RU2574181C1

RU2574181C1 - Anode earthing electrode

Info

Publication number: RU2574181C1
Application number: RU2014125971/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Гарольдович Редекоп; Олег Аркадьевич Гилёв
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазовой аппаратуры "Анодъ"
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2016-02-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention may be used for anode earthings of electrochemical anticorrosion protection installations for metal and reinforce concrete structures contacting soil with high content of salts, sea water and other electrolytic media and as overload protective earthing for the mains. The anode earthing electrode comprises an electrode and a cable. At that the electrode is made as integral electrode of electroconductive polymer material with specific resistance of 0.5-5.0 Ohm·mm²/cm, it contains polymeric matrix and electroconductive filler material while the cable is fixed at the electrode body with insulation of the junction from ambient environment by a sealing element.

EFFECT: higher reliability and longer life of the anode earthing electrode.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электрохимической защиты сооружений и может быть использовано для анодных заземлений установок электрохимической защиты металлических и железобетонных сооружений от коррозии, контактирующих с грунтом с высоким содержанием солей, морской водой и другими электролитическими средами и в качестве защитного заземления от перенапряжений в сети.The invention relates to the field of electrochemical protection of structures and can be used for anode grounding of installations of electrochemical protection of metal and reinforced concrete structures against corrosion in contact with soil with a high content of salts, sea water and other electrolytic environments and as protective grounding against overvoltages in the network.

Известен анодный заземлитель (патент РФ на полезную модель №48995, C23F 13/00, 2005), содержащий токопроводник, токопроводящую полимерную оболочку, внешний проводник и грузонесущий элемент.Known anode ground electrode (patent of the Russian Federation for utility model No. 48995, C23F 13/00, 2005) containing a conductive current-conducting polymer shell, an external conductor and a load-bearing element.

Недостатком известного устройства является наличие внутреннего металлического стержня, который со временем растворяется, что ухудшает свойства заземлителя. Кроме того, наличие внутреннего стержня усложняет процесс изготовления электрода.A disadvantage of the known device is the presence of an internal metal rod, which dissolves over time, which affects the properties of the ground electrode. In addition, the presence of an inner rod complicates the manufacturing process of the electrode.

Известен глубинный анодный заземлитель по патенту РФ на изобретение №2225420, C08L 9/02, C08L 9/06, C08L 11/00, C23F 13/00, C23F 13/16, 2004, содержащий электрод - тело заземлителя, соединительный кабель и узел изоляции. Электрод содержит металлический токопровод, коаксиально размещенный внутри рабочей оболочки, контактирующей с токопроводом. Рабочая оболочка состоит из слоев углеродного материала и гибкой оболочки из электропроводного эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,05-0,5 Ом·м. Соединительный кабель является единым целым с токопроводом электрода. Узел изоляции включает термоусаживаемую муфту. Известное устройство принято в качестве ближайшего аналога.Known deep anode ground electrode according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2225420, C08L 9/02, C08L 9/06, C08L 11/00, C23F 13/00, C23F 13/16, 2004, containing an electrode - the body of the ground electrode, connecting cable and isolation unit . The electrode contains a metal conductor, coaxially placed inside the working shell in contact with the conductor. The working shell consists of layers of carbon material and a flexible shell of electrically conductive elastomeric material with a specific volume resistance of 0.05-0.5 Ohm · m. The connecting cable is integral with the current path of the electrode. The insulation assembly includes a heat shrink sleeve. The known device is taken as the closest analogue.

Недостатком ближайшего аналога является наличие металлического токопровода, являющегося несущим элементом заземлителя. Металлический элемент в процессе эксплуатации устройства растворяется, в результате чего снижаются долговечность и электрические параметры заземлителя.The disadvantage of the closest analogue is the presence of a metal conductor, which is the bearing element of the ground electrode. The metal element dissolves during the operation of the device, as a result of which the durability and electrical parameters of the ground electrode are reduced.

Технической задачей изобретения является повышение надежности и долговечности анодных заземлителей, используемых, в частности, при защите сооружений, контактирующих с агрессивными средами.An object of the invention is to increase the reliability and durability of anode grounding conductors, used, in particular, in the protection of structures in contact with aggressive environments.

Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности анодного заземлителя.The technical result consists in increasing the reliability and durability of the anode earthing switch.

