Jak zlepšit uzemnění?

Jaká řešení existují pro zlepšení odolnosti vůči toku proudu?

Jaké kapaliny existují pro zlepšení odporu proudového toku zemní smyčky? Přibližná cena a dávkování?

UMĚLÉ SNÍŽENÍ ODPORU UZEMNĚNÍ
2.48. Pro instalaci nízkoodporového uzemnění ve špatně vodivých půdách (písek, štěrk, kámen atd.) jsou zapotřebí desítky a někdy stovky ocelových trubek, každá o délce 2-2,5 m, umístěných na velké ploše.

2.49. Aby se snížily náklady na uzemňovací zařízení v místech s vysokým zemním odporem, používají se různé metody k umělému snížení odporu půdy. Zároveň se snižuje počet zemnících vodičů a velikost území, na kterém by měly být zemnící vodiče umístěny.

2.50. Celkový odpor uzemnění závisí, jak bylo uvedeno výše, na odporu vrstev půdy přiléhajících k zemní elektrodě. Proto je možné snížit odpor uzemnění snížením odporu půdy pouze v malé oblasti kolem zemnící elektrody.

2.51 Umělého snížení měrného odporu půdy se dosáhne buď chemicky pomocí elektrolytů, nebo položením zemnících vodičů do jímek s volně loženým uhlím, koksem nebo jílem.

Zkušenosti ukázaly, že maximálního snížení zemního odporu je dosaženo použitím elektrolytů, dřevěného uhlí a koksového vánku. První metoda spočívá v tom, že půda kolem zemních elektrod je impregnována roztoky chloridu sodného (běžná kuchyňská sůl), chloridu vápenatého, síranu měďnatého (síran měďnatý) atd.

Je třeba poznamenat, že touto metodou lze dosáhnout poměrně velkého snížení hodnoty zemního odporu, avšak na krátkou dobu (2 – 4 roky), po které je nutné zeminu znovu napustit elektrolytem.

2.52 V praxi lze k umělému snížení měrného odporu půdy doporučit následující dvě metody: vytvoření zóny se sníženým měrným odporem kolem zemnící elektrody a ošetření půdy solí.

2.53. Pro vytvoření zóny se sníženým odporem v zemi kolem zemní elektrody je vytvořen výkop (jáma) o poloměru 1,5-2,0 m a hloubce rovné délce hnané tyče. Po zasypání výkopu zeminou se instaluje zemní elektroda a zemina se zhutní.

Jakákoli zemina s měrným odporem 5-10krát menším, než je měrný odpor hlavní zeminy, může být použita jako výplňová zemina. Například, pokud je uzemnění instalováno v písčité nebo skalnaté (žulové) půdě, pak plniva mohou být jíl, rašelina, černá půda, hlína, struska atd. Tímto způsobem je dosaženo snížení zemního odporu v průměru 2,5-3 krát.

2.54. Účinným a levným způsobem, jak snížit odpor uzemnění, je ošetření půdy kuchyňskou solí. Účinek posledně jmenovaného se snižuje nejen na snížení odporu půdy, ale také na snížení její teploty mrazu.

2.55 Existují různé způsoby umístění soli v blízkosti zemnící elektrody. V praxi ministerstva komunikací SSSR je běžné pokládat sůl ve vrstvách blízko trubkové zemnící elektrody. Sůl může být také umístěna celá v hloubce blízko trubkové uzemňovací elektrody nebo v krátké vzdálenosti od ní. Druhý způsob je výhodnější v tom smyslu, že koroze zemnící elektrody bude v tomto případě minimální.

Množství soli potřebné pro úpravu uzemnění závisí na délce elektrody: od 1,5 do 10 kg na 1 m uzemňovací elektrody.

Někdy je prostor uvnitř zemnící elektrody, vytvořený ve formě duté trubky s otvory, kterými solný roztok vystupuje do okolní půdy, vyplněn solí.

2.56 Protože se sůl v průběhu času vyplavuje, je doba úpravy půdy omezená a po 2–4 letech se musí opakovat. Účinnost léčby se v průběhu času mění a mění. V prvním roce, kdy se sůl ještě nestihla rozprostřít kolem zemnící elektrody, klesá odpor relativně málo. Optimální podmínky nastávají ve druhém nebo třetím roce a poté začnou klesat.

Trvanlivost ošetření závisí na struktuře půdy, vlhkosti a množství srážek.
2.57 K nevýhodám těchto způsobů úpravy půdy patří: nutnost obnovy impregnace půdy přibližně po 2 – 4 letech a možnost zničení zemnících elektrod chemickým působením solí nebo solných roztoků na ně, v důsledku čehož dochází k jejich výměně s novými uzemňovacími elektrodami.

Byly učiněny pokusy tyto nedostatky odstranit. Tak například v Německu byl navržen způsob, kdy se kovy zavádějí do půdy kolem zemní elektrody v jemně rozmělněné formě, jako například v koloidních roztocích, nebo ve formě malých kovových hoblin. Pokud jsou v tomto případě vybrány jemně mleté ​​kovy, aby nemohly vzniknout galvanické páry se samotnou uzemňovací elektrodou, pak tato nebude korodovat.

Koloidy však nejsou v půdě stabilnější než soli a solné roztoky. Z vrstev přiléhajících k zemní elektrodě jsou postupně vyplavovány dešťovou vodou, v důsledku čehož dosažené snížení odporu zemnící elektrody časem mizí. V USA byl navržen způsob, jak oddálit vyplavování solných roztoků z půdy smícháním solného roztoku (například síranu měďnatého) se směsí plastů nerozpustných ve vodě a jejich vstřikováním do půdy pod vysokým tlakem. Tato metoda je nákladná a doba jejího působení nebyla stanovena.

