книги / Междугородные кабельные линии связи

его по длине кабеля (рис. 9.11), называется

макрокоррозией. Кор­

розия, обусловленная токами,

возникающими

вследствие неодно­

родности самого металла оболочки кабеля

(рис. 9.12), называется

микрокоррозией.

/////////Ц ///////Х ъ т = м

м и в

ни— ,

г

II ■! I

яд 1'ДГ

Л

с

э

( ^ Р )

6

/////////&&//////5,1 = " Р у " = т

=

Ъ77777777777777^Г77777Т77ТГ

Рис. 9.11, Распределение токов при мак-

Рис, 9.12.

Распределение токов

при

рокоррозии

микрокоррозии

ложенного

в зоне

действия токов,

приобретает

некоторый

потенциал

по отношению к земле.

Йиодна к 7пна

Катодная зона

Этот

потенциал

будет

отрица­

тельным, если блуждающие

токи

Рис. 9.13. Образование катодной и

входят

в оболочку,

и

положитель-

аноднон зон

ным, если блуждающие токи будут

выходить из оболочки в землю. Та­

ким образом, участки кабеля

с отрицательными потенциалами

по

отношению к земле будут расположены в катодных зонах,

а с по­

ложительными потенциалами — в анодных зонах.

Причиной коррозии в данном случае

являются

электролитиче­

П ит ающ ая

|

У

Хлигающ ая

/ *

'Х п и т аю щ ая

подстанция М

|

\=)подстанцш\

|

М подстанция

^ Ч Рельсы_ ^

^

Д л я получения

возм ож н о

больш его переходного

сопротивления м еж ду рель­

сам и и зем лёй при

строительстве новы х эл. ж . д. и трам вайны х линий применяю т

сл едую щ и е меры:

—

уклады ваю т

рельсы

на

пропитанны х

креозотом

ш палах, улож енны х, в

свою очередь, па хорош о осуш енной насыпи;

—

при обы чном песчаном

основании трам вайного пути дл я

увеличения пер е­

х одн ого сопротивления обм азы ваю т рельсы с

боков

и сн и зу

гудроном и

обёрты ­

ваю т их д о сам ой головки толем;

—

при прокладке рельсов

по м осту изолирую т

рельсы

от

ф ерм моста д ер е ­

вянными

прокладкам и;

—

следят за тем, чтобы рельсы нигде не касались частей

подзем ны х

м етал ­

лических

тр убоп роводов, оболоч ек кабелей, .металлических опор, газовы х

и эл ек ­

трических

фонарей;

—

не

зазем ля ю т шины

с отрицательны м потенциалом

па питаю щ их п о д ст а н ­

циях;

—

изол и р ую т от зем ли отсасы ваю щ ие кабели .

Д л я ум еньш ения величины б л уж даю щ и х

токов

в оболочках

кабелей

прини­

м аю т меры по повы ш ению изоляции

кабелей относительно

земли. О днако

в ряде

•случаев нельзя ограничиваться только таким

мероприятием ,

поэтом у

применяю т

други е способы

защ иты

кабеля от коррозии.

П ри м алы х

расстоян и ях

м еж ду

полотном

эл. ж . д. или

трам вая

и кабелем

для

защ иты

кабеля

от

коррозии

использую т

электрический

д р ен аж ,

изолирую -

.щ ие

муфты

и к атодную

защ иту

(с

применением внеш него

источника

тока).

Электрический

д р ен а ж

представляет

С

Рельс

собой систем у проводников, соединяю щ их

оболочку кабеля в анодной

зон е

с ф и д е ­

ром ,

зазем лённы м

полю сом

питаю щ ей

[ V

.

Предохранитело

подстанции или с рельсам и . Принцип у ст ­

ройства так

назы ваем ого

п рям ого

элект­

р и че ск о го д ренаж а

показан

на

рис.

9.18.

Реостат

Д ей стви е такого устройства

заклю ча­

ется в том,

что блуж даю щ и е

токи

в о б ­

Л

1

ласти

анодной

зоны отводятся

из

о б о л о ­

чек кабелей

к

ф идеру

рельсовой

цепи

кабель

сбяж

или

к м инусовой ш ине

питаю щ ей

п о д ­

станции не через зем лю ,

а по

м еталличе­

ском у

проводнику.

С опротивление

п р о ­

Рис. 9.18.

