Коррозия металлических оболочек кабеля и меры защиты их от разрушения

Металлические оболочки кабельных линий, проложенных в зем­ле, подвергаются опасности разрушения вследствие электролити­ческой и электрохимической коррозии. К зоне электролитической коррозии относятся участки с электрифицированным транспор­том, работающим на постоянном токе, участки, по которым про­ходят линии электропередачи постоянного тока системы провод — земля, а к зоне электрохимической коррозии — участки с почва­ми, агрессивными к металлическим оболочкам кабеля: перегной, щелочи, известь, солончаковые почвы, торфяники, строительный мусор и др.

Из-за электролитической коррозии чаще всего приходится сни­жать блуждающие токи в земле, где проходят силовые кабельные линии, возникновение которых связано с работой рельсового элек­трифицированного транспорта.

Троллейный провод трамвая питается обычно от положитель­ного полюса тяговой подстанции, отрицательный же полюс при­соединяется кабельными линиями к различным точкам рельсо­вых путей. Эти точки называют отсасывающими пунктами. Так как рельсы электротяговых устройств практически не могут быть изо­лированы от земли, то проходящий по ним ток частично ответв­ляется в землю и к отсасывающим пунктам попадает по путям наименьшего сопротивления. Если в зоне прохождения этих токов имеются силовые кабели, то блуждающие токи из земли перехо­дят на оболочки кабелей, являющиеся хорошими проводниками, а вблизи отсасывающих пунктов выходят из них (рис. 14.4).

Рис. 14.4. Схема образования коррозионных зон блуждающими токами:

1 — трамвайная подстанция; 2 — питающие линии; 3 — троллей; 4 — рельсы;

5 — отсасывающие линии; 6 — кабель; Л—Б и Д—Г — катодные зоны; В—Г —

анодная зона; Б—В и Г—Д — нулевые зоны

Зона, в которой блуждающие токи переходят от окружающей среды в оболочку кабеля, называется катодной, а зона, в которой блуждающие токи выходят из оболочки кабеля в окружающую среду, — анодной. Анодная зона отличается от катодной наличи­ем коррозии оболочек кабеля. Зоны определяют измерением по­тенциала на оболочках кабеля по отношению к земле. Положи­тельный потенциал свидетельствует о наличии анодной зоны, отрицательный — катодной. Потенциал измеряют магнитоэлект­рическим вольтметром, который включают между металлической оболочкой кабеля и стальным электродом, вбитым в грунт.

Степень опасности поражения металлических оболочек кабеля блуждающими токами устанавливают на основании измерения раз­ности потенциалов между этими оболочками и землей, рельсами электрифицированного транспорта и другими подземными соору­жениями, находящимися вблизи кабельной линии, а также в за­висимости от силы и направления тока в металлических оболоч­ках кабеля. По направлению тока можно определить места входа блуждающих токов в оболочки кабеля и выхода из них. Для сило­вого кабеля среднесуточная плотность тока утечки в землю не дол­жна превышать 0,15 мА/см.

Наличие в грунте или сточных водах по трассе кабеля пере­гноя, щелочей, а также большого количества извести создает бла­гоприятные условия для интенсивной электрохимической корро­зии оболочек кабеля. Определение степени коррозионной актив­ности грунтов, грунтовых и других вод производится отбором проб из мест, где имеются подозрения на агрессивность (солончаковые почвы, торфяники и др.). Пробу берут с глубины залегания кабе­ля через каждые 1000 м при однородном характере грунта и через каждые 500 м — при неоднородном. Коррозионная активность по отношению к свинцовой оболочке кабеля определяется по кон­центрации водородных ионов рН, содержанию органических и азотных веществ нитратионов и общей жесткости воды.

Защита кабеля от электролитической коррозии заключается в понижении положительного потенциала на его оболочках. Это до­стигается устройством электродренажей — металлических пере­мычек, с помощью которых блуждающие токи отводятся с обо­лочек кабеля путем создания отрицательного потенциала от по­стороннего источника тока (рис. 14.5). Отрицательный потенциал на обо­лочке защищаемого кабеля созда­ется за счет тока катодной установ­ки, проходящего по контуру зем­ля—кабель.

Рис. 14.5. Схема катодной поля­ризации трубопровода одиноч­ной маслонаполненной кабель­ной линии:

1 — трубопровод; 2 — источник пе­ременного тока; 3 — выпрямитель; 4 — электрод заземления

Электрические методы защиты кабеля от воздействия блуждающих токов одновременно являются за­щитой и от почвенной коррозии, так как сообщаемый оболочкам ка­беля отрицательный потенциал по­давляет вредное действие веществ, образующихся на поверхности ме­талла при электрохимической кор­розии.

Коррозия предотвращается не только электрическими метода­ми защиты, но и прокладкой кабеля в изолирующей канализации (блоках, коллекторах), применением кабеля с антикоррозионны­ми покрытиями или кабеля в пластмассовых оболочках.

Для принятия своевременных мер против коррозии произво­дят систематические измерения блуждающих токов. Коррозион­ная активность грунтов проверяется путем отбора проб почвы.