Железобетонная конструкция-заземлитель

 

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-климатических условий эксплуатации.3 ил. 1 табл. г (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК (191 (И) Н02В16

{504 Н

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4234622/24-07 (22) 24.04.87 (46) 07.08.88. Бюл. Ф 29 (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики и Главное производственное управление энергети ки и электрификации "Туркменглавэнер-. го" (72) Ю.В.Демин, И.В.Клековкин, 10.В.Целебровский, А.Г.Тарасов, Л.Н.Репях, Ю.Т.Локтев, М.Т.Сунагатулин и О.Гурбанов (53) 621.316.995(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

HI 333647, кл. H 02 В 1/16, 1965, Авторское свидетельство СССР

У 1241331, кл. Н 01 R 4/66, 1982. (54) ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ КОНСТРУКЦИЯ-ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ . (57) Изобретение относится к электротехнике и мол ет быть использовано в качестве заэемлителей в электрических сетях. Цель — повышение долговечности в условиях сухого маркого климата и засоленных грунтов. Железобетонная конструкция-заземлитель включает части из электропроводного, объемно-пропитанного строительного и обычного строительного бето на. Соотношение длин этих частей меняется в зависимости от Грунтово-климатических условий эксплуатации.3 ил.

1 табл.

1415293

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

Цель.изобретения — повышение долговечности заземлителей в условиях сухого жаркого климата и засоленных грунтов.

На фиг.1 изображена железобетонная конструкция-заземлитель, общий виц; на фиг.2 — заземлитель с указанием зон надземной и подземной физической коррозии и распределение температуры по длине железобетонной кон- 15 струкции-заземлителя, общий вид, на фиг.3 — варианты выполнения объемной пропитки в железобетонной конструкции-заземлителе.

Железобетонная конструкция-зазем- 20 литель содержит на конце, расположенном в грунте, часть 1, выполненную иэ гидроизолированного электропроводного бетона,, длиной L при общей длине подземной части железобетонной 25 конструкции L,.

Подземная часть 2 заземлителя длиной L — 1., т.е. расположенная в зоне физической коррозии, выполнена из строительного бетона с объемной 30 пропиткой гидроизолирующим и упрочняюI 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 конструкции-заземлителя выполнена из строительного бетона.

Длина L части железобетонной конструкции-заземлителя, выполненной из гидроизолированного электропроводного бетона, определяется по формуле 45

Ь = L, - a х (10,8+7,3 ), где L — общая длина подземной части железобетонной конструкции; а — температуропровоцность грунта;

М вЂ” коэффициент относительного превышения среднесуточной температуры поверхности грунта температуры 32 С.

Железобетонная конструкция-заземлитель предназначена, прежде всего, для работы в агрессивных условиях сухогo жаркого климата и засоленных грунтов, Данные регионы можно характеризовать большими площадями сильно засоленных грунтов, в основном, это хлоридное, сульфатное и хлоридно-сульфатное засоление. Эти районы могут характеризоваться высоким абсолютным значением температуры возо

\ духа до 46-48 С и высоким уровнем солнечной радиации до 170 ккал/см год, Температура поверхности грунта достигает 60-65 С. Эти районы обладают обильным росообразованием (например, в Ферганской области число дней в году с росой составляет 43,3X)

Вместе с тем относительная влажность воздуха низкая (менее 307). Перечисленные климатические ограничения вместе со стекающим переменным током промьппленной частоты определяют низкую долговечность электросетевых конструкций.

В железобетонной конструкции, являющейся заземлителем, имеет место электрокоррозия от стекающего тока, химическая коррозия, определяемая нестойкостью гидроизолирующего покрытия и образованием при проникновении агрессивных реагентов в тело бетона гидросульфоалюмината кальция, физическая коррозия, т.е. разрушение строительного материала за счет давления в порах. Этот вид коррозии является определяющим для районов с сухим жарким климатом и засоленными грунтами. Стойкость материалов к воздействию этого вида коррозии определяется коэффициентом, являющимся показателем сопротивления физической коррозии (ПСФК). Материал стоек к физической коррозии, если ПСФК Ь 0,9.

Такой показатель стойкости к физической коррозии может обеспечить строительный бетон с объемной пропиткой гидроизолирующим и упрочняющим материалом (например, полизоционатом, 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 раствора в тело бетона, а также температуры на поверхности бетона.

Первое условие выполняется по всей длине железобетонной конструкции-эа30

Тсо — 32

Ао з 141529 эемлителя (в подземной части из-за наличия солей в грунте, в надземной части вследствие засоленной пыли).

