Железобетонная конструкция-заземлитель Советский патент 1988 года по МПК H01R4/66 H02B1/16 

1U15293

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве заземлитблей в электрических сетях.

Цель изобретения - повышение долговечности заземпителей в условиях сухого жаркого климата и засоленных грунтов.

На фиг.1 изображена железобетон- Q ная конструкция-заземлитель, общий вид; на фиг.2 - заземлитель с указанием зон надземной и подземной физической коррозии и распределение темдля работы в агрессивных условиях сухого жаркого климата и засоленных грунтов. Данные регионы можно характеризовать большими площадями сильно засоленных грунтов, в основном, это хлоридное, сульфатное и хлорид- но-сульфатное засоление. Эти районы могут характеризоваться высоким абсолютным значением температуры воздуха до 46-48°С и высоким уровнем

солнечной радиации до 170 ккал/см год. Температура поверхности грунта достигает 60-65 С. Эти районы облада- пературы по длине железобетонной обильным росообразованием (напри- струкции-заземлителя, общий вид; на мер, в Ферганской области число дней

в году с росой составляет 43,3%). Вместе с тем относительная влажность воздуха низкая (менее 30%). Перечис20

фиг.З - варианты выполнения объемной пропитки в железобетонной конструк- циу1-заземлителе.

Железобетонная конструкция-зазем- литель содержит на конце, расположенном в грунте, часть 1, вьтолненную из гидроизолированного эле1стропровод- ного бетона., длиной L при общей длине подземной части железобетонной конструкции LQ.

Подземная часть 2 заземлителя длиной LQ - L, т.е. расположенная в зоне физической коррозии, выполнена из строительного бетона с объемной пропиткой гидроизолирукяцим и упрочняю- щим материалом, такая же пропитка осуществляется для части 3 из строительного бетона, работающего в надземной зоне физической коррозии, на Высоту росообразования: от поверхности грунта 4.

Верхняя часть железобетонной кон- струкции-заземлителя выполнена из строительного бетона.

Длина L части железобетонной кон- струкции-заземлителя, выполненной из гидроизолированного электропроводного бетона, определяется по формуле

35

ленные климатические ограничения вместе со стекающим переменным током промьшшенной частоты определяют низкую долговечность злектросетевых конструкций.

25 В железобетонной конструкции, являющейся заземлителем, имеет место электрокоррозия от стекающего тока, химическая коррозия, определяемая нестойкостью гидроизолирующего по30 крытия и образованием при проникновении агрессивных реагентов в тело бетона гидросульфсалюмината кальция, физическая коррозия, т.е. разрущение строительного материала за счет давления в порах. Этот вид коррозии является определяющим для районов с сухим жарким климатом и засоленными

грунтами. Стойкос гь материалов к воздействию этого вида коррозии определяется коэффициентом, являющимся показателем сопротивления физической коррозии (ПСФК). Материал стоек к физической коррозии, если ПСФК 0,9. Такой показатель стойкости к физической коррозии может обеспечить строительньм бетон с объемной пропиткой гидроизолирующим и упрочняющим материалом (например, полизоци- онатом, метилметакрилатом и т.п.).

40

45

L X (10,8+7,3ot),

где Lg - общая длина подземной части железобетонной конструкции; а - температуропроводность грунта;

- коэффициент относительного превышения среднесуточной температуры поверхности грунта температуры 32° С.

Железобетонная конструкция-заземлитель предназначена,прежде всего.

для работы в агрессивных условиях сухого жаркого климата и засоленных грунтов. Данные регионы можно характеризовать большими площадями сильно засоленных грунтов, в основном, это хлоридное, сульфатное и хлорид- но-сульфатное засоление. Эти районы могут характеризоваться высоким абсолютным значением температуры воздуха до 46-48°С и высоким уровнем

20

5

ленные климатические ограничения вместе со стекающим переменным током промьшшенной частоты определяют низкую долговечность злектросетевых конструкций.

25 В железобетонной конструкции, являющейся заземлителем, имеет место электрокоррозия от стекающего тока, химическая коррозия, определяемая нестойкостью гидроизолирующего по30 крытия и образованием при проникновении агрессивных реагентов в тело бетона гидросульфсалюмината кальция, физическая коррозия, т.е. разрущение строительного материала за счет давления в порах. Этот вид коррозии является определяющим для районов с сухим жарким климатом и засоленными

грунтами. Стойкос гь материалов к воздействию этого вида коррозии определяется коэффициентом, являющимся показателем сопротивления физической коррозии (ПСФК). Материал стоек к физической коррозии, если ПСФК 0,9. Такой показатель стойкости к физической коррозии может обеспечить строительньм бетон с объемной пропиткой гидроизолирующим и упрочняющим материалом (например, полизоци- онатом, метилметакрилатом и т.п.).

Зона эффективного воздействия физической коррозии рассчитывается, при этом учитываются наличие солей на поверхности железобетонной конструкции; достаточного количества влаги для проникновения агрессивного раст- 5 вора в тело бетона, а также температуры на поверхности бетона. I

Первое условие выполняется по всей

длине железобетонной конструкции-за0

5

0

, 14

земпителя (в подземной части из-за наличия солей в грунте, в надземной части вследствие засоленной пыли).

