Меры защиты от коррозии

Защитные меры от коррозии оболочек кабелей связи принимаются как на устройствах электрифицированного транспорта, так и на соору­жениях связи. На электрифицированных участках железных дорог осуществляют следующие меры защиты:

- уменьшают сопротивление рельсов путем качественной сварки стыков;

- улучшают изоляцию рельсов от земли (полотно из гравия, щебня, песка);

- переполюсовывают источники питания так, чтобы заземлялся ми­нусовой электрод.

На сооружениях связи такими мерами защиты являются:

- выбор трассы с менее агрессивным грунтом (песок, глина, сугли­нок, нежирный чернозем);

- применение кабелей с герметичными полиэтиленовыми шлангами поверх металлических оболочек (обязательно для алюминия и стали);

- электрический дренаж (от электрической коррозии);

- катодные установки (от электрической и почвенной коррозии);

- изолирующие муфты (от электрической коррозии);

- протекторные установки (от почвенной коррозии);

- антивибраторы амортизирующие, рессорные подвески (от

межкристаллитной коррозии).

Электрический дренаж, катодные и протекторные установки отно­сятся к активным электрическим методам защиты, остальные — к пас­сивным.

Электрический дренаж - это отвод блуждающих токов с защищаемого кабеля посредством проводника. Дренаж (рис. 3.17 ,а) подключается к кабелю в середине анодной зоны, т. е. там, где кабель имеет наибольший положительный потенциал по отношению к земле. Блуждающие токи по дренажному кабелю отводятся из оболочки защищаемого кабеля к рель­сам или минусовой шине, питающей подстанции. В результате анодная зона на кабеле превращается в катодную (рис. 3.17,б).

Рис. 3.17

При необходимости устанавливают несколько дренажей с тем, что­бы на всем сближении кабелей связи с электрической железной доро­гой оболочка имела отрицательный потенциал. Такие дренажи назы­ваются прямыми электрическими дренажами. Прямой электрический дренаж эффективен только в устойчивых анодных зонах, например при защите кабеля от блуждающих токов дистанционного питания.

В знакопеременных зонах применяют дренажи односторонней про­водимости, так называемые поляризованные дренажи (рис. 3.18 ). В дре­нажную цепь включается вентиль, диод или поляризованное реле, об­ладающее односторонней проводимостью. В результате ток течет только от оболочки кабеля к питающей подстанции элек­трифицированной железной дороги.

Рис. 3.18

Принцип действия катодной защиты состоит в том, что к оболочке кабеля, имеющей положительный потенциал по отношению к земле (анодная зона), присоединяют отрицательный по­люс от источника постоянного тока, тем самым придавая оболочке отрицательный потенциал. Та­ким образом, напряжение источника тока перево­дит анодную зону на оболочке кабеля в катодную. Положительный полюс источника тока заземляют.

Для катодной защиты применяются катодные станции, представляющие собой выпрямительное устройство с селеновыми выпрямителями или германиевыми диодами. Вы­пускаются катодные станции с встроенными выпрямителями, имеющими плавную или ступенчатую регулировку выпрямительного напряжения.

Протекторная защита, по существу, аналогична катодной защите, только в данном случае для создания отрицательного потенциала на оболочке кабеля используется не посторонний источник тока, а ток, по­являющийся за счет разности электрохимических потенциалов при со­единении различных металлов. Этот ток направлен от более высокого потенциала к более низкому. В результате его действия разрушению под­вергается металл с более низким потенциалом.

Принцип протекторной защиты состоит в том, что катодная зона на оболочке кабеля создается в резуль­тате ее соединения изоли­рованным проводом с за­земленным протекторным электродом, имеющим более низкий электрохимический потенциал, чем по­тенциал заземляемой оболочки. Такой электрод является анодом, и ток с него будет стекать в землю. Оболочка кабе­ля при этом становится катодом и, сле­довательно, защищена от коррозии. Протектор включается через контрольно-испытательные пункты (КИП).

Сопоставляя подверженность коррозии применяемых в настоящее вре­мя кабельных оболочек из свинца, стали и алюминия, следует отметить, что наиболее стойкими к агрессивному воздействию коррозии являются свинец, затем сталь и, наконец, алюминий. Сильная подверженность алю­миния коррозии обусловлена тем, что он разрушается не только в анодной зоне, но и при больших катодных потенциалах. Кроме того, алюминиевые оболочки подвергаются коррозии в результате действия гальванических пар, образующихся в местах контакта оболочек со сталью, медью и свин­цом. Алюминий свободен от коррозии лишь в узком диапазоне отрица­тельных потенциалов -(0,52... 1,48). Свинец и сталь коррозируют лишь в анодных зонах (при потенциалах, больших чем -0,9 В).

Исходя из изложенного, кабели связи в алюминиевых и стальных оболочках для защиты от коррозии обязательно должны иметь поверх металла герметичную полиэтиленовую оболочку, наносимую в процес­се изготовления кабелей.

К устройствам пассивной защиты относятся изолирующие муфты (рис. 3. 19, где 1 — сердеч­ник кабеля; 2—оболочка; 3—изолирующая муф­та), которые разрывают металлическую оболочку и тем самым уменьшают силу блуждающего тока. С этой же целью ис­пользуется и рессорная подвеска кабеля.

Рис. 3. 19

Для выявления опасных анодных зон и осуществления защиты кабелей от коррозии производится комплекс измерений: потенциалов и токов на оболочке кабеля; удельного сопротивления грунта по трассе кабеля; переходного сопротивления «кабель-земля» и плотно­сти тока, стекающего с кабеля; разности потенциалов «кабель-рельс». Важной характеристикой является создаваемая блуждающими и почвенными токами величина потенциалов на оболочке кабеля по отношению к земле. Измерение этой величины производится с по­мощью металлических электродов-заземлителей на бронированных кабелях в местах установки контрольно-измерительных пунктов (КИП), а на голых — в кабель­ных колодцах. По данным из­мерений строят диаграммы распределения потенциалов вдоль трассы кабеля, выявля­ют анодные зоны и определя­ют участки, требующие защи­ты от коррозии (рис. 3.20). На диаграмме откладывают среднее значение положительных и отри­цательных потенциалов по каждо­му КИП.

Рис. 3.20

Контрольно-измерительный пункт представляет собой (рис. 3.21) железобетонный столбик прямоугольного сечения с внутренней про­дольной трубой, через которую проходят соединительные провода. В верхней части столбика укрепляется коробка (ниша) с наружной двер­кой. Внутри коробки крепится щиток из изоляционного материала с клеммами, к которым подключаются соединительные провода от обо­лочки и заземления.

Рис. 3.21