический элемент выполнен в виде гнутой пластины, охватывающей часть электрода.
Предпочтительно, что гнутая пластина выполнена П-образной.
Предпочтительно, что дополнительный металлический элемент выполнен в виде обечайки охватывающей часть электрода, которая, предпочтительно, имеет загнутый конец для размещения токоподводящего провода.
Электрод может быть выполнен из наполненного токопроводящими частицами пластика, предпочтительно, углеродными частицами.
Предпочтительно, что электрод, выполнен из графитопласта или антегмита.
Предпочтительно, что токопроводящая пластичная масса представляет собой смазку или мазь, наполненную электропроводящими частицами, предпочтительно, графитовую смазку, либо электропроводящую контактную пасту или электропроводящий гель.
Наиболее предпочтительно, что контактный узел анодного заземлителя, включает токоподводящий провод для подключения электрода, который выполнен из графитопласта, по меньшей мере, один металлический переходник, выполненный в виде болта, который вкручен в отверстие, в котором предварительно нарезана резьба, выполненное в части электрода, причем в образованном резьбовом соединении имеется токопроводящая пластичная масса, представляющая собой графитовую смазку, при этом токоподводящий провод соединен с металлическим переходником посредством, по меньшей мере, одного дополнительного металлического элемента, предпочтительно, пластины, причем дополнительный металлический элемент контактирует с частью электрода через графитовую смазку, при этом металлический переходник и дополнительный металлический элемент выполнены из цветного металла или сплава, предпочтительно, латуни.
Предпочтительно, что элементы контактного узла дополнительно изолированы компаундом и/или термоусадочной пленкой.
Устройство поясняется чертежами.
На ФИГ. 1 изображен продольный разрез контактного узла.
На ФИГ. 2 Узел 1 на ФИГ. 1 (увеличено).
На ФИГ. 3 изображен продольный разрез контактного узла с дополнительным металлическим элементом.
На ФИГ. 4 Узел 2 на ФИГ. 3 (увеличено).
На ФИГ. 5-8 закрепление контактного узла с дополнительным металлическим элементом на электродах различного сечения (изометрические виды).
На ФИГ. 9-11 схема закрепления контактного узла с дополнительным 1 металлическим элементом на электродах плоской формы.
На ФИГ. 12 схема закрепления узла на торце электрода.
На ФИГ. 13 схема работы анодного заземлителя.
Контактный узел анодного заземлителя, включает токоподводящий провод 1 для подключения электрода 2, по меньшей мере, один металлический переходник 3, который вкручен в отверстие 4, выполненное в части 5 электрода 2, причем в образованном резьбовом соединении имеется токопроводящая пластичная масса 6.
Металлический переходник 3 выполнен в виде стержня с наружной спиральной или винтовой нарезкой (резьбой).
Предпочтительно, что металлический переходник 3 представляет собой болт.
Металлический переходник 3 может представлять собой самонарезающий шуруп, либо может быть выполнен в виде втулки или штуцера.
Предпочтительно, что металлический переходник 3 выполнен из цветного металла или сплава, предпочтительно, из латуни.
Предпочтительно, что в отверстии 4 предварительно нарезана резьба.
Отверстие 4 может быть выполнено глухим, либо сквозным.
Токоподводящий провод 1 может быть напрямую соединен с металлическим переходником 3, например, посредством пайки или сварки.
Предпочтительно, что токоподводящий провод соединен с металлическим переходником посредством, по меньшей мере, одного дополнительного металлического элемента 7, предпочтительно, пластины и/или шайбы.
Предпочтительно, что дополнительный металлический элемент 3 выполнен из цветного металла или сплава, предпочтительно, из латуни.
Предпочтительно, что токоподводящий провод 1 припаян или приварен к дополнительному металлическому элементу 7.
Токоподводящий провод 1 может быть прижат к дополнительному металлическому элементу 7, либо токоподводящий провод 1 может быть зажат между металлическим проводником и дополнительным металлическим элементом.
Предпочтительно, что между дополнительным металлическим элементом 7 и частью 5 электрода имеется слой токопроводящей пластичной массы 6.
В зависимости от формы электрода возможны различные особенности выполнения вспомогательных деталей контактного узла.
