Коррозия линейных сооружений связи и меры защиты

Коррозия- процесс разрушения металлических оболочек кабелей (свинцовых, стальных, алюминиевых), а также защитных и экранирующих покровов вследствие химического и электрического воздействия окружающей среды.

Виды коррозии– почвенная (электрохимическая), межкристаллитная (механическая), электрокоррозия (коррозия блуждающими токами). Вследствие химического и электрического воздействия на оболочке кабеля возникают зоны проводимости.

Анодная зона – участок кабеля, на металлической оболочке которого имеется положительный потенциал по отношению к земле. В этой зоне токи стекают с оболочки кабеля в землю, унося частицы металла, и разрушая её.

Катодная зона – участок кабеля, на оболочке которого имеется отрицательный потенциал по отношению к земле, и токи втекают в оболочку, не разрушая её.

Знакопеременная зона – участок кабеля, на оболочке которого имеет место чередование положительных и отрицательных потенциалов по отношению к земле.

Почвенная коррозия.

Причины – содержание в почве влаги, кислот, щелочей, органических веществ, неоднородность оболочки кабеля, состав грунта. В результате на оболочке кабеля появляются гальванические пары, что вызывает циркуляцию тока между оболочкой кабеля и окружающей средой, т.е. появляются зоны проводимости, что вызывает разрушение оболочки.

Интенсивность разрушения – зависит от удельного сопротивления грунта, кислотного содержания рН.

Рис.27 Почвенная коррозия Рис. 28 Подверженность коррозии

Различные металлы по – разному ведет себя в различных грунтах. Свинец наиболее сильно разрушается в щелочных и кислотных средах при

U = - 1,5В. алюминий подвергается наиболее сильной коррозии в кислотной и щелочной среде, наименее – в нейтральной. Стальные оболочки меньше всего подвергаются разрушению в щелочных средах и больше всего – в кислотных.

Электрическая коррозия.

Источники электрокоррозии -рельсовые пути электрифицированных ж/д, метрополитена, установок ДП, использующихся в качестве обратного провода землю. Ток питания электрифицированного транспорта и установок ДП, ответвляясь в землю, проходит по металлической оболочке, образуя на ней зоны проводимости, приводящие кабель к разрушению от коррозии. Интенсивность электрокоррозии металлической оболочки зависит от величины тока и напряжения в ней.

Рис.29 Возникновение зон проводимости на оболочке кабеля

Меры защиты от коррозии.

Подразделяется на активные и пассивные.

К активным мерам на линиях связи относятся:

Электрический дренаж (от электрокоррозии), катодные установки (от почвенной и электрокоррозии, изолирующие муфты (от электрокоррозии)), протекторные установки (от почвенной коррозии), амортизирующие и рессорные подвески (от межкристальной коррозии).

Электрический дренаж

Это отвод блуждающих токов с защищаемого кабеля при помощи дренажного проводника и возврат их к источнику возникновения, т.е. к рельсам или к минусовой шине питающей подстанции. Цель дренажа – понизить потенциал на оболочке кабеля, т.е. перевести анодную зону к катодную. Дренаж устанавливается в середине анодной зоны там, где кабель имеет наибольший положительный потенциал по отношению к земле. Такой дренаж называется прямым электрическим дренажом. Он имеет двухстороннюю проводимость, поэтому используется только в устойчивых анодных зонах, например для защиты кабеля от блуждающих токов ДП. В занопеременных зонах применяются поляризованные электрические дренажи, обладающие односторонней проводимостью (п/п вентили, поляризованные реле), например ПГД-200, ПЭД-58.

Рис.30 Поляризованный дренаж Рис.31 Прямой дренаж

Катодная защита.

Понижение потенциала на оболочке Абеля, имеющего положительный, по отношению к земле, потенциал происходит за счет постороннего источника постоянного тока, отрицательный выход которого присоединяют к оболочке кабеля, а положительный заземляют. Токи в этом случае о плюса источника питания через землю будут втекать в оболочку кабеля, а далее на минус источника. Анодная зона на оболочке кабеля переводится в катодную. Промышленные катодные установки состоят из понижающего трансформатора, напряжение, на выход которого можно регулировать, выпрямительного моста на германиевых или кремниевых вентилях и элементов защиты. Мощность КС должна быть такова, чтобы не только снизить потенциал на оболочке кабеля, но создать устойчивую катодную зону.

Марки катодных установок: КС-400, КГС-500, КСК-500.

Рис.32 Схема катодной защиты Рис.33 Устройство анодных электродов

Протекторная защита.

