PL216789B1 - Uziom pionowy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uziom pionowy.

Uziom pionowy jest częścią składową urządzeń elektroenergetycznych i telekomunikacyjnych oraz częścią instalacji odgromowych, przeciwprzepięciowych i przeciwporażeniowych. Uziom wprowadza się do gruntu na zadaną głębokość, a następnie łączy się, za pomocą przewodu, z wymienionymi urządzeniami lub instalacjami.

Uziom musi charakteryzować się niską rezystancją, utrzymywaną przez cały okres eksploatacji oraz zdolnością do przenoszenia wysokich prądów udarowych. Uziom musi mieć też wysoką wytrzymałość na rozciąganie, umożliwiającą wprowadzanie go na głębokość od kilku do kilkunastu metrów w grunty o różnej twardości, a także dobrą odporność na korozję, zapewniającą trwałość uziomu przez co najmniej trzydzieści lat.

Znane uziomy pionowe składają się z jednego, kilku lub większej ilości połączonych ze sobą elementów, co jest zależne od głębokości, na jaką mają być wprowadzone do gruntu. Pierwszy element uziomu zakończony jest stożkiem lub zaopatrzony jest w grot, a ostatni element połączony jest z uchwytem. Grot ma za zadanie ułatwić pogrążanie uziomu w gruntach, szczególnie gruntach twardych, natomiast uchwyt służy do połączenia uziomu z przewodem.

Znany jest uziom pionowy, składający się z segmentów w postaci prętów ze stali konstrukcyjnej zwykłej, ocynkowanej ogniowo. Segmenty łączone są ze sobą mechanicznie, przy zastosowaniu połączeń tulejowo-stożkowych. Pierwszy segment zakończony jest w dolnej części stożkiem, a w części górnej ma trzpień stożkowo-walcowy, służący do połączenia z drugim segmentem. Każdy następny segment ma w dolnej części gniazdo stożkowo-walcowe, a w górnej części trzpień stożkowo-walcowy, taki sam, jak segment pierwszy. W gniazdo stożkowo-walcowe wtłoczona jest tuleja rozporowa.

Zastosowanie do wykonania uziomu prętów stalowych zapewnia wysoką wytrzymałość uziomu na rozciąganie, a ich ocynkowanie ogniowe zabezpiecza w większości przypadków uziom przed korozją. Jednak w wypadku znacznego wygięcia uziomu podczas jego pogrążania w glebie mogą wystąpić odpryski cynku, a wtedy miejsca odprysków stają się ogniskami korozji chemicznej, wnikającej pod cynk i powodującej jego odpadanie. Ponadto, w miejscach odprysku powstanie półogniwo powodując korozję elektrochemiczną stali.

Zastosowanie tego rozwiązania wiąże się również z kosztowną obróbką materiałową, polegającą na wykonaniu szeregu gniazd i trzpieni stożkowo-walcowych.

Znany jest także uziom pionowy, składający się z połączonych ze sobą elementów w postaci prętów stalowych z elektrolitycznie nałożoną powłoką miedzi. Powłoka miedzi ma grubość co najmniej 0,25 mm. Na końcach prętów znajdują się gwinty, umożliwiające łączenie prętów za pomocą złączek, wykonanych z brązu lub z tzw. mosiądzu admiralicji. Pierwszy element połączony jest jednym końcem z grotem, wykonanym ze stali, a ostatni element zaopatrzony jest w uchwyt.

Pręt stalowy spełnia to samo zadanie, co w poprzednim rozwiązaniu. Natomiast zadaniem powłoki z miedzi w przypadku tego uziomu jest zapobieżenie korozji oraz zapewnienie niskiej rezystancji uziemienia. Jednak podczas pogrążania uziomu w gruncie mogą nastąpić głębokie zarysowania powłoki miedzianej, odsłaniające przykrytą nią stal. Takie miejsca stają się ogniskami korozji chemicznej, wnikającej pod miedź i powodującej jej odpadanie. Ponadto, w miejscach tych powstaną ogniwa, powodując korozję elektrochemiczną.

