КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОД-ГРУНТ Российский патент 2014 года по МПК H01R4/66 

Изобретение относится к защитному заземлению электроустановок и используется в качестве засыпок искусственных заземлителей, с целью снижения переходного сопротивления электрод-грунт.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен активатор заземлителей, содержащий коксовую мелочь фракции 2,0-15,0 мм. Недостатком коксовой засыпки является высокое сопротивление, отсутствие способности удерживать влагу вокруг электрода вследствие ее дренирования в процессе эксплуатации (рекомендации по проектированию и сооружению заземляющих устройств электроустановок напряжением 0,4-35 кВ для районов Якутской АССР. Под ред. Ю.Р. Дордина. Академия Наук СССР, 1988 г.).

Наиболее близким по технической сущности является минеральный активатор заземлителей, содержащий бентонитовый глинопорошок и графит искусственный измельченный (патент США №6515220).

Недостатками известного активатора являются высокое сопротивление активатора из-за отсутствия электролита в нем и высокая зависимость эффективности от типа, структуры строения грунта, скорости миграции влаги в грунте и температуры, в особенности в таких грунтах, как сухой песок, вечномерзлые грунты и скальные породы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является значительное снижение переходного сопротивления за счет повышения электропроводности заполнителя околоэлектродного пространства и стабилизации переходного сопротивления заземляющий электрод-грунт, вне зависимости от геоэлектрической структуры грунта и его температуры, отсутствие эффекта морозного пучения и как следствие выталкивания заземлителя при замерзании окружающего грунта, а также высокая влагоудерживающая способность заполнителя.

Поставленная задача достигается за счет того, что композиция для снижения переходного сопротивления электрод-грунт содержит:

противоморозные добавки, выбранные из группы, содержащей хлорид или сульфат натрия, растворимую соль аммония и/или хлорид кальция 5 ÷15 мас. частей гелеобразующие добавки, а именно гексацианоферрат (II) натрия или калия и растворимая соль меди (II) в массовом соотношении 0,7:1÷1,5:1 10÷35 мас. частей глинистый компонент и электропроводный углерод фракции менее 5 мм в массовом соотношении 0,7:1÷4,5:1 65÷80 мас. частей

Наличие глинистого компонента (например, бентонита) и электропроводного углерода (например, мелкодисперсного технического графита) обеспечивает, с одной стороны, достаточную сплошность засыпки, а с другой - ее хорошую влагоудерживающую способность.

Гелеобразователи, а именно растворимая соль меди (II) и гексацианоферрат (II) калия или натрия, при затворении их смеси водой вместе образуют в приэлектродном пространстве гексацианоферрат меди в виде нерастворимого геля-электролита, имеющего высокую электропроводность. Это позволяет увеличить размеры токоотдающего объекта и значительно снизить переходное сопротивление электрод-грунт.

Хлорид или сульфат натрия, растворимая соль аммония и/или хлорид кальция отдельно или в смеси обеспечивают понижение температуры замерзания в зимний период и в многолетнемерзлых грунтах, а также позволяют проводить монтаж контура заземления в условиях пониженных температур.

В качестве глинистого компонента представляет собой бентонитовый глинопорошок. Предпочтительно, когда глинистый компонент содержит более 50 масс.% монтмориллонита, предпочтительно - 60÷80 масс.% монтмориллонита.

В качестве растворимой соли аммония могут использовать хлорид аммония или сульфат аммония.

В качестве растворимой соли меди (II) могут использовать сульфат, хлорид или нитрат меди меди (II).

В одной из предпочтительных форм выполнения композиция содержит (мас. частей):

хлорид натрия 3,0-10,0 хлорид кальция 3,0-10,0 гексацианоферрат (II) калия 7,0-20,0 сульфат меди (II) 7,0-20,0 глинистый компонент и электропроводный углерод фракции менее 5 мм в массовом соотношении 0,7:1÷1,5:1 65÷80 мас. частей

В одном из предпочтительных вариантов композиции используют электропроводный углерод фракции менее 1 мм.

В наиболее предпочтительном варианте осуществления композиция содержит воду из расчета 1 литр воды на 1÷3 кг сухой массы.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для изготовления композиций могут использовать:

а) графит искусственный пылевидный фр.0-1 мм Московского электродного завода «Графитэл» (например, в соответствии с ТУ 48-4802-20-90);

б) бентонитовый глинопорошок по ГОСТ 28177-89, типа ПБМА или ПБМБ ООО «Компания БЕНТОНИТ», г. Москва;

в) сульфат меди, соответствующий ГОСТ 4165-78;

г) гексацианоферрат (II) калия, соответствующий ГОСТ 4207-75, поставщик МСД Кемикалс, г. Москва;

д) хлорид натрия технический (галит) от ООО «ХИМПЭК» и

е) хлорид кальция технический, соответствующий ГОСТ 450-77 от ООО «ХИМПЭК».