водника п одби раю т таким обр азом , чтобы

С хем а

прям ого

электричеток не вы ходил из оболочки кабеля непо-

ского

д р ен а ж а

средственно

в

зем лю

ни в

одной

точке

защ ищ аем ого кабеля.

П ри устройстве

защ иты

п утём изм ерения

опр еделяю т точки

на

оболочке ка ­

ле. И зм ерения

напряж ения

оболочки

к абел я по отнош ению к зем л е

производят

через к аж ды е

100— 200

м ,

что

д а ёт

возм ож н ость

установить

опасны е

зоны в

кабельной сети. К этим

точкам оболочки к абел я и присоеди няю т дренаж ны е про­

водники.

П рям ой д р ен а ж устраиваю т так, чтобы -после присоединения

его проводников

к

оболочке

кабеля последняя им ела бы отрицательны й потенциал по

отнош ению

к

зем ле

.на

всей дл и н е

сближ ения

с «полотном

эл. ж . д . или

трам вая.

П ри этом ,

однако,

чрезм ерны е отрицательны е

потенциалы

п о

отнош ению

к

зем л е

так ж е я в ­

ляю тся

недопустим ы м и,

так

как

значительно

увеличиваю тся

величины

токов,

входящ их

в

оболочку к абел я, и

возникает опасность

коррозии д л я др уги х м етал ­

лических

сооруж ен и й , располож енн ы х

в соседств е

с

данны м

кабелем .

Чтобы и збеж ать чрезм ерного увеличения тока, в соврем енны х устан овках пря­

м ого электрического д р ен а ж а употребляю т следую щ и е приборы :

— реостаты , с помощ ью которы х .регулируют

величины

отсасы ваем ого

тока

так, чтобы отрицательный потенциал оболочки

к абеля

по

отнош ению к

зем ле

не был чрезмерным;

— плавкие предохранители (или максимальны е реле)

для пр едохранения к а ­

—

специальны е

приборы, предназначенны е

для

контроля

аппаратуры ,

при­

меняемой

в схем ах др ен аж а,

а такж е для проверки действия дрен аж н ой системы .

Н а рис.

9.19 показана принципиальная

схем а дренаж ного

ящ ика, см онтированно­

го по схем е прямого электрического дрен аж а .

О собенностью прямого др ен аж а является то,

что он обл адает свойством двусторонней прово­

Дренаж ный ящ и к

дим ости тока.

Если

точки присоединения дрен аж а выбраны

недостаточно

тщ ательно,

то

возм ож ны

случаи

перемены

направления

тока

в дренаж ном

про­

воднике,

что

м ож ет вызвать опасны е

п о сл ед ­

ствия

для

защ ищ аем ого

кабеля.

Такая

перем ена

направления

тока

м ож ет

произойти, иа-пример, в случае, если контактный

провод эл. ж . д. питается от нескольких парал­

лельно работаю щ их подстанций

при временном

выключении одной из них.

В о избеж ани е

этого

явления

дренаж ны е

проводники прямого др ен аж а

необходим о

при­

соединять

или <к пунктам

отсасы вания

или н е ­

посредственно

к

минусовой

шине

питающ ей

подстанции.

П рименяю т

электрические

дренаж и,

об л а ­

Рис.

9.19.

Схема

внутреннего

даю щ ие

односторонней

проводимостью

тока,

м онтаж а дренаж ного ящика

назы ваемы е п о ляризован н ы м и дренаж ам и . Эти

дренаж и

обл адаю т

тем

свойством ,

что

обесп е­

чивают п р охож ден и е токов только в одном

направлении,

а именно

от

кабеля к

рельсам . П оэтом у

эти дрен аж и применяю т

и в

тех зон ах, в которы х наблю даю тся

изменения

знака

потенциала

оболочки кабеля

по отнош ению к зем ле.

С ущ ествую т поляризованны е

электрические

др ен аж и

нескольких типов

(о б о ­

значаю тся

сокращ ённо

П Э Д ). Н а

рис.

9.20а показана

принципиальная

схем а о д ­

ного из др ен аж ей такого типа.

Если

разность

-потенциалов м еж ду

оболочкой

кабеля

и

рельсами

б у д ет

п р е ­

вышать 0,4 в, то в

цепи

д р ен аж а

потечёт

ток

из

кабеля

в рельсы

чедез

реостат

/?, купроксный столбик /СС, обмотки /

и 2

реле

Э

и

предохранитель

П р .

