Коррозия

При прокладке кабелей по металлическим или железобетонным мостам эти кабели тщательно изолируют, не допуская электрического соединения металлических оболочек кабеля или стальных труб, в которых он проложен, с металлическими деталями мостов. Повышение переходного сопротивления между кабелем и рельсами достигается также выполнением рекомендаций по прокладке и монтажу кабелей. К их числу относятся рекомендации об изоляции кабеля от корпусов релейных шкафов, изоляция от муфты светофорного станка и металлического основания светофорной мачты и т. п.

Электрические методы защиты. Наряду с перечисленными методами защиты широко применяются электрические методы защиты кабелей от коррозии блуждающими  токами. К электрическим методам  защиты относятся электрический  дренаж, катодная защита, анодные электроды  и электрическое секционирование. Электрический дренаж представляет собой устройство для отвода блуждающих токов со свинцовой оболочки и брони проложенного в земле кабеля в ту электрическую систему, которая создает эти токи.

Присоединение электрического дренажа к кабелю производится в точке, где потенциал кабеля выше потенциала той части сети, куда отводятся блуждающие токи, т. е. в анодной зоне. Если такое состояние потенциалов остается постоянным, то применяется так называемый простой электрический дренаж. Простой дренаж представляет собой изолированный от земли провод, соединяющий оболочку и броню защищаемого кабеля с тяговым рельсом или другой частью обратной сети. Так как при наличии дренажа ток из оболочки и брони кабеля отводится через дренажный провод, то электролиз (коррозия) в месте выхода тока из оболочки кабеля отсутствует. Резистор R в цепь дренажа включается для ограничения тока в этой цепи. Для этой же цели служит плавкий предохранитель Пр. Включенное параллельно предохранителю реле Р при перегорании предохранителя замыкает свои контакты и по сигнальной цепи передается сигнал о выключении дренажной установки. Подключив к зажимам амперметр и выключив рубильник, можно измерить величину отводимого через дренаж тока.

Электрический дренаж весьма прост  по конструкции, но обладает существенным недостатком, так как применим только в устойчивых анодных зонах. Если в месте подключения дренажа, имеющего двустороннюю проводимость, потенциал рельсов изменится и станет выше потенциала оболочки кабеля, то в дренаже появится обратный ток, т. е. ток из рельсов в оболочку кабеля. Протекающий по оболочке кабеля обратный ток будет уходить с оболочки кабеля в землю в другом месте, т. е. образовывать анодную зону там, где дренажа может не оказаться, и, следовательно, в этом месте будет наблюдаться коррозия оболочки кабеля. Поэтому более широкое распространение для защиты кабелей от коррозии получили так называемые поляризованные дренажи, облада-ющие односторонней проводимостью. Известен целый ряд конструкций поляризованных дренажных установок с применением в схеме поляризованных реле и вентилей.

Рассмотрим в качестве примера наиболее простую схему поляризованного дренажа с селеновым выпрямителем или германиевым диодом, называемого вентильным дренажем. Ток из оболочки кабеля может свободно идти к рельсам, а в том случае, когда потенциал рельсов станет выше потенциала оболочки кабеля, тока в цепи дренажа практически не будет, так как включенный в цепь вентиль представляет для токов обратного напряжения большое сопротивление. Катодная защита применяется главным образом в местах с явно выраженными анодными зонами на кабельных оболочках. Принцип действия этой защиты заключается в том, что на участках, где наблюдается выход блуждающих токов из оболочки кабеля, к последней подключают отрицательный полюс какого-либо источника постоянного тока. Обычно постоянный ток получают от выпрямителя (селенового или собранного на германиевых диодах), получающего питание от сети переменного тока.

Принципиальная схема катодной установки состоит из выпрямителя В, получающего питание от сети переменного тока, напряжением 127/220 В через трансформатор Тр. Отрицательный полюс выпрямителя на стороне выпрямленного напряжения подключают в анодной зоне к металлической оболочке и броне кабеля, а положительный полюс - к специальному заземлителю (аноду), имеющему сопротивление растеканию порядка 1-5 Ом и устанавливаемому на расстоянии не менее 50 м от защищаемого кабеля. В приведенной схеме ток от положительного полюса выпрямителя течет по изолированному от земли проводу к заземлителю и далее, растекаясь по земле, входит в оболочку кабеля и возвращается по другому проводу к отрицатель ному полюсу выпрямителя.

