ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ

Название	ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ
Разработчик (Авторы)	Васильев Павел Филиппович, Кобылин Виталий Петрович, Седалищев Виталий Алексеевич
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2546992
Дата регистрации	05.03.2015
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук
Область применения (класс МПК)	Н 01 R 4/66 (2006.01), H 02 B 1/16 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в районах распространения многолетнемерзлых грунтов при выполнении заземляющих устройств для мобильных передвижных электроустановок.

Существуют глубинные и выносные заземлители (Правила устройства электроустановок. 7-е издание. М., 2006, 552 с.). Недостатком глубинных заземлителей является дороговизна бурения скважин; для выносных заземлителей необходимо наличие непромерзающих водоемов с площадью не менее 0,28 км² расположенных вблизи заземляемых объектов. Известны также поверхностные переносные заземлители с использованием концентрированного раствора поваренной соли и подсыпкой талого грунта между заземлителем и мерзлым грунтом (Карелин В.И. Способ установки передвижных заземлителей. Авторское свидетельство №414665, БИ №5, 1974). Недостатком их является плохой контакт с мерзлым грунтом вследствие быстрого промерзания подсыпанного грунта, что ведет к резкому возрастанию сопротивления заземления. Кроме того, создаются очаги засоления почвы.

Наиболее близким техническим решением является заземляющее устройство с резервуаром для сжигания жидкого топлива (тороидальной или прямоугольной формы) (Седалищев В.А., Якушев М.В. Поверхностный переносной заземлитель. Авторское свидетельство №716096, БИ №6, 1980). Данное устройство выполнено в виде неутепленного корпуса-резервуара, в центре которого расположен груз. В резервуар заливается жидкое топливо и поджигается. Теплоизолирующим материалом (войлоком) резервуар накрывается только при отсутствии пламени, так как данное устройство рассчитано на пламенный разогрев грунта. Его недостатком являются затраты на доставку жидкого топлива, сжигаемого в течение всего рабочего времени заземляемого объекта.

Известен также способ выполнения заземления в многолетнемерзлых грунтах с помощью круглых коаксиальных электродов-заземлителей (Кобылин В.П., Бондарев Э.А., Ушаков В.Я., Седалищев В.А., Ли-Фир-Су Р.П. Способ выполнения заземления в многолетнемерзлых грунтах. RU 2276825 С2, Н012 4/66, 2006). Отличие данного способа с заявляемым поверхностным заземлителем является погружение вертикально в грунт вспомогательного заземляющего устройства в виде коаксиальных электродов-заземлителей, которые соединяются гальванически с главным стационарным устройством заземления защищаемого объекта (электрическая станция, трансформаторная подстанция и др). Причем главный контур заземляющего устройства, шина гальванической связи и вспомогательное заземляющее устройство коаксиальной конструкции без тепловой изоляции засыпаются слоем грунта толщиной не менее 0,5 м для исключения случайных механических повреждений и разрывов элементов заземляющего устройства. На поверхность земли выводятся только шины для присоединения корпусов электрооборудования и провода для подключения электропитания коаксиальных электродов-заземлителей. Предлагаемое устройство поверхностного заземлителя относится к переносным, которое после окончания работ демонтируется и транспортируется вместе с мобильной установкой на другое место работы и является неотъемлемым устройством этой установки.

Задачей настоящего изобретения является снижение и стабилизация сопротивления растеканию тока в грунте от переносного поверхностного заземлителя и повышение надежной и безопасной работы электрооборудования и обслуживающего персонала мобильной электроустановки в зимний период в условиях экстремально низких температур и многолетнемерзлых грунтов.

Эта задача решается тем, что переносной поверхностный заземлитель содержит плоские горизонтально расположенные электроды-заземлители коаксиальной конструкции, наружные обкладки которых изолированы слоем термовлагостойкого лака, размещенные в герметичном теплоизолированном полиуретановым покрытием корпусе, защищенном стеклопластиковой оболочкой. Корпус снабжен концентратором тепла и датчиком сопротивления, соединенным с электронным стабилизатором сопротивления растеканию тока в грунте.

Поверхностный заземлитель присоединен к источнику электропитания мобильной электроустановки.

