Jak chronić metalowe osłony kabli przed korozją
Metalowe powłoki kabli podczas ich eksploatacji ulegają zniszczeniu w wyniku oddziaływania chemicznego (korozja gruntu) lub elektrochemicznego z otoczeniem.
Odsłonięte kable są wystarczająco niezawodnie chronione przed korozyjnym działaniem otaczającego powietrza poprzez nałożenie warstwy lakieru lub farby na pancerz lub osłonę.
Intensywność korozji gruntu, w zależności od składu i wilgotności gruntu, można oszacować na podstawie wartości rezystancji elektrycznej gruntu. Grunty o wysokim oporze elektrycznym (oporność powyżej 20 omów na metr) nie powodują silnej korozji, dlatego przy projektowaniu często wybiera się trasę linii kablowej, która ma grunt niskokorozyjny.
Źródła i przyczyny korozji metalowych powłok kabli
Najbardziej niebezpiecznym źródłem korozji dla linii kablowych jest zelektryfikowany transport kolejowy, tramwajowy, metro, gdzie szyny służą jako przewodniki.
Na przykład przewód tramwaju miejskiego jest zasilany z bieguna dodatniego podstacji trakcyjnej.Biegun ujemny jest połączony liniami kablowymi z różnymi punktami na torze, zwanymi punktami ssącymi.
Prądy powrotne sieci tramwajowej płyną po szynach do punktów ssących. Ponieważ szyny nie są izolowane od ziemi, przepływający przez nie prąd jest częściowo rozgałęziony do ziemi i podąża drogą o najmniejszym oporze do lokalizacji punktów ssących. Jeżeli w strefie działania tych prądów znajdują się linie kablowe, których metalowe powłoki są dobrymi przewodnikami, to prądy błądzące z ziemi przechodzą do powłok kabli i tworzą strefę katodową o potencjale ujemnym, a w pobliżu punktów ssących opuszczają je i tworzą strefę anodową o dodatnim potencjale.
Korozja powłok kabli występuje w strefie anodowej, ponieważ to tutaj uwalnia się tlen, który utlenia i powoduje korozję metalu powłoki kabla.
Podział na strefy odbywa się poprzez pomiar potencjału na osłonach kabli względem ziemi. Potencjał dodatni wskazuje na obecność strefy anodowej, potencjał ujemny wskazuje na strefę katodową.
W przypadku opancerzonych kabli elektroenergetycznych z osłonami ołowianymi ułożonymi w glebach o niskiej aktywności (rezystancja większa niż 20 omów na metr) średnia dzienna gęstość prądu upływowego do ziemi nie powinna przekraczać 14 mA / m2. W przeciwnym razie konieczne są środki zabezpieczające powłoki kabli przed korozją. W przypadku kabli z gołymi przewodami obszary anodowe są uważane za niebezpieczne niezależnie od gęstości prądu upływu.
Metody ochrony metalowych powłok kabli przed korozją i prądami błądzącymi
W celu ochrony metalowych osłon kabli przed prądami błądzącymi, oprócz wyeliminowania naruszeń w realizacji i eksploatacji sieci kolejowych i ssących zelektryfikowanego transportu, stosuje się polaryzację katodową, drenaż elektryczny i ochronę protektora.
Polaryzacja katodowa
Polaryzacja katodowa oznacza, że na powłoce kabla powstaje ujemny potencjał przez zewnętrzne źródło, które zapobiega przepływowi prądu z szyn do powłoki kabla
Odwodnienie elektryczne
Drenaż elektryczny polega na skierowaniu prądów błądzących z metalowych osłon kabli do źródła tych prądów.
Ochrona ochronna
Osłona ochronna zapewnia połączenie metalowych powłok kabli z zatopioną w ziemi elektrodą ze stopu magnetycznego o wyższym potencjale (około 1,5 V) niż powłoki kabli. Prąd generowany przez różnicę potencjałów jest zamknięty między osłoną (elektrodą) a osłoną kabla. Strefa ochronna bieżnika wynosi około 70 m.
Schemat ochrony katodowej metalowej powłoki kabla przed korozją: 1 — uziemienie anodowe, 2 — drut, 3 — źródło prądu stałego (stacja katodowa), 4 — drut, 5 — punkt spustowy (węzeł kontaktowy), 6 — powłoka kabla , 7 — elektromagnetyczne linie elektroenergetyczne.