Способ внесения смесей для оптимизации заземления при монтаже вертикальных составных заземлителей

В статье рассмотрен способ применения смесей для оптимизации электрофизических параметров заземляющих устройств совместно с вертикальными составными заземлителями. Установлено, что колебания удельного сопротивления грунта, вызванные изменениями погодно-климатических условий, могут привести к нестабильности сопротивления контура заземления. Исследование показывает, что без соответствующих мер сопротивление контура в результате сезонных изменений свойств грунтов может превысить допустимые значения. Это чревато отклонениями сопротивления растеканию тока заземляющих устройств вне пределов допустимых параметров. Для компенсации этих колебаний предлагается способ уменьшения коэффициента сезонности. Снижение сезонности играет важную роль при обеспечении безопасности обслуживающего персонала и сельскохозяйственных животных путем поддержания сопротивления заземляющего устройства в пределах нормативно установленных значений. Обсуждаются методы искусственного уменьшения сопротивления контура заземления, включая увеличение его размеров и использование глубинных заземлителей. Приведены результаты вертикального электродного зондирования грунта в местах заложения заземлителей, показано влияние влажности на удельное сопротивление грунта, рассмотрено влияние слойности грунта и наличия влагонасыщенных слоев грунта. Предложены способ, позволяющий вносить смесь совместно с вертикальным составным заземлителем, конструкции муфты, наконечника и вспомогательного устройства, проведены экспериментальные исследования предложенных конструкций и представлены результаты измерения сопротивления растеканию тока такого заземлителя как со стандартными, так и с предложенными муфтами. Проведено сравнение с заземлителем без применения смесей. Результаты измерений демонстрируют, что с увеличением длины заземлителя, его диаметра и объема вводимой смеси сопротивление снижается. Показано, что предложенное решение позволяет снизить сезонность в 1,64–2,1 раза в зависимости от применяемых муфт и получить заземлитель с эквивалентным диаметром в десятки раз большим, чем диаметр составного заземлителя. Авторы предлагают использование грунтозамещающих смесей для снижения удельного сопротивления грунта и обеспечения стабильности контура заземления в течение всего срока эксплуатации. Предложенный метод внесения смесей без  предварительного бурения позволяет снизить затраты на строительство заземляющих устройств.

1. Способ снижения сезонных изменений сопротивления заземляющих устройств / С. М. Барайшук [и др.] // Агропанорама. 2023. № 6 (160). С. 19–25.

2. Глушко, В.И. Определение уровня перенапряжений во вторичных цепях подстанций при распространении по высоковольтным шинам грозового импульса напряжения / В. И. Глушко, Е. А. Дерюгина // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2017. Т. 60, № 3. С. 211–227. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2017-60-3-211-227.

3. Струцкий, Н. В. Организация электрохимической защиты стальных подземных трубопроводов от коррозии в газораспределительной отрасли Республики Беларусь / Н. В. Струцкий, В. Н. Романюк // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2023. Т. 67, № 3. С. 257–267. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2024-67-3-257-267.

4. Веденеева, Л. М. Исследование влияния основных свойств грунта на сопротивление заземляющих устройств / Л. М. Веденеева, А. В. Чудинов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2017. Т. 16, № 1. С. 89–100.

5. Зайцева, Н. М. Определение температуры грунта на глубине заземлителей / Н. М. Зайцева, Б. Б. Исабекова, М. Я. Клецель // Электричество. 2011. № 7. С. 19–24.

6. Барайшук, С. М. Снижение сопротивления заземляющих устройств применением обработки грунта неагрессивными к материалу заземлителя стабилизирующими влажность добавками / С. М. Барайшук [и др.] // Агропанорама. 2021. № 5 (147). С. 28–33.

7. Драко, М. А. О разработке смеси на основе гидролизованного полиакрилонитрила для уменьшения удельного электрического сопротивления грунта / М. А. Драко, С. М. Барайшук, И. А. Павлович // Изв. высш. учеб. заведений. Проблемы энергетики. 2021. Т. 23, № 1. С. 80–92. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-1-80-92.

