Все известные методы механизированного погружения в грунт заземлителя можно разделить на три основные группы:
погружение способом ввертывания;
погружение ударными способами (в том числе с помощью вибрации);
погружение вдавливанием.
К первой группе относятся различные буровые станки, автоямобуры на автомобильной базе, ручные переносные приспособления с приводом на базе электросверлилки М-28А либо на базе бензопилы «Дружба» (ГОД). Специальное приспособление ПЗД (рис. 1) с двигателем внутреннего сгорания обеспечивает при осевом нажатии на рукоятку автоматический зажим и ввертывание электрода диаметром 12 — 16 мм и длиной до 5 м.
Технические данные ПЗД
Длина электрода, мм....................................................................................... до 5000
Диаметр электрода, мм................................................................................... 12 — 16
Частота вращения электрода, об/мин........................................................ 540
ПЗД для ввертывания электродов заземления
Рис. 1. Приспособление ПЗД для ввертывания электродов заземления:
— двигатель внутреннего сгорания: 2 — редуктор, 3 -- кулачковый зажим; 4 — удлинитель
Скорость погружения электрода в грунт, м/мин........................................ 2
Габариты, мм..................................................................................................... 430x450x1620
Масса, кг.............................................................................................................. 22
Привод................................................................................................................. Двигатель внутреннего сгорания «Дружба»
Технические данные ПВЭ
Длина электрода, мм........................................................................................ До 5000
Диаметр электрода, мм................................................................................... 12
Частота вращения электрода об/мин.......................................................... 150
Скорость погружения электрода в грунт, м/мин............................................. 0,5 — 1
Привод................................................................................................................ Электросверлилка М-28А
Габариты, мм..................................................................................................... 390х240х 1620
Масса, кг............................................... ............................................................. 14,7
На базе электросверлилки ИЭ-1023 выпускается установка для ввертывания электрода в грунт УВЭГ-16.
Технические данные установки УВЭГ-16
Диаметр ввертываемого электрода, м........................................................ 12 — 16
Глубина погружения, м.................................................................................... 5
Габариты, мм..................................................................................................... 710x472x200
Масса, кг.............................................................................................................. 15
Напряжение, Вт................................................................................................ 220
Мощность, Вт.......................................................................................................... 400
Частота вращения, об/мин............................................................................. 80
Для ввертывания электродов можно применить любой механизм, имеющий редуктор, например ручную геологоразведочную буровую установку ПБУ-10 (рис. 2).
Технические данные установки ПБУ-10
Диаметр ввертываемого электрода, м...................... ................................ 12 — 18
Глубина погружения, м.................................... ............................................. 10
Частота вращения, об/мин............................................................................. 80 — 200
Скорость погружения, м/мин......................................................................... До 2,4
Габариты, мм..................................................................................................... 900x600x1300
Масса, кг.............................................................................................................. 36
Ко второй группе относятся различные типы электрических и пневматических молотков, копров, вибромолотов типа ВМ-2, бесконтактных электрических приводов.
Технические данные ВМ-2
Длина электрода из угловой стали, м............................................................... До 2,5
Мощность электродвигателей, кВт................................................................... 1,6
Скорость погружения, м/мин.............................................................................. 1,1
Габариты, мм..................................................................................................... 330x286x327
Масса с наголовником, кг............................................................................... 38.7
Бесконтактный электропривод предназначен для забивки заземлителей в плотную и мерзлую землю. Электрическая схема представляет собой последовательное соединение емкостного сопротивления и индуктивного сопротивления (молотка). Время заглубления одного электрода длиной 2 — 5 м в летнее время 1,5 — 4 мин, в зимнее — не менее 10 мин.
Выпущены универсальные машины УЗК-2 и АКР-120 для монтажа заземляющих устройств.
Рис. 2. Бензомоторный погружатель электродов заземления (ПБУ-10):
1 — двигатель; 2 — редуктор, 3 — зажим, 4 — рама, 5 — ходовые винты
Рис. 3. Пневмоударная машина ПУМ-3:
1 — шланг сжатого воздуха, 2 — погружаемый заземлитель, 3 — ручка для переноски; 4 — корпус; 5 — ударник; 6 — рычаг, 7 — упорная отжимная втулка; А, Б — каналы сжатого воздуха; В, Г — камеры сжатого воздуха
Машина УЗК-2 снабжена канавокопателем и бульдозерным отвалом для рытья и засыпки траншей, вибромолотком для забивки электродов и сварочным аппаратом для сварки контура заземления. Механизмы смонтированы на базе трактора Т-40.
Технические данные УЗК-2
Диаметр забиваемого электрода, мм.......................................................... 15 — 16
Глубина погружения электрода, м.................................................................... 5,0
Размеры открываемой траншеи, м................................................................... 0,2х 1
Возмущающая сила вибромолота, кН........................................................ 4,5
Производительность машины, м/ч:
при рытье траншей.......................................................................................... 85 — 100
при засыпке траншей...................................................................................... 100 — 150
Габариты (длина х ширина х высота), м..................................................... 4,1 х2,2x3,1
Масса, т............................................................................................................... 4,2
Комплексный агрегат для установки ригелей к опорам линий электропередачи и устройства заземлений АКР-120 имеет возможность выполнять рытье и засыпку траншей, забивку электродов заземления вибромолотом, сварку заземлителей.