Технический результат достигается тем, что в анодном заземлителе, содержащем электрод и кабель, согласно изобретению тело электрода выполнено цельным из электропроводного полимерного материала, кабель закреплен на теле электрода, место соединения кабеля с телом электрода изолировано от внешней среды герметизирующим элементом.The technical result is achieved by the fact that in the anode earthing switch containing the electrode and the cable, according to the invention, the electrode body is made of an electrically conductive polymeric material, the cable is fixed to the electrode body, the connection point of the cable with the electrode body is isolated from the external environment by a sealing element.

Кроме того, в анодном заземлителе герметизирующий элемент может быть выполнен в виде термоусадочной трубки, заполненной герметиком.In addition, in the anode ground electrode, the sealing element can be made in the form of a heat shrink tube filled with sealant.

Технический результат обеспечивается тем, что в анодном заземлителе тело электрода по всему объему выполнено из электропроводного полимерного материала. Малая растворимость полимерного материала, исключение образования оксидной пленки, стойкость к агрессивным средам повышает надежность и долговечность анодного заземлителя.The technical result is ensured by the fact that in the anode ground electrode, the electrode body throughout the volume is made of an electrically conductive polymer material. The low solubility of the polymer material, the exclusion of the formation of an oxide film, and resistance to aggressive environments increases the reliability and durability of the anode ground electrode.

Выполнение электрода цельным из электропроводного полимерного материала без металлического сердечника улучшает свойства анодного заземлителя и повышает его надежность и долговечность, в отличие от аналогичных устройств, где входящий в состав электрода металлический сердечник растворяется в процессе защиты. Растворение металлического сердечника приводит к ухудшению электрических параметров заземлителя и тем самым к снижению надежности. Например, в процессе растворения металлического сердечника анодного заземлителя значительно возрастает сопротивление растеканию тока.The implementation of the electrode integral of an electrically conductive polymer material without a metal core improves the properties of the anode ground electrode and increases its reliability and durability, in contrast to similar devices, where the metal core included in the electrode dissolves during the protection process. The dissolution of the metal core leads to a deterioration in the electrical parameters of the ground electrode system and thereby to a decrease in reliability. For example, in the process of dissolution of the metal core of the anode ground electrode, resistance to current spreading increases significantly.

Крепление кабеля непосредственно к телу электрода, герметизация места крепления кабеля к электроду, например, с помощью термоусадочной трубки, заполненной герметиком, способствует более надежному креплению кабеля к телу электрода и плотному контакту между кабелем и электродом, что также повышает надежность анодного заземлителя и увеличивает срок его службы.Fastening the cable directly to the body of the electrode, sealing the place of attachment of the cable to the electrode, for example, using a heat shrink tube filled with sealant, contributes to a more reliable fastening of the cable to the body of the electrode and tight contact between the cable and the electrode, which also increases the reliability of the anode ground electrode and extends its life service.

На фиг. 1 представлен общий вид анодного заземлителя.In FIG. 1 shows a General view of the anode ground electrode.

Анодный заземлитель содержит электрод 1, кабель 2, наконечник кабеля 3, термоусадочную трубку 4, наполнитель герметик 5, винт 6.The anode ground electrode contains an electrode 1, a cable 2, a cable tip 3, a heat shrink tube 4, a filler sealant 5, a screw 6.

Электрод 1 выполняют в виде полнотелого цилиндра из электропроводного полимерного материала с низким удельным сопротивлением ~0,5-5,0 Ом·мм²/см.The electrode 1 is made in the form of a solid cylinder of electrically conductive polymer material with a low specific resistance of ~ 0.5-5.0 Ohm · mm ² / cm.

Электропроводный полимерный материал содержит в своем составе полимерную матрицу, например, из полиэтилена и электропроводный наполнитель, например, в виде электропроводного технического углерода или электротехнического графита, обеспечивающий протекание анодного тока. Электрод 1 изготавливают методом экструзии.The electrically conductive polymer material contains a polymer matrix, for example, of polyethylene and an electrically conductive filler, for example, in the form of electrically conductive carbon black or electrotechnical graphite, which ensures the flow of the anode current. The electrode 1 is made by extrusion.

