Преимущества
- возможность установки в вертикальном и горизонтальном положении;
- срок службы анодных заземлителей – 30 лет и более;
- увеличение сопротивления растеканию тока анод — грунт и уменьшение скорости коррозии катода в процессе эксплуатации благодаря высокому значению электропроводности продуктов коррозии сплава анода;
- контактный узел «МАГ- К» надежно защищен от воздействия агрессивной среды прианодного пространства, благодаря удачной конструкции и изоляции места контакта;
- упрощается процесс монтажа заземлителей в трассовых условиях благодаря герметизированным муфтам, изолирующим кабельные соединения;
- заземлитель соответствует стандартам РФ и имеет сертификат Госстандарта России.
Что такое КМА
Коксо-минеральный активатор — один из элементов многих анодных заземлителей, применяемый для уменьшения переходного сопротивления.
Рекомендуется при установке анодных заземлителей в землях с высоким сопротивлением грунта (больше 30 ОМ*м).
Конструктивно состоит из следующих компонентов:
- коксовая мелочь — до одного сантиметра;
- кокс фракция — от 1 до 2,5 см;
- безгалогенидный активатор.
Структура коксо-минерального активатора четко определена и зафиксирована в патенте, а право на выпуск имеется только у предприятия Химсервис.
На изготовление, использование и продажу есть заключение СЭС. Параметр удельного сопротивления — от 0,03 до 0,06 Ом*м.
Действие КМА:
- снижение активности растворения электродов заземляющего устройства;
- уменьшение переходного сопротивления между анодом и грунтом;
- дренаж прианодного пространства;
- увеличение площади поверхности, которая отдает ток, благодаря коксовой мелочи.
КМА продается в мешках по 40 кг. Должен храниться в упаковочной таре в закрытых объектах. Максимальный срок хранения не лимитируется.
Лучшие модели анодного заземления
В настоящее время на рынке представлено большое количество различных моделей анодного заземления, как для поверхностного размещения, так и для установки на значительной глубине. В каждом конкретном случае монтажа этого оборудования, количество необходимых элементов должно быть правильно рассчитано и отображено в плане.
Немаловажным условием эффективности защиты, является выбор качественного устройства и надёжной питающей станции. Как правило, такие устройства реализуются в комплекте, состоящем из 10 — 20 заземлителей и одного источника питания. Из поверхностных заземлителей наиболее часто для защиты подземных металлических объектов используется следующие модели:
- «Менделеевец»–ММ — данный вид поверхностного заземлителя позволяет осуществлять эффективно предотвращать разрушение подземных коммуникаций. «Менделеевец»–ММ применяется преимущественно в сфере нефтегазовых коммуникаций, но может быть использован и для других подземных объектов, которые могут подвергаться коррозии. Скорость анодного растворения электрода составляет 300 г/год, поэтому при массе в 43 кг, защита может эффективно использоваться не менее 100 лет.
- «Менделеевец»–МТП — магнетитовый поверхностный заземлитель предназначенный для защиты магистральных трубопроводов. Особенностью этой модели, является возможность установки электродов для защиты портовых сооружений. Установленные заземлители отлично справляются с предохранением металлических сооружений, от возникновения коррозионных процессов в высокоагрессивной среде. «Менделеевец»–МТП отличнозагерметизирован в месте подключения питающего провода. Питание осуществляется рабочей электрической станцией, которая входит в комплект данного защитного устройства.
Среди глубинных моделей наибольшее распространение получили следующие приборы:
- «ГАЗ-М» — глубинный заземлитель отличного качества. Данный прибор отлично справляется с задачей предохранения подземных металлических объектов, в том случае, когда установка более дешёвого варианта поверхностной защиты невозможна. Рабочий ресурс заземлителя составляет не менее 30 лет, а максимальныйрабочий ток — 10 А.
- «Менделеевец»-МРКГ — малорастворимый глубинный заземлитель, который используется преимущественно в грунте с высоким удельным сопротивлением.
