Анодный заземлитель

Полезная модель относится к электрохимической защите объектов от коррозии, в частности, к системам катодной защиты от коррозии металлических конструкций, находящихся под землей.
При использовании систем защиты от электрохимической коррозии подземных объектов возникают задачи отведения от объекта положительного или отрицательного напряжения при сохранении остального напряжения. Бывают задачи по отведению переменного напряжения при условии сохранения части напряжения той или иной полярности, например при электрохимической защите возникает необходимость оставить один вольт отрицательной полярности. Нежелательное электрическое напряжение на подземном объекте может возникать из-за электрических наводок, наводимых близ идущими линиями электропередач, либо из-за утечек электрического напряжения с технологического оборудования, к которому подсоединены защищаемые металлические конструкции.
Известен патент на полезную модель №130995, «Протектор для электрохимической защиты подземного оборудования от коррозии», C23F 13/00, 2013. Протектор, состоит из анода, выполненного в виде металлической отливки магниевого сплава и контактного сердечника, размещенного в мешке, заполненного активатором, через горловину которого пропущен изолированный провод, соединяющий контактный сердечник анода с защищаемым оборудованием. Недостатком полезной модели является отсутствие возможности отвода от оборудования переменного напряжения с сохранением напряжения заданной полярности необходимого для электрохимической защиты подземного оборудования.
Известен патент на полезную модель №92662, «Анодный узел для системы катодной защиты от морской коррозии металлических судов и сооружений», C23F 13/06, 2010. Согласно полезной модели в анодном узле системы катодной защиты, содержащем диэлектрическую основу, вмонтирована биметаллическая анодная пластина с токопроводящим элементом. Диэлектрическая основа снабжена плакирующим слоем из силиконовой резины. В диэлектрическую основу вмонтирована дополнительная анодная биметаллическая пластина, которая электрически связанна перемычкой с первой биметаллической пластиной. Диэлектрическая основа закрыта защитным листом из титана. Защитный лист соединен с корпусом защищаемого металлического судна или сооружения через выполненный из титана контактный стержень и цепь последовательно соединенных диодов. Недостатком данного изобретения является сложность изготовления анодного узла, а использование диода в данном решении обусловлено требованием увеличения токоотдачи анода.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран патент на полезную модель №150498, «Анодный заземлитель», C23F 13/16, 2015. Анодный заземлитель выполнен из электропроводного полимерного материала. К электроду прикреплен кабель. Место соединения кабеля с телом электрода изолировано от внешней среды герметизирующим элементом. Недостатком полезной модели является невозможность обеспечить отвод переменного напряжения и сохранить напряжение заданной полярности для обеспечения защиты от электрохимической коррозии.
Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение возможности ограничения электрических характеристик анодного заземлителя, таких как сила тока и напряжение.
Технический результат достигается за счет того, что в анодном заземлителе, состоящем из анода, герметично соединенного с кабелем для подключения к станции катодной защиты, согласно полезной модели, в цепи между анодом и кабелем, установлен диод.
Технический результат обеспечивается использованием диода в конструкции анодного заземлителя, благодаря свойствам диода обеспечивается необходимое ограничение электрических характеристик тока и напряжения присутствующего на защищаемом объекте. При необходимости возможно отведение положительного или отрицательного напряжения в зависимости от технических требований, предъявляемых к защищаемому объекту.
На фигуре представлена схема анодного заземлителя.
Анодный заземлитель содержит тело анода 1. В анод 1 вставлен диод 2, таким образом, что разъем контакта 3 диода 2 находится на торце верхней части анода 1. Использоваться могут следующие диоды - стабилитроны, стабисторы, симисторы, динисторы и т.д., они подбираются в зависимости от требований предъявляемых к защищаемому объекту. Крепление диода 2 к аноду 1 осуществляется с помощью резьбового соединения или любым другим допустимым способом. К разъему контакта 3 диода 2 прикрепляется кабель 4 пайкой или любым другим допустимым способом. Место соединения анода 1, диода 2 и разъема контакта 3 защищено термоусадочной трубкой 5. Внутреннее пространство термоусадочной трубки 5 заполнено компаундом 6.
Анодный заземлитель работает следующим образом.
Ток переменного напряжения проходя через диод 2 выпрямляется, синусоида напряжения преобразуется в положительную или отрицательную полуволну, в зависимости от выбранного диода 2. Диод включаться полярностью может по-разному, в зависимости от назначения анода. При необходимости отвода с защищаемого объекта положительного напряжения на анодный заземлитель устанавливают диод 2, пропуская через него ток не менее 10 А. За счет электрических свойств диода 2, обеспечивается прохождение в заданном направлении только тока положительного напряжения. По цепи от источника питания, через анодный заземлитель, далее через токопроводящий грунт к защищаемому объекту и далее к станции катодной защиты течет ток. Анод 1 подключают к положительному полюсу станции катодной защиты. Возможно подключение конденсатора параллельно диоду 2 для одновременного отвода переменного тока. В случае, когда при электрохимической защите необходимо оставить на защищаемом объекте один вольт отрицательной полярности, обеспечивают максимальное падение напряжения на диоде - 0.5в, со стороны станции катодной защиты подключают «плюс», к самому аноду при этом прикладывают «минус». При обратном приложении напряжения диод 2 будет обладать высоким сопротивлением и течения тока через диод 2 происходить не будет. Благодаря заявляемой схеме включения анодного заземлителя 1 и использования различных видов диодов 2 в зависимости от их назначения, таких как стабилитроны, стабисторы, симисторы, динисторы и т.д., обеспечивают фильтрацию переменного напряжения и отведение положительного или отрицательного напряжения в зависимости от технических требований, предъявляемых к защищаемому объекту.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет обеспечить возможность ограничения электрических характеристик анодного заземлителя, таких как сила тока и напряжение.