Применяется для защиты от почвенной коррозии. Для создания отрицательного потенциала на оболочке кабеля используются анодные электроды, выполненные из сплавов, имеющих более низкий электрохимический потенциал, чем материалы металлических оболочек кабелей. Обычно протекторные электроды выполняют из сплавов на основе магния МЛ, состоящих из магния, алюминия и цинка и имеющие электрохимический потенциал – 2, 37 В. В результате соединения оболочки кабеля изолированным проводником с заземленным протекторным электродом, имеющим более низкий электрохимический потенциал, на заземленной оболочке создается катодная зона. Оболочка в этом случае становится катодом, а электрод анодом и ток с него будет стекать в землю. Процесс коррозии в этом случае не уничтожается, но разрушается не оболочка кабеля, а протектор. Протекторы закапываются в землю на глубину 0,6-1,8 м и на расстоянии 2-6 м от кабеля. Протектор включается через контрольно-испытальные пункты (КИП).

Марки протекторов: ПМ-5У, ПМ-10У, ПМ-20У.

Контрольные вопросы:

1. Виды коррозии.
2. Почвенная коррозия. Причины возникновения.
3. Электрокоррозия. Причины возникновения.
4. Механическая коррозия. Причины возникновения.
5. Протекторная защита.
6. Прямой электрический дренаж.
7. Поляризованный электрический дренаж.
8. Катодная защита.
9. Защита от механической коррозии.

Глоссарий

	Русский вариант	Казахский вариант	Английский вариант
	Зоны проводимости	Өткізгіш аймақтары	Conductivity band
	Анодная зона	Анодты аймақ	Anode zone
	Катодная зона	Катодты аймақ	Cathode zone
	Знакопеременная зона	Айнымалы белгісі аймақ	Alternating-sign zone
	Электрический дренаж	Элетр дренажы	Electrical drainage
	Протекторная защита	Протекорлы қорғау	Galvanic protection
	Виды коррозии	Коррозия түрлері	Forms of corrosion

Задание на СРС

Рефераты на тему:

1.Причины возникновения почвенной коррозии[Л1стр.176-177]

2. Влияние электрокоррозии на герметичность кабеля

[Л1 стр.177-178]

3. Меры защиты от электрокоррозии [Л1 стр. 179-180]

4. Меры защиты от почвенной коррозии [Л1 стр. 181]

Задание на СРСП

1.Влияние почвенной коррозии на кабеля с различными

материалами оболочек.[ Интернет сайт ]

2.Эффективность применения различных видов защиты от

электрокоррозии. [ Интернет сайт ]

3.Особенности защиты от коррозии алюминиевых и стальных

оболочек кабелей.[ Интернет сайт ]

Лекция 15

Параметры надёжности КЛС

Надежность –это свойство кабельной линии выполнять заданные функции, т.е. обеспечить возможность передачи требуемой информации с установленным качеством характеристики в установленных номами пределах в течении требуемого промежутка времени.

Отказ – повреждение с перерывом связи, т.е. повреждение, вызвавшее прекращение действия связи по одному или группе каналов.

Неисправность – повреждение без перерыва связи, т.е. такое состояние линии, при котором она неудовлетворяет хотя бы одну из предъявляемых к ней требования.

Среднее время между отказами (наработка на отказ) – среднее время между отказами, выраженное в часах.

Среднее время восстановления связи – среднее время простоя связи, считая от момента возникновения отказа до момента восстановления связи, выраженное в часах.

Интенсивность отказов – среднее число отказов в единицу времени (час) на 1 км. трассы линии.

Параметры потока отказов – среднее число отказов в единицу времени (час) на всю длину трассы магистрали.

Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в заданный интервал времени на линии не возникнет отказа.

Параметры надежности

1. Плотность повреждений m – характеризует количество отказов на 100 км трассы.

m =

где N – число отказов на всей магистрали в течение заданного промежутка времени

k – количество лет, за которое произошло N отказов

L – длина трассы магистрали

2. Среднее время восстановления связи, tв – время между началом отказа и временем полного восстановления связи.

tв =

где t_bi - время восстановления связи при i -м повреждении (отказ), ч.

3.Интенсивность отказов, - количество отказов на 1 км трассы, выраженное в часах.

=

где 8760 – число часов в течении года

100 – длина трассы, на которую определяется плотность повреждений m, км.

4.Поток отказов, - количество отказов на всю длину трассы, выраженное в часах

= L

5.Среднее время между отказами, Т₀ – время между

двумя соседними отказами

Т₀ = =

где n – число отказов за принятый календарный срок

- время исправной работы между i=1 и i=n

6.Коэффициент готовности К – параметр, характеризующий

что в заданный интервал времени линия будет

выполнять свои функции с заданной вероятностью

К_г =

7.Вероятность безотказной работы- параметр

характеризующий, что в заданный интервал времени на

линии не будет отказов

Р(t) = е

где t - промежуток времени для которого определяется

вероятность безотказной работы

- параметр потока отказов.