Zastosowanie zewnętrznych złączek w tym rozwiązaniu powoduje miejscowe pogrubienia uziomu, a te z kolei zwiększają opory przechodzenia uziomu przez grunt. Jednocześnie, dla nadania odpowiedniej wytrzymałości połączeniu, złączki wykonane zostały z innego materiału niż miedź, a to wpływa niekorzystnie na przewodność uziomu.

Znany jest również uziom pionowy, zawierający połączone ze sobą rury stalowe, ocynkowane ogniowo i grot zaopatrzony w otwory.

W przewodzie rurowym znajduje się substancja chemiczna zmniejszająca rezystywność gruntu, która poprzez otwory w grocie uziomu wnika w otoczenie uziemienia nasycając grunt.

Znane jest też rozwiązanie w postaci uziomu pionowego składającego się z „n” połączonych ze sobą elementów, z których pierwszy zaopatrzony jest grot, a ostatni w uchwyt i każdy z „n” elementów stanowi rurka wykonana z miedzi elektrolitycznej. Elementy te połączone są za pomocą tulei z miedzi elektrolitycznej. Rurka może mieć perforację.

Zastosowanie tego uziomu zapewnia odporność na korozję i dobre przewodnictwo prądu. Wymaga jednak stosowania specjalnej metody pogrążania uziomu w gruncie, z użyciem materiału poPL 216 789 B1 średniego (bo miedź ma małą wytrzymałość mechaniczną). Ponadto, rozwiązanie to nie eliminuje całkowicie koagulacji gruntu w okolicach uziomu.

Uziom pionowy według wynalazku składa się z „n” połączonych ze sobą elementów, z których pierwszy element zaopatrzony jest w grot, przy czym każdy z „n” elementów stanowi rurka stalowa zaopatrzona w otwory, wewnątrz której znajduje się odcinek przewodu miedzianego w postaci wygiętego w półksiężyc płaskownika, wychodzącego z jednej strony rurki stalowej poza jej krawędź, a z drugiej strony rurki stalowej znajdujący się poniżej krawędzi, a przestrzeń pomiędzy rurką stalową i wygiętym w półksiężyc płaskownikiem zajmuje substancja chemiczna w proszku, przyśpieszająca korozję stali, przy czym rurki stalowe połączone są ze sobą za pomocą stalowych tulei, a wygięte w półksiężyc płaskowniki połączone są ze sobą za pomocą zaciśnięcia na prętach łączących z miedzi.

Korzystne jest, jeżeli substancją chemiczną, przyspieszającą korozję stali jest sól kuchenna.

W innym wykonaniu uziom pionowy według wynalazku składa się z „n” połączonych ze sobą elementów, z których pierwszy element zaopatrzony jest w grot, przy czym każdy z „n” elementów stanowi rurka stalowa, wewnątrz której znajduje się stalowa tuleja, a wewnątrz niej odcinek przewodu miedzianego w postaci wygiętego w półksiężyc płaskownika, wychodzącego z jednej strony rurki stalowej poza jej krawędź, a z drugiej strony rurki stalowej znajdujący się poniżej krawędzi, a przestrzeń pomiędzy stalową tuleją i wygiętym w półksiężyc płaskownikiem zajmuje substancja chemiczna w proszku, przyśpieszająca korozję stali, przy czym rurki stalowe połączone są ze sobą za pomocą stalowych tulei, a wygięte w półksiężyc płaskowniki połączone są ze sobą za pomocą zaciśnięcia na prętach łączących z miedzi. W pierwszej rurce stalowej znajdują się otwory oraz za grotem pomiędzy dwoma amortyzatorami znajduje się zbiornik z płynnym środkiem chemicznym, a nad nim pierwsza stalowa tuleja z zaprasowaniami i przelotowy otwór przez uziom zaopatrzony w nit.

Zastosowanie w uziomie według wynalazku rurek stalowych umożliwia zagłębienie uziomu w gruncie, nawet na dużej głębokości. Po zagłębieniu rurki te muszą jak najszybciej skorodować, a produkty korozji mają poprawić przewodność gruntu. W tym celu użyty jest środek chemiczny, powodujący korozję stali, a także temu służą wykonane w rurkach stalowych otwory, poprzez które środek ten kontaktuje się z wodą gruntową, rozpuszczając się w niej. Jednocześnie, wyciekając i ściekając po zewnętrznych ściankach rurek, powoduje korozję stali nie tylko od wewnątrz, ale również od zewnątrz. Właściwym przewodnikiem uziomu jest przewód miedziany, który po skorodowaniu rurek stalowych, kontaktuje się poprzez produkty korozji z gruntem. Aby zapewnić większą powierzchnię kontaktu tego przewodu z gruntem, nadano mu kształt półksiężyca.