Данное устройство может быть размещено в одной скважине, в количестве до 24 шт. что позволяет защитить подземные объекты максимально эффективно.
Минимальный эксплуатационный срок, данного устройства составляет не менее 30 лет, при условии что монтаж анодного заземлителя был произведён по всем правилам.
Оформление результатов
Обязательно после проведенных измерений оформляют соответствующий документ. Все записи проводятся на специальном бланке определенной формы. В нем указываются:
- наименование объекта;
- схема монтажа заземляющих электродов и их соединений;
- план контура заземления;
- способ определения сопротивления.
Кроме того, в соответствующей графе указывают наименование прибора, которым осуществлялись все замеры.
Они указывают на возможные потери при прохождении тока, связанные со сварочными, болтовыми и другими видами соединения всего контура заземления. Эту процедуру выполняют обычно специальным прибором — микроомметром.
Проводить все эти измерения и выдавать результаты показаний может только специальная лаборатория, зарегистрированная в органах стандартизации. Эта организация выдает решение по дальнейшему использованию заземляющего устройства.
Технология монтажа анодного заземления
Установка глубинного анодного заземления включает в себя бурение скважины под анодное заземление, размещения в ней металлического проводника и последующее заполнение скважины от устья до забоя неметаллическим токопроводящим материалом. Обычно в качестве такого материала выступает графит или измельченный кокс.
Среди недостатков такого способа можно отметить высокую стоимость металлического проводника из-за большого расхода металла, процессов по спуску, засыпке, трамбованию неметаллического токопроводящего материала и низкий срок службы анода из-за его разрушения вследствие недостаточной сцементированности и высокой растворимости токопроводящих материалов.
Иногда в качестве неметаллического токопроводящего материала используют электропроводный раствор цемента. При заполнении скважины раствором применяют метод вертикально перемещающейся трубы. В верхней части скважины до застывания раствора помещают металлический проводник. В качестве металлического проводника можно воспользоваться стержнем из арматурной стали или инъекционной трубой.
Стоимость данного способа невысокая, но срок службы анода остается низким из-за просадки грунта и, соответственно, просадки заземления. К тому же при данном способе невозможен ремонт и демонтаж установки.
При монтаже анодного заземления поверхностным способом заземлители укладываются горизонтально в траншею, и бурение скважины не требуется. При монтаже глубинного или свайного способов установки бурение скважин необходимо.
Классификация
При изучении темы анодных заземлителей важно понимать их особенности и классификацию. Условно изделия делятся по нескольким признакам
По расположению
Анодные заземлители отличаются по позиции относительно защищаемого объекта или рабочего элемента.
По расположению относительно защищаемого объекта они бывают:
-
Глубинные — несколько электродов, объединенных с помощью кабелей. Находятся на глубине около 40 м, покрываются коксо-минеральным составом, что существенно повышает вес изделия. Для монтажа привлекаются буровые установки, что делает работы более дорогими. Несмотря на большие расходы, глубинные анодные заземлители имеют увеличенный радиус действия, а их сопротивление не зависит от поры года. Средний срок эксплуатации около 30 лет.
- Поверхностные — выполняют те же функции, но устанавливаются на одном уровне с защищаемыми изделиями. Отличаются компактностью и сравнительно небольшим радиусом действия. Имеет вид электрода, изготовленного из цинкового, магниевого или железокремниевого сплава. Последний вариант применяется чаще всего, благодаря более доступной цене и высокой эффективности. Имеют вид стержня круглого сечения с точками для соединения с кабельной продукцией.
- Протяженные — анодные заземлители, выполненные в виде токоведущего кабеля с расположенным вокруг него проволочным электродом. На поверхности последнего наносится покрытие из группы металлооксидов. Конструкция упаковывается в коксовую мелочь, используемую в виде заземлителя. Протяженные заземлители применяются в любых типах грунтов, укладываются в одной яме с защищаемым металлическим объектом.
