Испытание кабелей - Проверка защиты от блуждающих токов

Производится проверка действия установленных катодных защит.

Для кабельных линий наиболее опасным источником коррозии оболочек является электрифицированный на постоянном токе транспорт, рельсы которого используются как токопроводы. Питание такого транспорта осуществляется от тяговых подстанций. Положительный полюс тяговой подстанции подключается к троллейному проводу, отрицательный полюс - к различным точкам рельсовых путей кабельными линиями. Точки присоединения называются отсасывающими пунктами. Так как рельсы электрически не изолированы от земли, часть тока ответвляется от них и к отсасывающим пунктам возвращается по пути наименьшего сопротивления. Хорошим проводником на пути та ких токов служат металлические оболочки кабелей. Зона, в которой блуждающие токи входят в оболочку кабеля, называется катодной, а зона, в которой они выходят из оболочки - анодной. Разрушение кабеля в катодной зоне возможно лишь при наличии в ней щелочных веществ. Для определения вида зоны измеряется потенциал по отношению к земле. Для катодной зоны потенциал отрицательный, для анодной - положительный. Основное разрушение оболочек кабелей происходит в анодной зоне и зависит от плот ности тока, стекающего с кабеля в землю. Значение тока, протекающего по оболочкам кабелей, определяется взаимным расположением кабельных линий и рельсовых путей, состоянием рельсовых путей и количеством отсасывающих пунктов.

Для защиты металлических оболочек кабелей применяют катодную поляризацию, электрический дренаж и протекторную защиту.

При катодной поляризации на оболочке кабелей от внешнего источника постоянного тока создается отрицательный потенциал, для чего отрицательный полюс источника соединяется с оболочкой, а положительный полюс заземляется. Катодная поляризация обеспечивается катодными станциями.

Рис. 3. Принципиальная схема катодной защиты.

1 - защищаемый объект;

2 - анодный электрод (заземлитель); катодная станция.

Рис. 4. Принципиальная схема дренажной защиты.

а - прямой дренаж; б - поляризованный дренаж; в - усиленный дренаж; 1 - защищаемый объект; 2 - источник блуждающих токов; 3 - плавкий предохранитель; 4 - шунт для присоединения измерительного прибор; регулируемое сопротивление; 6 - вентиль (применяются также релейно-контакторные и комбинированные схемы - регулируемое выпрямительное устройство, питаемое от общих сетей переменного тока.

Электрический дренаж обеспечивает отвод блуждающих токов от металлических оболочек кабелей к источнику этих токов. Протекторная защита обеспечивается соединением металлических оболочек кабелей с электродом, заложенным в земле и имеющим более высокий потенциал, чем оболочки кабелей.

При проведении наладочных работ по устройствам защиты от коррозии следует руководствоваться рабочим проектом защиты. В объем наладочных работ по устройствам защи ты входят:

-        измерение сопротивления растекания анодных заземлений и контроль заземления катодных станций;

-        измерение сопротивления изоляции дренажных кабелей;

-        наладка и испытание катодных станций;

-        измерение сопротивления между электродами сравнения и оболочками кабелей;

-        определение зоны действия катодных станций и выбор их рабочих режимов;

-        измерение потенциалов оболочек кабелей, снятие потенциальных диаграмм при включенных катодных станциях.

Рис. 5.Принципиальная схема протекторной защиты.

1 - защищаемый объект; 2 - пластина проварная; 3 - анодный электрод (протектор); - активирующий заполнитель из смеси сернокислого магния, сернокислого кальция глины; 5 - соединительный изолированный провод (типа ВРГ сечением 2,5-4 кв. мм.

Измерение сопротивления растекания анодных заземлений и контроль заземления катодных станций осуществляется в соответствии с приведенными рекомендациями.

Измерение сопротивления изоляции дренажных кабелей относительно земли осуществляется мегаомметром напряжением 1000 В. При этом дренажная линия должна быть отключена с обеих сторон.

Наладка и испытание катодных станций, определение зоны их действия и выбор рабочих режимов осуществляется в соответствии с технической и проектной документацией. При включении катодной станции начальное напряжение на выходе должно быть минимальным, затем напряжение повышают до проектных значений. Необходимо проверить, чтобы напряжение в точке дренажа не превышало максимально допустимых значений и при этом, обеспечивалась защитная зона, предусмотренная проектом. Если протяженность защитной зоны превышает проектную, следует уменьшить напряжение на выходе станции. Нужный режим работы должен быть обеспечен без перегрузки стан ции. Во избежание искажения результатов измерения разности потенциалов за счет явления поляризации, измерения следует производить не раньше чем через 24 ч после включения катодной станции.

Измерение потенциалов оболочек кабелей относительно земли осуществляют вольтметром с большим внутренним сопротивлением. При измерениях используют медно-сульфатные не поляризующие, стальные или свинцовые электроды. Если абсолютные значения показаний прибора не превышает 1 В, то следует применять медносульфатный не поляризующий электрод, эскиз которого представлен на рис. 6. При этом электрод следует располагать над обследуемым объектом по возможности ближе к нему. Потенциалы кабеля относительно земли измеряют через каждые 200 м.

Запись показаний в каждой точке следует проводить в течение 10-15 мин. с интервалом 10-15 с. По полученным данным вычисляют средние значения отдельно для положительных и отрицательных показаний прибора по формулам

где U_ср(+), U_ср(-), ΣU₍₊₎, ΣU_(-), n - средние положительное и отрицательное значения потенциалов кабеля относительно земли, суммы положительных и отрицательных показаний прибора и общее число показаний, включая нулевые.

По результатам измерений строят потенциальную диаграмму (см. рис. 7).

При больших значениях показаний прибора измерения производить можно с помощью стальных или свинцовых электродов. В первом случае используется вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 20000 Ом на 1 В шкалы, во втором случае - не менее 10000 Ом на 1 В шкалы.

При применении катодной поляризации создаваемые потенциалы не должны выходить за пределы значений, указанных в табл. 9, 13.10.

Для проверки эффективности действия протекторов определяют разность потенциалов между кабелями через 24 ч после включения протекторов. При этом защитный потенциал должен находиться в интервале значений, установленных для металла оболочки кабеля.

Таблица 9. Минимальные значения защитных потенциалов металлических подземных объектов

Таблица 10. Максимально допустимые значения защитных потенциалов металлических подземных объектов

Дренажную установку включают при полностью введенном регулирующем устройстве, чем обеспечивается минимальный ток в цепи дренажа. Затем находят разность потенциалов кабель-земля во всех точках защищаемого кабеля, в которых проводились измерения до включения дренажной установки. При положительном потенциале на ка беле ток в дренаже повышают до получения в точке дренажа максимально допустимого значения защитного потенциала. Если после этого на кабеле остаются положительным потенциалы, они могут быть устранены при помощи дополнительного дренажа или по средствам катодной установки.