GR1009281B

GR1009281B - Κατασκευη ηλεκτροδιου διαχυσης για εγκαταστασεις γειωσεων

Info

Publication number: GR1009281B
Application number: GR20160100376A
Authority: GR
Inventors: Δημητριος Νικολαου Κοκκινος
Original assignee: Ελεμκο Δημητριος Ν. Κοκκινος Εμπορικη Τεχνικη Βιομηχανικη Ανωνυμη Εταιρεια
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2018-05-02
Also published as: GR20160100376A

Abstract

Το ηλεκτρόδιο διάχυσης για εγκαταστάσεις γειώσεων είναι η κατασκευή, που προστατεύει τους χρήστες ηλεκτρικών εγκαταστάσεων και συσκευών από ηλεκτροπληξία. Η αποτελεσματικότητα του ηλεκτροδίου διάχυσης εξαρτάται από τη γεωμετρική του μορφή (δομή), το υλικό που είναι κατασκευασμένο και την αγωγιμότητα του εδάφους. Στην παρούσα κατασκευή η ειδική γεωμετρική μορφή (δομή), που δίδεται στο ηλεκτρόδιο επιτυγχάνει ευνοϊκότερα τεχνικά και οικονομικά αποτελέσματα από τα γνωστά ηλεκτρόδια μορφής ράβδου, πλάκας ή ταινίας.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟΥ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΓΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΓΕΙΩΣΕΩΝ

Η εφεύρεση αναφέρεται στην κατασκευή ηλεκτροδίου διάχυσης για εγκαταστάσεις γειώσεων.

Σήμερα οι ηλεκτρικοί διασπορείς γειώσεως (ηλεκτρόδια γείωσης) δημιουργούνται συνήθως: Καρφώνοντας στο έδαφος μεταλλικά στοιχεία, όπως σωλήνες, ράβδους διαφόρων γεωμετρικών διατομών (πχ. κυκλικών, σταυρού κλπ)

Τοποθετώντας κατά μήκος ορυγμάτων στο έδαφος οριζόντια ή κατακόρυφα μεταλλικά στοιχεία ορθογωνικής ή κυκλικής διατομής καθώς και σπανιότερα,

Τοποθετώντας μεταλλικά φύλλα - πλάκες - κατακόρυφα ή οριζόντια μέσα σε λάκκους.

Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις τα στοιχεία συνδέονται ηλεκτρικά το ένα με το άλλο και συνιστούν την εγκατάσταση γείωσης του κτιρίου.

Από τα προηγούμενα κατανοείται ότι, η εγκατάσταση γειώσεων παρουσιάζει μία πολυπλοκότητα και ανάγκη για εκτεταμένες περιοχές καθώς και μεγάλες ποσότητες πρώτων υλών που θάβονται στο έδαφος.

Η ανάγκη αυτή θέτει περιοριστικά όρια σε πυκνοδομημένες περιοχές, αστικά κέντρα, ιστορικά κέντρα κλπ, όπου αντιμετωπίζεται οξύ πρόβλημα διατιθέμενου χώρου για την εγκατάστασή της,

Επίσης η ανάγκη κατάληψης μεγάλων επιφανειών παρουσιάζει επί πλέον δυσκολία επιτήρησης του θαμμένου ηλεκτροδίου διάχυσης από φθορές κατά την εγκατάσταση άλλων υπόγειων δικτύων ή κλοπής του υλικού καθώς είναι κατασκευασμένο από χαλκό, ανοξείδωτο χάλυβα και γενικώς από μέταλλα ανθεκτικά στη διάβρωση που χαρακτηρίζονται από υψηλό κόστος. .

Πρώτιστο έργο της παρούσας εφεύρεσης είναι η δημιουργία μίας γεωμετρικής διάταξης ηλεκτροδίου διάχυσης για γειώσεις, η οποία είναι ηλεκτρικά η βέλτιστη σε σχέση με μία πληθώρα γεωμετρικών δομών, που χρησιμοποιούνται σήμερα.

Κύριο έργο της παρούσας εφεύρεσης είναι η δημιουργία μίας διάταξης ηλεκτροδίου διάχυσης φιλικού στο περιβάλλον χρησιμοποιώντας λιγότερες πρώτες ύλες χωρίς αυτό να δημιουργεί βελτίωση των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών του.