- Внутренние — анодные заземлители, применяемые для защиты металлических емкостей, труб и других изделий. Их особенность состоит в монтаже внутрь защищаемого объекта вертикально или горизонтально. Конструктивно имеют вид электрода, оборудованного кабелем, имеющим стойкость к коррозии, и помещенный в особом диэлектрическом цилиндрическом экране. Установка заземлителей производится вручную без использования дополнительных устройств и техники.
Где применяется?
Глубинные магнетитовые заземлители являются альтернативной заменой глубинных заземлителей на базе ферросилидовых электродов. За счет малого веса и конструктивных особенностей магнетитовые заземлители могут устанавливаться в открытые скважины в местах, где есть статический уровень грунтовых вод. Данный тип заземлителей может использоваться при реконструкции выработавших свой ресурс глубинных анодных заземлений (ГАЗ) из стальных труб. Для установки магнетитовых заземлителей не требуется никаких приспособлений, т.к. монтаж заземлителя в скважину производится вручную и не требует дополнительных работ по обустройству скважин. Цепочка магнетитового заземлителя
1. магнетитовые аноды проходного типа;
2. магнетитовый анод концевой;
3. кабель
В конструкции глубинного магнетитового заземлителя используются оба типа магнетитовых анодов — проходной и концевой. Заземлитель представляет собой цепочку, состоящую из магнетитовых анодов, соединенных между собой электрическим кабелем. При монтаже заземлителя кабель используется как грузонесущий элемент конструкции.
В стандартной комплектации цепочка магнетитового заземлителя состоит из пяти магнетитовых анодов с расстоянием между центрами анодов 1,7 м и кабеля общей длиной 25 м. Для равномерного распределения магнетитовых заземлителей по глубине скважины возможно увеличение расстояния между анодами в цепочке. В одной скважине может быть смонтировано несколько магнетитовых цепочек. Общая длина кабеля магнетитового заземлителя определяется глубиной скважины. При установке нескольких цепочек в одной скважине длина кабеля определяется глубиной установки. Количество анодов в цепочке может меняться от одного до пяти и указывается при заказе.
Глубинные магнетитовые заземлители могут использоваться для установки как в закрытые, так и в открытые скважины.
Устройство и принцип действия
Такой способ антикоррозионной защиты применяется не только для защиты объектов из стали, но и оборудования, изготовленного из таких материалов, как цинк, медь, алюминий, олово, свинец, титан, никель и их сплавы. Защищаемый объект становится катодом при подключении его к отрицательному полюсу источника питания, а подключенный к положительному полюсу анод растворяется и разрушается в процессе защиты, сохраняя объект неповрежденным.
Степень растворения анодного заземлителя зависит от параметров окружающей его среды, от плотности протекающего тока и от материала самого заземлителя. Поэтому электроды выполняются из коррозионно-стойкого железно-кремниевого сплава – ферросилида ЧС-15 (ГОСТ 7769-86) цилиндрической формы. Электрод прочно устанавливается в корпус заземлителя и надежно изолируется эпоксидным компаундом. Кроме того заземлитель имеет контактный узел, герметизированную муфту для соединения с линией магистрального кабеля станции катодной защиты и специальный провод с медной жилой с усиленной изоляцией.
Принципы работы анодных заземлителей
Примерно в середине XX века ученые осознали, что преодолеть развитие коррозии расположенных под землей металлических конструкций за счет одних только защитных покрытий не представляется возможным. По причине неоднородной структуры, высокой влажности и кислотности грунта на поверхности металла возникают участки с противоположными электродными потенциалами. В результате возникают гальванические коррозионные образования.
Коррозионное разрушение металла дополнительно провоцируется воздействием блуждающих токов. Такие токи время от времени появляются в почве, на поверхности которой проходит электрический транспорт, расположены электроподстанции, сотовые вышки и т. п.