Второе условие выполняется для всей подземной части и отчасти для наземной, где определяется зоной ро- сообразования, что составляет не менее 0,5 м от поверхности грунта. Эта граница определяет надземную зону физической коррозии и определяется по метеорологическим данным,Наличие достаточной температуры для образования высокогидратных соединений определяет подземную зону физической коррозии.

На фиг,2 представлено распределение температуры по длине железобетонной конструкции-заземлителя Т f(l), а также зоны надземной и подземной физической коррозии; L, - надземная зона физической коррозии (L, Ь 0,5м) L - подземная зона физической коррозии.

Величину L находят из решения дифференциального уравнения неустановившегося теплового потока

L,r4r(10,8+7,3oi),

Ч -т

(1)

а - температуропроводность

грунта;

с - коэффициент относительного превышения среднесуточной температуры поверхности грунта температуры 32°С,

., - 32,

где Tg - средняя температура поверхности грунта; Ад - амплитуда колебания температуры на поверхности грунта.

Таким образом, определяются границы физической коррозии:

верхняя не менее 0,5 м от поверхности грунта для районов с обильным росообразованием и должна быть уточнена для каждого района; нижняя граница определяется по зависимости (1) и неодинакова для различных грунтов (коэффициент а,)для различных климатических зоК (значение oi, ),

Для долговечной конструкции-зазем- лителя эта межграничная часть конструкции выполняется с пропиткой гидроизолирующим и упрочняющим материалом

3

по всему объему в зоне физической коррозии. Длина проводящей части же- лезобетонной конструкции-заземлитепя,

изготавливаемая из гидроизолированного электропроводного бетона, выбирается из условия обеспечения значения сопротивления заземления, равного 0,3р.

Для различных грунтово-климатиче- ских условий меняется значение длин объемно-пропитанной и проводящей частей железобетонной конструкции за- землителя,

Примеры расчета приводятся в таблице.

Из таблицы видно, что длина o6i- емно-пропитанной подземной части за- землителя меняется от 0,02 до 0,6м,

На фиг,3 утолщенными линиями показан один из вариантов объемной пропитки. Такая пропитка достигается установкой непроницаемой диафрагмы 5 на уровне нижней границы физической коррозии, что препятствует проникновению солей из грунта в зону физической коррозии, и поверхностной пропиткой упрочняющим и гидро- изолирукицим материалом от диафрагмы

до уровня росообразования от поверхности грунта,

В случае отсутствия химической коррозии нижняя часть заземлителя можетбыть выполнена из обычного строительного бетона без защитной гидроизоляции, объемно-пропитанный слой остается для стойкости к физической коррозии,

При использовании предлагаемой

елезобетонной конструкции-заземпи- теля улучшаются условия электробезопасности за счет того, что сопротивление бетона в надземной части воз- ростает до Ю Ом-м и на период с

апреля по октябрь бетон на высоте до 2 м (уровень возможных прикосновений и конструкции) становится изоляционным, вероятность поражения электрическим током снижается на42Т,

значительно улучшаются коррозионные условия арматуры за счет снижения во- допоглощения бетона до 2-3% и уменьшения разности потенциалов между верхом и низом арматуры подземной части заземлителя в 5-11 раз.

Формула изобретения

Железобетонная конструкция-зазем- литель для электрических сетей, со514

стоящая из частей, вьтолненных из гидроизолированного электропроводного бетона с электрической связью с арматурой и строительного бетона, отличающаяся тем, что, с целью повьппения долговечности в условиях сухого жаркого климата и засоленных грунтов, часть железобетонной конструкции, вьшолнённая из гвд- роизолированного электропроводного бетона, расположена на конце железобетонной конструкции, погружаемом в грунт, высота всей части железобетонной конструкции, погружаемой в грунт, превышает высоту части железобетонной конструкции, выполненной из гидроизолированного электропроводного бетона, причем железобетонная конструкция снабжена частью из объемно36

пропитанного строительного , расположенной над частью железобетонной конструкции, выполненной из гидроизолированного электропроводного бетона, а часть железобетонной конструкции, вьтолненная из строительного бетона, расположена над частью железобетонной конструкции, выполненной из объемно-пропитанного строительного бетона, при этом меязду частями железобетонной конструкции, выполненными из гидроизолированного электропроводного бетона и объемнопропитанного строительного бетона, и частями железобетонной конструкции, выполненными из объемно-пропитанного строительного бетона и строительного бетона, имеется адгезионная

связь.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве заземлителей в электриче-. ских сетях. Цель - повышение долговечности в условиях сухого жаркого климата и засоленных грунтов. Железобетонная конструкция-заземпитель включает части из электропроводного, объемно-пропитанного строительного и обьмного строительного на. Соотношение длин этих частей меняется в зависимости от рунтово-кли- матических условий эксплуатации.3 ил. 1 табл. г (Л

Интенсивность росообразования для рассмотренных районов считается

одинаковой (выпадение росы на высоту не более 0,6 м). Расчеты заземлителя производятся на основе базовой конструкции (типовая стойка УСО), имеющей сечение 30 х 30 см.

r

, /// /7/

X X X л X X

/

HadsffMHuH зона

(pU3Uf. HQppOSUU.

y/7/ /% //////

Подземна11 зона q)U3U4, opfo3tUL

«PwRt

0 10 20 30 50

T,%

Фиг. 2

Хл1 ЛХЮГ

лх лхххх

сриг.з