Второе условие выполняется для

5 всей подземной части и отчасти для наземной, где определяется зоной росообразования, что составляет не менее 0,5 м от поверхности грунта. Эта граница определяет надземную зону 10 физической коррозии и определяется по метеорологическим данным. Наличие достаточной температуры для образования высокогидратных соединений определяет подземную зону физической 15 коррозии.

На фиг.2 представлено распределение температуры по длине железобетонной конструкции-заземлителя Т = f(1), а также эоны надземной и подземной 20 физической коррозии; L — надземная зона физической коррозии (1, 0,5 м), Ь вЂ” подземная зона физической коррозии.

Величину Lz находят из решения 25 дифференциального уравнения неустановившегося теплового потока

L » a (10,8+7,3Ы.), где а — температуропроводность грунта;

Ы вЂ” коэффициент относительного превышения среднесуточной температуры поверхности о грунта температуры 32 С, 3

4 по всему объему в зоне физической коррозии..Длина проводящей части же лезобвтонной конструкции-заэемлителя, изготавливаемая иэ гидроизолированного электропроводного бетона, выбирается иэ условия обеспечения значения сопротивления заземления, равного о,зр.

Дия различных грунтово-климатических условий меняется значение длин объемно-пропитанной и проводящей ча" стей железобетонной конструкции заэ емлителя.

Примеры расчета приводятся в таблице °

Иэ таблицы видно, что длина объемно-пропитанной подземной части эаземлителя меняется от 0,02 до О,бм, 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 проникновенно солей иэ. грунта в зону физической коррозии, и поверхностной пропиткой упрочняющим и гидроизолирующим материалом от диафрагмы до уровня росообразования от поверхности грунта.

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

При использовании предлагаемой

Тс

Aî

Таким образом, определяются границы физической коррозии. верхняя не менее 0,5 м от поверхности грунта для районов с обильным росообразованием и должна быть уточ- 50 нека для каждого района; нижняя граница определяется по зависимости (1) и неодинакова для различных грунтов (коэффициент а,,)для различных климатических зон (значение о6 ).

Для долговечной конструкции-заземлителя эта межграничная часть конструкции выполняется с пропиткой гидроиэолирующим и упрочняющим материалом — средняя температура поверхности грунта; — амплитуда колебания температуры на поверхности грунта. железобетонной конструкции-заземпителя улучшаются условия электробезопасности за счет того, что сопротивление бетона в надземной части воэростает до 16 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 на 42Х, значительно улучшаются корроэионные условия арматуры за счет снижения водопоглощения бетона до 2-ЗХ н, уменьшения разности потенциалов между верхом и низом арматуры подземной части заэемпителя в 5-11 раз.

Формула изобретения

Железобетонная конструкция-эаземлитель для электрических сетей, соI

Географическая широта местности.

Размеры сечения мхм

Длина электропроводящего слоя, м

Коэффициент температуропроводности, а, м /ч г

Длина над

Длина подземного объемноземного объпропитанного слоя м град. с. ш. емнопропитанного слоя м

37-38 (п.Окарем, r. Кушка) (1, 0-2, О) 10

44-46 (r,Øåâ÷åíêî, r.Kýûë-Орда)(1,0-2,0) 10

55 (г. Кулунда) (1-2) 10

2,4-2,55 0,03 х 0,03

0,45-0,6

0,6

2,7-2,8 0,03 х 0,03

0,6

0,2-0,3

0,02-0,03 0,6 2,97-2,98 0,03 х 0,03

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.

5 14 стоящая из частей, выполненных из гидроизолированного электропроводного бетона с электрической связью с арматурой и строительного бетона, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности в,условиях сухого жаркого климата и засоленных грунтов, часть железобетонной конструкции, выполненная из гидроизолированного электропроводного бетона, расположена на конце железобетонной конструкции, погр пкаемом в грунт, высота всей части железобетонной конструкции, погружаемой в грунт, превышает высоту части железобетонной конструкции, выполненной иэ гидроизолированного электропроводного бетона, причем железобетонная конструкция снабжена частью из объемно1

15293 б пропитанного строительного бетона, расположенной над частью железобетонной конструкции, выполненной нэ

5 гидроизолированного электропроводного бетона, а часть железобетонной конструкции, выполненная из строительного бетона, расположена над частью железобетонной конструкции, выполненной иэ объемно-пропитанного строительного бетона, при этом между частями железобетонной .конструкции, выполненными из гидроиэолированного электропроводного бетона и объемнопропитанного строительного бетона, и частями железобетонной конструкции, выполненными иэ объемно-пропитанного строительного бетона и строительного бетона, имеется адгезионная связь.

1415293

1415293

Составитель Л.Январева

Редактор О. Головач Техред Л.Олийнык Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 3877!48 Тираж 632 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ° Проектная, 4