Араратьян Л.С. Шумилова Я.А. Поясова А.С.
Тверський державний технічний університет
Захист кабелів від електрохімічної корозії.
Жили кабелю надійно захищені від впливу зовнішніх факторів оболонкою. Ізолюється кожна жила окремо, плюс загальна захисна ізоляція. Ізоляція виконується в розрахунку на будь-які особливі умови експлуатації, тому кабелі можна прокладати по повітрю, в грунті і навіть у воді. Але якою б не була зовнішня оболонка кабелю, їй в процесі експлуатації може загрожувати небезпека порушення цілісності і навіть руйнування.
Руйнування, що викликається фізичним або електрохімічним впливом зовнішнього середовища, називають корозією металевої оболонки і броні кабелів.
Мал. 1. Схема електрохімічної корозії.
1 - сталева труба - ка-тод; 2 - вкраплення йшла-ка - анод.
Хоча електрохімічна корозія може спостерігатися і в повітряному середовищі, однак найчастіше такий вид руйнування називають грунтової корозією. пов'язаної з активними й агресивними елементами, що знаходяться в грунті. Хімічне або електрохімічне вплив на метал оболонки кабелю може поступово викликати часткову, а іноді і повну корозію матеріалу оболонки.
Для свинцевої оболонки кабелів найбільш небезпечним є присутність в грунті оцтової кислоти, вапна, нітратів (азотнокислим солей) і перегною від органічних речовин. Для сталевої броні кабелів найбільш небезпечними є хлористі, сірчані і сірчанокислий з'єднання, що знаходяться в грунті. Для алюмінієвої оболонки кабелів небезпечної вважається вологий грунт будь складу.
Ґрунтова корозія металевих покривів (оболонки і броні) кабелів відбувається не тільки в результаті впливу на них органічних і неорганічних кислот, лугів і солей, що знаходяться в грунті. Дуже сильний вплив на цей процес надає склад і вологість ґрунту.
Обидва ці фактори суттєво впливають на одну важливу величину - електричний опір ґрунту, від якого і залежить сила руйнівного впливу на кабельну оболонку з металу. Якщо питомий опір грунту вище ніж 20 Ом · м, то за кабель можна не переживати, при таких значеннях питомого опору оболонка кабелю в безпеці, а корозія буде незначною.
Для захисту від корозії оболонки кабелю, прокладеного в грунті, доцільно вибрати трасу з грунтом меншою агресивності, а для підсипки по кабельній трасі використовувати відповідний матеріал.
У разі відкритого розташування кабелю можна використовувати захисне покриття його оболонки захисним шаром спеціального лаку або фарби. Такий захист значно збільшить термін служби оболонки, а, значить, і всього кабелю.
Для забезпечення захисту кабелів від корозії при використанні будь-якого з перерахованих вище методів дає позитивний результат в тому випадку, якщо під час експлуатації кабелів проводять систематичні спостереження за розподілом потенціалів в металевих оболонках і за роботою дренажних, катодних і інших установок.
Кабель зі свинцевою оболонкою, прокладений в землі, вважається захищеним від корозії в тому випадку, якщо у всіх точках потенціал оболонки кабелю по відношенню до землі негативний.
Існують два напрямки в області захисту кабелів від корозії: створення конструкції кабелю, що перешкоджає процесу корозії і каналізація кабелів в умовах, локалізується корозійні процеси (умовно - пасивний захист кабелю від корозії) і захист кабелів від корозії спеціальною апаратурою (умовно - активний захист). Зрозуміло, іноді обидва напрямки захисту доповнюють один одного.
Пасивний захист кабелів від корозії.
де посилання на рис?
