Если нет специальных приспособлений для ввертывания или забивки электродов, их можно погружать вдавливанием, воспользовавшись механизмами общего назначения (тракторы, автомобили), а также бурильными и другими машинами.
В некоторых организациях используют навесное устройство, работающее от гидросистемы трактора, на котором (сзади или сбоку) устанавливают дополнительный гидроцилиндр. На свободный конец штока гидроцилиндра крепят зажим, в который вставляют электрод. При движении штока вниз электрод автоматически зажимается и происходит вдавливание электрода в грунт, а при движении штока вверх зажим освобождается и скользит по электроду вверх. Управляют гидроцилиндром из кабины трактора.
При использовании бурильной или бурильно-крановой машины конструкция зажима соответственно изменяется. Зажим может быть установлен непосредственно на буровую штангу взамен бурильной головки. Размеры погружаемого электрода (длина, диаметр круглой стали или другой профиль) могут быть различными, в соответствии с развиваемым усилием вдавливания. Электрод заглубляется возвратно-поступательными движениями бурильной штанги без вращения. В мягких грунтах на вдавливание одного электрода на глубину 6 м затрачивается менее 2 мин при средней частоте вращения двигателя,
Электрод вдавливается с приваренным к его верхнему концу проводником заземления, что исключает сварочные работы на трассе.
В Костромской механизированной колонне использована машина БКМ с зажимом и редуктором для ввертывания электродов, установленная на автомобиле ГАЗ-66. Приспособление (рис. 3) позволяет погружать электроды длиной до 8 м. Для перевозки электроды укладывают в скобы, приваренные к штанге бура, и упирают нижними концами в упорный стакан.
Рис. 3. Приспособления к бурильно-крановой машине для перевозки и погружения электродов заземления. 1 — буровая штанга БКМ; 2 — скоба; 3 — электроды заземления, уложенные для перевозки; 4 — упорный стакан; 5 — зажим для погружаемого электрода; 6 — редуктор, передающий вращение от бура к зажиму.
В тресте «Севкавсельэлектросетьстрой» предложено и внедрено устройство, позволяющее полностью механизировать монтаж вертикальных электродов (в том числе и глубинных), не требующее подготовки электродов заземления и источника электроэнергии или сжатого воздуха. Устройство навешивается на любой трактор, но для лучшей маневренности и быстрейшего перемещения с объекта на объект целесообразно применить трактор «Беларусь».
Устройство (рис. 4) имеет раму из двух параллельно расположенных швеллеров, скрепленных плитами. К верхней плите прикреплены кронштейн с опорными подшипниками под приводной вал, вращающийся от вала отбора мощности трактора, и станина, имеющая вертикальные направляющие, по которым перемещается ползун, заглубляющий электрод в грунт.
Рис. 4. Устройство для заглубления электродов заземления.
а — продольный разрез; б — вид сбоку; 1 — поворотная втулка; 2 — захват; 3 —станина; 4 — катанка; 5 — роликопротяжный механизм; 6 — регулировочный винт; 7 — фиксатор; 8— ползун; 9 — приводной вал; 10 — кронштейн; 11 — консольная ось; 12 — планка.
В корпусе ползуна, в клинообразных ячейках, помещен ролико-клиновый самозаклинивающийся захват, выполненный из роликов, соединенных планками в секции. Прикрепленная к секциям консольная ось соединена с кривошипом приводного вала, что обеспечивает возвратно-поступательное движение ползуна при вращении вала.
В вертикальных направляющих станины (в верхней их части) закреплен ролико-клиновой фиксатор, служащий для удержания электрода от перемещения при возвратном движении ползуна. На станине установлен роликопротяжный механизм, состоящий из неподвижной и подвижной секций, соединенных регулировочными винтами. Для выпрямления протягиваемой из катушки катанки ролики имеют ручьи по всей окружности.
Сквозь нижнюю плиту рамы проходит направляющая, имеющая паз, по которому перемещается катанка, служащая заземляющим электродом. На цилиндрической части направляющей помещена поворотная втулка с рычагом, для ее поворота на 180° вокруг оси. Устройство получает привод от вала отбора мощности трактора, а управление подъемом и опусканием его осуществляется гидросистемой трактора.
Конец из бухты катанки, помещенной на катушке, заправляют между роликами протяжного механизма и через фиксатор вводят в захват. При этом ползун находится в верхнем положении. Затем винтами регулируют зазор между катанкой и обжимающими ее роликами.
При вращении приводного вала ползун совершает поступательно-возвратные движения, захват зажимает катанку, она протягивается через роликопротяжный механизм, выпрямляется и перемещается вниз, в паз направляющей. Конец катанки, находящийся в пазу, закрывают втулкой, поворачивая ее рычагом. Так обеспечивается устойчивое положение конца катанки, и электрод не изгибается при погружении.
При движении ползуна вниз захват зажимает электрод (катанку) и ползун погружает его в грунт, а ролики фиксатора расклиниваются. При движении ползуна вверх ролики фиксатора зажимают катанку, а ролики захвата свободно перекатываются вверх по стержню катанки. Таким образом, чередуется процесс взаимодействия захвата и фиксатора.
Скорость погружения электрода в грунт и расстояние, на которое перемещается электрод за один ход ползуна, зависит от плеча кривошипа и частоты вращения приводного вала, соединенного карданным валом с валом отбора мощности трактора. Погружение электрода из катанки диаметром 10 мм на глубину 15 м осуществлялось за 4—5 мин.
Необходимая глубина погружения электрода определяется замером сопротивления растеканию тока в процессе заглубления катанки. Когда проводимость достигнет нормы, устройство останавливают, поднимают его с помощью гидросистемы трактора и обрезают электрод на нужной высоте.