W celu większego przyspieszenia korozji stali w innym wykonaniu uziomu pionowego zastosowano dodatkowo płynny środek chemiczny, który po połączeniu ze środkiem chemicznym w proszku przyczynia się do znacznego przyspieszenia tego zjawiska. Aby to zjawisko zaszło dopiero po wbiciu uziomu na odpowiednią głębokość do ziemi, zastosowano zabezpieczenia w postaci zaprasowań oraz umieszczony w przelotowym otworze uziomu nit. Te zabezpieczenia zapobiegają przesuwowi w dół pierwszej tulei oraz pierwszego odcinka wygiętego w półksiężyc płaskownika. Dodatkowo, zbiornik z płynną substancją chemiczną chroniony jest przez amortyzatory.

Zalety tego rozwiązania, to:

- trwałość uziomu (bo miedź nie skoroduje),

- duża odporność na prądy zwarciowe,

- stałość parametrów elektrycznych,

- polepszenie przewodności gruntu (dzięki produktom korozji stali),

- produkty korozji stali wielokrotnie zwiększają objętość, powodując bardzo ścisłe przyleganie miedzi do gruntu. Wypełniając przestrzeń między uziomem z miedzi a glebą, całkowicie eliminują koagulację gruntu,

- produkty korozji stali jako polepszacze przewodności gruntu stanowią znaczną objętość, rosnącą z czasem (produkty te są bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie).

Przedmiot wynalazku uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju podłużnym uziom pionowy, fig. 2 przedstawia przekrój AA tego uziomu, fig. 3 przedstawia w przekroju podłużnym uziom pionowy w innym wykonaniu, a fig. 4 - przekrój AA tej wersji uziomu pionowego.

Uziom pionowy, przedstawiony na fig. 1, składa się z „n” połączonych ze sobą elementów E1...En, z których pierwszy element E1 zaopatrzony jest w grot 8. Każdy z „n” elementów E1...En stanowi rurka stalowa 1 zaopatrzona w otwory 2, wewnątrz której znajduje się odcinek przewodu miedzianego w postaci wygiętego w półksiężyc płaskownika 3, wychodzącego z jednej strony rurki stalowej 1 poza jej krawędź 4, a z drugiej strony rurki stalowej 1 znajdujący się poniżej krawędzi 4. Prze4

PL 216 789 B1 strzeń pomiędzy rurką stalową i wygiętym w półksiężyc płaskownikiem zajmuje substancja chemiczna 5 w proszku, przyśpieszająca korozję stali. Rurki stalowe 1 połączone są ze sobą za pomocą stalowych tulei 6, a wygięte w półksiężyc płaskowniki 3 połączone są ze sobą za pomocą zaciśnięcia na prętach łączących 7 z miedzi.

Przekrój AA uziomu pionowego, przedstawiony na fig. 2, wykonany został w miejscu połączenia ze sobą dwóch elementów. Widoczna jest na nim rurka stalowa 1, przylegająca do niej tuleja 6, wypełniająca rurkę substancja chemiczna 5 w postaci proszku oraz wygięty w półksiężyc płaskownik 3 i znajdujący się wewnątrz wygiętego w półksiężyc płaskownika 3 pręt łączący 7.

Uziom pionowy, przedstawiony na fig. 3 składa się z „n” połączonych ze sobą elementów, z których pierwszy element E1 zaopatrzony jest w grot 8. Każdy z „n” elementów E1...En stanowi rurka stalowa 1, wewnątrz której znajduje się stalowa tuleja 6, a w niej odcinek przewodu miedzianego w postaci wygiętego w półksiężyc płaskownika 3, wychodzącego z jednej strony rurki stalowej 1 poza jej krawędź 4, a z drugiej strony rurki stalowej 1 znajdujący się poniżej krawędzi 4.