 

 

2.7. ИЗОЛИРУЮЩИЕ  МУФТЫ 

 

  Изолирующие муфты на кабелях связи устанавливаются:

а) на стыках кабелей с разнородными металлическими оболочками;

б) на вводах кабелей с защитными покровами шлангового типа в НУП, ОУП, НРП, МТС, ГТС;

в) на стыках кабелей без изолирующих покровов с кабелями, имеющими покровы шлангового типа;

г) на каждом участке кабельной линии, защищаемом протекторными или катодными установками;

д) на пересечении водных преград (при необходимости) по обоим концам перехода в незатопляемых местах;

е) при вводе кабелей в тоннели метрополитена;

ж) на участках сближений и пересечений с рельсами электрифицированного транспорта; и) при необходимости изоляции цистерн НУП от вводимых в них кабелей. Места установки изолирующих муфт должны быть указаны в проекте

  Изготовление и монтаж изолирующих муфт должен осуществляться в соответствии с действующими инструкциями и руководствами по монтажу конкретных типов муфт.

  Смонтированные изолирующие муфты подлежат проверке на сопротивление изоляции (изолирующего промежутка) и герметичность и должны удовлетворять установленным требованиям. Муфты типа МИ изготавливают непосредственно при строительстве кабельных линий; муфты типов ГМСИ и МИС изготавливают в заводских условиях, а на месте установки их только монтируют. 

 

 

 

 

Изолирующая муфта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ  ДРЕНАЖ

 

Дренажную защиту кабелей  связи устраивают для отводов  блуждающих токов с оболочки кабеля к источнику их возникновения. Существует несколько разновидностей электрических  дренажей: прямой, поляризованный и усиленный.

 

 

Прямой дренаж обладает двухсторонней проводимостью и  устанавливается только на тех участках проложенного кабеля, где создаётся  устойчивая анодная зона, т.е. там, где  потенциал оболочки кабеля всегда положителен  по отношению точки подключения дренажного кабеля к рельсу. Схема прямого электрического дренажа (рис.3), состоит из однополюсного рубильника К на 50-100 А, плавкого предохранителя Пр на допустимую силу тока в цепи дренажа, реостата R и сигнального реле СР. Параллельно рубильнику подключены зажимы, между которыми включается амперметр для измерения тока в цепи дренажа (рубильник при этом должен быть разомкнут). На приведенной схеме видно, что отводимый ток от кабеля проходит через реостат, регулирующий силу тока, плавкий предохранитель и рельс. При перегорании предохранителя включается сигнальное реле, присоединенное параллельно к предохранителю, и срабатывает сигнальное устройство.

 

 

Поляризованный дренаж обладает односторонней проводимостью, т. е. ток проходит только в направлении с оболочки кабеля в рельс. Поляризованный дренаж применяют тогда, когда потенциал защищаемой оболочки кабеля по отношению к земле положительный или знакопеременный и разность потенциалов «кабель - рельсы» больше разности потенциалов «кабель-земля». Схема поляризованного дренажа (рис.4) отличается от схемы прямого дренажа наличием вентильного элемента (диода), который служит для того, чтобы исключить прохождение тока в случае, если потенциал рельсов станет меньше потенциала оболочки кабеля.

В технике связи наиболее широкое применение нашли поляризованные дренажи ПЭД-58м (в настоящее время  с производства снят), ПГД-200, ПГД-100,ПГД-60 (цифры показывают значение максимального  дренируемого тока).

Дренаж ПГД-200 смонтирован  в металлическом кожухе, в котором размещены мощные германиевые диоды, обеспечивающие одностороннею проводимость для дренируемого тока, предохранитель, защищающий дренажное устройство от перегрузок (при перегорании предохранителя срабатывает сигнальное реле, это вызывает звуковой сигнал в пункте контроля), амперметр, показывающий значение дренируемого тока, и рубильник для включения и выключения дренажного устройства. Используя различные типы германиевых диодов, можно получить на базе ПГД-200 дренажи ПГД-60 и ПГД-100.

Усиленный дренаж применяют тогда, когда блуждающие токи создаются несколькими источниками и поэтому оболочка кабеля может иметь знакопеременный или положительный потенциал по отношению к земле. Усиленный дренаж представляет собой обычную катодную станцию (выпрямитель), подключаемую отрицательным полюсом к защищаемым кабелям, а положительным к рельсам электрифицированной железной дороги постоянного тока или трамвая. Такой дренаж кроме отвода тока в одном направлении ещё и увеличивает эффект защиты катодной станции анодным заземлением, которым в этом случае являются рельсы.

Монтаж дренажных установок.

На ГТС электрические  дренажи размещают в специальных  шкафах, устанавливаемых на кирпичном  фундаменте. Дренажный кабель прокладывают в трубах телефонной канализации (рис.5). Для защиты места соединения дренажного кабеля с проводом, идущим от рельсового пути, сооружают коробку малого типа или монтируют чугунную муфту.