Находясь в электролитной среде, разные виды металлы имеют отличные друг от друга электродные потенциалы. Если в стальном трубопроводе запустить минус от постоянного источника электричества, а рядом с трубой установить электрод из цинка, алюминия или магния с подведенным к нему плюсом, цветной металл выступит в качестве анода. Электролизная реакция на поверхности металла запускает восстановительные процессы, ржавление становится менее интенсивным, а анод подвергается разрушению. Такие аноды называют жертвенными электродами.
По указанной схеме защищаются всевозможные металлические конструкции, находящиеся под землей, в том числе емкости, колонны, трубопроводы
Для организации эффективной защиты важно не только правильно подобрать анодный заземлитель, но и безошибочно выполнить монтажные работы
В условиях плотной застройки в городах анодный заземлитель часто невозможно разместить по горизонтали. Существует вероятность его отрицательного воздействия на окружающие объекты. В связи с этим американские ученые выдвинули предложение возможности установки заземляющих устройств на большой глубине в вертикальном положении. Первое воплощение идеи увидело свет в 1952 году в США. Анодный заземлитель был установлен на глубину 90 метров.
В дальнейшем на практике было доказано, что глубинные заземлители подходят не только для городов, но и для использования на участках, где верхние пласты почвы отличаются повышенным удельным сопротивлением. Удаляясь от поверхности, сопротивление должно сокращаться. Неприменима технология глубинного заземления только для скальных пород и заболоченной местности.
Классификация
При изучении темы анодных заземлителей важно понимать их особенности и классификацию. Условно изделия делятся по нескольким признакам
По расположению
Анодные заземлители отличаются по позиции относительно защищаемого объекта или рабочего элемента.
По расположению относительно защищаемого объекта они бывают:
- Глубинные — несколько электродов, объединенных с помощью кабелей. Находятся на глубине около 40 м, покрываются коксо-минеральным составом, что существенно повышает вес изделия. Для монтажа привлекаются буровые установки, что делает работы более дорогими. Несмотря на большие расходы, глубинные анодные заземлители имеют увеличенный радиус действия, а их сопротивление не зависит от поры года. Средний срок эксплуатации около 30 лет.
- Поверхностные — выполняют те же функции, но устанавливаются на одном уровне с защищаемыми изделиями. Отличаются компактностью и сравнительно небольшим радиусом действия. Имеет вид электрода, изготовленного из цинкового, магниевого или железокремниевого сплава. Последний вариант применяется чаще всего, благодаря более доступной цене и высокой эффективности. Имеют вид стержня круглого сечения с точками для соединения с кабельной продукцией.
- Протяженные — анодные заземлители, выполненные в виде токоведущего кабеля с расположенным вокруг него проволочным электродом. На поверхности последнего наносится покрытие из группы металлооксидов. Конструкция упаковывается в коксовую мелочь, используемую в виде заземлителя. Протяженные заземлители применяются в любых типах грунтов, укладываются в одной яме с защищаемым металлическим объектом.
- Внутренние — анодные заземлители, применяемые для защиты металлических емкостей, труб и других изделий. Их особенность состоит в монтаже внутрь защищаемого объекта вертикально или горизонтально. Конструктивно имеют вид электрода, оборудованного кабелем, имеющим стойкость к коррозии, и помещенный в особом диэлектрическом цилиндрическом экране. Установка заземлителей производится вручную без использования дополнительных устройств и техники.
По расположению касательно рабочего элемента анодные заземлители могут размещаться:
- по вертикали;
- по горизонтали;
- под наклоном;
- в комбинированном варианте — сочетание всех рассмотренных выше типов.
По материалу
При выборе анодных заземлителей необходимо учесть материал, из которого изготавливается рабочий элемент.
Здесь доступно несколько решений:
- чугун;
- сталь;
- графит и пластик;
- железо и кремний;
- полимер композиционный;
- эластомер токопроводящий;
- комбинированный вентильный металл и т. д.