Ένας άλλος σημαντικός στόχος είναι η δημιουργία μίας διάταξης ηλεκτροδίου κατασκευασμένου από γεωμετρικά στοιχεία που βελτιώνουν εισέτι την αντίσταση γείωσης συγκριτικά με άλλους διασπορείς ιδίας διάταξης.

Επόμενος κύριος στόχος είναι η δημιουργία μίας διάταξης ηλεκτροδίου διάχυσης, η χρήση της οποίας μειώνει την αντίσταση της γείωσης σε σχέση με την αντίσταση που χαρακτηρίζει τις εγκαταστάσεις με τους γνωστούς διασπορείς.

Ένας άλλος σημαντικός στόχος είναι η δημιουργία μίας διάταξης ηλεκτροδίου, η απόδοση της οποίας δεν επηρεάζεται ουσιαστικά από τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή της

Ένας άλλος σημαντικός στόχος είναι η δημιουργία μίας διάταξης ηλεκτροδίου διάχυσης ώστε να είναι καταλαμβάνει περιορισμένο χώρο και να επιτυγχάνεται η εύκολη η επιτήρησή της προλαμβάνοντας φθορές κατά την εγκατάσταση άλλων υπόγειων δικτύων ή κλοπής

Ένας άλλος σημαντικός στόχος είναι η δημιουργία μίας διάταξης ηλεκτροδίου, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εγκαταστάσεων γείωσης σε περιοχές με περιορισμένους χώρους.

Ακόμη ένας στόχος είναι η δημιουργία μίας διάταξης ηλεκτροδίου, η τοποθέτηση της οποίας να είναι απλή και γρήγορη.

Ακόμη ένας στόχος είναι η δημιουργία μίας διάταξης ηλεκτροδίου, η οποία να είναι συμβατή με οποιαδήποτε άλλη εγκατάσταση γείωσης.

Άλλος ένας στόχος είναι η δημιουργία μίας διάταξης ηλεκτροδίου, τέτοιας ώστε η χρήση της να μειώνει το συνολικό κόστος μίας εγκατάστασης γείωσης. Όλοι οι στόχοι επιτυγχάνονται με υπέρβαση τεχνικών αλλά και κατασκευαστικών δυσκολιών που περιγράφονται παρακάτω, με μείωση του κόστους παραγωγής, με μείωση του χρόνου συναρμολόγησης και με σημαντική διευκόλυνση του τελικού χρήστη.

Αυτοί και άλλοι, οι οποίοι θα γίνουν εμφανείς αργότερα, είναι οι στόχοι οι οποίοι επιτυγχάνονται από μία διάταξη ηλεκτροδίου διάχυσης για εγκαταστάσεις γείωσης, η οποία περιλαμβάνει τουλάχιστον δύο επίπεδα μεταλλικά πλέγματα ή από διάτρητες μεταλλικές πλάκες, που για λόγους συντομογραφίας θα αποκαλούνται εφεξής "διάτρητες πλάκες" που στερεώνονται σε επιθυμητή διάταξη - συνήθως υπό γωνία - σε ένα πλευρικό πλέγμα ή διάτρητη πλάκα σύνδεσης, επίσης μεταλλική.

Επιπλέον χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα της εφεύρεσης θα γίνουν πιο εμφανή από την περιγραφή μερικών εφαρμογών που παρουσιάζονται ως δείγματα, αλλά όχι περιορισμένες στην εφαρμογή τους, στα συνημμένα σχέδια στα οποία :

- το σχέδιο 1 είναι μία αξονομετρία μίας πρώτης δημιουργίας της βασικής διάταξης που εξετάζεται

- το σχέδιο 2 είναι μία αξονομετρία μίας δεύτερης δημιουργίας της βασικής διάταξης που εξετάζεται

- το σχέδιο 3 είναι μία αξονομετρία μίας πρώτης παραλλαγής της βασικής διάταξης που εξετάζεται

το σχέδιο 4 είναι μία αξονομετρία μίας δεύτερης παραλλαγής της βασικής διάταξης που εξετάζεται

Αναφερόμενοι στο σχέδιο 1 , η πρώτη δημιουργία της διάταξης ηλεκτροδίου διάχυσης περιλαμβάνει 2 διάτρητες πλάκες σημειωμένες με 1 και τοποθετημένες, σε αυτήν την συγκεκριμένη κατασκευή, παράλληλα και σε απόσταση.

