Сторінка 13 з 23
Джерелом блукаючих струмів є трамвайні колії і електрифіковані залізниці.
Як відомо, робочий провід (тролів) в цих пристроях з'єднується зазвичай з плюсом (+) джерела постійного струму, а мінус (-) - зі зворотним проводом, яким є рейкові шляхи (рис. 39).
Мал. 39. Схема харчування трамвая і утворення небезпечних корозійних зон блукаючих струмів в землі.
I - живлять лінії; 2 - тролів; 3 - рейок; 4 - шини; 5 - відсмоктують лінії; 6 - кабель; 7 - струм навантаження; 8- нульові зони; 9 - катодна зона.
Внаслідок слабкої ізоляції полотна дороги від землі, великого опору рейок в результаті порушення контакту в стиках частина струму, відгалужуючись, проходить до мінуса джерела живлення по землі.
При проходженні блукаючого струму через металеві оболонки кабелю має місце явище електролізу. Рейковий шлях і металеві оболонки кабелю є при цьому електродами (анодом і катодом), а навколишня земля, де завжди є волога, яка містить деяку кількість різних солей і кислот - електролітичної середовищем або електролітом. Як відомо, при проходженні електричного струму через електроліт електрод з вищим потенціалом (анод) розчиняється.
У місці переходу електричного струму з рейок в кабель вищий потенціал матиме рейок, тому він служить анодом, а кабель - катодом. У цьому випадку небезпека руйнування оболонок кабелю не загрожує.
Зовсім інша справа буде в місці переходу струму з оболонок кабелю на землю. Потенціал оболонок в цьому випадку буде вище потенціалу землі. Тому металева оболонка кабелю буде руйнуватися і служити анодом (рис. 39).
Кількість розчиняється металу оболонок кабелю в анодної зоні згідно із законом Фарадея пропорційно величині блукаючого струму, часу, протягом якого він протікає, і залежить від роду металу, з якого виконані оболонки кабелю.
Руйнуванню піддається свинець, алюміній і залізо. Однак найбільш інтенсивного руйнування схильна свинцева оболонка кабельних ліній. В умовах експлуатації необхідно вести спостереження за блукаючими струмами, з тим щоб запобігти пошкодженню кабельних ліній в результаті електролітичної, а також хімічної корозії, так як корозія блукаючими струмами нерідко супроводжується хімічної (в умовах лужного середовища) корозією металевих оболонок кабелю.
У районах з блукаючими струмами в землі або з агресивними ґрунтами по відношенню до металевих оболонок кабельних ліній повинен проводитися контроль за станом кабельних ліній.
Контроль за станом металевих оболонок кабельних ліній здійснюється шляхом систематичних оглядів кабельних ліній в доступних місцях без розриття, а також шляхом використання розтину траси кабельних ліній (аварійно або з інших причин).
Вимірювання блукаючих струмів проводяться зазвичай у тягових підстанцій трамвая, електрифікованих залізниць, у відсмоктувальних пунктів, в місцях зближення і перетину кабельної лінії з шляхами трамвая і електрифікованих залізниць, а також в місцях, де були відзначені пошкодження кабельних ліній або трубопроводів через корозії.
Вимірювання блукаючих струмів виробляються систематично в кілька прийомів, причому кожен попередній комплекс вимірі дозволяє уточнити програму подальших вимірі.
Для отримання досить точного уявлення про протікання і розподілі блукаючих струмів в зоні міської кабельної мережі середньої протяжності необхідно провести багаторазові вимірювання (але 2-4 рази) не менше ніж в 100-200 пунктах, що практично здійснюється протягом 1-1,5 року.
Велику небезпеку становлять блукаючі струми в період теплої пори, коли грунт м'який. Оскільки зимові виміри блукаючих струмів не характерні, взимку їх зазвичай не виробляють.
Якщо кабелі прокладені в блоках (трубах), то вимірювання блукаючих струмів виробляються в колодязях блоків, в яких розташовані всі сполучні муфти.
При траншейних прокладках кабелів в землі для вимірювання блукаючих струмів створюються і обладнуються спеціальні контрольні колодязі. Для цього виривають котлован розміром 1X0,7 м. До оболонок кабелів приєднують контрольні дроти, закладають заземляющий електрод і всі дроти виводять на поверхню землі до клемної дошці.
Зазвичай все це розташовується і кріпиться на кінці сталевої труби, верхня частина якої забезпечується закривається люком (рис. 40).
Мал. 40. Контрольний колодязь для вимірювань температур і блукаючих струмів на кабельних лініях.
Блукаючі струми в землі змінюються в залежності від руху поїздів електрифікованої транспорту.
Різко змінний характер блукаючих струмів обумовлює ряд вимог до методики їх вимірювань. Щоб отримати більш правильне уявлення про блукаючих струмів в місці установки будь-якого контрольного пункту, вимір потенціалів і струмів слід проводити протягом 10-20 хв через рівні проміжки часу, зробивши за цей час близько 40-50 контрольних відліків і записів. За даними вимірів потім визначаються середні величини потенціалів і струмів. У знакозмінних зонах середні потенціали підраховуються окремо для кожної полярності.
Щоб встановити максимальні величини блукаючих струмів, вимірювання слід проводити в години найбільш інтенсивного руху трамваїв.
Для визначення періодичності контрольних вимірів і обліку корозійної пошкоджуваності кабельних ліній повинна бути складена карта корозійних зон кабельної мережі.
На цю карту повинні бути нанесені рейки електрифікованих залізниць, що відсмоктують пункти, джерела живлення і агресивні зони електричної і грунтової корозії.
При оцінці результатів вимірювань блукаючих струмів слід керуватися вказівками ПУЕ, згідно з якими небезпечними вважаються струми на ділянках ліній в анодних і знакозмінних зонах при наступних випадках: броньовані кабелі прокладені в малоагрессівних грунтах - питомий опір ґрунту понад 20 Ом - м) при середньодобовій щільності струму витоку в землю (більше 0,15 мА / дм 2); броньовані кабелі прокладені в агресивних грунтах (менше 20 Ом * м) при будь-якої щільності струму витоку на землю; кабелі з голими свинцевими оболонками зі зруйнованими бронею і захисними покриттями; сталеві трубопроводи ліній високого тиску незалежно від агресивності навколишнього грунту та видів ізоляційних покриттів на них.
Для виявлення анодних зон, визначення величин і напрямки блукаючих струмів виробляються такі виміру:
різниці потенціалів між кабелем і землею; різниці потенціалів між кабелем і рейками; щільності струму, що сходив з оболонок кабелю в навколишнє середовище;
величини і напрямку струму по металевих оболонок.