| | vivaspb.com | finntalk.com

АНОДНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Опубликовано в Активная защита

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

АНОДНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ

 Анодное заземление служит для подачи тока в грунт при защите подземного сооружения. К анодному заземлению предъявляются следующие требования:

-       минимальное переходное сопротивление растеканию тока;

-       наименьшие габаритные размеры;

-       наиболее долговечный и недефицитный материал;

-       простота установки;

-       наименьшая стоимость.

 

Материал анодного заземления

Принципиально заземлитель может быть изготовлен из любого токопроводящего материала: металла, графита, угля и т. п. Но наибольшее распространение получили заземлители из черных металлов, особенно из стали. Это объясняется тем, что в практических условиях почти всегда можно найти бросовый черный металл — в виде старых труб, рельсов, уголков, двутаврового проката — и использовать их для анодных заземлений. Недостаток заземлителей из черного металла заключается в сравнительно быстром разрушении их проходящим током за счет высокого электрохимического эквивалента (9-10 кг/А•год). Но в то же время форма и механическая прочность изделий из бросового железа обычно позволяет легко устанавливать их в грунт.

Для снижения потерь металла анодные заземления устанавливают в неагрессивные электропроводящие засыпки из измельченной и утрамбованной коксовой и угольной крошки. В некоторых случаях применяют отходы электродного производства — графитовую крошку и шлак.

Применение коксовой засыпки изменяет электрохимический механизм работы анодного заземлителя. Одновременно с ионной проводимостью на границе ”стальной заземлитель-грунт”, связанной с растворением металла, возникает электронная проводимость на границе «стальной заземлитель-засыпка».

Стекание электрического тока в грунт с прессованной коксовой засыпки не вызывает растворения поверхности засыпки.

Характер электрохимических процессов, протекающих на поверхности анодного заземлителя, зависит от количества влаги в приэлектродном слое заземлителя, определяемого влажностью грунтов.

В засыпке не должно быть свободного грунтового электролита. В противном случае на поверхности заземлителя появляется ток ионной проводимости, и стальной электрод начинает разрушаться.

По этой причине в грунтах насыщенной влажности (для коренных песков — 2096, супесей — 2596, и суглинков — 3094), где с поверхностью стального электрода контактирует грунтовый электролит, применение коксовой засыпки неэффективно. Стальные электроды разрушаются с той же скоростью, что и без засыпки.

Для влажных и маловлажных грунтов интенсивность разрушения стальных электродов в коксовой засыпке определяется электрохимическим эквивалентом для стали в коксе, который в 1.5—2.0 раза ниже, чем для стали в грунте в зависимости от плотности анодного тока.

Для обеспечения одинаковой плотности тока и равномерного износа по всей поверхности анодного заземлителя необходимо создать равномерную толщину и степень утрамбовки засыпки. Ручным способом в траншее этого достичь практически не удается.

При комбинированном заземлении, состоящем из вертикальных и соединенных с ними горизонтальных заземлителей, удается обычно получить наименьшее сопротивление растеканию тока при наименьших размерах площади. Комбинированное заземление обычно выполняется из вертикальных заземлителей, забитых в ряд или по контуру, соединяемых по верху одной или несколькими горизонталями. При этом стремятся расположить вертикальные заземлители на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы снизить до минимума экранирование, то есть взаимное влияние, что увеличивает сопротивление растеканию.

Влияние глубины заложения на сопротивление растеканию тока вертикальных заземлителей

С увеличением длины вертикального заземлителя он начинает работать во все более стабильных условиях влажности, вследствие чего понижается его переходное сопротивление и на единицу длины. Для вертикального заземлителя очень важно, чтобы значительная его часть работала в условиях постоянной влажности, что обычно наблюдается на глубине 2—3 метров. На этой глубине влажность грунтов относительно стабильна в течение всего года и, кроме того, на эту глубину не распространяется в обычных условиях промерзание Как показывают эксперименты по измерению переходного сопротивления трубчатого вертикального заземлителя, в зависимости от глубины заложения наиболее целесообразной можно принять глубину заложения 3—4 метра.

Влияние «подсаливания» грунта на переходное сопротивление заземлителя

Для заземления стремятся найти вблизи трассы защищаемого сооружения площадки с наименьшим удельным сопротивлением (не выше 10 ОМ•м). Но поскольку грунты с таким сопротивлением не всегда удается найти, то часто искусственно снижают сопротивление грунта. Наиболее распространенным способом искусственного снижения сопротивления заземлителя является «подсаливание», которое, кроме того, понижает температуру замерзания окружающей влаги. Обычные способы «подсаливания» заключаются в следующем.

При первом способе вырывают шурф глубиной, равной одной третьей длины заземлителя и диаметром 500 мм. В дно шурфа на требуемую глубину забивают заземлитель, а вокруг него насыпают вперемешку слой соли и грунта (1—2 см). Каждый слой поливают водой из расчета 1—2 литра на 1 кг поваренной соли. При втором способе “подсаливания” в заземлителе-трубе сверлят отверстия диаметром 10 мм, располагаемые в шахматном порядке по 6 отверстий на каждые 20 см длины заземлителя. После забивки заземлителя на нужную глубину внутрь трубы заливают раствор поваренной соли, составленной из расчета 1 кг соли на 1—2 литра воды. Раствор просачивается через отверстия в грунт и, “подсаливая“ его, снижает сопротивление растеканию тока с заземлителя.

Можно считать, что при ”подсаливании” таким способом суглинков сопротивление заземлителя снижается в 1.5 раза, супесей — в 2 раза и песков — в 2.5 раза.

 

Расчет анодного заземления

 

Сопротивление растекания комбинированного анодного заземления определяют по формуле:


 

Сопротивление растекания одиночных вертикальных электродов и горизонтальных шин определяется по расчетным формулам, представленным в таблице:

На основании закона Фарадея срок службы стального анодного заземления, установленного в грунт, определяется по формуле:

Практика эксплуатации установок катодной защиты, а также специальные исследования показали, что срок службы анодных заземлений, установленных непосредственно в грунт, мало зависит от плотности тока, растекающегося с заземления. Однако при плотности тока выше 1.0 мА/см2 возможно образование на поверхности электродов слоя продуктов коррозии с высокой величиной сопротивления, что потребует увеличения напряжения, а следовательно, и потребляемой мощности СКЗ.

Для стальных электродов, установленных в коксовую мелочь, такого явления не наблюдается, то есть такие анодные заземлители работают стабильно и не требуют заметного изменения напряжения СКЗ (в пределах плотности тока 0.1—1.4 мА/см2). Кроме того, установлено, что при применении коксовой засыпки анодное разрушение заземлителей заметно снижается. Коэффициент снижения разрушения анодов изменяется от 1.5 до 2.

Для анодного заземлителя, смонтированного из стальных электродов и установленного с применением коксовой засыпки, срок службы можно определить по формуле:

 

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Поделись с друзьми

Отправить в FacebookОтправить в Google BookmarksОтправить в TwitterОтправить в BobrdobrОтправить в LivejournalОтправить в MoymirОтправить в OdnoklassnikiОтправить в Vkcom