СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЕРЕНОСНОГО ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК H01R4/66 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обеспечения электробезопасности при эксплуатации передвижных электроустановок.

Известен способ эксплуатации переносного заземлителя, выполненного в виде резервуара с дном в виде пористой пробки, заключающийся в установке заземлителя на грунт, заливке в него электролита через отверстие в резервуаре для заливки электролита, установке в отверстие в резервуаре для заливки электролита пористой пробки после заливки электролита и достижения заземлителем нормированного значения сопротивления растеканию электрического тока [1]
Недостатком данного способа является ограниченная длительность эксплуатации переносного заземлителя за счет ухудшения фильтрующих свойств дна в виде пористой пробки из-за забивания частицами примесей электролита порового пространства пористой пробки, что может также привести к снижению технических характеристик заземлителя, а при полном прекращении фильтрации и к отказу.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ эксплуатации переносного заземлителя, выполненного в виде резервуара с дном в виде проводящей пористой пробки, заключающийся в том, что заземлитель устанавливают на поверхность грунта, заливают в него электролит через отверстие для заливки электролита в резервуаре, устанавливают после достижения заземлителем нормированного значения сопротивления растеканию электрического тока в это отверстие дополнительную пористую пробку, извлекают по окончании непосредственного использования заземлителя по назначению дополнительную пористую пробку, снимают заземлитель с поверхности грунта, сливают в дополнительную емкость электролит при его наличии в резервуаре заземлителя, по полному и частичному прекращению фильтрации электролита через проводящую пористую пробку дна резервуара заземлителя при превышении сопротивления растеканию электрического тока заземлителя нормированного или допустимого значения устанавливают факт необходимости очистки проводящей пористой пробки от частиц примесей электролита, продувают проводящую пористую пробку дна резервуара заземлителя газом в направлении, обратном фильтрованию электролита [2]
Недостатками этого способа являются низкая эффективность восстановления фильтрующих свойств проводящей пористой пробки путем продувки газом в направлении, обратном фильтрованию электролита, при попадании частиц маслянистых веществ (к примеру, нефтепродуктов) на поверхность и в поровое пространство пористой пробки и низкая точность метода установления факта частичного прекращения фильтрации электролита через проводящую пористую пробку по превышению сопротивления растеканию электрического тока заземлителя нормированного или допустимого значения.

Из [3] известно, что

где R₃ сопротивление растеканию электрического тока заземлителя;
ρ удельное сопротивление грунта;
r радиус дна заземлителя (пористой пробки);
D диаметр дна заземлителя.

Как видно из (1), прямой зависимости фильтрации электролита через пористую пробку от сопротивления растеканию электрического тока заземлителя нет.

Точную оценку частичного прекращения фильтрации электролита через проводящую пробку можно получить только по скорости фильтрации W_ф электролита через пористую пробку, которая описывается уравнением Дарси
W_ф = K(P_вх-P_вых)/(μ•l) (2)
где K коэффициент проницаемости, величина которого определяется пористостью и диаметром пор пробки;
P_вх, P_вых давление соответственно на входе и выходе пробки;
μ динамический коэффициент вязкости электролита;
l толщина пробки.

Из (2) видно, что прямым параметром, определяющим состояние порового пространства пористой пробки, является коэффициент проницаемости K, который прямо пропорционален скорости фильтрации W_ф электролита через пористую пробку, т.е. скорости истечения электролита в грунт.

Таким образом, установление факта частичного или полного прекращения фильтрации электролита через пористую пробку по скорости истечения электролита в грунт является более точным методом определения состояния порового пространства пористой пробки дна заземлителя.

Технической задачей является увеличение длительности эксплуатации поверхностного переносного электролитического заземлителя за счет восстановления фильтрующих свойств пористой пробки дна резервуара заземлителя.

