Инновации электрозащиты от «Бипрон»: наши знания — ваша сила!

Группа компаний «Бипрон»
(АО «НПО «Бипрон», г. Москва; ООО «Бипрон», г. Якутск; производство – Московская обл., г.о. Солнечногорск, дер. Бережки)

Белов Д.А., генеральный директор (управляющий) АО «НПО «Бипрон»

Дорогие друзья – участники строительного форума «АРКТИКА»! Обсуждение вопросов строительства в Арктической зоне России для нас является жизненно важным и насущным вопросом совершенно не спроста. Эта удивительная и особенная территория в 4,8 млн кв. км составляет 28% страны. Уникальность и красота природы – это чудо! Но нам, как созидателям Родины, насущны знания об Арктике с позиции факторов, влияющих на создание всей инфраструктуры для жизни человека.

Итак, выделим некоторые из этих особенностей и оценим их. Почти вся материковая Арктическая зона России относится к криолитозоне. Данный верхний слой земной коры распространен почти на 65% площади нашего государства. Имеет геологические области: сезонно-мерзлых грунтов / сезонно-талый слой (СТС, деятельный слой) – периодическое промерзание и оттаивание; многолетнемерзлые горные породы / грунты(ММП / ММГ) (см. рис. 1). Из-за этого обсуждения тем нашего форума выходит далеко на границы названой зоны и является полезным для практического использования в глобальном смысле.

Геологическими процессами в криолитозоне, необходимыми для учета в строительстве, являются в том числе: формирование повторно-жильных льдов и криотурбации; пучение грунта; образование наледей и мерзлотных полигонов; склоновые процессы – солифлюкция и курумные потоки; термокарст. Также арктические среднегодовые температуры ниже 0 ^оС. Выделенные в тексте проявления грунтов и атмосферы непосредственно влияют на технологии электрозащиты, особенно при создании заземляющих устройств (ЗУ).

Рис. 1. Зоны вечной мерзлоты России

При этом, факторы неисправности ЗУ во всех отраслях народного хозяйства, а особенно в электроэнергетики, относится к критичным при оценке причин аварий и состояния сетей и оборудования.

Технологии электролитического (солЕвого[1], активного) заземления, не смотря на референтный срок применения оборудования данного типа в российской Якутии более 22 лет, до сих пор являются инновациями. Они недостаточно широко известны проектировщикам, а поэтому мало применяются даже в тех проектах, где они, по существу, крайне необходимы – в криолитозоне!
Заземление из «электролитики» особо эффективно для организации ЗУ в высокоомных грунтах (ρ ≥ 100 Ом•м), на сложных почвах (ММГ, СТС, скалы, песок, болото и пр. – более 90% территории РФ), на ограниченном землеотводе, при особо «чувствительном» оборудовании. Для такого устройства требуется в 8-10 раз меньше электродов той же длины, по сравнению с традиционной технологией заземления из металлических прутов. Экологически безопасно и не имеет особенностей проектирования с учетом нормативов «солончаковых почв» (не все рыночные предложения!). Исключает все/любые последствия морозного пучения грунта (патент РФ). Монтаж оборудования прост, нет обслуживания и длительный срок стабильной и безопасной работы (от 30 лет). Экономически обосновано, особенно с учетом объемов инженерных работ, выгода составит (в сравнении с традиционным ЗУ): на стадии монтажа и ввода в эксплуатацию от 25%; за 30-летний срок работы не менее 75%.

Интересно? Тогда коротко о технологической и конструктивной сути оборудования.

Электролитическое заземление обеспечивает повышение проводимости грунта (уменьшение удельного сопротивления) путем рассеивания раствора смеси электролитических солей (электролита) из внутреннего модуля электрода наружу через специальную перфорацию. Применение данной технологии дополнительно приводит к понижению температуры промерзания грунта.

Основные элементы Электрода заземляющего комплектного «Бипрон»:
1. Электрод - труба цельная со специальной перфорацией Ø 60/70 мм L = 1÷15 м вертикального / горизонтального типа с винтовой крышкой и донцем; заполненная в заводских условиях виброспособом электролитическим модулем. Запатентованная форма перфорации и особенность состава модуля регулируют скорость его растворения. Выбор марки нержавеющей стали трубы в зависимости от состава модуля (галогенидный с ингибитором – «+И» / кристаллогидратный «К») отвечает требованиям коррозийной стойкости на весь срок эксплуатации от 30 лет.
2. Смесь, нормализующая заземление – минеральный активатор грунта «МАГ-2000». Выемка местного грунта и его частичная замена на МАГ с расчетным удельным сопротивлением ρ ≤ 0,5 Ом•м в месте расположения заземлителя снижает его сопротивление (фактическое сопротивление ρ_маг ≤ 0,09 Ом•м, согласно протоколу испытаний РГУ нефти и газа (НИУ, г. Москва) имени И.М. Губкина от 05.10.2018 № 143-18). Состояние активатора «смарт-гель» исключает эффекты морозного пучения грунта, сохраняет влагу, препятствует коррозии и влиянию блуждающих токов. Рабочий диапазон температур ±60°C.
3. Способ присоединения к горизонтальному проводнику (магистральной шине): полоса сечением ≥ 90 кв.мм, (антивандальный вариант) или медный провод МГ95 - для сварного соединения (по ПУЭ для промобъектов) или для болтового зажима (для домохозяйств).
4. Инспекционный колодец (полипропиленовый или чугунный).
Заземлители располагаются в ряд или по контуру на расстоянии не менее 2,2 их длины и соединяются стальной полосой (горизонтальный заземлитель / магистральная шина). Допускается уменьшение расстояния до 1,0 длины рабочего тела заземлителя.

