7.3 Влияние электрических железных дорог

Электропитание железных дорог осуществляется по цепи провод-земля (контактный проводрельсы), что изначально создает трудности при прокладке кабеля вдоль железной дороги. Современные магистральные железные дороги в России как правило имеют питание с 2-х сторон участка и напряжение питания относительно земли 25кВ (так называемая схема 2x25 кВ с заземленной средней точкой). Расчет влияния и меры защиты примерно те же, что и при влиянии ли­нии электропередачи. Однако при расчете влияющих токов необходимо учиты­вать количество и расположение электровозов, потребляемый ими ток и т.д. Кроме того, эффективным средством борьбы с влиянием электрической желез­ной дороги является применение отсасывающих (бустерных) трансформаторов, включаемых на стороне влияющей линии. Их включают в разрез электрического питания по схеме а или b (см. рис. 49) через каждые 2-2,5 км.

а)

б)

2Рис. 49

Отсасывающий трансформатор уменьшает распространение тока по земле вблизи рельса и отводит обратный ток в специальный провод, подвешенный ря­дом с контактным, тем самым уменьшается магнитное поле вокруг контактного провода и снижается наводка в линиях связи.

К другим мерам защиты от влияния электрических железных дорог явля­ется устройство хорошо проводящих перемычек между рельсами и изоляция рельсов от земли с помощью подсыпки.

7.4. Коррозия кабелей и меры защиты

Проложенные в земле кабели или металлические экраны, оболочки и за­щитные тросы подвергаются воздействию почвенной коррозии и коррозии блу­ждающими токами. Почвенная коррозия вызывается электрохимическим взаи­модействием металла с окружающей почвой, содержащей растворы солей, ки­слот, щелочей и т.п. Интенсивность почвенной коррозии зависит от агрессивно­сти среды, которая характеризуется двумя параметрами: удельным сопротивле­нием грунта ρ и кислотным числом рН, которое соответствует содержанию ио­нов водорода в единице объема грунта.

По удельному сопротивлению грунты условно делятся на три категории:

1. низкоагрессивные (песчаные, глинистые, каменистые) при ρ свыше 400 Ом-м;

1. среднеагрессивные (суглинок) при ρ от 50 до 400 Ом-м;

3) высокоагрессивные (торф, перегной) при ρ менее 50 Ом-м. По кислотному числу рН грунты также делятся на 3 категории:

1. рН < 5 - агрессивные кислотные грунты (торф, чернозем и т.п.);

2. 5 <рН < 10 - нейтральные;

3. рН > 10 - агрессивные щелочные (известняк, золистые грунты).

Разные металлы по разному ведут себя в различных грунтах. Свинец разрушается главным образом в щелочных грунтах, железо - в кислотных, алюми­ний - в любых средах (см. рис. 50)

Рис. 50

В кабелях, проложенных вблизи трамваев и электрифици­рованных железных дорог, на­блюдается коррозия блуждаю­щими токами. Токи, проходя по рельсам, частично отвлекаются в землю, попадают в кабель. Вбли­зи подстанции ток стекает с обо­лочки кабеля, возвращаясь к ге­нератору. В этом месте токи об­разуют анодную зону, а в месте входа в оболочку - катодную. Носителями зарядов в анодной зоне являются по­ложительные ионы, которые отрываются от оболочки и разрушают её.

Есть еще один вид коррозии - межкристаллическая, возникающая вслед­ствие вибрации кабеля на мостах, вблизи полотна железных дорог, а также при транспортировке кабеля или подвеске на опорах. В оболочке от вибрации воз­никают трещины, в которые попадают влага, ионы солей и т.д., вызывающие коррозию металла.

Для защиты от почвенной коррозии применяют катодные станции и про­текторные установки. Катодная станция состоит из источника постоянного тока, положительный полюс которого заземляется на некотором удалении от рельса, а отрицательный полюс подключают к анодной зоне кабеля, тем самым меняя анодную зону на катодную.

Протекторная защита основана на электрохимическом потенциале метал­лов. При соединении металлов ток направлен от металла с более высоким по­тенциалом к металлу с низким электрохимическим потенциалом. В табл. 5 при­ведены величины электрохимического потенциала для некоторых металлов.

Таблица 5. Электрохимические потенциалы некоторых металлов.

Металл	медь	свинец	сталь	алюминий	магний
Электрохимический	0,377	-0,126	-0,44	-1,66	-2,37
потенциал, В.

Например, если подсоединить стальной стержень к свинцовой оболочке, то стекание тока с кабеля будет происходить только через стальной стержень.

Из таблицы видно, что с помощью магниевого протектора можно защи­тить от разрушения практически все металлы, применяемые в кабельной техни­ке, поэтому для изготовления протекторных установок применяют магниевые сплавы.

Для защиты от коррозии блуждающими токами применяют катодные станции, а также электрический дренаж. Электрический дренаж - это отвод тока от кабеля в рельс посредством соединительного проводника между ними. Дре­наж подключают в середине анодной зоны. Если анодная зона не имеет поло­жительный знак, если зона знакопеременна, то дренаж снабжают выпрямите­лем, в результате чего дренаж пропускает ток в одном направлении и работает только тогда, когда данная зона становится анодной. Такой дренаж называется поляризованным.

Для защиты от межкристаллической коррозии применяют рессоры, рези­новые подкладки, прокладку кабеля в песчаной подушке на всем протяжении зоны вибрации.