Анодный заземлитель

 

Сущность изобретения: анодный заземлитель состоит из изолированного токопровода-кабеля, размещенного по всей длине анодного заземлителя, на котором намотан по соосной винтовой линии проволочный промежуточный токопровод из металла, покрывающийся диэлектрической пленкой при стекании анодного тока, например титана , равномерно с шагом 2-8 м электрически соединенный с кабелем посредством изолированной соединительной муфты. промежуточному токопроводу приварены равномерно прутковые электроды из того же металла, покрытые анодностойким электропроводным покрытием, например, из двуокиси марганца толщиной до 500 мкм. При этом все электроды могут располагаться равномерно в двух вертикальных плоскостях с углом между ними 90°. В случае размещения анодного заземлителя в вертикальной скважине диаметр воображаемого цилиндра, проходящего по свободным концам электродов, до спуска анодного заземлителя в скважину принимается на 30-50% больше диаметра скважины, что обеспечивает более низкое сопротивление растекания анодного заземлителя. Для облегчения спуска анодного заземлителя в скважину к нижнему концу кабеля прикреплен монтажный груз массой 10-20 кг. 1 з. п. ф-лы, 2 ил, (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 R 4/66

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

804Я

9 gggQg та(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820862/07 (22) 03.05.91 (46) 30,11,92. Бюл. ¹ 44 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Ф. И. Даутов (56) Авторское свидетельство СССР № 1226561, кл, Н 01 R 4/66, 1976.

Патент США ¹ 3527685, кл. 204-196, 1970. (54) АНОДНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ (57) Сущность изобретения: анодный заземлитель состоит из изолированного токопровода-кабеля, размещенного по всей длине анодного эаземлителя, на котором намотан по соосной винтовой линии проволочный промежуточный токопровод иэ металла, покрывающийся диэлектрической пленкой при стекании анод -oro тока, например титана, равномерно с шагом 2-8 м электрически

Изобретение относится к областям катодной защиты подземных сооружений от коррозии и передачи электроэнергии постоянного тока по системе провод - земля, а именно — к заземляющим устройствам постоянного тока, и найдет применение во многих отраслях промышленности, Известен анодный заземлитель, содержащий последовательно соединенные между собой стержневые электроды, электрическая связь между которыми осуществляется в вертикальных скважинах за

„„5U „„1778832 А1 соединенный с кабелем посредством изолированной соединительной муфты. (промежуточному токопроводу приварены равномерно прутковые электроды из того же металла, покрытые анодностойким электропроводным покрытием, например, иэ двуокиси марганца толщиной до 500 мкм.

При этом все электроды могут располагаться равномерно в двух вертикальных плоскостях с углом между ними 900. В случае размещения анодного заземлителя в вертикальной скважине диаметр воображаемого цилиндра, проходящего по свободным концам электродов, до спуска анодного заземлителя в скважину принимается на 30 — 50% больше диаметра скважины, что обеспечивает более низкое сопротивление растекания анодного эаземлителя. Для облегчения спуска анодного заэемлителя в скважину к нижнему концу кабеля прикреплен монтажный груз массой 10 — 20 кг. 1 з. и, ф-лы, 2 ил, счет непосредственного их контакта и веса расположенных выше электродов.

Недостатком этого эаземлителя является большой расход материалов электрода, так как для надежного контакта требуется достаточная масса каждого электрода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является анод для катодной защиты труб, содержащий удлиненный изолированный электропроводящий стержень, на внешней поверхности которого по всей его длине установлены

1778832 штыри из пленкообразующего металла. например титана, контактирующие через слой изоляции со стержнем, Недостатком этого анода является низкая надежность, обусловленная тем, что со стержнем электрически соединено большое количество электродов-штырей, причем места соединения должны иметь абсолютную изоляцию от среды. В противном случае при малейшей утечке анодного тока с мест соединения последние электрически; растворяются, что ведет к преждевременному выходу анода из строя. Кроме того, необходимость надежной изоляции большого числа мест соединения электродов повышает трудоемкость изготовления такого анода.

Цель изобретения — повышение надежности и снижение трудоемкости изготовления заземлителя, что повышает срок службы и снижает затраты на изготовление заземлителя.

Эта цель достигается тем, что в анодном заземлителе, .содержащем прутковые электроды, выполненные на основе металла, покрывающегося диэлектрической пленкой при стекании анодного тока, электрически соединенные с основным изолированным токопроводом, размещенным по длине.заземлителя, располагаемого в скважине, новым является то, что, он снабжен промежуточным токопроводом, выполненным из металла, покрывающегося диэлектрической пленкой при стекании анодного тока, расположенным на основном изолированном токопроводе по винтовой линии и равномерно соединенным с ним.