Οι διάτρητες πλάκες 1 , μπορούν να κατασκευαστούν από διάφορα μέταλλα όπως πχ χάλυβα, χαλκό, ανοξείδωτο χάλυβα κλπ, με ή χωρίς αντιδιαβρωτική επιμετάλλωση έχουν μορφή πολύπλευρου ή κυκλικού γεωμετρικού σχήματος, με πλευρά ή διάμετρο κατά προτίμηση ίση με 0,5 μέτρα. Η απόσταση ανάμεσα στις διάτρητες πλάκες 1 μπορεί να είναι μεγέθους μεγαλύτερου, ίσου ή μικρότερου της πλευράς τους ή της διαμέτρου τους..

Σύμφωνα με την εφεύρεση, οι λεγάμενες διάτρητες πλάκες 1 είναι στερεωμένες πλευρικά σε μία διάτρητη πλάκα σύνδεσης 2, επίσης μεταλλική, μορφής πολύπλευρου ή κυκλικού γεωμετρικού σχήματος, υπό γωνία ως προς αυτές.

Οι διάτρητες πλάκες 1 στερεώνονται επί της διάτρητης πλάκας 2 με συγκόλληση οι με μικρά γωνιακά συνδετήρια στοιχεία 3 και βιδών, όπως φαίνεται στο σχέδιο 2, για τη σύνδεση με την υπόλοιπη εγκατάσταση γείωσης.

Όπως ακόμη φαίνεται στο σχέδιο 3, οι διάτρητες πλάκες 1 διαπερνώνται κάθετα από ένα ραβδοειδές στοιχείο 4, με το οποίο βελτιώνεται η απόδοση της διάταξης αλλά και παράλληλα καθιστά την όλη κατασκευή στιβαρή ώστε κατά την επίχωση της να μην παραμορφωθεί η γεωμετρία της.

Το ραβδοειδές στοιχείο 4 είναι συγκολλημένο ή βιδωμένο σε καθεμιά από τις διάτρητες πλάκες 1 .

Πρέπει σε αυτό το σημείο να γίνει εμφανές πως αποτελέσματα πειραμάτων αναδεικνύουν το γεγονός ότι η βασική διάταξη ηλεκτροδίου των Σχεδίων 1 και 2 με τις προαναφερθέντες προτιμώμενες διαστάσεις, θαμμένη σε έδαφος με μέση αντίσταση υψηλή (1000 ohm/m) είναι ηλεκτρικά ισοδύναμη σε μία σειρά από πάσσαλους μπηγμένων κατακόρυφα, συνολικού μήκους 8 μέτρων καρφωμένους στο ίδιο έδαφος δηλαδή αυξημένο κατά 50% έναντι των μέχρι τώρα ιδίων διατάξεων κατασκευασμένων από συμπαγείς πλάκες.

Ομοίως αποτελέσματα πειραμάτων αναδεικνύουν το γεγονός ότι οι παραλλαγές των Σχεδίων 3 και 4 με τις προαναφερθέντες προτιμώμενες διαστάσεις, θαμμένη σε έδαφος με μέση αντίσταση υψηλή (1000 ohm/m) είναι ηλεκτρικά ισοδύναμη σε μία σειρά από πάσσαλους μπηγμένων κατακόρυφα στο ίδιο έδαφος, συνολικού μήκους 13 μέτρων.

Στην πράξη επομένως ένας ελάχιστος αριθμός ηλεκτροδίων του τύπου που εξετάζεται επιδεικνύει τις δίες λειτουργίες αρκετού αριθμού συνηθισμένων ηλεκτροδίων.

Αυτό είναι εξαιρετικά επωφελές σε περιβάλλοντα με μικρούς διαθέσιμους χώρους, για παράδειγμα στα ιστορικά κέντρα, τα αστικά κέντρα και οπουδήποτε υπάρχει έλλειψη ικανών περιοχών για την πραγματοποίηση της εγκατάστασης γείωσης.

Επιπλέον με την διάταξη του ηλεκτροδίου που εξετάζει είναι πιο εύκολη η επίτευξη μίας εγκατάστασης γείωσης σύμφωνα με τους κανόνες που ορίζονται σε πληθώρα διεθνών, Ευρωπαϊκών και Εθνικών Προτύπων ως και σε εγκαταστάσεις με διαφορικά ρεύματα μικρής ευαισθησίας.

Πρέπει επίσης να σημειωθεί πως η αντίσταση μίας εγκατάστασης γείωσης με ηλεκτρόδια διάχυσης σύμφωνα με την εφεύρεση, είναι μικρότερη σε σχέση με εκείνη μίας εγκατάστασης με συνηθισμένους πάσσαλους ή μεμονωμένες πλάκες.

