Защита кабельных линий от коррозии

Подробности

Категория: Эксплуатация и ремонт кабельных линий

Коррозионный процесс. Почвенная влага представляет собой электролит различного состава и концентрации. Контакт металла с почвенным электролитом вызывает образование коррозионных элементов (пар). Если на по­верхности металла, погруженного в электролит, имеются участки с различными электрическими потенциалами, то  внешней цепи, соединенной через электролит, прохо­дит ток от более высокого потенциала к более низкому. Таким образом, участок с более высоким потенциалом  будет анодом, а с меньшим — катодом. Участок кабельной линии, имеющий положительный электрический по­тенциал по отношению к окружающей среде, является анодной зоной, а отрицательный — катодной. В ка­тодных зонах токи входят и оболочку кабеля, не созда­вая опасности ее разрушения. В анодных зонах токи про­ходят по оболочке, унося частицы металла и разрушая его.

Причины коррозии. Подземная коррозия, которая вы­зывает электрохимическое разрушение металлических элементов кабелей в процессе эксплуатации, подразде­ляется на электрокоррозию от блуждающих токов и по­чвенную коррозию от действия окружающей агрессивной среды.

Источником блуждающих токов являются в основном рельсовые пути магистрального, промышленного и городского электрифицированного железнодорожного транспорта. Отсутствие полной изоляции путевого хозяй­ства от земли, несовершенство устройств электро­снабжения и другие причины вызывают утечку тяговых токов из рельсов в землю. Растекаясь в земле и встречая на своем пути различные инженерные сооружения (трубопроводы, кабели и т. п.), удельные сопротивления ко­торых меньше сопротивления земли, блуждающие токи входят в сооружения и проходят в них по направлению к тяговым подстанциям. Для кабельной сети наиболее опасным источником коррозии является трамвай, ис­пользующий для тяги постоянный ток.

Разрушение оболочек кабелей происходит тем силь­нее, чем больше плотность тока, переходящего с кабеля в землю. Для бронированных силовых кабелей за допусти­мую плотность тока принята норма не выше    0,15 мА/дм² с удельным сопротивлением грунта 100 Ом*м.

Переходное сопротивление между рельсами и кабеля­ми зависит от расстояния между ними, качества балласта под рельсовыми путями и качества грунта, в котором проложены кабели, а также от качества защитных покро­вов оболочек кабеля. Снижение всех видов сопротивле­ния в рельсовой сети связано с уменьшением падения на­пряжения в ней, а, следовательно, уменьшения тока утечки.

Устройство сварных соединений на рельсовых стыках и через определенные промежутки, электрическое соеди­нение путей между собой для уменьшения их сопротивле­ния предусмотрены ГОСТом.

Выбор защитных покровов кабелей, проложенных в траншеях, при наличии блуждающих токов зависит от материала оболочки. Для свинцовой оболочки приме­няют покровы Бл, Б2л, Б2лШп, Б2лШв, БШп, БШв, Пл, П2л, П2лШв, ПШв, ПШп, П2лШп; для алюминиевой — Бп, Б2л, Шв, БлШв, Шп, БлШп, БпШп, Б2лШв, БвШв, Б2лШп, П2л, ПлШв, П2лШп, П2лШв; для неметалличе­ской—Б, П; без оболочки — БбШв, БбШп.

Наиболее подвержены блуждающим токам места пересечений и сближений с рельсами, а также участки, расположенные вблизи отсасывающих фидеров.

Почвенная коррозия — электрохимическое разрушение металлических оболочек от взаимодействия с грунтом. Интенсивность коррозии зависит от состава грунта, на­личия влаги и доступа воздуха в грунт.

Песчаные грунты коррозионно наименее активны; на­иболее развивается коррозия металлов в кислых боло­тистых грунтах и солончаках. Особенно сильно подвер­гаются почвенной коррозии кабели, прокладываемые на территориях химических предприятий. Поэтому на этих предприятиях прокладку кабелей в траншеях ограничи­вают либо заменяют ее открытой прокладкой на эстакадах и галереях. Кабели, предназначенные для прокладки в земле, имеют защитные покровы, предохраняющие ме­таллические оболочки от почвенной коррозии.

Контроль за коррозией кабелей. Наиболее важной за­дачей борьбы с коррозией металлических оболочек кабельных линий является установление ее причин и источ­ников. Выбор защитных мероприятий производят по совокупности данных исследований влияния блуждающих токов и коррозионности почв.

Для контроля за состоянием металлических оболочек кабельных линий необходимо иметь карту подземных со­оружений с указанием на ней анодных и катодных зон и участков с агрессивными грушами. На карту наносят рельсы электрифицированных железных дорог, ближай­шие отсасывающие пункты и все виды защиты от блу­ждающих токов, установленные на подземных сооруже­ниях. Наличие карты облегчит работу по разрытию кабельных трасс для производства контрольных измере­ний.

При контрольных замерах проверяют плотность тока, разность потенциалов и направление блуждающих токов. По току, проходящему по оболочке кабеля, судят о сте­пени коррозионной опасности, а по его направлению — определяют места входа и выхода блуждающих токов с оболочек кабеля и устанавливают анодные и катодные зоны. Кроме того, во всех случаях раскопок контроли­руют состояние рельсовых стыков и кабелей.

В местах, где предполагается повреждение кабеля по­чвенной коррозией, оценку степени влияния коррозии на стальную броню определяют удельным сопротивлением грунта, потерей массы образца и плотностью поляри­зующего тока. Чем меньше удельное сопротивление грунта и чем больше потери массы образца и плотность поляризующего тока, тем больше опасность почвенной коррозии для брони кабеля.

Степень  коррозионной  активности  грунтовой   воды (средняя или высокая) по отношению к свинцовой и алюминиевой оболочкам определяют на основании химиче­ского анализа. Для этого на уровне прокладки кабеля на расстоянии 300 — 500 м друг от друга берут три пробы грунта в количестве 500 г и укладывают в чистую закрываемую крышкой посуду или в полиэтиленовые мешочки.

Силовые кабели со свинцовыми и алюминиевыми оболочками и стальной броней при наличии средней и высокой  коррозионной  активности   грунтов  должны быть защищены катодной поляризацией. Ее выполняют с помощью источника постоянного тока, создающего противотоки. Кабели с алюминиевыми оболочками имеют защитный полимерный шланг (ААШв, ААШп), который надежно защищает оболочку от коррозионных воздействий. Контроль за коррозией металлических обо­лочек кабелей проводят по мере необходимости.

Мероприятия по защите кабелей от коррозии. При об­наружении коррозии металлических оболочек кабелей в процессе эксплуатации разрабатывают мероприятия по предотвращению дальнейшего разрушения их и замене поврежденных участков линии. Основным мероприятием по предотвращению почвенной коррозии является пра­вильно выбранная трасса при проектировании кабельных линий. При необходимости кабели прокладывают в об­ход участков с агрессивными средами или применяют ка­бели с полимерным шлангом. При обнаружении неис­правностей в устройствах электрифицированного транс­порта снижают блуждающие токи до пределов уста­новленных норм (сварка стыков рельсов, устройство отсосов и т. п.). Прокладку кабеля в местах сближения и пересечения с путями электрифицированного транспор­та осуществляют в изолирующих трубах. Для борьбы с коррозией силовых кабелей от блуждающих токов при­меняют средства электрической защиты. Для кабелей, в которых среднесуточная плотность утечки блуждаю­щих токов в землю превышает 0,15 мА/дм², применяют катодную поляризацию.

• < Допустимые токовые нагрузки на кабельные линии
• Испытания кабельных линий >