Дренажный кабель в колодце  присоединяют к свинцовой оболочке кабеля с помощью свинцовой полосы. Место спайки помещают в изолирующую муфту.

Перед присоединением дренажного кабеля к свинцовой оболочке бронированного кабеля производят разделку. На джутовую оболочку накладывают два проволочных  бандажа из четырёх – пяти витков на расстоянии 150-200 мм друг от друга. Джут надрезают и удаляют. Затем накладывают бандажи на ленточную броню из двух медных проволок, концы которых оставляют свободными на длину 100-150 мм.

 

 

Рис. Схема прокладки  дренажного кабеля:

 

1-рельсы, 2-соединительный  провод, 3-коробка закрытого типа, 4-дренажный кабель, 5-колодец, 6-телефонный кабель,7-изолирующая муфта, 8-дренаж, 9-стена здания.

Броню между бандажами  надрезают и удаляют, свинцовую  оболочку зачищают и к ней припаивают свинцовую полосу, а к свинцовой  полосе припаивают концы бандажа  и жилы перемычки. Место соединения брони, свинцовой оболочки зачищаемого кабеля и жил перемычки изолируют пекопесчаной массой.

 

 

 

 

2.9. Катодная защита

 

Для создания отрицательного потенциала на оболочки кабеля, имеющего анодную  зону, используют катодные установки, состоящие из катодной станции (источника постоянного тока), анодного заземления и дренажных кабелей. В качестве источников постоянного тока служат выпрямительные устройства различных типов (германиевые, селеновые и др.). Катодные установки размещают в металлических шкафах.

Такой способ защиты заключается в  создании отрицательного потенциала на оболочке защищаемого кабеля за счёт токов катодной установки, входящих в кабель из земли по цепи: положительный  полюс катодной станции, анодное  заземление, земля, защищаемая оболочка кабеля, отрицательный полюс катодной станции.

Применяют следующие катодные установки: КС-400 мощностью 400 Вт, КСГ-500-1 с германиевым  диодом мощностью 500 Вт и КСК-500-1 с  кремниевым диодом мощностью 500 Вт.

Анодные заземлители для катодных установок выполняют из стальных труб, забиваемых в шурфы на глубине 0,8 м и соединяемых между собой стальной полосой в заземляющий контур. Дренажный кабель от отрицательного зажима выпрямителя катодной установки до защищаемой оболочки кабеля на ГТС прокладывается в канализации, а к положительному зажиму прокладывается бронированным кабелем.

  Принцип электрической защиты состоит в том, чтобы

исключить выход  тока из защищаемого сооружения в электролит-почву и дать ему

выход через металлический проводник, что не сопровождается разрушением

металла.                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

Рис. 3. Принципиальная схема катодной защиты,

 

 

 

 

 

2.10. ПРОТЕКТОРНАЯ ЗАЩИТА

Защищаемый металл играет роль катода. Такой способ защиты называется катодным (другое название – протекторная защита). Тот металл, который заведомо будет разрушаться в паре, называется протектором. Примеры такой защиты – оцинкованное железо (железо – катод, цинк – анод), «белая жесть» (оловом покрывают листовое железо), контакт магния и железа (магний – протектор). Магниевый анод окружают смесью гипса, сульфата натрия и глины, чтобы обеспечить проводимость ионов. Труба играет роль катода в гальваническом элементе (рис. 5).

 

 

 

 

 

2.11. КОМПЛЕКСНАЯ ЗАЩИТА

 

Комплексная  защита — это  одновременная  защита   от  коррозии   подземного   металлического   сооружения   связи   несколькими различными средствами защиты. Подземные кабельные линии связи эксплуатируются в самых различных условиях, подвергаясь действию как коррозионно  активной окружающей среды, так и блуждающих токов. В связи с этим встает вопрос — можно ли на одной кабельной линии или ее участке применять различные способы и устройства защиты? Многолетний опыт,  а также анализ физических и других процессов, протекающих при защите от коррозии, показывает, что осуществление комплексной защиты вполне допустимо. Так, например, на практике успешно осуществляется  комплексная  защита   изолирующими  покровами и  электрохимическими методами — протекторами, катодными, электродренажными установками; изолирующими муфтами и протекторами (токоотводами)   или  катодными  установками;   электродренажными и катодными установками   (протекторами)  и т. д. Комплекс защитных средств следует подбирать в каждом конкретном случае с учетом решения конкретной задачи и технико-экономической эффективности выбранной схемы защиты. В некоторых случаях действие одного средства защиты как бы подстраховывается действием другого. Так,  например, в  процессе эксплуатации защитные покровы шлангового типа, особенно у кабелей без брони