Кабель 2 прикрепляют к телу электрода 1 с помощью стандартного наконечника 3 из медного сплава. Наконечник 3 соединяют с кабелем 2 путем обжатия. В торцевой части тела электрода 1 выполняют отверстие. В отверстие вкручивают винт 6 и прижимают наконечник 3 к торцевой части электрода 1.Cable 2 is attached to the body of electrode 1 using a standard copper alloy tip 3. The tip 3 is connected to the cable 2 by crimping. An opening is made in the end part of the body of the electrode 1. Screw 6 is screwed into the hole and the tip 3 is pressed against the end part of the electrode 1.

Место соединения кабеля 2 с электродом герметично изолируют. В качестве герметизирующего элемента может быть использована термоусадочная трубка. Изоляция соединения нужна для предотвращения окислительных процессов и сохранения надежного контакта. Полость внутри трубки заполняют герметиком, что обеспечивает более надежную защиту соединения кабеля с электродом от обрыва и других внешних повреждений. Это повышает надежность и долговечность анодного заземлителя.The junction of the cable 2 with the electrode is hermetically sealed. As a sealing element, a heat shrink tube may be used. Compound isolation is needed to prevent oxidative processes and maintain reliable contact. The cavity inside the tube is filled with sealant, which provides more reliable protection of the cable to electrode connection from breakage and other external damages. This increases the reliability and durability of the anode earthing switch.

Размеры анодного заземлителя выбирают в зависимости от параметров защищаемой конструкции и среды ее расположения. Длина электрода 1 анодного заземлителя может составлять от 1,5 м до 15 м. Например, анодный заземлитель с длиной электрода 1 в 1,5 м выполняют диаметром 0,05 м. Длина соединительного кабеля у такого заземлителя 3 м. Вес заземлителя составляет 3,7 кг, что значительно ниже аналогов, вес которых при тех же габаритах может быть более 20 кг.The dimensions of the anode earthing switch are selected depending on the parameters of the protected structure and the environment of its location. The length of the electrode 1 of the anode ground electrode can be from 1.5 m to 15 m. For example, the anode ground electrode with an electrode length of 1 1.5 m is made with a diameter of 0.05 m. The length of the connecting cable for this ground electrode is 3 m. The weight of the ground electrode is 3, 7 kg, which is significantly lower than analogues, the weight of which with the same dimensions can be more than 20 kg.

Анодный заземлитель работает следующим образом.Anode grounding works as follows.

Анодный заземлитель подключают к положительному полюсу источника тока, защищаемое сооружение подсоединяют к отрицательному полюсу источника тока. При этом защищаемый объект выступает в роли катода. В процессе защиты анод растворяется и разрушается, сохраняя неповрежденным объект защиты. В анодном заземлителе из электропроводного полимерного материала растворяется электропроводный наполнитель, например технический углерод. Благодаря отсутствию металлического сердечника, низкой скорости растворения углерода, отсутствию образования оксидной пленки полимерные электроды обладают высокой долговечностью и надежностью. Стойкость полимерной матрицы к агрессивным средам позволяет использовать полимерный анодный заземлитель для защиты сооружений, расположенных в морской, речной воде, в грунтах с высоким содержанием солей.The anode ground electrode system is connected to the positive pole of the current source, the protected structure is connected to the negative pole of the current source. In this case, the protected object acts as a cathode. In the process of protection, the anode dissolves and collapses, keeping the protected object intact. An conductive filler, such as carbon black, is dissolved in an anode grounding made of an electrically conductive polymer material. Due to the absence of a metal core, low dissolution rate of carbon, and the absence of an oxide film, polymer electrodes have high durability and reliability. The resistance of the polymer matrix to aggressive environments allows the use of a polymer anode ground electrode to protect structures located in sea and river water in soils with a high salt content.

Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность и долговечность анодного заземлителя.Thus, the invention improves the reliability and durability of the anode earthing switch.

Claims

1. An anode ground electrode comprising an electrode and a cable, characterized in that the electrode is made of an integral conductive polymer material with a specific resistance of 0.5-5.0 Ohm · mm ² / cm, containing a polymer matrix and an electrically conductive filler, the cable being fixed to the body of the electrode with isolation of the junction from the external environment by a sealing element.

2. Anode ground electrode system according to claim 1, characterized in that the sealing element is made in the form of a heat-shrink tube filled with sealant.