Условно материалы бывают металлическими и неметаллическими, но на этом вопросе еще остановимся ниже.
По форме поперечного сечения
При изготовлении анодного заземлителя могут использоваться разные формы электродов.
Доступные варианты:
- прямоугольник;
- цилиндр;
- сфера;
- винт;
- уголок;
- плоская панель;
- полая трубка;
- проволока;
- стержень;
- сетка с мелкими ячейками.
В зависимости от формы изделия меняются подходы к монтажу и характеристики готовой конструкции, поэтому эти вопросы необходимо учесть при проектировании и монтаже.
По характеру засыпки прианодной области
Во время установки подходы к заполнению пространства возле анодного заполнитель может отличаться.
ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Автономное электричество для частного дома и квартиры
Здесь возможны следующие варианты засыпки:
- специальный активатор для снижения сопротивления растекания;
- уголь и графит;
- коксоминеральный состав;
- токопроводящая засыпка;
- шунгит;
- грунт.
При выборе засыпки учитывается вид защищаемого объекта и его особенности.
По расстоянию
В зависимости от ситуации анодный заземлитель может устанавливаться на разном удалении от защищаемого объекта.
Доступные варианты:
- удаленные;
- приближенные;
- распределенные.
По конструкции
При выборе изделия важно учесть его конструктивные особенности. Основные виды:
Основные виды:
- протяженные;
- малорастворимые;
- распределенные;
- сосредоточенные (к примеру, свайные).
На практике могут применяться и другие типы анодных заземлителей. Выбор типа и особенностей осуществляется во время проектировки.
По климатическому исполнению
На этапе создания проекта необходимо учитывать, в регионе с каким климатом будет установлен анодный заземлитель.
С учетом этого факта выбирается один из следующих вариантов:
- для применения на суше — ГОСТ-15150;
- эксплуатация на море — категория В (5).
Особенность изделий по климатическому исполнению оговаривается в техусловиях и стандартах.
Виды анодных заземлителей
Катодная защита объектов, изготовленных из металла, осуществляется не только глубинными, но и поверхностными заземлительными устройствами. Поверхностный анодный заземлитель находится на одном уровне с защищаемой конструкцией. Такие заземлители характерны компактностью и ограниченным радиусом действия. Поверхностная система — электрод, произведенный из цинкового или магниевого сплава, соединенный кабель с источником электропитания.
Чтобы получить более дешевую конструкцию и не потерять в качестве, современные устройства производятся из железокремниевого материала, отличающегося стойкостью к ржавлению. Поверхностные заземлительные системы чаще всего выглядят как стержень с круглой отливкой и заизолированными участками соединения контактного проводника с заземлителем.
Стержни соединяют с магистралью с помощью термитного сварочного процесса или особыми зажимами. Срок службы поверхностного заземлителя достигает 35 лет, если его корпус присыпан смесью кокса и других минеральных веществ. Такая смесь замедляет процессы распада анода в грунте.
Глубинные заземлители используются с той же целью, что и поверхностные устройства. Однако монтаж и конструкция глубинных систем существенно отличаются. Глубинные аноды стоят значительно дороже, а потому их использование оправдано только в случае невозможности монтажа поверхностной системы.
Глубинные системы отличаются большой массой из-за дополнительного элемента — коксо-минеральной смеси, наносимой на анодный заземлитель. Глубина заземления достигает 40 и более метров. Это еще одна причина дороговизны монтажных работ: необходимо механизированное бурение с помощью буровых установок.
Несмотря на большую стоимость, заземление глубинного типа значительно эффективнее поверхностного, когда речь идет о защите больших территорий. В условиях плотной городской застройки часто проще установить один заземлитель глубокого заложения, чем создавать множество поверхностных систем. Еще один довод в пользу глубокого заземления — меньшие расходы на электроэнергию, что обеспечивается значительным радиусом действия системы.