8. Павлович, И. А. Снижение электрического сопротивления заземляющих устройств применением грунтозамещающей смеси на основе графита и гидрогеля для стабилизации электрофизических параметров грунта / И. А. Павлович, С. М. Барайшук // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 4. С. 322–332. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-4-322-332.

9. Drako, M. (2020) Tendencies in the Design of the Grounding Devices for the Electrical Installations of the Belarusian Energy System / M. Drako, S. Baraishuk // Rudenko International Conference “Methodological Problems in Reliability Study of Large Energy Systems” (RSES 2020). E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 2016. Art. 01067. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202021601067.

10. Смесь для снижения переходного сопротивления электрод – грунт: пат. BY 24181 / С. М. Барайшук, И. А. Павлович. Опубл. 28.02.2024.

11. Заземляющие устройства. Системы уравнивания потенциалов. Заземлители. Заземляющие проводники. Технические требования: ГОСТ Р 58882–2020. Введ. 16.06.2020. М.: Стандартинформ, 2020. 45 с.

12. Нескоромных, В. В. Анализ сопротивлений и разработка технических средств для бурения в горизонтальном стволе скважины / В. В. Нескоромных, Б. Лиу, П. Г. Петенев // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2020. № 3 (327). С. 10–14.

13. Kuriachii, A. E. Applying modern technologies when drilling directional wells with long horizontal boreholes / A. E. Kuriachii, S. M. Kaliagin // Изв. высш. учеб. заведений. Горный журнал. 2020. № 5. С. 13–18. https://doi.org/10.21440/0536-1028-2020-5-13-18.

14. Ширинов, Ш. Д. Исследование кинетики набухания синтезированных гидрогелей на основе гидролизованного полиакрилонитрила [Электронный ресурс] / Ш. Д. Ширинов, А. Т. Джалилов // Universum: химия и биология. 2018. № 3 (45). Режим доступа: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/5601.

15. Федорова, О. И. Математическое моделирование электрических зондирований над вертикальным пластом с комбинированной и симметричной установками / О. И. Федорова // Уральский геофизический вестник. 2020. № 3 (41). С. 37–43. https://doi.org/10.25698/ugv.2020.3.5.37.

16. Руденко, С. С. Требования к приборам для проведения вертикального электрического зондирования грунта при диагностике состояния заземляющих устройств / С. С. Руденко // Електротехніка і Електромеханіка. 2016. № 5. С. 68–73. https://doi.org/10.20998/2074-272x.2016.5.12.

17. Результаты электрометрии при поиске участков засолонения подземных вод в зоне активного водообмена / Ю. И. Степанов [и др.] // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. 2019. № 2 (39). С. 284–292.

18. Капиллярные эффекты в полидисперсных системах и их использование в почвенном конструировании / А. В. Смагин [и др.] // Почвоведение. 2021. Т. 55, № 9. С. 1150–1164. https://doi.org/10.31857/s0032180x21090100.

19. Павлович, И. А. Методики расчета сопротивления заземляющего устройства, выполненного с применением грунтозамещающей смеси, для оптимизации электрофизических параметров грунта / И. А. Павлович, С. М. Барайшук, В. В. Богданович // Вестник Фонда фундаментальных исследований. 2023. № 4 (106). С. 146–157.

20. Электроустановки на напряжение до 750 кВ. Линии электропередачи воздушные и токопроводы, устройства распределительные и трансформаторные подстанции, установки электросиловые и аккумуляторные, электроустановки жилых и общественных зданий. Правила устройства и защитные меры электробезопасности. Учет электроэнергии. Нормы приемо-сдаточных испытаний: ТКП 339–2022 (33240). Минск: Министерство энергетики Республики Беларусь, 2011. 593 с.

21. Молниезащита зданий, сооружений и инженерных коммуникаций: СН 4.04.03–2020. Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 2020. 161 с.

22. Агафонов, О. М. Возможности полимерного гидрогеля как накопителя почвенной влаги в зоне неустойчивого увлажнения Краснодарского края / О. М. Агафонов, В. Ю. Ревенко // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2017. № 10. С. 35–38.

23. Годунова, Е. И. Эффективность гидрогеля на четвертый год после внесения в условиях Центрального Предкавказья / Е. И. Годунова, В. Н. Гундырин, С. Н. Шкабарда // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31, № 5. С. 16–19.