Меню

Знакопеременная зона блуждающих токов

Блуждающие токи и способы борьбы с ними

Всем знакомо понятие электрического тока. Есть проводник, по нем движутся заряженный частицы, на противоположных концах (или в двух произвольных точках) возникает разность потенциалов. Использование этого физического явления для организации электропитания — безусловное благо цивилизации. Появляется возможность передавать электроэнергию на значительные расстояния, приводить в движение механизмы, получать тепло, изображение, звук, преобразовывать электрическую энергию в механическую.

А если движение заряженных частиц возникает в естественном проводнике, например — в грунте? Это явление называется «блуждающие токи». Их появление не сулит ничего хорошего: возникает опасность поражения электротоком, разрушаются элементы металлических конструкций, расположенных в земле. Кроме того, на «обеспечение» блуждающих токов тратится определенное количество энергии. То есть, возникает незапланированный перерасход.

Как возникает это явление

Рассмотрим блуждающие токи на примере электрифицированной железной дороги, под которой проложен трубопровод.

Блуждающие токи 1

Питание электропоезда осуществляется с помощью двух контактных линий: фазный провод — это контактная сеть, расположенная на опорах-столбах и подвешенная на массивных изоляторах. А нулевой «провод» — это рельсы. На всем пути следования располагаются тяговые подстанции, которые работают по одинаковому принципу: нулевой потенциал соединен с физической «землей» в качестве заземления (зануления).

Блуждающие токи 2

Поскольку рабочее заземление в любом случае имеет физический контакт с грунтом, это абсолютно безопасно.

Для информации:

Не следует путать прохождение виртуальной линии проводника заземления с шаговым напряжением, возникающим из-за разности потенциалов на небольшом участке. Точки разности потенциалов в ситуации с блуждающими токами разнесены на сотни метров, а то и километры.

Между нулевым и фазным проводниками (рельсы и контактный провод) протекает рабочий электрический ток. Он штатно возникает при соединении колес с рельсами и пантографа электровоза с контактной линией. Поскольку рельсы непосредственно связаны с грунтом, можно предположить, что в земле также возникает потенциал, равный потенциалу нулевого проводника. Если он одинаковый на всем протяжении рельсового пути – нет проблем, это нормальная и безопасная ситуация. Но железная дорога редко прокладывается по прямой. Кроме того, электрическая связь между физической землей и металлом ж/д пути не всегда стабильна. Получается, что от одной тяговой подстанции до рядом стоящей (несколько десятков километров) электрический ток может протекать как по рельсу, так и по грунту. То есть, электроны могут блуждать по кратчайшему пути.

Вспоминаем про кривизну ж/д пути, и получаем те самые блуждающие токи, протекающие в толще грунта.

Блуждающие токи 3

А если в этом месте проложены коммуникации (например, стальной трубопровод), то электроны протекают по его стенкам (смотреть иллюстрацию).

Где проблема

По аналогии с обычными электрическими процессами, возникает электрохимическая реакция. Блуждающий ток стремится по пути наименьшего сопротивления (мы же понимаем, что грунт в сравнение с металлической трубой является худшим проводником). В том месте, где проводимость между рельсами и трубопроводом самая высокая (мокрая земля, железистый грунт, и другие причины), возникает так называемая катодная зона с точки зрения трубопровода. Электрический ток как бы «затекает» в трубу. Пока еще это не опасно: трубопровод расположен в грунте, разницы потенциалов нет, у вас из крана не потечет вода под напряжением 3000 вольт.

Пройдя по трубе до благоприятного места перетекания в рельсы, электроны устремляются по грунту в сторону «штатного» проводника. Возникает анодная зона, электроток «вытекает» из трубы, прихватывая за собой частички металла (на молекулярном уровне).

По всем законам протекания электрохимических процессов, на этом участке интенсивно развивается коррозия. Водопроводчики недоумевают: труба из качественной стали, прошла все возможные антикоррозийные обработки, уложена согласно техническим условиям, срок эксплуатации минимум 50 лет. И вдруг прорыв и проржавевшая дыра размером с ладонь. И это все за каких-то пару лет. Причем электрохимической коррозии подвергается любой металл, будь то сталь, медь или алюминий.

Блуждающие токи 4

Никакой связи с влажностью почвы нет, разве что блуждающие токи выбирают «мокрое место» для формирования анодной и катодной зоны. Это страшный сон аварийных бригад водоканала. Если не согласовывать проекты между отраслевыми ведомствами — проблема становится неконтролируемой.

Побочный эффект, усугубляющий потери

Напротив катодной зоны «жертвы», то есть трубопровода, возникает анодная зона рельсового пути. Это логично: если электроток куда-то входит, он должен откуда-то выходить, точнее вытекать. Это ближайшее с точки зрения электропроводности грунта место, где рельс имеет электрический контакт с физической землей (грунтом). В этой точке происходят аналогичные электрохимические разрушения металла железнодорожного полотна. А вот это уже проблема, связанная с безопасностью людей.