Під час експлуатації в елементах кабелю відбуваються незворотні процеси: старіння і корозія, що призводять в остаточному підсумку до зниження його електроізоляційних якостей. У конструкції кабелю передбачені спеціальні покриви, які забезпечують захист від корозії, Захисні покриви складаються з подушки і зовнішнього покриву. Подушка виконується з волокнистого матеріалу (як правило, полівінілхлориду), який накладається шарами поверх оболонки кабелю. Подушка захищає оболонку від хімічної і електрохімічної корозії, одночасно оберігаючи її від ушкодження бронею. Зовнішній покрив, виконаний також з волокнистого матеріалу і накладається поверх броні, призначений для захисту оболонки і броні від корозії і механічних пошкоджень. До пасивної захисту кабелів від корозії умовно можна віднести і такі заходи: заборона забруднення трас кабельних ліній різного типу покидьками; заміна грунту в траншеях землею, нейтральною стосовно корозії свинцевої або алюмінієвої оболонки; зміна траси кабельної лінії; прокладка кабелів в спорудах (тунелі, колектори, канали, блоки і т. д.).
Активний захист кабелів від корозії.
Всі види електрохімічної корозії, як правило, виникають при позитивному (анодном) потенціалі на спорудженні. Основний принцип електричного захисту полягає в тому, щоб захищається кабель на всьому протязі мав по відношенню до землі, а точніше, по відношенню до навколишнього його електролітичної середовищі негативний (катодний) потенціал. Негативний потенціал на кабелі гарантує припинення виходу струму, а отже, і винесення,
т. е. корозію металу кабелю. На практиці для електричної захист (або катодного поляризації) застосовуються наступні види захистів:
- електричний дренаж (для захисту кабелю від блукаючих струмів);
-зовнішні джерела струмів, тобто катодний захист кабелю (від грунтової електрохімічної корозії);
-анодні гальванічні електроди, тобто протекторна захист (від грунтової електрохімічної корозії). В окремих випадках доцільно комплексне застосування всіх перерахованих видів електричного захисту.
Для захисту кабельних ліній від корозії на стадії проектування, спорудження та експлуатації необхідно:
- раціонально вибрати траси прокладки і марки кабелю (з урахуванням корозійної активності навколишнього середовища, наявності блукаючих струмів і типу захисних покривів кабелю);
- дотримуватися всіх норм і правил прокладки і монтажу кабельних ліній, що забезпечують цілісність захисних покривів самих кабелів і ділянок, що примикають до з'єднувальним муфтам. Для кабелів з алюмінієвими оболонками контроль за станом ізоляції захисних покривів повинен здійснюватися на всіх етапах прокладки і монтажу кабельної лінії, а також періодично в процесі експлуатації зміною опору ізоляції захисного покриву;
- передбачити активну електрозахист ділянок кабельної лінії, прокладених в корозійно-небезпечних зонах (у корозійно-активних грунтах і водах і в зонах з наявністю блукаючих струмів). Активного захисту від корозії підлягають силові кабелі на напругу 6 кВ і вище, що проходять в корозійно-небезпечних зонах.Вопрос про необхідність активного захисту кабельних ліній на напругу нижче 6 кВ вирішується в кожному випадку окремо.
Кабельні лінії необхідно захищати від корозії, що спричиняється блукаючими струмами, в анодних і знакозмінних зонах:
- при прокладці в грунтах з питомим опором вище 20 Ом · м і значенні середньодобової щільності струму, що стікає в землю, вище 0,15 мА / дм2;
- при прокладках в грунтах з питомим опором менше 20 Ом · м незалежно від щільності струму, що стікає в землю.
Всі випадки корозійних пошкоджень кабелів повинні реєструватися. Основним документом про коррозионном пошкодженні є акт або протокол обстеження кабельної лінії. Випадки виявлення корозійних пошкоджень кабелю повинні бути занесені в паспорт кабельної лінії.
Де висновки. Посилання на біб. Перелік.
ГОСТ 7006-72. Покрови захисних кабелів. Конструкція і типи, технічні вимоги та методи випробувань.
РД 34.20.508 Інструкція з експлуатації силових кабельних ліній.
Керівництво з проектування та захисту від корозії підземних металевих споруд зв'язку. Москва.: Зв'язок, 1978.