Сравнение предложенного устройства поверхностного заземлителя с другими известными техническими решениями того же назначения показывает, что в этом устройстве необходимый эффект достигается комплексом мероприятий: выполнением поверхностных заземлителей в виде плоской коаксиальной конструкции, концентратором тепла в область талика и стабилизацией сопротивления растеканию тока в объеме талика.

Это сравнение указывает на превышение заявленным изобретением существующего уровня техники и решение с его помощью поставленной задачи.

Изобретение поясняется примером его выполнения. На чертеже изображено:

на Фиг.1а - схема электрических соединений электродов-заземлителей;

на Фиг.1б - вид со стороны подключения источника питания.

На фиг.1 представлено устройство поверхностного заземлителя коаксиальной конструкции, наружная и внутренняя обкладки которого изготовлены из листовой стали толщиной 1,5 мм, плоской прямоугольной формы, содержащей: последовательно соединенные плоские горизонтально расположенные коаксиальные электроды-заземлители 7, наружные обкладки 16 которых изолированы слоем термовлагостойкого лака, размещены горизонтально в герметичном теплоизолированном слоем полиуретанового покрытия 13 корпусе 2 и связаны с корпусом креплением 15; концентратор тепла 8; защитную стеклопластиковую оболочку 11 корпуса 2; контактный болт 3 для подключения шины заземления 12 объекта, наружной обкладки заземлителя и нулевого провода 14 источника электропитания 4; внутреннюю обкладку 10 заземлителя, подключенную проводником 9 к фазе источника электропитания 4; источник электропитания 4 с напряжением 6-12 вольт; датчик сопротивления 5; радиус и объем искусственного талика определяется продолжительностью работы электронного стабилизатора сопротивления растеканию тока 6; груз 7 для снижения переходного сопротивления и надежного контакта между заземлителем и поверхностью грунта.

Для устройства заземления поверхность грунта очищается от снега, на очищенную поверхность устанавливается корпус 2 с заземлителем 1 и нагружается грузом 7. К приваренному к наружной обкладке 16 коаксиального электрода-заземлителя 1 контактному болту 3 присоединяется нулевой провод 14 источника питания 4 и объект заземления, а фазный провод 9 источника питания 4 присоединяется проводником 9 к внутренней обкладке 10 коаксиального электрода-заземлителя 1. При протекании тока через коаксиальные электроды в коаксиальной конструкции заземлителей за счет эффекта близости выделяется тепло, которое разогревает металл, а затем и мерзлый грунт. За счет этого под заземлителем образуется талая зона, а груз 7 прижимает устройство плотно к земле и создает надежный контакт с малым переходным сопротивлением между заземлителем и грунтом. Для контроля и стабилизации нормированного сопротивления растеканию тока от заземляющего устройства в талой зоне на поверхности земли устанавливается датчик контроля сопротивления растеканию тока 5, подающий сигнал на электронный стабилизатор сопротивления 6, который в свою очередь, включает или выключает источник питания, стабилизируя нормированное сопротивление растеканию тока в талике. Таким образом, по шкале электронного стабилизатора сопротивления устанавливается необходимый режим работы поверхностного заземлителя.

При этом исключается: необходимость в буровой установке для заземления мобильной электроустановки; обработка грунта кислотами, солями и щелочами; сознательная засоленность почвы, которая накапливается в низинах, ухудшая экологическую обстановку; в снижении временных, финансовых и трудовых затрат при достижении нормированной величины сопротивления поверхностного заземлителя мобильной электроустановки.

Формула изобретения

Поверхностный заземлитель, содержащий заземляющий резервуар с контактным болтом, в центре которого расположен груз, отличающийся тем, что поверхностный заземлитель содержит устанавливаемый на поверхности грунта нагруженный грузом герметичный теплоизолированный полиуретановым покрытием корпус, защищенный стеклопластиковой оболочкой и снабженный контактным болтом, внутри которого размещены последовательно соединенные плоские горизонтально расположенные электрогреющие электроды-заземлители коаксиальной конструкции, наружные обкладки которых изолированы слоем термовлагостойкого лака, и снабжен электронным стабилизатором сопротивления растеканию тока в талике и концентратором тепла, при этом радиус и объем искусственного талика определяются продолжительностью работы электронного стабилизатора.

Изобретение "ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ" (Васильев Павел Филиппович, Кобылин Виталий Петрович, Седалищев Виталий Алексеевич) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога