Testování kabelů – Kontrola ochrany proti bludným proudům a testování kabelů

Je kontrolována funkce instalované katodické ochrany.

U kabelových vedení je nejnebezpečnějším zdrojem koroze pláště doprava elektrizovaná stejnosměrným proudem, jejíž kolejnice slouží jako vodiče. Taková doprava je napájena z trakčních rozvoden. Kladný pól trakční rozvodny je připojen k trolejovému drátu, záporný pól k různým bodům kolejnic kabelovými vedeními. Body připojení se nazývají sací body. Protože kolejnice nejsou elektricky izolovány od země, část proudu se z nich odbočuje a vrací se do sacích bodů po cestě nejmenšího odporu. Kovové pláště kabelů slouží jako dobrý vodič v cestě těchto proudů. Zóna, ve které bludné proudy vstupují do pláště kabelu, se nazývá katodová zóna a zóna, ve které z pláště vystupují, se nazývá anodová zóna. Zničení kabelu v katodové zóně je možné pouze za přítomnosti alkalických látek v ní. Pro určení typu zóny se měří potenciál vzhledem k zemi. Pro katodovou zónu je potenciál záporný, pro anodovou zónu kladný. Hlavní destrukce kabelových plášťů probíhá v anodové zóně a závisí na hustotě proudu tekoucího z kabelu do země. Hodnota proudu protékajícího plášti kabelů je určena vzájemnou polohou kabelových vedení a kolejových tratí, stavem kolejových tratí a počtem sacích bodů.

K ochraně kovových plášťů kabelů se používá katodická polarizace, elektrická drenáž a ochranná ochrana.

Při katodické polarizaci se na plášti kabelu vytváří záporný potenciál z externího stejnosměrného zdroje, u kterého je záporný pól zdroje připojen k plášti a kladný pól je uzemněn. Katodickou polarizaci zajišťují katodické stanice.

Rýže. 3. Schematické schéma katodické ochrany.

1- chráněný objekt;

2 — anodová elektroda (zemnící elektroda); katodové stanici.

Obr. 4. Schéma ochrany odvodnění.

a — přímý odtok; b — polarizovaný odtok; c — zesílený odtok; 1 — chráněný objekt; 2 — zdroj bludných proudů; 3 — pojistka; 4 — bočník pro připojení měřicího zařízení; nastavitelný odpor; 6 — ventil (používají se také relé-stykač a kombinované obvody — nastavitelný usměrňovač, napájený z běžných střídavých sítí.

Elektrická drenáž zajišťuje odvedení bludných proudů z kovových plášťů kabelů ke zdroji těchto proudů. Ochranná ochrana je zajištěna připojením kovových plášťů kabelů k elektrodě zapuštěné v zemi a mající vyšší potenciál než pláště kabelů.

Při provádění seřizovacích prací na zařízeních proti korozi je třeba se řídit pracovním návrhem ochrany. Rozsah seřizovacích prací na ochranných zařízeních zahrnuje:

— měření rozptylového odporu anodických uzemnění a kontrola uzemnění katodických stanic;

— měření izolačního odporu drenážních kabelů;

— seřízení a testování katodových stanic;

– měření odporu mezi referenčními elektrodami a plášti kabelů;

— určení oblasti pokrytí katodovými stanicemi a výběr jejich provozních režimů;

— měření potenciálů plášťů kabelů, pořizování potenciálových diagramů se zapnutými katodovými stanicemi.

Rýže. 5. Schematické schéma ochrany běhounu.

1 – chráněný objekt; 2 – svařovaná deska; 3 – anodová elektroda (chránicí prostředek); – aktivační výplň ze směsi síranu hořečnatého, síranu vápenatého a jílu; 5 – spojovací izolovaný vodič (typ VRG s průřezem 2,5-4 mmXNUMX)

Měření rozptylového odporu anodických uzemnění a kontrola uzemnění katodických stanic se provádí v souladu s uvedenými doporučeními.

Izolační odpor odvodňovacích kabelů vzhledem k zemi se měří pomocí megaohmmetru 1000 V. V tomto případě musí být odvodňovací potrubí odpojeno na obou stranách.

Seřízení a testování katodových stanic, určení jejich provozní zóny a výběr provozních režimů se provádějí v souladu s technickou a konstrukční dokumentací. Při zapnutí katodové stanice by mělo být počáteční napětí na výstupu minimální, poté se napětí zvýší na konstrukční hodnoty. Je nutné zkontrolovat, zda napětí v místě odvodu nepřekračuje maximální přípustné hodnoty a zároveň je zajištěna ochranná zóna stanovená konstrukcí. Pokud délka ochranné zóny překračuje konstrukční hodnotu, je třeba napětí na výstupu stanice snížit. Požadovaný provozní režim by měl být zajištěn bez přetížení stanice. Aby se zabránilo zkreslení výsledků měření rozdílu potenciálů v důsledku polarizačního jevu, měla by se měření provádět nejdříve 24 hodin po zapnutí katodové stanice.