Przestrzeń pomiędzy stalową tuleją 6 i wygiętym w półksiężyc płaskownikiem zajmuje substancja chemiczna 5 w proszku, przyspieszająca korozję stali. Rurki stalowe 1 połączone są ze sobą za pomocą stalowych tulei 6, a wygięte w półksiężyc płaskowniki 3 połączone są ze sobą za pomocą zaciśnięcia na prętach łączących 7. Ponadto, w pierwszej rurce stalowej 1 znajdują się otwory 2 oraz za grotem 8 pomiędzy dwoma amortyzatorami 9 znajduje się zbiornik z płynnym środkiem chemicznym 10, a nad nim pierwsza stalowa tuleja 6 z zaprasowaniami 11 i przelotowy otwór 12 przez uziom, zaopatrzony w nit 13.

Przekrój AA tej wersji uziomu pionowego, przedstawiony na fig. 4, wykonany został w miejscu przelotowego otworu 12, zaopatrzonego w nit 13. Widoczna jest na nim rurka stalowa 1, przylegająca do niej stalowa tuleja 6 oraz wygięty w półksiężyc płaskownik 3. Przestrzeń między stalową tuleją 6 a wygiętym w półksiężyc płaskownikiem 3 wypełnia substancja chemiczna 5 w postaci proszku.

W celu otwarcia zbiornika 10 uderza się w ostatnią stalową tuleję 6 i w tym momencie pierwsza stalowa tuleja 6 ścina nit 13 oraz zaprasowania 11 powodując, że substancja chemiczna 5 w proszku łączy się z płynnym środkiem chemicznym w zbiorniku 10 i działając razem znacznie przyśpieszają korozję stali wewnątrz uziomu oraz wyciekając przez otwory 2, również na zewnątrz tego uziomu.

Claims (3)

1. Uziom pionowy, składający się z ,,n” połączonych ze sobą elementów, z których pierwszy element zaopatrzony jest w grot, znamienny tym, że każdy z „n” elementów (E1...En) stanowi rurka stalowa (1) zaopatrzona w otwory (2), wewnątrz której znajduje się odcinek przewodu miedzianego w postaci wygiętego w półksiężyc płaskownika (3), wychodzącego z jednej strony rurki stalowej (1) poza jej krawędź (4), a z drugiej strony rurki stalowej (1) znajdujący się poniżej krawędzi (4), a przestrzeń pomiędzy rurką stalową (1) i wygiętym w półksiężyc płaskownikiem (3) zajmuje substancja chemiczna (5) w proszku, przyspieszająca korozję stali, przy czym rurki stalowe (1) połączone są ze sobą za pomocą stalowych tulei (6), a wygięte w półksiężyc płaskowniki (3) połączone są ze sobą za pomocą zaciśnięcia na prętach łączących (7) z miedzi.

2. Uziom według zastrz. 1, znamienny tym, że substancją chemiczną (5) jest sól kuchenna.

3. Uziom pionowy, składający się z „n” połączonych ze sobą elementów, z których pierwszy element zaopatrzony jest w grot, znamienny tym, że każdy z „n” elementów (E1...En) stanowi rurka stalowa (1), wewnątrz której znajduje się stalowa tuleja (6), a wewnątrz niej odcinek przewodu miedzianego w postaci wygiętego w półksiężyc płaskownika (3), wychodzącego z jednej strony rurki stalowej (1) poza jej krawędź (4), a z drugiej strony rurki stalowej (1) znajdujący się poniżej krawędzi (4), a przestrzeń pomiędzy stalową tuleją (6) i wygiętym w półksiężyc płaskownikiem (3) zajmuje substancja chemiczna (5) w proszku, przyśpieszająca korozję stali, przy czym rurki stalowe (1) połączone są ze sobą za pomocą stalowych tulei (6), a wygięte w półksiężyc płaskowniki (3) połączone są ze sobą za pomocą zaciśnięcia na prętach łączących (7) z miedzi, ponadto w pierwszej rurce stalowej (1) znajdują się otwory (2) oraz za grotem (8) pomiędzy dwoma amortyzatorami (9) znajduje się zbiornik z płynnym środkiem chemicznym (10), a nad pierwszą stalową tuleją (6) z zaprasowaniami (11) i przelotowy otwór (12) przez uziom zaopatrzony w nit (13).