Глубинные заземлительные контуры характеризуются менее длительным сроком эксплуатации в сравнении с поверхностными. Объясняется это большим давлением почвы на конструкцию. В среднем система глубокого заложения функционирует в течение трех десятилетий.
Проектирование и установка
Перед монтажом выполняется проектирование с учетом типа грунта, требований к сроку службу, особенностей защищаемого устройства и финансовых возможностей. При этом работа выполняется с учетом действующего стандарта, ГОСТ Р 51-164, проекта, правил и норм, действующих в определенной сфере.
ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Как выбрать инфракрасный обогреватель и стоит ли его покупать?
Также учитываются данные инструкции и паспорта по установке анодного заземлителя.
Монтаж анодных заземлителей необходима в следующих случаях:
- защита ответственных коммуникаций;
- снижение опасного влияния на другие металлические конструкции;
- наличие участков с низким сопротивлением.
При работе на промышленных площадках монтаж заземляющих устройств необходим в местах:
- с плотным размещением трубопроводов, имеющих плохое состояние;
- на участках с густой сетью коммуникаций;
- в районе трубопровода с плохим состоянием покрытия.
Главные правила монтажа:
Электроды в гирлянде должны быть ниже линии промерзания земельного участка
Это особенно важно для земель, которые часто промерзают из-за особенностей местного климата.
Места установки должны иметь специальные обозначения, доступные для считывания в любое время суток.
При силе тока катодной станции выше 25 А необходимо почистить гирлянду с помощью перфорированной трубки для отвода газа, появляющегося в процессе эксплуатации аппаратуры. Газовая сфера, которая появляется возле анода, способствует росту сопротивления и снижает эффективность заземлителя.
Для повышения ресурса скважину рекомендуется заполнять коксовой стружкой, а не обычной землей.
Поверхность анодных заземлителей не должна соприкасаться с защищаемым или иным токопроводящим объектом (над или под землей), не являющихся частью схемы
Расстояние от заземляющего устройства до такого элемента должно быть втрое больше расстояния между поверхностями защищаемого сооружения и электрода.
При наличии повреждений на поверхности ввод заземляющего изделия в эксплуатацию запрещен.
Оптимальная температура для укладки заземляющих устройств — от 10 до 40 градусов Цельсия.
В процессе монтажа запрещено:
- укладывать оборудование при температуре ниже 10 градусов мороза;
- делать радиус изгиба меньше 15 внешних диаметров заземлителя;
- подключать несколько катодных преобразователей на одно анодное заземляющее устройство;
- держать изделие под прямым солнечным светом больше 10 дней;
- использование заземлители в силовых и осветительных сетях.
После ввода в эксплуатацию ремонтом анодных заземлителей занимается компания-изготовитель с учетом действующей инструкции. При необходимости для изолирования контактов применяются диэлектрические полимеры и соединительные муфты, предназначенные для таких целей.
Соблюдение ГОСТ 58344-2019 и других нормативных документов позволяет избежать ошибок при проектировании и монтаже, максимально защитить объект и продлить ресурс изделия.
Схемы заземления дома
Одним из основных элементов, необходимых для обеспечения электрической и пожарной безопасности объекта, является защитное заземление, поэтому закономерно, что грамотное технологическое производство такой системы – первостепенная задача. Добиться необходимого результата решения этой задачи невозможно без правильного выбора схематического варианта соединения и подключения заземляющих элементов.
Помните! Каждый элемент, при помощи которого реализуется защитное заземление, имеет схематическое обозначение. Для того чтобы выбрать оптимальный вариант схематического обоснования подключения такой системы, человеку нужно разбираться как в буквенных, графических, так и в цветовых чертежных обозначениях.