Техническая задача достигается тем, что, согласно способу эксплуатации поверхностного переносного электролитического заземлителя, выполненного в виде резервуара с дном в виде проводящей пористой пробки, заключающемуся в том, что заземлитель устанавливают на поверхность грунта, заливают в него электролит через отверстие для заливки электролита в резервуаре, устанавливают после достижения заземлителем нормированного значения сопротивления растеканию электрического тока в это отверстие дополнительную пористую пробку, извлекают по окончании непосредственного использования заземлителя по назначению дополнительную пористую пробку, снимают заземлитель с поверхности грунта, сливают в дополнительную емкость электролит при его наличии в резервуаре заземлителя, факт необходимости очистки проводящей пористой пробки дна резервуара заземлителя от частиц примесей электролита и масляных частиц устанавливают по изменению скорости истечения электролита через проводящую пористую пробку дна резервуара заземлителя, для чего заземлитель снабжен смотровой щелью на всю глубину заземлителя, выполненной из термостойкого прозрачного материала с делениями, соответствующими определенному объему электролита в заземлителе, в случае необходимости очистки проводящей пористой пробки дна резервуара заземлителя от частиц примесей электролита и маслянистых частиц поверхность пористой пробки дна резервуара заземлителя очищают с помощью ветоши и растворителя маслянистых частиц, промывают внутреннюю и наружную поверхности пористой пробки дна резервуара заземлителя в нагретой воде (t 50 60^oC) c добавлением небольшого количества стирального порошка, промывают под струей нагретой воды внутреннюю и наружную поверхности пористой пробки дна резервуара заземлителя до полного удаления пенистых частиц воды, помещают заземлитель в емкость с нагретой водой таким образом, чтобы пористая пробка дна резервуара заземлителя находилась в верхней части емкости, а между дном емкости и корпусом заземлителя было пространство, заполненное водой, и заземлитель был полностью погружен в воду, кипятят заземлитель в таком положении в течение 15 20 мин.

На фиг. 1 показан разрез поверхностного переносного электролитического заземлителя для осуществления предлагаемого способа при непосредственном его использовании по назначению.

При непосредственном использовании по назначению поверхностный переносной электролитический заземлитель содержит резервуар 1, корпус которого выполнен из электропроводящего материала, зажим 2 для подключения заземляемого объекта, расположенный на корпусе, пористую пробку 3, расположенную на дне резервуара для контакта с грунтом, дополнительную пористую пробку 4, которая устанавливается в отверстие 5 в резервуаре для заливки электролита 6, смотровую щель 7 с делениями, соответствующими определенному объему электролита в заземлителе.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Для непосредственного использования заземлитель устанавливают дном на поверхность грунта (фиг.1.) Через отверстие 5 в резервуаре для заливки электролита в резервуар 1 заземлителя заливают электролит 6. Через проводящую пористую пробку 3 дна резервуара заземлителя происходит фильтрация электролита 6. После смачивания электролитом грунта устанавливается связь заземляемого объекта с грунтом от корпуса резервуара 1 через электролит 6, который обеспечивает электролитический контакт с грунтом.

После достижения заземлителем нормированного значения сопротивления растеканию электрического тока в отверстие для заливки электролита 5 устанавливают дополнительную пористую пробку 4 для увеличения длительности непрерывной работы заземлителя без заливки электролита.

В процессе непосредственного использования заземлителя по назначению устанавливают факт необходимости очистки проводящей пористой пробки от частиц примесей электролита и масляных частиц. Это осуществляется по изменению скорости истечения электролита через пористую пробку дна резервуара заземлителя в грунт, визуальная фиксация изменения скорости истечения электролита в грунт производится по делениям на смотровой щели 7.

При отсутствии необходимости очистки проводящей пористой пробки дна резервуара заземлителя от частиц примесей электролита и масляных частиц процесс непосредственного использования заземлителя по назначению не прекращают.

При необходимости очистки проводящей пористой пробки дна резервуара заземлителя от частиц примесей электролита и масляных частиц дополнительную пористую пробку 4 извлекают из отверстия 5, а заземлитель снимают с грунта. При наличии в резервуаре 1 заземлителя электролита 6 его сливают в дополнительную емкость для длительного хранения электролита. Затем внешним осмотром определяют наличие на поверхности пористой пробки маслянистых частиц. При наличии последних их удаляют с помощью ветоши и растворителя масляных частиц, затем промывают внутреннюю и наружную поверхности пористой пробки дна резервуара заземлителя в нагретой воде (t=50 60^oC) с добавлением небольшого количества стирального порошка. Под струей нагретой воды промывают внутреннюю и наружную поверхности пористой пробки дна резервуара заземлителя до полного удаления пенистых частиц воды.

Окончательную очистку пор пористой пробки дна резервуара заземлителя производят кипячением заземлителя в емкости с водой в течение 15 20 мин. При этом заземлитель помещается в емкость таким образом, чтобы пористая пробка дна резервуара заземлителя находилась в верхней части емкости, а между дном емкости и корпусом заземлителя было пространство, заполненное водой, и заземлитель был полностью погружен в воду. По окончании последней операции и полного остывания заземлитель готов к применению по назначению.

При отсутствии на поверхности пористой пробки маслянистых частиц из предложенного способа необходимо исключить лишь операцию очистки маслянистых частиц.