В следствие пр охож дени я тока через

обмотки

1

и 2 реле

Э

притянет

якорь и

замкнёт свои контакты а и б;

тогда ток

потечёт

из

кабеля

в

рельсы

по

сл едую ­

щ ей цепи: реостат К , контакты

б

и а,

обм отка

2, реле Э и предохранитель

П р .

При изменении полярности потенциала оболочки

кабеля, т. ё. в сл уч ае

появ ­

ления

на

рельсах более высокого потенциала, чем на оболочке

кабеля,

реле Э о т ­

пустит якорь; контакты а и б

разом кнутся

и

восстановится .первая

цепь. О днако

теперь купроксный столбик, включённый

в эту

цепь, не пропустит тока из рельсов

в кабель,

а реле

Э

вследствие

этого практически .не б у д ет находиться

п од током .

Тем не

м енее, -при

больш ой

разности

потенциалов

(10— 20

в)

были случаи, ког­

да реле Э

срабаты вало. П оэтом у в

м одернизированны х П Э Д

вместо купроксного

столбика

включено

.поляризованное

реле

(рис.

9 .2 0 6 ),

которое

р а б о т а ет

от

м ень­

шей разности

потенциалов

(0,3 в ).

П рим енение

поляризованного реле

исклю чает

возм ож ность срабаты вания

реле

Э

при лю бы х

практически

встречаю щ ихся

вели­

чинах

обратного

напряж ения.

В

последнее

время

появились

поляризованны е

др ен аж и ,

пропускаю щ ие ток

100 и

200 а , работаю щ и е н а

германиевы х д и о д а х типа

П Г Д -400 и П Г Д -200 . П рин ­

цип работы этих

др ен аж ей

в

основном

т о т

ж е,

что

и д р ен а ж ей

П Э Д . Р азни ца

состоит лишь в некоторой зам ен е элем ен тов схемы .

на соответствую щ

ее

количество дрен аж н ы х участков. -Все эти участки долж ны

бы ть изолированы

д

р у г от д р у га , для чего прим еняю т и зо л и р ую щ и е муфты. П ри-

Рис. 9.20. С хем а

поляризованного

др ен аж а:

а )

старой конструкции,

б ) м одернизированной

конструкции

менение

таких

м уф т

сп особствует, *кром е того,

значительном у

увеличению

сопро­

тивления

кабельной

оболочки

блуж даю щ и м токам .

В настоящ ее врем я прим еняю т

изолирую щ ие пекопесчаны е муфты

(рис. 9 .2 1 ).

П екопесчаную .массу, из которой

изготовляю т

м уф ту,

составляю т

из

д в ух

с по­

ловиной

частей

(по

весу) кам енноугольного пека, четы рёх

частей

гравия,

п р о ­

сеянного через сито с отверстия­

ми в 4 мм, трёх частей

речного

песка

и трёх

частей

мягкого с у ­

хого

цем ента.

З атем

см есь р а ­

зогреваю т,

постоянно

п ер ем е­

ш ивая д о

тех

пор,

пока

м асса

не станет

ж идкой и однор одн ой .

П ока

разогреваю тся

пекопесча-

ные массы , на оболочку кабеля

напаиваю т

д в е

свинцовы е ш ай ­

бы на расстоянии

10 см д р у г от

друга; затем

дел аю т

кольцевой

Рис.

9.21. Р а зр ез

изолирую щ ей муфты

вы рез в оболочке к абел я ш ири­

ной в >1— 2

см.

Ч тобы

м асса

не

проникла

внутрь кабеля, кольцеобразны й р азр ез свинцовой

оболочки

обм аты ваю т

миткале­

вой лентой д о уровня

свинцовой оболочки и за т ем

обм аты ваю т

это

м есто

двум я

или трем я слоям и кем брика, туго приж им ая его п о концам

к •свинцовой

оболочке

суровой ниткой, навиваем ой в

несколько рядов.

К ак только

это

б у д ет

сдел ан о,

на кабель

надеваю т ж естяную

цилиндрическую ф орм у и зап олняю т её

разогретой

пекопесчаной м ассой . К огда отливка затв ер деет,

ж естян ую

ф орм у

снимают.

К ром е просты х

изолирую щ их м уф т, при электрическом

д р ен а ж е иногда

при­

меняю т в пр еделах

к а ж д о го др ен аж н ого участка так назы ваем ы е

балансны е

и зо ­

лирую щ ие муфты .