Чаще на практике применяются два вида подключения — схемы TN-C-S и TT. Отличия в проектировании схем:
- Схема TN-C-S. При организации защитного заземления объекта по данной схеме, предусмотрена реализация следующих моментов:
- роль защитного и нулевого (рабочего) проводника выполняет один кабель (PEN);
-
локализация — участок электросети от трансформатора и до ГЗШ (главной заземляющей шины). Уже на ГЗШ провод PEN разделяется на рабочий нулевой (N) и защитный (PE).Цифрой 1 на картинке обозначено заземление источника, а цифрой 2 – заземляемый объект (дом).
-
- Схема TT. Прежде чем применить эту схему, необходимо аргументировать отказ от использования TN-C-S системы. Предусмотрена обязательная реализация нормативных требований, установленных к системе TT, а именно:
- производится независимое подключение элементов, исключается соединение с нейтралью трансформатора;
- заземлитель всех корпусов электрооборудования дома не зависит от аналогичного элемента источника питания;
- в электрической проводке дома обязательно применяется УЗО (устройство защитного отключения).
Цифрой 1 на картинке обозначено заземление источника; цифрой 2 — дом, а 3 — это само устройство заземления дома.
В связи со значительным затруднением производства заземляющих работ по схеме TT, большинство объектов заземляются посредством TN-C-S системы.
Заземление — важный элемент обеспечения пожарной безопасности здания и электробезопасности его жильцов. Начинать работы по его созданию, руководствуясь лишь общими понятиями определения, что такое защитное заземление, не стоит. Нужно изучить теоретические и практические особенности устройства электрозащитной системы, разбираться в производстве расчетов ее параметров и уметь произвести измерение величины ее сопротивления после монтажа. При отсутствии навыков и необходимого оборудования следует доверить выполнение такой работы профильным специалистам.
Виды анодных заземлителей
Катодная защита объектов, изготовленных из металла, осуществляется не только глубинными, но и поверхностными заземлительными устройствами. Поверхностный анодный заземлитель находится на одном уровне с защищаемой конструкцией. Такие заземлители характерны компактностью и ограниченным радиусом действия. Поверхностная система — электрод, произведенный из цинкового или магниевого сплава, соединенный кабель с источником электропитания.
Чтобы получить более дешевую конструкцию и не потерять в качестве, современные устройства производятся из железокремниевого материала, отличающегося стойкостью к ржавлению. Поверхностные заземлительные системы чаще всего выглядят как стержень с круглой отливкой и заизолированными участками соединения контактного проводника с заземлителем.
Стержни соединяют с магистралью с помощью термитного сварочного процесса или особыми зажимами. Срок службы поверхностного заземлителя достигает 35 лет, если его корпус присыпан смесью кокса и других минеральных веществ. Такая смесь замедляет процессы распада анода в грунте.
Глубинные заземлители используются с той же целью, что и поверхностные устройства. Однако монтаж и конструкция глубинных систем существенно отличаются. Глубинные аноды стоят значительно дороже, а потому их использование оправдано только в случае невозможности монтажа поверхностной системы.
Глубинные системы отличаются большой массой из-за дополнительного элемента — коксо-минеральной смеси, наносимой на анодный заземлитель. Глубина заземления достигает 40 и более метров. Это еще одна причина дороговизны монтажных работ: необходимо механизированное бурение с помощью буровых установок.
Несмотря на большую стоимость, заземление глубинного типа значительно эффективнее поверхностного, когда речь идет о защите больших территорий. В условиях плотной городской застройки часто проще установить один заземлитель глубокого заложения, чем создавать множество поверхностных систем. Еще один довод в пользу глубокого заземления — меньшие расходы на электроэнергию, что обеспечивается значительным радиусом действия системы.
Глубинные заземлительные контуры характеризуются менее длительным сроком эксплуатации в сравнении с поверхностными. Объясняется это большим давлением почвы на конструкцию. В среднем система глубокого заложения функционирует в течение трех десятилетий.
Особенности проектирования и установки
Проектирование и монтаж глубинного заземляющего устройства осуществляются в соответствии с определенными правилами:
- Электроды, входящие в гирлянду, устанавливают исключительно ниже уровня промерзания почвы. Особенно четко это условие следует соблюдать в регионах с многолетними мерзлыми грунтами.