Машина смонтирована на базе трактора ДТ-75 и имеет следующие характеристики:
Диаметр забиваемых электродов, м........................................................... 14 — 18
Глубина погружения электродов, м............................................................. 5
Время забивки электрода, м/мин................................................................. 2,8
Размеры отрываемой траншеи, м............................................................... 0,3x1,3
Скорость машины при рытье и засыпке траншей, м/ч........................... 400
Габариты (длина х ширина х высота), м.................................................... 7,4x2,5x3,8
Масса машины, т.............................................................................................. 9,1
I
Организован заводской выпуск ручной пневмоударной машины ПУМ-3 (рис. 3).
Техническая характеристика машины
Энергия удара, Дж (кгс * м)................................................................................ 40 (4)
Частота ударов, Гц (ударов/мин), не менее.............................................. 8,9 (530)
Номинальное давление сжатого воздуха....................................................... 6
Диаметр погружаемых стержней, мм.......................................................... 12 — 16
Скорость погружения стержней, м/мин:
в талые грунты 1 — IV групп......................................................................... 0,8 — 2,5
в мерзлые грунты.................................................................................................. 0,3 — 0,8
Габариты (длина х ширина~х высота), мм...................................................... 400x150x600
Масса машины без рукавов, кг.......................................................................... 1 8
Небольшая масса машины позволяет использовать ее без применения грузоподъемных механизмов. Зажимное приспособление позволяет осуществить автоматическую перестановку машины на электроде и исключить контакт рабочего с машиной в процессе забивки. Глубина погружения электродов с помощью ПУМ-3 составляет до 12 м при составных электродах.
Среди ручных механизированных приспособлений можно выделить приспособление для забивки заземлителей (рис. 4, 5), имеющих автоматические зажимы, через которые пропускают стержневой электрод диаметром 12 — 14 мм.
Рис. 6. Приспособление для монтажа электродов заземления методом вдавливания с помощью механизмов:
1 — корпус; 2 — кулачок: 3 — насадочная труба; 4 — кожух: 5 — крепежные болты: 6 — 8 — сборочные болты
Рис. 4. Приспособление для забивки заземлителей вручную:
1 — ребро жесткости; 2 винт с барашковой гайкой, 3 — стопорное кольцо, 4 — ручка бойка; 5 — направляющая труба, 6 — боек; 7 — корпус; 8 — кулачки; 9 — пружина, 10 — гайка; 11 — крышка; 12 — уплотнение
Рис. 5. Приспособление для забивки заземлителей, опираемое на землю:
1 — боек (молот), 2 -- погружаемый заземлитель, 3 — направляющая трубчатая стоика; 4 — корпус автоматического зажима: 5 — пружины клиньев зажима (2 шт.); 6 — зажимные клинья, 7 — возвратная пружина, 8 — опорная плита;
К третьей группе относятся приспособления, устанавливаемые на авто-ямобуры или на бурильно-крановые машины, обеспечивающие высокую степень механизации монтажа заземлителей.
Такие приспособления состоят из цилиндрического корпуса, направляющей втулки, зубчатых рычажно-кулачковых зажимов, возможно использование пружин возврата. Приспособление крепится удерживающими винтами на пустотелой штанге бурильно-крановой машины, например БКМ-483. В качестве примера на рис. 6 приводится сборочный чертеж такого приспособления, разработанного трестом «Уралэлектромонтаж».
Заточенный на конус стержневой электрод диаметром 12 — 18 мм пропускается в полую штангу буровой машины и удерживается кулачками. После этого штангу машины устанавливают над местом вдавливания заземлителя. Длина электрода выбирается из расчета максимальной глубины полосы штанги. Вдавливание выполняется со скоростью 0,2 — 0,4 м/с. Работу выполняют машинист бурильно-крановой машины и электромонтер 2-го разряда. Производительность составляет 60 — 80 заземлителей в смену. При необходимости можно делать составные электроды, сваривая составные части между собой.
Рис. 7. Приспособление для вдавливания стержневых электродов:
1 — электрод заземления; 2 — направляющая труба; 3 — корпус; 4 — захват; 5 — рычаг с педалью: б — ось рычага; 7 — хомут; 8 — стойка опоры ВЛ
Для вдавливания электродов при нерентабельности доставки тяжелых механизмов рационализаторами предложен ряд ручных и ножных приспособлений. Одно из них (рис. 7) имеет сварной корпус и два диска диаметром 54 мм, эксцентрично поворачивающиеся на своих осях. Такая конструкция обеспечивает захват заземлителя дисками при усилии, направленном вниз, и освобождение заземлителя при поднятии рычага-педали вверх. Для лучшего захвата стержневого заземлителя диски имеют закаленную накатку. Для того чтобы приспособление не поднималось при вдавливании, его крепят к заземляемой опоре.