Испытуемые композиции готовят тщательным перемешиванием сухих навесок составляющих в смешивающих агрегатах типа бегунов или бетоно-растворомешалок. Полученную массу перед укладкой тщательно смешивают с водой в соотношении 1 л воды на 1,6 кг сухой массы, и заполняют пространство вокруг электрода заземления. Сверху электродов располагают засыпку из окружающего грунта. Чем плотнее осуществляется засыпка, тем меньше вероятность проникновения воздуха и других грунтовых газов (в том числе сероводорода) к телу заземлителя, и, следовательно, скорость его коррозии. Геометрические размеры поверхности заземлителя могут выбирать с учетом необходимой величины падения шагового напряжения на поверхности земли.

Основные эксплуатационные характеристики композиций в соответствии с изобретением приведены в таблице:

Таблица 1 Наименование показателя Ед. измерения Значение Удельное электрическое сопротивление Ом·м 3,7÷4,0 Удельное электрическое сопротивление в рабочем состоянии при затворении водой при температуре минус 5 градусов Цельсия Ом·м 0,03÷0,04 Температура замерзания °С менее -20

Удельное сопротивление минерального активатора при содержании в нем гидрогеля железистосинеродистой меди на уровне 20 масс. частей в 8,0÷10,0 раз меньше, чем у прототипа. Соответственно уменьшается переходное сопротивление заземления электрод-грунт, количество электродов заземления для достижения требуемого сопротивления токорастеканию и трудозатраты на устройство контура заземления, в особенности в высокоомных грунтах, отсутствует эффект морозного пучения в вечномерзлых грунтах.

Изобретение относится к композиции для снижения переходного сопротивления электрод-грунт. При этом композиция содержит: противоморозные добавки, выбранные из группы, содержащей хлорид или сульфат натрия, растворимую соль аммония и/или хлорид кальция 5-15 мас. частей; гелеобразующие добавки, а именно гексацианоферрат (II) натрия или калия и растворимая соль меди (II) в массовом соотношении 0,7:1÷1,5:1 10÷35 мас. частей; глинистый компонент и электропроводный углерод фракции менее 5 мм в массовом соотношении 0,7:1÷1,5:1 65÷80 мас. частей. Использование настоящей композиции позволяет значительно снизить переходное сопротивление за счет повышения электропроводности заполнителя околоэлектродного пространства, увеличить геометрические размеры токоотдающего объекта и стабилизировать переходное сопротивление электрод-грунт. 7 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Композиция для снижения переходного сопротивления электрод-грунт, содержащая:
противоморозные добавки, выбранные из группы, содержащей хлорид или сульфат натрия, растворимую соль аммония и/или хлорид кальция 5÷15 мас. частей гелеобразующие добавки, а именно гексацианоферрат(II) натрия или калия и растворимая соль меди(II) в массовом соотношении 0,7:1÷1,5:1 10÷35 мас. частей глинистый компонент и электропроводный углерод фракции менее 5 мм в массовом соотношении 0,7:1÷1,5:1 65÷80 мас. частей

2. Компонент по п.1, в которой глинистый компонент представляет собой бентонитовый глинопорошок.

3. Композиция по п.1, в которой глинистый компонент содержит более 50 мас.% монтмориллонита, предпочтительно - 60-80 мас.% монтмориллонита.

4. Композиция по п.1, в которой растворимая соль аммония представляет собой хлорид аммония или сульфат аммония.

5. Композиция по п.1, в которой растворимая соль меди(II) представляет собой сульфат, хлорид или нитрат меди меди(II).

6. Композиция по п.1, содержащая (мас. частей):
хлорид натрия 3,0-10,0 хлорид кальция 3,0-10,0 гексацианоферрат(II) калия 7,0-20,0 сульфат меди(II) 7,0-20,0 глинистый компонент и электропроводный углерод фракции менее 5 мм в массовом соотношении 0,7:1÷1,5:1 65÷80 мас. частей.

7. Композиция по п.1, в которой используют электропроводный углерод фракции менее 1 мм.

8. Композиция по п.1, дополнительно содержащая воду из расчета 1 литр воды на 1÷3 кг сухой массы.