В СМП-823 применен замок для вдавливания электродов заземления с помощью бульдозера. Конструкция замка приваривается под защиту отвала и к его упору. Электрод вставляют в паз, тракторист включает гидроцилиндр на подачу отвала вниз, электрод заклинивается в зажиме и вдавливается в грунт за один ход отвала на 450 мм. При подаче отвала вверх зажим отходит от электрода, который проскальзывает в пазу, после чего процесс заглубления продолжается. Заземлители длиной 6 м из круглой и из угловой стали вдавливались за 1,5 мин.
Монтаж заземлителей вручную. В Орловской мехколонне № 29 были изготовлены и применены сборно-разборные «штыки», при помощи которых в грунте делаю г скважину глубиной до 5 м и в нее вставляют электрод заземления. При таком способе монтажа электроды можно сделать легкими, используя сталь минимально допустимых для заземлителей размеров, жесткость которой недостаточна для погружения в грунт другими способами.
Штык имеет рукоятку (сталь СтЗ), штангу (сталь 65Г) и наконечник (сталь 45). Диаметр штанги 14 мм, она состоит из трех частей длиной по 1,7 м. Наконечник приваривается или навинчивается на нижнюю часть штанги. Рукоятка крепится к штанге в любом месте стопорным болтом. Общая масса штыка 7,4 кг.
Для прокола почвы на поверхности копают ямку и заливают в нее 1 л воды. Вода смачивает ближайший слой почвы и грунт легко прокалывается. При необходимости воду подливают. Время прокола на глубину до 3,2 м (двумя нижними частями штанги) составляет до 3 мин, а на полную глубину 5 м (используя и верхнюю часть штанги) около 5 мин.
Сборные штыки легко переносить, однако иногда применяют более простой цельный штык, удерживая его при проколе руками в рукавицах, как лом. Если грунт промерз, то его прокалывают специальным коротким штыком.
В случаях, когда нет механизмов или их трудно доставить, при монтаже небольшого количества электродов их иногда забивают кувалдой. Однако этот способ весьма трудоемок и с его помощью трудно забить электрод на нужную глубину. Электроды необходимы прочные, что ведет к перерасходу металла. Бригада из 4—5 чел. за полный рабочий день забивает всего 10—15 электродов на глубину менее 3 м. В плотный, а тем более в мерзлый грунт забить электрод чаще всего вообще не удается.
При забивке даже коротких (2—2,5 м) электродов требуется устройство подмостей для подъема рабочего. Верхний конец электрода быстро разбивается, что затрудняет дальнейшую забивку. Малая глубина снижает проводимость электрода, вследствие чего приходится забивать большое количество электродов. Кроме больших затрат труда, это ведет к громадному перерасходу металла.
С помощью приспособления, работающего подобно копру, облегчается труд, достигается большая глубина погружения и обеспечивается экономия металла за счет применения сравнительно легких электродов. На электрод надевают зажимное устройство с корпусом-наковальней, воспринимающей удары. Выше зажимного устройства на электрод надевают болванку массой 15—25 кг с ручкой для ее подъема двумя рабочими.
Электрод с наковальней ставят заостренным концом вниз за грунт. Двое рабочих наносят болванкой удары по наковальне. После погружения электрода в грунт примерно на 1 м, когда наковальня опустится на поверхность земли, ее переставляют выше по электроду и продолжают забивку. Работа облегчается, если предварительно пробурить (ручным буром) неглубокое отверстие в грунте и вставить в него конец электрода.
Рис. 5. Приспособления для забивки вручную постоянных (а) и временных инвентарных (б) заземлителей.
1 — болванка; 2 — электрод заземления; 3 — наковальня; 4 — конусная центровка; 5 — прижимная крышка; 6 — винт; 7 — вкладыши; в — проточка.
Рационально снабдить приспособление подъемным ремнем или веревкой, пропущенной через блоки на стойке. Тогда болванку легко сможет поднимать один рабочий.
Зажимное устройство для забивки электродов (рис. 5, а) может иметь, например, конусную центровку и прижимную крышку. Такая конструкция была применена в Ульяновской мехколонне для забивки стержневых электродов диаметром 16—18 мм в местах, недоступных для механизмов. Для перестановки зажима с наковальней или снятия его с электрода предварительно ослабляют прижимную крышку.
Упрощенная конструкция наковальни применяется для забивки инвентарных (временных) заземлителей, монтируемых для передвижных и временных электроустановок. Инвентарный стержень-заземлитель имеет по всей длине через каждые 0,5 м проточки. В эти проточки ставят два стальных вкладыша (конусом вверх) и надевают на вкладыши наковальню. Сверху на стержень надевают болванку и, ударяя по ней, погружают электрод.
По мере погружения наковальню с вкладышами переставляют на следующие проточки. После погружения к стержню присоединяют заземляющий проводник, для чего на стержне предусмотрен винт с барашковой головкой.
Для демонтажа (извлечения из земли) инвентарного электрода работу выполняют в обратном порядке: сначала на стержень надевают болванку, а выше ее — наковальню и вкладыши, повернутые конусом вниз. Стержень извлекают ударами болванки по наковальне снизу вверх.
Существуют приспособления для вдавливания электродов заземления усилием ноги на педаль рычага, закрепленного на электроде. Другой конец такого приспособления (противоположный рычагу) крепят хомутом к опоре воздушной линии, на которой монтируются заземлители.
Электрод из круглой стали диаметром 10 мм пропускают через направляющую трубу и корпус, имеющий верхнее и нижнее отверстия. В корпусе установлен зажим, который захватывает электрод при нажатии ноги на рычаг и скользит вверх по электроду при движении рычага вверх.
