7. Оборудование контрольно-измерительных пунктов и методы защиты от коррозии.

Контрольно-измерительные пункты (КИП) оборудуются на подземных бронированных и небронированных кабелях для осуществления электрических измерений разности потенциалов «кабель-земля», а также для контроля за состоянием изолирующих покровов кабеля без специальных раскопок котлованов и вскрытия защитных покровов.

КИП представляет собой железобетонный столбик прямоугольного сечения с внутренний продольным отверстием для соединительных проводов. В верхней части столбика имеется ниша, в которой установлена металлическая или пластмассовая коробка с металлической крышкой. Внутри коробки размещается съемный клеммный щиток из изоляционного материала. К клеммам щитка подключаются соединительные провода от оболочки, брони кабеля и заземления. При помощи металлических перемычек на щитке осуществляется соединение оболочек и бронепокровов кабеля между собой и с заземлением. На время заземлений перемычки снимают. Схемы включения проводов в КИП приведены на рис. 13, 14, 15, 16.

Рис.13. Схема соединений в КИП для Рис. 14. Схема соединений в КИП

небронированных кабелей с защитными для бронированных кабелей с изо-

покровами типа Шп: лирующими покровами типа Бп и

1 – щиток клеммный; 2 – шланг наруж- БпШп

ный; 3 – оболочка; 4 – муфта соедини-

тельная; 5 – муфта защитная (чугунная)

Рис.15. Схема соединений в КИП при Рис. 16. Схема соединений в КИП

Установки изолирующих муфт на брони- при установке изолирующих муфт

Рованных кабелях с защитными покро- бронированным кабелем с покрова-

Вами типа Б, Бл, Б2л: ми типа Б, Бл и бронированным

1 – щиток клеммный; 2 – пряжа; 3 - кабелем с покровами типа Бп или

Броня; 4 – оболочка; 5 – муфта изо- БпШп:

Лирующая; 6 – ленты изолирующие 1 – щиток клеммный; 2 – пряжа;

(подушка) 3 – броня; 4 – оболочка; 5 – муфта

Изолирующая; 6 - внутренний

Шланг (по оболочке); 7 – пряжа

(Бп) или наружный шланг (БпШп)

При измерениях потенциалов порядка 1 В и выше, создаваемых блуждающими токами, в качестве измерительного электрода (заземлителя) применяют металлические стержни, пластины или трубки, изготовленные из материала оболочки (брони) кабеля – стали или свинца. При измерениях потенциалов до 1 В, создаваемых токами почвенного происхождения, а также блуждающими токами, применяют неполяризующиеся электроды.

Свинцовые электроды представляют собой пластину или трубку, к которой припаян изолированный измерительный проводник. Эти электроды применяют при измерениях потенциалов на голых кабелях, проложенных в кабельной канализации.

Стальные электроды изготавливают из стержня длиной 350 – 600 мм и диаметром 8 -15 мм. На верхней части стержня имеется зажим для измерительного проводника.

Неполяризующиеся электроды используют для того, чтобы избежать погрешности от влияния ЭДС поляризации. Устройство медно-сульфатного неполяризующегося электрода показано на рис. 17.

Электрод состоит из неметаллического сосуда, имеющего пористую диафрагму, которая крепится к сосуду кольцом. В верхней части сосуда через резиновую пробку проходит медный стержень, имеющий на наружном конце зажим для подключения измерительного провода. Внутрь сосуда наливается насыщенный раствор медного купороса. Контакт медного стержня с землей осуществляется через раствор и пористую диафрагму. Величина собственной ЭДС электрода составляет примерно 0,30 В. При измерении потенциала «кабель-земля» и подключении плюсового зажима прибора к

Рис. 17. Неполяризующийся

медно-сульфаиный элек-

трод: 1 – сосуд; 2 – диафраг-

ма; 3 – кольцо; 4 – резино-

вая пробка; 5 – медный

стержень; 6 – зажим

кабелю, а минусового зажима к электроду истинная величина потенциала определяется по выражению:

V_ист = ± V_изм + 0,30 В.