Potenciál plášťů kabelů vzhledem k zemi se měří voltmetrem s vysokým vnitřním odporem. Pro měření se používají nepolarizační, ocelové nebo olověné elektrody ze síranu měďnatého. Pokud absolutní hodnoty naměřených hodnot přístroje nepřesahují 1 V, měla by se použít nepolarizační elektroda ze síranu měďnatého, jejíž náčrt je znázorněn na obr. 6. V tomto případě by měla být elektroda umístěna nad zkoumaným objektem, co nejblíže k němu. Potenciály kabelu vzhledem k zemi se měří každých 200 m.

Hodnoty v každém bodě by měly být zaznamenávány po dobu 10–15 minut s intervalem 10–15 sekund. Na základě získaných dat se průměrné hodnoty vypočítají odděleně pro kladné a záporné hodnoty zařízení pomocí vzorců

kde Uср(+), Uср(-),U(+),U(-), n jsou průměrné kladné a záporné hodnoty potenciálů kabelu vzhledem k zemi, součet kladných a záporných odečtů zařízení a celkový počet odečtů včetně nuly.

Na základě výsledků měření je sestrojen potenciálový diagram (viz obr. 7).

Pro velké odečty lze měření provádět pomocí ocelových nebo olověných elektrod. V prvním případě se používá voltmetr s vnitřním odporem nejméně 20000 1 Ohmů na stupnici 10000 V, ve druhém případě nejméně 1 XNUMX Ohmů na stupnici XNUMX V.

Při použití katodické polarizace by generované potenciály neměly překročit hodnoty uvedené v tabulkách 9, 13.10.

Pro kontrolu účinnosti chrániček se 24 hodin po zapnutí chrániček měří rozdíl potenciálů mezi kabely. V tomto případě musí být ochranný potenciál v rozsahu hodnot stanovených pro kov pláště kabelu.

Tabulka 9. Minimální hodnoty ochranných potenciálů podzemních kovových objektů

Tabulka 10. Maximální přípustné hodnoty ochranných potenciálů podzemních kovových objektů

Částečně poškozený nátěr

2 body: cena 30000 rublů.
6 a více bodů: 10000 XNUMX rublů za jeden bod.

Ceny uvedené na webu nejsou veřejnou nabídkou.

Základní možnost dodávky proudu kabelovými vedeními závisí na integritě a těsnosti plášťů napájecích kabelů. Poškození plášťů, které vede k jejich odtlakování, je doprovázeno pronikáním vzduchu a vlhkosti do dutiny kabelu, což je spojeno s elektrickým poškozením izolace a selháním kabelového vedení.

Faktory způsobující destrukci kovových plášťů podzemních kabelových vedení:

• Bludné proudy, vyvolávající a podporující proces elektrolytické koroze
• Elektrochemická koroze, vyvíjející se při delším kontaktu kovu s půdními roztoky.

Pokud je kolejová trať nedostatečně izolována od země, je kontakt v místě spojů kolejnic přerušen a ohmický odpor kolejí je vysoký, část proudu se odbočuje a prochází zemí k mínus pólu zdroje, čímž obchází vodiče. Při setkání s podzemními částmi kovových konstrukcí, potrubí, kabelových vedení a jiných vodivých konstrukcí na cestě. procházejí jimi bludné proudy, opět jdou do země a vracejí se k zápornému pólu trakční rozvodny. V tomto případě se v spontánně vytvořeném řetězci kolej-země-plášť kabelu vytvoří obrovský elektrolytický článek. Kovové pláště kabelu a koleje (zdroj proudu) slouží jako elektrody a elektrolytem je půdní roztok, který je v zemi vždy přítomen a obsahuje určité množství minerálních solí a kyselin.

Průchod stejnosměrného proudu vede k rozpuštění anody, elektrody s vyšším potenciálem. Když proud prochází z kolejnice do pláště kabelu, anodou je kolejnice, katodou je kov pláště. Úsek kolejnice, kde se proud odbočuje do země s dalším přechodem do pláště kabelového vedení, se nazývá katodová zóna. V katodové zóně není kov pláště kabelu náchylný k destrukci.

Na výstupu pláště kabelového vedení do země se vytvoří tzv. anodová zóna. Zdrojem proudu (anodou) je zde kov pláště, který se ničí a přechází do půdního roztoku. Podle Faradayova zákona je množství kovu přecházejícího do roztoku v anodové zóně přímo úměrné době expozice a síle bludného proudu. Intenzita rozpouštění kovu závisí také na jeho chemických vlastnostech. Pláště vyrobené z olova jsou nejvíce náchylné k elektrochemické destrukci, méně – ze slitin na bázi železa a slitiny hliníku jsou nejméně citlivé na účinky bludných proudů. Výpočty ztrát kovu při bludném proudu 1 A během roku pro olovo, železo a hliník činí 33 kg, 9 kg, 3,95 kg.