Η διάταξη του ηλεκτροδίου που εξετάζεται καθιστά εφικτή την αντικατάσταση, κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης, του περιβάλλοντος εδάφους με υψηλή αντίσταση, με έδαφος πολύ καλής αγωγιμότητας ή έδαφος με προσθήκη βελτιωτικών διαθέσιμων στο εμπόριο για την καλυτέρευση της αγωγιμότητας, ούτως ώστε να επιτευχθεί μία εγκατάσταση γείωσης πολύ αποτελεσματική.

Επιπλέον η εγκατάσταση είναι ιδιαιτέρως απλή εφ' όσον είναι αρκετό ένα άνοιγμα ενός ορύγματος στο έδαφος διαστάσεων συμβατό με τον όγκο του ηλεκτροδίου διάχυσης.

Επίσης το ηλεκτρόδιο είναι συμβατό με οποιοδήποτε τύπο εγκατάστασης γείωσης και η παρουσία του φέρει μία μείωση του κόστους των υλικών της τάξεως μεγαλύτερου του 50%. Τελικώς ένα ηλεκτρόδιο διάχυσης του τύπου της εφεύρεσης αντικαθίσταται εύκολα σε περίπτωση βλάβης.

Διαπιστώθηκε, επομένως, πειραματικά πως η διάταξη ηλεκτροδίου διάχυσης που εξετάζει έφτασε τους στόχους που είχαν τεθεί.

Η εφεύρεση όπως έχει επινοηθεί επιδέχεται διάφορες μεταβολές και παραλλαγές οι οποίες υπεισέρχονται στην επινόηση. Έτσι για παράδειγμα με αναφορά στο σχέδιο 5, μία παραλλαγή κατασκευής μπορεί να περιλαμβάνει διάτρητες πλάκες σε σχήμα πολύγωνου. 101 τοποθετημένες παράλληλα σε ίση απόσταση η μία από την άλλη, συγκολλημένες σε μία διάτρητη πλάκα σύνδεσης 102 με μορφή κούνιας.

Όπως εικονίζεται στο Σχέδιο 6, οι διάτρητες πλάκες 101 στερεώνονται επί της διάτρητης πλάκας 102 με συγκόλληση οι με μικρά γωνιακά συνδετήρια στοιχεία 103 και βιδών, για τη σύνδεση με την υπόλοιπη εγκατάσταση γείωσης.

Όπως ακόμη φαίνεται στο σχέδιο 6, οι διάτρητες πλάκες 101 διαπερνώνται κάθετα από ένα ραβδοειδές στοιχείο 104, με το οποίο βελτιώνεται η απόδοση της διάταξης αλλά και παράλληλα καθιστά την όλη κατασκευή στιβαρή ώστε κατά την επίχωση της να μην παραμορφωθεί η γεωμετρία της.

Επίσης όλα τα επιμέρους στοιχεία μπορούν να αντικατασταθούν από άλλα στοιχεία τεχνικώς ισοδύναμα και να συναρμολογηθούν υπό γωνία σχηματίζοντας διάφορες γεωμετρικές δομές του ηλεκτροδίου διάχυσης παρέχοντας παράλληλα τη δυνατότητα επέκτασης με τα βασικά στοιχεία της εφεύρεσης προς όλες τις εξωτερικές του δομές όπως για παράδειγμα γίνεται αναφορά στα σχέδια 4 και 7.

Αναφερόμενοι στο σχέδιο 4, η διάταξη ηλεκτροδίου διάχυσης που αναφέρεται προηγουμένως εντοπίζεται στις 5 διάτρητες πλάκες σημειωμένες με 201 , 202. Οι διάτρητες πλάκες 201 τοποθετημένες παράλληλα και σε απόσταση μεταξύ του και κάθετα στην 202,

Οι διάτρητες πλάκες 201 συνδέονται μέσω γωνιακών συνδετήριων στοιχείων 203 για την ηλεκτρική σύνδεση με τη διάτρητη πλάκα 202 και μεταξύ τους συνδέονται με ένα ραβδοειδές στοιχείο 204 σημειωμένου προηγουμένως στη βασική διάταξη με 4.