Для измерений электрод устанавливают на расстоянии 1 – 2м от кабеля. Если почва в месте установки электрода сухая, ее необходимо увлажнить. По данным измерений строят диаграммы (рис. 18) распределения

Рис.18.Диаграмма распределения потенциалов на кабеле (2,3…23 – номера

пунктов замеров (колодцев (КИП).)

потенциалов вдоль трассы кабеля, выявляют анодные зоны и определяют участки, требующие защиты от коррозии (2,3,4…22,23…- номера пунктов замеров (колодцев и КИП).

Методы защиты кабелей от коррозии подразделяются на активные и пассивные.

К активным электрическим методам защиты кабелей от коррозии относится применение поляризованных электрических дренажей, катодных установок и анодных электродов.

К пассивным неэлектрическим методам защиты кабелей относится использование пластмассовых и битумных изолирующих покрытий для металлических частей кабеля – оболочки, брони, экрана, а также применение изолирующих муфт.

Наиболее опасными в коррозийном отношении являются анодные зоны, т.е. участки, где оболочка (броня, экран) кабеля имеет положительный потенциал. Для защиты от коррозии оболочке сообщают отрицательный потенциал либо изолируют оболочку от агрессивной среды и блуждающих токов надежными изолирующими покровами, которые защищают оболочку от агрессивных химических веществ и блуждающих токов. Для защиты кабелей от почвенной коррозии применяют изолирующие покрытия, катодные установки и анодные электроды, которые целесообразно использовать при небольшой протяженности агрессивной зоны (200 – 400 м, т.е. меньше строительной длины кабеля).

Для защиты от электрокоррозии используют изолирующие покрытия, изолирующие муфты, электродренажи и катодные установки. Анодные электроды для защиты от блуждающих токов применяют только на участках, где положительные потенциалы не превышают 0,3 В. Защита кабеля от электрокоррозии не исключает необходимости осуществления мероприятий по защите кабелей от почвенной коррозии. При защите кабелей любым из методов (или комплексно) должны быть выдержаны величины защитных потенциалов в пределах минимальных и максимальных значений (см. таблицы №2 и №3):

Таблица 2. Минимальные значения защитного потенциала

Металл сооружения	Значение минимального защитного потенциала, В, по отношению к неполяризующемуся медно-сульфатному электроду	Среда
Сталь	- 0,85	Любая
Свинец	- 0,50	Кислая
	- 0,72	Щелочная
Алюминий	- 0,85	Любая

Таблица 3. Максимальные значения защитного потенциала

Металл сооружения	Защитные покрытия	Максимальный защитный потенциал, В, по отношению к неполяризующемуся медно-сульфатному электроду	Среда
Сталь	С защитным покрытием	-1,10	Любая
Сталь	Без защитного покрытия	Не ограничивается	Любая
Свинец	С защитным покрытием и без него	-1,10	Кислая
		-1,30	Щелочная
Алюминий	С частично поврежденным покрытием	-1,38	Любая

В целях устранения или снижения межкристаллитной коррозии свинцовой оболочки кабелей связи их необходимо прокладывать не ближе 3 м от края автодороги и на 5м от крайнего рельса железной дороги. При наличии повышенной опасности вследствие вибрации ( на мостах, дамбах, в тоннелях и т.д.) принимают меры по уменьшению вибрации или прокладывают кабели в алюминиевых или пластмассовых оболочках.

Выбор средств защиты должен производиться с учетом их технической эффективности и экономической целесообразности. Особо опасными в коррозийном отношении являются кабели в алюминиевых оболочках. Алюминиевые оболочки подвержены коррозии не только в анодных, но часто и в катодных зонах. Наиболее эффективной мерой защиты кабелей от коррозии в стальной и алюминиевой оболочках следует считать наложение на оболочки изолирующих полиэтиленовых или поливинилхлоридных шлангов.