Opatření na ochranu podzemních kabelových vedení a kovových konstrukcí musí být přijata oběma provozovateli: železniční elektrickou dopravou a kabelovou sítí (nebo jinou konstrukcí). Ze strany provozovatele železniční elektrické dopravy jsou spoje kolejnic svařovány pro snížení podélného ohmického odporu kolejového lože a kolejnice jsou izolovány pro zvýšení přechodového odporu v místech kontaktu kolejnic se zemí. V důsledku aplikace výše uvedených opatření je možné snížit velikost bludných proudů odbočujících z kolejnic, což následně snižuje riziko korozních účinků na pláště kabelů a riziko poruchy kabelového vedení.

Snížení úbytku napětí v kolejnicích lze dosáhnout také použitím sacích vedení, což jsou spojení kolejového lože se zápornou sběrnicí trakční rozvodny pomocí jednožilového izolovaného kabelu. Instalací sacích vedení se trakční proudové zatížení vrací do rozvodny pomocí speciálního jednožilového kabelu velkého průřezu. Tímto způsobem se snižuje proudové zatížení kolejové sítě a spolu s ním i hodnoty bludných proudů.

Pro posouzení rizika koroze kabelových vedení se provádí sada měření, která zahrnují:

• měření velikosti a směru proudů protékajících plášti kabelů;
• měření rozdílů potenciálů mezi železničními tratěmi, kabelovými plášti a jinými vodivými podzemními konstrukcemi;
• měření povrchové hustoty proudů procházejících do země z pláště kabelu;
• měření rozdílu potenciálů mezi plášti kabelů vzhledem k zemi.

Měření rozdílu potenciálů nám umožňuje detekovat přítomnost a směr bludných proudů a detekovat anodové zóny, kde jsou pláště kabelů kladně nabité vzhledem k zemi. Jak ukázala praxe, k destrukci olověného pláště a poškození kabelových vedení dochází, když je v anodové zóně potenciál 0,1 V. Důležitým parametrem proudu, který indikuje procesy elektrolytické koroze, je hustota proudu na výstupu z pláště kabelu. Pro podzemní kabely je kritická hustota proudu v anodové zóně 0,15 mA/dm².

Metody měření potenciálu plášťů kabelů vzhledem k zemi a hustoty proudu v anodové zóně

Měření pro stanovení maximálních parametrů bludných proudů se provádějí v hodinách s nejintenzivnějším dopravním zatížením od elektrické dopravy. Předběžná měření se provádějí k detekci bludných proudů na pláštích kabelových vedení. Vzhledem k tomu, že kopání a obnova povrchů vozovek je poměrně nákladná a ne vždy se ospravedlní, provádějí se měření z trakčních rozvoden, opravárenských dep a transformačních stanic umístěných v oblasti elektrifikovaných železničních tratí. Jeden pól měřicího zařízení je připojen k uzemňovacímu obvodu elektricky spojenému s plášti kabelů; pro připojení druhého pólu se do země ve vzdálenosti 7-10 m od TP zatluče kovový kolík – zemnící elektroda. V ostatních případech se měření bludných proudů provádí speciálními jámami 1×0,7 m, umístěnými ve vzdálenosti 100-300 m podél zkoumané trasy. Na kabelových vedeních uložených v blokových kanalizačních systémech se bludné proudy měří v inspekčních jamkách, kde se nacházejí spojovací objímky.

Organizace provozující kabelové linky používá výsledky měření jako základ pro následující činnosti:

• identifikace oblastí, které by mohly být korozivní pro kabelové vedení, mapování anodických zón;
• organizace pravidelných měření v kontrolních bodech za účelem sledování stavu kabelových vedení;
• detekce poškození kabelových vedení během preventivních zkoušek a provozu, analýza příčin poškození plášťů.

Následující metody se úspěšně používají k ochraně kabelových vedení před korozivními účinky bludných proudů a ke snížení kladného potenciálu na pláštích v anodových zónách:

• Elektrická drenáž. Ochrana spočívá v odvedení proudu z pláště kabelu ke zdroji – záporné sběrnici trakční rozvodny nebo ke kolejnicím.
• Ochranná ochrana. Za tímto účelem se na pláště kabelů připevňují kovové destičky, které mají v daném korozivním prostředí negativnější elektrochemický potenciál než kov, ze kterého je plášť kabelu vyroben, a jsou schopny generovat elektrický proud během rozkladu. Vlivem bludného proudu se chránič postupně zhoršuje a celistvost pláště kabelu není ohrožena korozí, dokud není chránič zcela zničen.
• Katodická polarizace. K plášťům kabelů je připojen externí zdroj stejnosměrného proudu, který jim dodává negativní potenciál.

Volba metody ochrany kabelových vedení závisí na charakteristikách sítě a technické proveditelnosti její instalace.

Vytvořte si na webu přihlášku, co nejdříve vás budeme kontaktovat a zodpovíme všechny vaše dotazy.