Кроме того, с целью снижения сопротивления, диаметр воображаемого цилиндра, проходящего по свободным концам прутковых электродов, превышает диаметр скважины, На фиг. 1 и 2 показан анодный заземлитель, продольный и поперечный разрезы.

В вертикальную скважину 1 (фиг, 1) диаметром 150 мм и глубиной до 100 м опущен заземлитель, состоящий из изолированного токопровода-кабеля 2 с медной жилой 3 (фиг, 2) сечением не менее 16 мм, на который по винтовой линии, имеющий шаг 50 мм, намотан промежуточный токопровод 4 из титановой проволоки диаметром 3 мм, к которому с шагом 125 мм по его длине под прямым углом к оси токопровода 2 приварены прутковые электроды 5 из титана диаметром 3 и длиной 100 мм, покрытые слоем двуокиси марганца толщиной 500 мкм (или

° другого малоизнашиваемого электропроводного материала, например, платины, двуокисей рутения или иридия толщиной 320 мкм). К нижнему концу токопровода 2 прикреплен монтажный груз 6 массой 10 — 20 кг, служащий для спуска анода в скважину

1, а к верхнему концу токопровода 2 присоединен питающий кабель 7 с помощью кабельной муфты 8. Промежуточный токопровод 4 равномерно, с шагом 5 м по длине заземлителя, электрически соединен с изолированным токопроводом 2 посредством соединительных муфт 9. После монтажа скважина 1 заполнена глинистым грунтом

10.

До спуска заземлителя в скважину диаметр воображаемого цилиндра 11, проходящего по свободным концам электродов 5, составляет 212 мм (двойная длина электродов плюс диаметр токопровода 2, равный 12 мм). При спуске заземлителя в скважину 1 под действием груза 6 электроды 5 вследствие гибкости промежуточного токопровода

4 и самих электродов загибаются, образуя

20 острый угол относительно оси токопровода

2, но при этом свободные концы электродов

5 плотно касаются стенки скважины 1. Это позволяет, как показали теоретический анализ и экспериментальные исследования, обеспечить минимальное сопротивление растекания анодного заземлителя при данном расходе материалов. Все электроды расположены в двух перпендикулярных ского тока по питающему кабелю 7 ток через соединительную кабельную муфту 8 перетекает в токопровод 2, от него через соединительные муфты 9 — в промежуточный токопровод 4, протекая по последнему, ток

35 разветвляется по электродам 5 и о них сте кает в грунт. Из-за того, что-электроды 5 и

40 токопровод 4 изготовлены из металла, на поверхности которого на воздухе и при нагружении в электролите анодным током образуется диэлектрическая окисная пленка; стекания (утечки) анодного тока с токопровода 4 и мест соединения электродов 5 с токопроводом 4 не происходит.

Отсутствие утечки тока с токопровода 4 и мест соединения электродов 5 с ним позволяет отказаться от специальной изоля50. ции их, что .значительно упрощает конструкцию, технологию изготовления и повышает надежность заземлителя. Тщательная изоляция требуется лишь в муфтах

8 и 9, число которых значительно меньше числа мест соединения электродов 5 с токопроводом 4 (например, в заземлителе длиной 100 м число мест соединения электродов с промежуточным токопроводом составляет 1000, а число соединительных муфт, требующих изоляции, всего 21).

30 вертикальных плоскостях (фиг. 2).

Заземлитель работает следующим образом. При подводе постоянного электриче1778832

A A

9 цг. f авиа. Г

Составитель Ф.Даутов .

Техред М.Моргентал Корректор M.Ïåòðoâà

Редактор

Заказ 4197 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Формула изобретения

1, Анодный заземлитель, содержащий прутковые электроды, выполненные на осиове металла, покрывающегося диэлектрической пленкой при стекании анодного тока, электрически соединенные с основным изолированным токопроводом, размещенным по длине заземлителя, располагаемого в скважине, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения трудоемкости изготовления, он снабжен промежуточным токопроводам, выполненным из металла, покрывающегося диэлектрической пленкой при стекании анодного тела, расположенным на основном изолированном токопро5 воде по винтовой линии и равномерно соединенным с ним.

2. Заземлитель по и. 1. о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью снижения его сопротивления, диаметр воображаемого цилинд10 ра, проходящего по свободным концам прутковых электродов, превышает диаметр скважины.