Блуждающие токи 5

Кстати, эта ситуация характерна не только для магистральных железных дорог и трубопроводов. Да и прокладываются они не всегда параллельно друг другу. А вот в городе, где рядом с многочисленными подземными коммуникациями проходят трамвайные пути, возникает такое количество разнонаправленных блуждающих токов, что впору задуматься о комплексных мерах защиты.

Блуждающие токи 6

На примере железной дороги, мы разобрали принцип негативного влияния паразитных токов. Эти процессы запрограммированы (если можно так сказать) самой конструкцией,

А где еще существует «блуждающая» проблема

Там, где генерируется электрическая энергия (что довольно логично). Разумеется, в эту «группу риска» входят не только электростанции. Там более, что на таких объектах подобных проблем практически не существует. Блуждающие токи возникают на пути следования электроэнергии к потребителю. Точнее, в точках преобразования напряжения: в зонах действия трансформаторных подстанций.

Блуждающие токи 7

Нам уже понятно, что для появления этих самых паразитных токов необходима разность потенциалов. Представим типовую трансформаторную подстанцию, в которой применяется система заземления TN-C. При изолированной нейтрали, заземляющие контуры соединены между собой нулевым проводником, обозначаемым аббревиатурой PEN.

Блуждающие токи 8

Получается, что по этому проводнику протекает рабочий ток всех потребителей на линии, с одновременным их заземлением. Эта линия (PEN) имеет собственное сопротивление, соответственно в разных ее точках происходит падение напряжения.

PEN (он же заземляющий проводник) получает банальную разность потенциалов между ближайшими контурами заземления. Возникает «неучтенный» ток, который по описанному выше принципу протекает и по физической земле, то есть в грунте. Если на его пути появляется попутный металлический проводник, блуждающий ток ведет себя так же точно, как в трубе под железнодорожным полотном. То есть, в анодной зоне разрушает металл проводника (трубопровод, арматура железобетонных конструкций, оболочка кабеля), а в катодной зоне уничтожает PEN-проводник.

Пробой изоляции

Ситуация с нарушением изолирующей оболочки кабеля может возникнуть где угодно. Вопрос в том, какие будут последствия.

Предположим утечку фазы в грунт на значительном расстоянии от рабочего контура заземления. Если сила тока достаточно большая (точка пробоя большой площади), созданы «благоприятные» условия: влажный грунт, и прочее — достаточно быстро сработает защитная автоматика, и линия будет отключена. А если сила тока меньше, чем ток «отсечки» автомата? Тогда между «пятном» утечки и «землей» возникают долгоиграющие блуждающие токи. А дальше вы знаете: попутный трубопровод, кабель в металлической оболочке, анодная зона, электрохимическая коррозия…

Собственно, группа риска определена:

  • Трубопроводы с металлическими стенками. Это может быть вода, канализация, нефте- или газопроводы.
  • Кабельные линии (силовые, сигнальные, информационные) с металлической оболочкой.
  • Металлическая арматура в конструкциях дорог или зданий.
  • Габаритные цельнометаллические сооружения. Например, емкость (танк) для хранения нефтепродуктов.

Защита от блуждающих токов

На самом деле, полноценной защиты от этой проблемы нет. Ее просто не может быть с точки зрения физики. Единственный действенный метод — подсунуть всепожирающим блуждающим токам иную жертву, которую не так жалко. Мало того, у этого приспособления и название соответствующее: «жертвенный анод». А методика именуется катодной защитой.

Читайте также:  Выберите правильный ответ электрический ток в металлах это

Принцип работы в исключении анодных зон на защищаемом объекте. Вместо них используются те самые жертвенные аноды, которые меняют по мере их электрохимического разрушения. А вокруг объекта формируются лишь безопасные для него катодные зоны.

Для того, чтобы система функционировала, требуется дополнительная энергия. В критических местах устанавливаются так называемые станции катодной защиты, которые запитаны от линий электропередач.

Блуждающие токи 9

Это связано с некоторыми затратами, которые несравнимы с потерями на ремонт и восстановление испорченных объектов (трубопровода, кабеля и прочего).

А если защищаемый объект относится к опасной категории (например, нефтехранилище, в котором в результате электрохимической коррозии может произойти утечка продукта), то стоимость защитных устройств вообще не берется во внимание.

Блуждающие токи 10

Недостатки систем катодной защиты

Методика отнюдь не универсальна, необходимо строить каждый объект под конкретные условия эксплуатации. При неправильных расчетах силы защитного тока, происходит так называемая «перезащита», и уже катодная станция является источником блуждающих токов. Поэтому, даже после монтажа и введения в строй, катодные системы постоянно контролируются. Для этого в разных точках монтируются специальные колодцы для замера силы тока защиты.