Αναφερόμενοι στο σχέδιο 7, η διάταξη ηλεκτροδίου διάχυσης που αναφέρεται προηγουμένως εντοπίζεται σε διάτρητες πλάκες σημειωμένες με 301 και 302 τοποθετημένες πλάκες 301 παράλληλα και σε απόσταση μεταξύ του και κάθετα και συμμετρικά ως προς την 302.

Οι διάτρητες πλάκες 301 συνδέονται με την 302 μέσω γωνιακών συνδετήριων στοιχείων 303 για την ηλεκτρική σύνδεση, και μεταξύ τους συνδέονται με ένα ραβδοειδές στοιχείο 304 σημειωμένου προηγουμένως στη βασική διάταξη με 4.

Στην πραγματικότητα όλα τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν, εφ' όσον είναι συμβατά με την ανάλογη χρήση, όπως και οι διαστάσεις, μπορούν να είναι οποιεσδήποτε, ανάλογα με τις ανάγκες.

Claims

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1) Διάταξη ηλεκτροδίου διάχυσης για εγκαταστάσεις γείωσης χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι περιλαμβάνει τουλάχιστον 2 διάτρητες μεταλλικές πλάκες σταθεροποιημένες, σε διάταξη κατά προτίμηση ορθογώνια, σε μία πλευρική διάτρητη πλάκα σύνδεσης, επίσης μεταλλική.

2) Διάταξη ηλεκτροδίου σύμφωνα με την αξίωση 1 , χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι η σταθεροποίηση των προαναφερθέντων διάτρητων πλακών στη διάτρητη πλάκα σύνδεσης πραγματοποιείται μέσω συγκόλλησης ή μέσω μεταλλικών γωνιακών συνδετήριων στοιχείων και βιδών ή μέσω κατάλληλης διαμόρφωσης των ακμών και προσαρμογής τους μέσω κουμπώματος, σφηνώματος.

3) Διάταξη ηλεκτροδίου σύμφωνα με την αξίωση 1 , χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι οι λεγόμενες τουλάχιστον δυο μεταλλικές πλάκες ουσιαστικά είναι τοποθετημένες παράλληλα ή υπό γωνία η μία ως προς την άλλη.

4) Διάταξη ηλεκτροδίου σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 και 2, χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι οι λεγόμενες τουλάχιστον δυο μεταλλικές πλάκες διαπερνώνται κεντρικά και συνδέονται από ένα ραβδοειδές στοιχείο που τις διαπερνά κάθετα ή υπό γωνία και είναι σε αυτές συγκολλημένο ή βιδωμένο.

5) Διάταξη ηλεκτροδίου σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 και 2, χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι οι λεγόμενες τουλάχιστον δύο μεταλλικές διάτρητες πλάκες παρουσιάζουν τις ίδιες διαστάσεις.

6) Διάταξη ηλεκτροδίου σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 έως 3, χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι οι λεγόμενες τουλάχιστον δύο μεταλλικές διάτρητες πλάκες έχουν σχήμα τετραγώνου.

7) Διάταξη ηλεκτροδίου σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 έως 3, χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι οι προαναφερθέντες διάτρητες πλάκες έχουν σχήμα δοκού.

8) Διάταξη ηλεκτροδίου σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 έως 3, χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι η απόσταση ανάμεσα στις λεγόμενες τουλάχιστον δύο μεταλλικές πλάκες είναι ίδιας τάξεως μεγέθους με την πλευρά ή την διάμετρο.

9) Διάταξη ηλεκτροδίου σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 έως 3, χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι το υλικό από το οποίο αποτελούνται οι λεγόμενες τουλάχιστον δύο μεταλλικές διάτρητες πλάκες και η λεγάμενη πλάκα σύνδεσης είναι κατά προτίμηση από χαλκό, κράματα χαλκού, ανοξείδωτο χάλυβα και χάλυβα επιστρωμένα με διάφορες αντιδιαβρωτικές επιφανειακές στρώσεις κατά προτίμηση ψευδαργύρου, χαλκού ή διάφορους τύπους ισοδύναμων κραμάτων.

10) Διάταξη ηλεκτροδίου σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 έως 3 χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι παρουσιάζει μικρές πλάκες σταθεροποίησης τερματικών σύνδεσης σε μία εγκατάσταση γείωσης.

11) Διάταξη ηλεκτροδίου διάχυσης για εγκαταστάσ χαρακτηριζόμενη από ότι έχει περιγραφεί και σχε εις γείωσης σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 έως 3, διαστεί στα συνημμένα σχέδια.