Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

Факультет Энергетический _

Кафедра Электроснабжение промышленных предприятий _

наименование кафедры

Отчет защищен с оценкой ____________

Преподаватель _________ Р. С. Старухин

подпись и.о., фамилия

“_____” ____________ 2012 г.

Отчет по лабораторной работе №3 Электрические измерения и защита подземных металлических трубопроводов и кабелей от коррозии, вызываемой блуждающими токами

название лабораторной работы

по дисциплине Электроснабжение _

наименование дисциплины

Студент группы Э-81 Н. А. Лебедев

и.о., фамилия

Преподаватель Р. С. Старухин

и.о., фамилия

Барнаул 2012

Лабораторная работа №3

Электрические измерения и защита подземных металлических трубопроводов и кабелей от коррозии, вызываемой блуждающими токами

Цель работы:  

Основные теоретические положения

Коррозия подземных сооружений, вызываемая блуждающими токами от электрических установок постоянного тока, является наиболее раз­рушительной. В результате несовершенной изоляции рельсов трамвай­ных и электрифицированных железных дорог от земли, нарушения стыко­вых соединений рельсов по длине, недостаточной проводимости и т.д. часть тока с рельсового пути уходит в землю, образуя блуждающие токи. Встречая на своем пути подземные сооружения и трубопроводы, обладающие более высокой проводимостью, чем окружающая их земля, блуждающие токи попадают в них. В местах выхода токов из трубопро­водов в землю происходят процессы коррозии.

На рисунке 1.1. показана упрощенная схема участка электрической дороги постоянного тока, вдоль которой проложено некоторое подзем­ное металлическое сооружение. Для простоты на участке показан один электровоз. Расчётная схема для рельсового пути имеет вид однопроводной линии с утечкой при равномерно распределенных параметрах: продольном сопротивлении рельсов на единицу длины и переходном соп­ротивлении рельсы – земля. Сопротивление земли как проводника услов­но приравнивается к нулю.

 

Рисунок 1.1 – Упрощенная схема участка электрической дороги постоянного  тока

 

На схеме показаны параметры тяговой подстанции и контактной сети, влиянием которых на распределение токов в рельсовой сети и земле можно пренебречь. Для снижения величины блуждающих токов не­обходимо принимать меры к уменьшению Rр и увеличению Rпер. Кроме того, целесообразно уменьшение протяженности участка рельсовой сети, относящейся к одному отсасывающему пункту. В качестве примера можно указать на ряд случаев выхода из строя кабелей и стальных трубопро­водов через 1-2 месяца после их прокладки под действием блуждающих токов электрифицированного транспорта. Последствия коррозии сталь­ных подземных сооружений не исчерпываются материальным ущербом. В некоторых случаях создается прямая опасность для здоровья и жизни людей. Мероприятия по защите трубопроводов от коррозии, вызываемой блуждающими токами, могут проводиться лишь на основе методически проведенных измерений.

 

1.1 Источники блуждающих токов и определение наличия блуж­дающих токов в земле

К основным источникам блуждающих токов относятся электрифици­рованные железные дороги, рельсовые пути трамвая и установки с ра­бочими заземлениями. На железных дорогах ходовые рельсы используют в качестве второго провода, причем рельсы подсоединяют к плюсовой шине. Напряжение в контактной сети принято 3300 В. Так как рельсовые нити железнодорожного пути плохо изолированы, значительная часть электрического тока, проходящего по рельсам, уходит в землю. Если вблизи от железной дороги в земле проложены трубопроводы или дру­гие металлические сооружения, то проходящие по земле блуждающие токи будут протекать именно по ним. На участках трубопровода, где блуждающие токи выходят из земли в трубопровод, образуются катод­ные зоны. На участках, где блуждающие токи выходят из трубопровода в землю, образуются анодные зоны. В анодных зонах разность потен­циалов между трубопроводом и землей положительна, и трубопровод под­вергается разрушению. При подключении положительного полюса источ­ника тока к рельсам и минусового к контактному проводу устойчивая ка­тодная зона образуется непосредственно у пункта присоединения по­ложительного полюса подстанции к ходовым рельсам. В местах нахожде­ния электровоза, где блуждающие токи выходят из трубопровода, обра­зуется зона повреждения (анодная), с передвижением электровоза анод­ная зона также перемещается. Следовательно, при присоединении по­ложительного полюса тяговой подстанции к ходовым рельсам, на тру­бопроводе образуются анодные зоны, перемещающиеся по его длине.

Наличие блуждающих токов в земле на трассе проектируемого подземного металлического сооружения рекомендуется определять по ре­зультатам измерения разности потенциалов между проложенными в данном районе подземными металлическими сооружениями и землей.

При отсутствии подземных металлических сооружений наличие блуждающих токов в земле на трассе проектируемого сооружения целе­сообразно определять измерением разности потенциалов между двумя точками земли через каждую 1000 м, по двум взаимоперпендикулярным направлениям при разносе измерительных электродов на 100 м.

При проведении измерений должны применяться вольтметры, имеющие внутреннее сопротивление не менее 20000 Ом на 1 В шкалы.

Контакт с грунтом должен осуществляться о помощью неполяризующихся электродов. Показания вольтметра рекомендуется отмечать каждые 5 -10 с в течение 10- 15 мин в каждой точке.

Если измеряемая разность потенциалов изменяется по величине и знаку или только по величине, то это указывает на наличие в зем­ле блуждающих токов.

Если измеряемая разность потенциалов имеет устойчивый харак­тер, то это указывает на наличие в земле токов почвенного проис­хождения либо токов от линий передач постоянного тока по системе "провод-земля", если таковые имеются в данном районе.