Из физики известно, что поверхность твердого тела обычно обладает неровностями. Даже шлифованная поверхность металла имеет микронеровности. Этим, в частности, обуславливается ухудшение фильтрации электролита через проводящую пористую пробку дна резервуара заземлителя. Это происходит вследствие забивания крупными частицами грунта, пыли, отложений солей, маслянистых частиц и т.д. микронеровностей поверхности пористой пробки. В связи с этим применение операций очистки поверхности пористой пробки растворителем маслянистых частиц за счет ослабления сил поверхностного натяжения последней с металлом и промывки в нагретой воде с добавлением стирального порошка дает максимальный эффект очистки поверхности пористой пробки дна резервуара заземлителя.

Эффект очистки пор пористой пробки путем кипячения заключается в следующем.

Расположение заземлителя в емкости с водой пористой пробкой дном резервуара заземлителя вверх и с пространством между дном емкости и корпусом заземлителя обеспечивает максимальный эффект очистки пор пробки. При закипании воды во внутренней полости заземлителя под пористой пробкой происходит скопление водяных паров, образованных лопнувшими пузырьками воздуха, которые создают увеличение давления на входе в пористую пробку P_вх. Тогда согласно формуле (2) увеличение P_вх приведет к увеличению скорости фильтрации W_ф водяных паров через пористую пробку. Водяные пары и кипящая вода под действием приложенного давления P_вх проникают в поры пробки и стремятся выйти наружу. Кипящая вода и водяные пары растворяют осевшие в порах пробки частицы примесей электролита, которые по своей природе, как правило, растворимы в воде. Происходит полное очищение пор пробки.

Техническое преимущество изобретения по сравнению с прототипом заключается в достижении возможности восстановления фильтрующих свойств проводящей пористой пробки дна резервуара заземлителя при забивании пор частицами электролита и попадании на поверхность пористой пробки маслянистых частиц путем предварительной очистки поверхности пористой пробки растворителем маслянистых частиц, промывки в нагретой воде с добавлением стирального порошка, промывки в нагретой проточной воде и кипячении в определенном положении в течение 15 20 мин.

Положительный эффект в результате использования изобретения состоит в восстановлении работоспособности и увеличении длительности эксплуатации заземлителя при загрязнении его дна маслянистыми частицами и примесями электролита. Экспериментальная проверка предлагаемого способа показала полное очищение поверхности и пор дна поверхностного электролитического заземлителя от маслянистых частиц и при этом скорость истечения электролита возросла в 1,8 раза.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1145389, кл. H O1 R 4/66, HO2 B 1/16, 1983.

2. Авторское свидетельство СССР N 1815702, кл. H O1 R 4/66, 1990.

3. Бариев Н.В. Общая формула для расчета сопротивления физической среды. // Известия ВУЗов. Горный журнал, 1986, N 9, с.95 98.

Использование: для обеспечения электробезопасности при эксплуатации передвижных электроустановок. Изобретение обеспечивает увеличение длительности эксплуатации поверхностного переносного электролитического заземлителя за счет восстановления фильтрующих свойств пористой пробки для резервуара. Сущность изобретения заключается в том, что контроль за необходимостью очистки заземлителя ведут по изменению скорости истечения электролита через смотровую щель, а очистку проводят путем удаления с помощью ветоши и растворителя маслянистых частиц, промывки внутренней и наружной поверхностей пористой пробки дна резервуара в воде при температуре 50 -60^oC с добавкой стирального порошка, последующей промывки под струей нагретой воды до полного удаления пены, кипячения заземлителя в емкости с водой в течение 15 - 20 мин при условии, что он полностью погружен в воду, пористая пробка дна резервуара находится в верхней части емкости, а между дном емкости и корпусом заземлителя есть пространство, заполненное водой. 1 ил.

Способ эксплуатации поверхностного переносного электролитического заземлителя, выполненного в виде резервуара с дном в виде проводящей пористой пробки, включающий установку заземлителя на поверхности грунта, заливку в него электролита через отверстие для заливки электролита в резервуар, установку после достижения заземлителем нормированного значения сопротивления растеканию электролитического тока в это отверстие дополнительной пористой пробки, контроль в процессе работы за необходимостью очистки пористой пробки дна резервуара и очистку, перед которой из заземлителя извлекают дополнительную пористую пробку, снимают заземлитель с поверхности грунта, сливают в дополнительную емкость электролит при его наличии в резервуаре, отличающийся тем, что контроль за необходимостью очистки ведут по изменению скорости истечения электролита через смотровую щель, а очистку проводят путем удаления с помощью ветоши и растворителя маслянистых частиц, промывки внутренней и наружной поверхностей пористой пробки дна резервуара в нагретой воде при 50
60^oС с добавлением небольшого количества стирального порошка, последующей промывки под струей нагретой воды до полного удаления пены, кипячения заземлителя в емкости с водой в течение 15 20 мин при условии, что он полностью погружен в воду, пористая пробка дна резервуара находится в верхней части емкости, а между дном емкости и корпусом заземлителя есть пространство, заполненное водой.