- При превышении силы тока на катодной станции 25 Ампер понадобится установка на гирлянду перфорированной трубки для удаления газов, выделившихся в процессе работы оборудования. В противном случае газовая оболочка, возникающая возле анода, увеличивает сопротивление и сокращает радиус действия системы.
- Чтобы продлить срок службы электродов, скважину засыпают не землей, а коксовой крошкой.
О видах коррозии
Всего существует несколько разновидностей коррозии металлических труб:
- поверхностная, распространяющаяся по всей площади трубы;
- местная, расположенная на отдельных участках;
- щелевая, образовавшаяся в небольшой трещине.
Наиболее настораживает местная коррозия, так как основная масса повреждений происходит в результате ее появления. Развитие щелевой тоже распространено, но к существенным повреждениям материала она не приводит.
Процент вероятности возникновения коррозии в большую сторону отдается участкам труб, продолженных под железнодорожными переездами или под опорами линий воздушных электропередач. Скорость развития процесса коррозии колеблется от 3 до 30 мм в год.
Что такое химическая коррозия
Этот процесс возникает в неэлектропроводных средах. Ими могут оказаться газы, нефтепродукты и спиртовые соединения. При повышении температурных показателей скорость развития коррозии возрастает. Ржавчина может образовываться на цветных или черных металлах. Алюминиевые изделия под влиянием коррозионных факторов покрываются тонкой пленкой, которая после обеспечивает систему защиты и создает препятствие развитию окислительного процесса.
Сплавы могут быть восприимчивы к иному виду ржавчины, то есть присутствуют элементы, не подверженные окислению, а напротив, они восстановленные. К примеру, при повышенных температурных характеристиках и повышенном давлении восстанавливаются карбиды, но, опять же, утрачиваются нужные качества.
Об электрохимической коррозии
Утверждение о том, что электрохимическая коррозия достигается только при контактировании металлической поверхности с электролитом, ошибочно. Хватает тонкой пленки на основании материала, чтобы образовалась коррозия. Причиной этого вида ржавчины является использование поваренной или технической солей. К, примеру, если производится посыпка снега на дорогах, то страдают машины и проложенные под землей трубопроводы.
Процесс этого происхождения заключается в следующем:
- В соединениях металлических конструкций теряются отчасти атомы, осуществляется их переход в электролитический раствор, то есть происходит образование ионов. Замещают электроны атомы, они заряжают материал отрицательными зарядами, при этом накапливаются положительные заряды в электролите.
- Электрохимическую коррозию также вызывают блуждающие токи, которые при утечке из электроцепи уходят в растворы воды или в грунт, а после в саму структуру металла. Конкретными местами проявления ржавчины являются те участки, откуда в воду попадают блуждающие токи.
Статья по теме: Как предотвратить коррозию бетона и защитить материал от разрушения?
На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.
Условия эксплуатации заземлителей
Заземлители должны эксплуатироваться в условиях, для которых они предназначены, в зависимости от используемого типа. Обслуживание и ремонт должны выполняться, согласно требованиям руководства по эксплуатации от изготовителя и нормативных документов.
Указанные работы необходимо выполнять с привлечением обученного и аттестованного персонала, соблюдением предусмотренной допускной системы.
Перед подключением оборудования к сети, необходимо выполнить следующие проверки:
- чистоты и целостности изоляторов;
- плотности затяжки резьбовых соединений;
- наличия смазки в соответствующих узлах;
- достаточности контактного давления.
Предварительно проверяется исправность работы устройства путём выполнения нескольких контрольных включений и отключений.
Техническое обслуживание предусматривает проведение регулярных осмотров его узлов, смазку трущихся деталей, контроль состояния контактов, очистку контактов и остальных элементов. Периодичность обслуживания определяется условиями и интенсивностью эксплуатации, но должна проводиться не реже одного раза в год.