Заземлитель

 

ее не . м., „ е" + г4С4

Союз Сооетоиих

Социалистических реоиуйьис

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено -13.11.78 (21) 2685451/24-07 с присоединением заявки ЛЪ— (51) М. Кл.з

Н 01 R 4/66

Гооудзрствеиимй комитет (23) Приоритет

CCCP (53) УДК 621.316.995 (088.8) по лелем изобретений (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень 1 о 41 и открытий (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения И. И. Коваленко и Н. И. Коваленко (71) Заявитель Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к области защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям электроустановок.

Защита от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нето коведущим частям электроустановок, оказавшихся под напряжением вследствие нарушения изоляции, достигается электрическим соединением нетоковедущих металлических частей установок и сооружений с землей.

Известен заземлитель, состоящий из металлических электродов и соединяющих проводников (1), Сопротивление электродов и заземляющих проводников невелико. Сопротивление заземлителя определяется в основном переходным сопротивлением контакта электрода и земли, поэтому для снижения сопротивления заземлителя, устройство выполняют из нескольких электродов, что требует значительных затрат для выполнения работ.

Известен также заземлитель, содержащий основной заземляющий электрод с отводом, на верхней части которого, покрытой слоем диэлектрика, соосно установлен дополнительный заземляющий электрод (2).

Недостатком известного заземлителя является возможность появления на основном

5 электроде потенциала, превышающего допустимый. Невозможно обеспечить безопасность при прикосновении к заземлителю, а также заземляющих установок при повреждении изоляции в них.

10 Целью изобретения является обеспечение безопасности прикосновения к заземлителю, снижение потенциала на поверхности земли, Для этого в заземлителе дополнитель15 ный заземляющий электрод вверху и внизу электрически соединен с основным заземляющим электродом, причем заземлитель снабжен крышкой, установленной в месте подсоединения отвода.

2о На фиг. 1 представлен предлагаемый заземлитель, общий вид (разрез); на фиг.2— распределение токов в электродах заземлителя; на фиг. 3 — диаграмма распределения потенциала у заземлителя.

25 Заземлитель состоит из основного заземляющего электрода 1 (фиг. 1), выполненного из металлической трубы длиной 2—

2,5 м, диаметром не менее 35 мм. В нижней части основного заземляющего элек3о трода не менее двадцати отверстий 2 диа4Фе

«р

4В б

7764 фф Ъ

55

60 метром более 5 мм, в верхней части имеется барашек 3 для подключения заземляющего отвода 4. Дополнительный заземляющий электрод 5 выполнен также из трубы, надетой в верхней части на основной заземляющий электрод 1, которые разделены слоем диэлектрика 6, например окисью железа. Электрод 5 соединен с электродом

1 внизу сварным швом 7 вверху приваренной планкой 8, к которой прикреплен барашек 3 для подключения заземляющего отвода 4. В верхней части заземлитель закрыт крышкой 9 с отверстием для заземляющего отвода 4, которым заземляется установка 10.

При нарушении изоляции в электроустановке 10 (фиг. 1) металлические нетоковедущие части оказываются под напряжением. Защита от поражения прикосновения достигается благодаря электрическому соединению нетоковедущих металлических частей с землей. Ток замыкания на землю пойдет через заземляющий отвод 4, барашек 3, приваренную вверху к обоим заземляющим электродам металлическую планку 8 и по электродам 1 и 5 до соединяемого сварного шва 7 и ток переходит на основной заземляющий электрод 1.

Основной 1 и дополнительный 5 заземляющие электроды расположены как параллельные проводники, по которым проходит ток замыкания на землю. Вокруг проводников с токами создаются магнитные поля, которые действуют на движущиеся заряды по соседним проводникам из дополнительного 5 и основного 1 заземляющих электродов, разделенных слоем диэлектрика 6. На движущие заряды, находящиеся одновременно в электрическом и магнитном полях, действует сила Лоренца. При параллельном расположении заземляющих электродов вектор магнитной индукции В перпендикулярен к направлению скорости движения зарядов V, а сила, действующая на заряды, F перпендикулярна к плоскости первых двух векторов и она искривляет траекторию движения зарядов.

Под действием этой силы каждый заряд в дополнительном и основном заземляющем электродах в самом начале искривляет траекторию почти по окружности, определяемую из соотношения

=q vB. (1)

В основном электроде 1 заряды искривляются к нижней части поверхности и идут по внешней поверхности (фиг. 2), в дополнительном заземляющем электроде 5 заряды идут по внутренней поверхности. Благо5

35 даря эффекту близости, возникающему при наложении магнитного и электрического полей, ток в дополнительном заземляющем электроде полностью сконцентрируется на внутренней его поверхности. В результате наружная поверхность дополнительного заземляющего электрода 5 оказывается электрически обесточенной и безопасной при прикосновении к ней. Ток замыкания на землю растекается с нижней части основного заземляющего электрода 1.

На фиг. 3 приведена диаграмма напряжений потенциала в пределах заземлителя.

Максимальный потенциал перенесен с поверхности земли около основного электрода в глубину грунта, начиная с половины длины основного электрода. Этим обеспечивается безопасность прикосновения к заземлителю и шагового потенциала на поверхности земли. Особенно это важно для шахтных сетей, расположенных в выработках ограниченного сечения, где человек может касаться заземлителей, установленных в породах с большим сопротивлением.

Заземлитель повышает безопасность эксплуатации электроустановок, снижает потенциал на поверхности земли вокруг заземляющего электрода, переносит высокий потенциал при протекании тока замыкания на землю в глубину грунта, на половину длины основного заземляющего электрода, способствует лучшему растеканию токов в глубоких слоях земли. Конструкция предложенного заземлителя проста, поэтому он найдет широкое применение в различных отраслях промышленности.

Формула изобретения

Заземлитель, содержащий основной заземляющий электрод с отводом, на верхней части которого, покрытой слоем диэлектрика, соосно установлен дополнительный заземляющий электрод, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения безопасности прикосновения к заземлителю, снижения потенциала на поверхности земли, дополнительный заземляющий электрод вверху и внизу электрически соединен с основным заземляющим электродом, причем заземлитель снабжен крышкой, установленной в месте подсоединения отвода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Найфельд M. P. Заземление и защитные меры безопасности, М., «Энергия», 1971, с. 22 — 37.

2. Авторское свидетельство СССР по заяв,ке Ме 2636195/24-07, кл, Н 01 Я

3/06, 1978.

777764

Фиг. 2

Составитель Л. Январева

Техред А..Камышиикова Корректор С. Серобаба

Редактор Г. Петрова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2527(16 Изд. № 578 Тираж 857 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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