В случае сравнительно малой толщины электрода 2, например, при выполнении его в виде пластины (ФИГ. 5, 9-11), отверстие 4 выполняют сквозным, при этом болт проходит насквозь часть 5 электрода и фиксируется гайкой 8. При этом в случае наличия дополнительного металлического элемента 7, он выполнен в виде плоской пластины (ФИГ. 11) или нескольких пластин (ФИГ. 9), П-образной гнутой пластины, охватывающей часть 5 электрода (ФИГ. 10), либо в виде обечайки (ФИГ. 5) охватывающей часть 5 электрода, которая, предпочтительно, имеет загнутый конец для размещения токоподводящего провода 1.
В случае большей толщины электрода или в случае выполнения его цилиндрическим контактный узел целесообразно размещать на торце 9 электрода 2. (ФИГ. 6-8, 12).
Электрод 2 выполнен монолитным, из наполненного токопроводящими частицами пластика. Предпочтительно, из наполненного углеродными частицами пластика, например, из графитопласта или антегмита.
Токопроводящая пластичная масса представляет собой смазку или мазь, наполненную электропроводящими частицами. Предпочтительно, графитовую смазку, либо электропроводящую контактную пасту или электропроводящий гель.
Наиболее предпочтительна следующая конфигурация устройства. Контактный узел анодного заземлителя, включает токоподводящий провод 1 для подключения электрода 2, который выполнен из графитопласта, по меньшей мере, один металлический переходник 3, выполненный в виде болта, который вкручен в отверстие 4, в котором предварительно нарезана резьба, выполненное в части 5 электрода 2, причем в образованном резьбовом соединении имеется токопроводящая пластичная масса 6, представляющая собой графитовую смазку, при этом токоподводящий провод 1 соединен с металлическим переходником 3 посредством, по меньшей мере, одного дополнительного металлического элемента 7, предпочтительно, пластины, причем дополнительный металлический 7 элемент контактирует с частью 5 электрода 2 через графитовую смазку, при этом металлический переходник 3 и дополнительный металлический элемент 7 выполнены из цветного металла или сплава, предпочтительно, латуни.
Контактный узел монтируют следующим образом. Проделывают отверстие в части 5 электрода 2. Нарезают в отверстии резьбу. Смазывают дополнительный металлический элемент 7 (в общем случае пластину) а также поверхность 10 части 5 электрода токопроводной пластичной массой 6 (графитовой смазкой). Смазывают металлический переходник 3 и/или резьбу отверстия графитовой смазкой, пропускают его в отверстие в дополнительном металлическом элементе 7, вкручивают металлический переходник 3 в отверстие 4 с резьбой, прижимая дополнительный металлический элемент к поверхности части 5 электрода 2. Токопроводящий провод припаивают к дополнительному металлическому элементу 7. Все перечисленные элементы изолируют компаундом и/или термоусадочной пленкой.
Токопроводная пластичная масса 6 заполняет микронеровности на контактируемых поверхностях, что позволяет существенно снизить электрическое сопротивление контакта за счет увеличения площади контактирования. Кроме того, токопроводная пластичная масса 6 ограничивает доступ влаги, в том числе капиллярной, к месту контакта металлического переходника 3 и части электрода.
Устройство работает следующим образом. Ток, подаваемый от источника тока (условно не показан), через токоподводящий провод 1 поступает на металлический переходник 1 или на дополнительный металлический элемент 7, а через него на металлический переходник 3 и передается через токопроводную пластичную массу 6 на часть 5 электрода 2. За счет того что токопроводная масса, является пластичной, в процессе работы устройства даже при возникновении температурных деформаций металлического переходника и части 5 электрода электрический контакт между ними не нарушается.
Анодный заземлитель 2 оснащенный контактным узлом помещают в скважину в грунт на заданном расстоянии от защищаемого подземного сооружения 11 (трубопровода) подключают его к положительному полюсу источника тока (сети станции катодной защиты), при этом трубопровод подключают к отрицательному полюсу тока защищаемое сооружение к сети.
Под воздействием электрического тока начинается движение электронов от электрода и активатора к трубопроводу (ФИГ. 13).
Описанная конструкция контактного узла позволяет повысить его технологичность и надежность, а также эффективно снизить потери электрической энергии, увеличивает контактную поверхность, снижает электрическое сопротивление контакта, стабилизирует температурный режим контактного соединения в процессе эксплуатации и стабильность электрических характеристик во времени, увеличивает срок бесперебойной работы устройства.