Z dalších metod umělého snižování odporu zemnících elektrod navrhovaných v různých zemích si pozornost zaslouží především švédská metoda – ošetření půdy kolem zemnící elektrody pomocí elektrolytů tvořících gel.

V důsledku smíchání koncentrovaného roztoku síranu měďnatého s ekvivalentním množstvím koncentrovaného roztoku alkalické soli sulfidu železa se získá ve vodě nerozpustný reakční produkt – síran měďnatý, který za určitých podmínek vytváří homogenní elektricky vodivý hydrogel.

Elektrické a fyzikální vlastnosti hydrogelu se při dlouhodobém působení vody významně nemění a jsou stabilní při kolísání teplot v rozmezí -60 až +60 °C. Je však účinný při snižování velmi vysokých zemních odporů (řádově 400-600 ohmů) a je neúčinný při hodnotách odporu řádově 20-30 ohmů.

Metoda 1. Zvětšení délky elektrody

Zemnící odpor můžete snížit ponořením delší elektrody do země. Při zdvojnásobení její délky se zemnící odpor sníží v průměru o 40 %. Křivka na Obr. 1 ilustruje tento efekt. Například elektroda uložená 61 cm má odpor proti šíření proudu 88 Ohmů. Pro stejnou elektrodu zakopanou ve výšce 122 cm toto číslo klesne na 50 ohmů (asi o 40 %).

Rýže. 1 Odpor klesá s hloubkou ponoření elektrody do země.

Je možné snížit odpor uzemnění zvětšením průměru elektrody? Ano, ale ne o moc. Při stejné hloubce ponoření sníží elektroda s dvojnásobným průměrem odpor uzemnění pouze o 10 % (viz obr. 2).

Například elektroda o průměru 15 mm, zakopaná 3 m, má odpor proti šíření proudu 6,33 Ohmů. Zvětšením průměru na 30 mm můžete snížit zemnící odpor na pouhých 5,6 Ohmů. Možnost zvětšení průměru elektrody by proto měla být zvažována pouze v případě, že je nutné zvýšit její pevnost, aby ji bylo možné zakopat do pevné půdy.

Rýže. 2. Průměr elektrody má malý vliv na odpor. Křivky A, B a C jsou výsledky měření ve třech různých laboratořích.

Metoda 2: Použití více elektrod

Dvě elektrody umístěné v zemi v dostatečné vzdálenosti tvoří paralelní větve šíření proudu. Ale pro plný efekt je nutná vzdálenost alespoň 10 hloubek těchto elektrod. Při vzdáleném umístění elektrod v jejich hloubce se výsledná hodnota sníží pouze o 40 %. Pokud jsou použity tři elektrody, pak se sníží o 60%, pokud 4 – o 66% (viz obr. 3).

Čím více elektrod je použito, tím silnější je jejich vzájemné ovlivnění a tím méně klesá celkový odpor uzemnění.

Metoda 3. Chemické ošetření půdy

Jedná se o jeden z účinných způsobů, jak snížit odpor uzemnění. Měl by být použit, pokud má lokalita například kamenitou nebo víceletou půdu. Chemické ošetření půdy navíc snižuje dopad periodického sezónního smáčení a vysychání půdy na odolnost (viz obr. 4).

Rýže. 4. Chemické ošetření půdy snižuje sezónní výkyvy odporu uzemnění

Univerzální recept na chemické ošetření půdy neexistuje. V každém jednotlivém případě je nutné vzít v úvahu jeho cenu, korozivní účinek a také aktuální ekologické předpisy. Musíme také pamatovat na to, že rozpustné sírany mají agresivní účinek na beton, takže byste se měli zdržet jejich použití v blízkosti betonových základů.

Pro zpracování můžete použít síran hořečnatý, síran měďnatý a běžný chlorid sodný. Síran hořečnatý je nejméně korozivní, zatímco chlorid sodný je nejlevnější a funguje, pokud je umístěn v prstencovém výkopu o průměru asi 50 cm a hloubce 30 cm, vykopaném kolem elektrody.

Je důležité si uvědomit, že po chemickém ošetření půdy se odolnost snižuje pouze na chvíli: srážky a přirozené odvodnění půdy snižují koncentraci chemikálie. Řešením je umístit ji nikoli do výkopu, ale do duté děrované elektrody. Poté bude proces louhování rovnoměrnější a postupný, což snižuje odolnost na dlouhou dobu. Na tomto principu je založeno například elektrolytické uzemnění ZANDZ. Používá elektrodu z nerezové oceli naplněnou patentovaným solným roztokem. Jedno naplnění touto směsí vydrží 10-15 let a životnost elektrody dosahuje 50 let. Další výhodou elektrolytického uzemnění je malá instalační hloubka: díky tvaru L elektrody je zakopána pouze 0,7 m.

1. Údržba dobře
2. Speciální směs minerálních solí

Které možnosti snížení odporu zemnícího zařízení jsou pro vás vhodné? To závisí na ukazatelích, kterých je třeba u chráněného objektu dosáhnout podle regulačních dokumentů, charakteristice objektu, vlastnostech půdy a dalších faktorech. Potřebujete pomoc nebo radu? Kontaktujte Technické centrum ZANDZ!