[1] Обращаем особое внимание на правильное и грамотное написание и употребление терминов, применяемых в технологии электролитического заземления. Заземлители данного вида так же могут быть поименованы как «солЕвые», т.е. конструктивно изготовленные с применением солей в качестве составной части комплекта (внутренний модуль). При этом, находящийся внутри электрода химический модуль называется «солЯной», что означает его изготовление из собственно соли. Употребление выражения «соляные электроды» категорически недопустимо и безграмотно согласно правилам правописания в русском языке (прим. автора).

Рис. 2. Принципиальная схема электролитического (солевого, активного) электрода «Бипрон», комплект

Для правильного выбора оборудования необходимо учитывать множество факторов, относящихся к различным отраслям науки, а также иметь информацию о результатах референтного использования оборудования, желательно за максимально длительный срок.

Коллеги, для кого срок фактической эксплуатации электродов «Бипрон» в условиях Якутии более 22 лет является достаточно убедительным, тезисно излагаем «секретики»:
- сезонная стабильность солевого заземления существенно выше, чем у традиционной технологии, и практически не меняется в период годичного цикла. Это связано с использованием технологических солей. Но избыточные объемы галогенидов (солей на основе NaCl) создают опасную коррозионную среду для металла, а также образуют очаги «солончаковых почв», когда содержание солей хлора в объеме замененного и обратно засыпанного грунта превышает 1%. Это требует применение специальных проектных нормативов. К сожалению, на рынке встречаются предложения с объемами солей, формирующими их содержание на уровне 9-14%. Отличной альтернативой этому являются электроды с безгалогенидным (кристаллогидратным) модулем. При их использовании нет коррозионной опасности металлу электрода и формированию солончаков;
- с хлоридным соляным модулем применяется электрод, изготовленный из нержавеющей стали с содержанием молибдена! При кристаллогидратном модуле – электрод из любой марки металла, т.к. уровень коррозионной зоны безопасный. Кроме того, безгалогенидный кристаллогидратный модуль имеет низкую скорость растворения, ресурс использования в 10-15 раз дольше хлоридной соли;
- используйте минеральный активатор грунта (грунтовую засыпку) с гелеобразователем! Это единственный патентный продукт, полностью исключающий отрицательные факторы морозного пучения грунта в рабочем диапазоне температур ±60°C. Также этот активатор («МАГ-2000») снижает коррозию и имеет электрическое сопротивление в 5,6 раза лучше, чем расчетный показатель, используемый при обосновании количества электродов в контуре ЗУ;
- выбирайте электроды с воронкообразной сквозной перфорацией (1,2/4 мм). Это увеличивает приток грунтовой влаги и уменьшает расход электролита. Цилиндрическая перфорация (3/3 мм) бесполезна в этом процессе и делает его самопроизвольным (бесконтрольным);
- согласно ПУЭ, для промышленных объектов применяется только сварной способ присоединения электрода к горизонтальному проводнику контура ЗУ, для домохозяйств допускается болтовой зажим. На рынке есть варианты отводов: полоса из нержавеющей стали (сварка / зажим), но с ней не очень удобно работать из-за прочности материала; медный кабель (под болтовой зажим) – не подходит для промышленного применения. Бипрон использует в моделях новшество – медный кабель со стальной пластиной на свободном конце, что позволяет реализовать любой известный способ соединения электродов в контур и облегчает монтаж.

Кроме описанных рекомендаций существует еще множество тонкостей технологии и нюансов применения электролитических электродов. Об этом, а также о новых продуктах молниезащиты, ЭХЗ и о разработках сопутствующих товаров мы рассказываем в многочисленных статьях и на встречах дистанционного клуба «КоммерЦЪ», работающего под девизом «противодействия отраслевым аферистам», присоединяйтесь!

ГК «Бипрон»
Производство (склад продукции): 141591 Московская обл.,
г.о. Солнечногорск, дер. Бережки, квартал «Сапсан», д. 1, стр. 1а
e-mail: info@bipron.com, sales@npo-bipron.ru
http: npo-bipron.ru, bipron.com
тел.: 8 800.550 4944