Дренажная защита. Электрический дренаж представляет собой устройство, с помощью которого блуждающие токи отводятся от защищаемого подземного сооружения. Дренаж включают в защищаемый кабель 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 к минусовой шине питающей подстанции (рис. 19), т.е. исключается стекание тока с оболочки непосредственно в землю.

Сопротивление дренажной цепи подбирают таким образом, чтобы дренируемый ток был такой величины, при которой на кабеле в защищаемой зоне обеспечивается защитный потенциал. При необходимости устанавливают несколько дренажей с тем, чтобы на всем протяжении сближения кабеля с железной дорогой оболочка имела отрицательный потенциал.

Рис. 19. Устройство дренажной защиты:

1 – коробка закрытого типа; 2 – дренажный кабель; 3 – одноотверстная канализация;

4 – телефонный кабель; 5 – изолирующая муфта; 6 – дренаж; 7 – двухотверстная

канализация; 8 – колодец

Схема прямого электрического дренажа представлена на рис. 21,а. Она состоит из включателя Кл, предохранителя Пр, реостата R и сигнального реле СР. Параллельно включателю подключены зажимы 1 и 2, между которыми включен амперметр для измерения тока в цепи дренажа. Ток проходит от кабеля через реостат, контакты включателя или амперметра, предохранитель в рельсы через зажим «рельс». В случае перегорания предохранителя в дренажную цепь включается ранее зашунтированное им сигнальное реле СР, так как обмотка реле имеет большое сопротивление, ток в цепи резко уменьшается.

Рис.20. Схема электрического дренажа:

а – прямого; б - поляризованного

Прямой электрический дренаж применяют только в тех случаях, когда исключена возможность стекания тока с рельсов или минусовой шины тяговой подстанции в защищаемое подземное металлическое сооружение связи через дренажное соединение. В зонах, где наблюдается изменение знака потенциала оболочки относительно земли, применяют дренажи односторонней проводимости (рис. 21, б), так называемые поляризованные электрические дренажи (ПЭД). В дренажную цепь включают полупроводниковый диод. Таким образом, ток дренирования течет в нужном для защиты направлении, т.е. из кабеля в рельсы.

Дренажный кабель присоединяют к защищаемому кабелю согласно рис. 21.

Рис. 21. Присоединение конца дренажного кабеля к защищаемому кабелю: 1 - наружный бандаж; 2 – защищаемый кабель; 3 – броня; 4 – свинцовая полоса; 5 – внутренний бандаж; 6 – перемычки; 7 – место спайки свинцовой полосы, концов проволок внутреннего бандажа и жил дренажного кабеля; 8 – битумная изоляция

Катодная защита. Принцип действия катодной защиты состоит в том, что к оболочке кабеля, подлежащей защите и имеющей положительный потенциал по отношению к земле (анодная зона), присоединяют отрицательный полюс от постороннего источника постоянного тока, искусственно придавая оболочке отрицательный потенциал. Положительный полюс источника тока заземляют (рис. 22).

В качестве источника тока для защиты кабеля используют катодные станции, представляющие собой выпрямительные мосты на германиевых или кремниевых диодах.

Рис. 22. Защита кабеля катодной станцией

Протекторная защита по существу не отличается от катодной, только в данном случае для создания отрицательного потенциала на оболочке кабеля в анодных зонах защищаемую оболочку соединяют с металлом, имеющим более отрицательный потенциал в данной среде. Такие устройства называют анодными гальваническими электродами (протекторами), изготовленными из магниевых и алюминиевых сплавов. В электрод запрессован контактный стальной стержень, к концу которого припаивают провод. Другой конец провода припаивают к защищаемому кабелю.

Совместная защита. Защиту от коррозии нескольких подземных металлических сооружений общими для них защитными устройствами называют совместной защитой. При совместной защите все подземные металлические сооружения, расположенные в одном направлении и на небольшом расстоянии друг от друга (до 50 м), соединяют между собой перемычками и защищают общими защитными установками.

При этом исключается вредное влияние одних сооружений на другие (соседние), а также наиболее эффективно используются защитные устройства и сокращаются расходы на защиту.