У становку балансной м уф ты

п р оизводя т

примерно

в

той

точ-

ке кабельной сети, где

потенциал

оболочки

кабеля до

включения

др ен аж а

был

близок

к нулю. П араллельно балансной

м уф те к концам оболочки кабеля присое­

диняю т

ком пенсационное

сопротивление, предназначаем ое для

регулировки

по ­

тенциала оболочки кабеля. .Потенциал оболочки кабеля по обе стороны

изолирую ­

щ ей муфты дол ж ен быть отрицательным.

При дистанционном

питании

необслуж иваем ы х усилительных

станций, с

по­

дачей

постоянного тока

по

ж илам

кабеля и через зем лю , возникает электролити­

ческая коррозия оболочки

кабеля. Д л я

защ иты кабеля

в этом

случае

применяют

следую щ ие меры:

—

зазем ления

для

обратны х

токов

(питания *в необслуж иваем ом

пункте

о т ­

носят

от магистральны х

кабелей на расстояние не менее 100 м, а

в обсл уж и в ае­

мом

(питаю щ ем)

пункте — на расстояние не

менее 20

м\

—

свинцовую

оболочку кабеля в обслуж иваем ом

(питаю щ ем)

пункте со ед и ­

няют

с

отрицательным

полю сом

источника

тока при

помощи

дренаж ного

уст ­

ройства.

Д л я защ иты кабельны х оболочек

от межкристаллитной

коррозии

применяют

следую щ ие два сп особа: изготовляю т

оболочки из тройных

сплавов и

проклады ­

вают кабели на стальны х рессорах без натяж ений.

Тройные сплавы

меньш е

подвергаю тся

действию м еж кристаллической

кор­

розии. О бъясняется

это тем,

что в сплавах,

а в тронных сплавах особенно,

сила

Рис: 9.22.

К онструкция

устройства

для з а ­

щиты кабеля от меж кристаллитной коррозии

сцепления .м еж ду кристаллами

становится

значительно

больш е. Так, например»

тройной сплав из свинца (98,25% ), олова

(1,50% ) и кадм и я (0,25% )

им еет проч ­

ность в отнош ении сотрясений

или, как -говорят, предел усталости в

3 р а за боль*

ш е, чем чистый свинец. Сплав свинца (99,25% ), сурьмы

(0,50% )

и кадм ия

(0,25% )

о б л ад ает пределом усталости

в 4 раза больш им, чем

чистый свинец.

Д ругим

м етодом борьбы

с

м еж кристаллитной коррозией

является

устр ан е­

ние причин,

вы зы вающ их сотрясение кабеля. К абель

больш е

всего

подвергается

сотрясениям при прокладк е его п о стальны м м остам , при

подвеске на тросе и при

перевозк е на ж ел езн одор ож н ы х

платф орм ах. И нтенсивность м еж кристаллитной

коррозии зависит от частоты и амплитуды

колебаний: чем выше

частота и боль ­

ш е ам плитуда, тем

сильнее

коррозия. О собенно сильная

коррозия

появляется при

звуковой частоте.

П рактически

ам плитуду

и частоту колебаний ум еньш аю т при

пом ощ и

сталь­

ных

рессор. Д л я

этого кабель,

идущ ий по

м осту, проклады ваю т в стальны х тр у ­

б ах,

укреплённы х

на

пруж инах

(рис. 9 .22). В м естах

п ер ехода от

зем ли

к

ф ерм е

м оста кабелю даю т

значительную слабину, чтобы не

возникали

натяж ения при

продольны х колебаниях м оста. Трубы , в

которы х проклады ваю т

кабель,

изоли­

рую т от корпуса м оста.

П ри подвеске

кабеля на тросе м е ж д у

подвесам и

и

особен н о

у столба

с о з ­

даю т

достаточн ую

для

ком пенсации тем пературны х

изм енений

сл аби н у,

чтобы

и збеж ать продольного

натяж ения

оболочки к абел я при

лю бой тем пературе в о з­

д у х а .

П ри перевозк е кабеля по ж ел езн ой дор оге барабан ы

с кабелем гр узят в п ул ь ­

м ановские вагоны . Е сли кабель

перевозят

на расстояния более 3000 км ,

п о д б а ­

рабаны подклады ваю т

пруж инны е приспособления, см ягчаю щ ие удары

и

сотря ­

сения.