Блуждающие токи 11

Контроль может быть ручным или автоматическим. В последнем случае устанавливается система слежения за параметрами, соединенная с аппаратурой управления катодной станцией.

Дополнительные способы защиты от блуждающих токов

  • Применение кабельных магистралей с внешней оболочкой, которая является хорошим диэлектриком. Например, из сшитого полиэтилена.
  • При проектировании систем энергоснабжения, использовать только системы заземления типа TN-S. В случае капитального ремонта сетей, заменять устаревшую систему TN-C.
  • При расчете маршрутов железнодорожных путей и подземных коммуникаций, по возможности разносить эти объекты.
  • Использовать под рельсами изолирующие насыпи, из материалов с минимальной электропроводностью.

Видео по теме

Источник

Блуждающие токи

Электрическим током считается организованное движение отрицательно заряженных частиц – электронов. Принято, что направление движения частиц – от плюса к минусу. Но есть такое явление, которое называется блуждающие токи. Направление и появление их не всегда предсказуемы.

Блуждающие токи

Что такое блуждающий ток (БТ)

Это движение электронов, возникающее тогда, когда происходит эксплуатация почвы для создания условий работы электроустановок (ЭУ). В этом случае грунт играет роль проводника электричества.

Внимание! Такие токи являются вредным и опасным явлением. Опасный фактор создаётся не только для человека, но и для подземных коммуникаций. К тому же их появление грозит перерасходом электроэнергии, значит, экономически невыгодно.

Пример использования земли для работы ЭУ

Причины возникновения

Основной причиной появления БТ является непосредственный контакт электрических элементов с землёй. Это обусловлено техническими решениями схем электроснабжения на следующих отраслях транспорта:

  • электрифицированного железнодорожного;
  • рудничного или карьерного;
  • трамвайного.

Там, где рельсы, по которым движутся вагоны или вагонетки, являются электрическими проводниками и составляют часть цепи.

Наземный контактный электрический транспорт

Механизм образования блуждающих токов

Рассмотреть алгоритм формирования БТ можно на примере электрической цепи, по которой осуществляется работа двигателя электровоза.

Электрическая подстанция, через линию электропитания (ЛЭП), передаёт ток на контактный (фазный) провод. Провод подвешен на электрических опорах на протяжении всего пути. Токоприёмник электровоза снимает его с провода и подаёт на двигатель, а оттуда – на колёса и рельсы (нулевой провод). Далее по рельсам цепь замыкается снова на электросеть подстанции.

Важно! Рельсы не отделены от почвы диэлектриком. Значит, в грунте появляется потенциал, такой же, как и на них. При нормальном положении дел этот потенциал должен быть одинаковым на всей протяжённости.

К сожалению, на практике это не так. Геометрические изломы реальной железной дороги неидеальны. Связь между металлом и грунтом не всегда одинаковая. Поэтому токи то растекаются по земле, то возвращаются в рельс. Там, где они сталкиваются с подземными коммуникациями: трубопроводами, металлоконструкциями, кабелями, проходят по ним (зона катода). Выходя из металлических проводников (зона анода), попадают снова в грунт. Потом блуждающие токи через землю опять возвращаются в рельс и далее уже попадают на подстанцию.

Образование катодных и анодных зон

Связь между БТ и коррозией на металле

Такое разрушение металла называют электрокоррозией. Она не связана с воздействием на металл атмосферных или почвенных факторов. Электрохимическая реакция происходит в результате того, что БТ стараются двигаться по направлению наименьшего сопротивления. В анодной зоне БТ «затекает» в металл. Область металла в этом месте является катодом. Встретив по пути благоприятный участок перехода в рельсы, постоянный ток «вытекает» из металла в почву. При этом область металла на этом участке становится анодом, и молекулы металла с этого анода утекают следом. Это является причиной образования коррозии.

Воздействие на металлические объекты

Образование на металлических сооружениях, лежащих в зоне действия блуждающих постоянных токов, анодных участков приводит к коррозии металла в этих местах. При этом электрохимическому разрушению подвержены все металлы, даже цветные. Экономический урон в пересчёте на срок службы, отпущенный заводом изготовителем на металлическое изделие, смонтированное в земле, огромный. К примеру, труба из высококачественной стали, прошедшая все антикоррозийные обработки, в результате воздействия БТ может прослужить вместо 50 лет, всего два-три года и проржаветь.

К сведению. Страдают не только подземные сооружения, уложенные параллельно. Коррозийному разложению подвергаются подошвы рельс, плашки шпал и костыли. Это связано с тем, что каждой катодной зоне соответствует анодная зона конструктивных элементов ж/д.

Пример коррозии рельсов и труб от БТ

Способы защиты

Блуждающие токи – явление вредное для металлов и опасное для человека. Существуют два вида защиты:

  • пассивная;
  • активная.

Названия говорят сами за себя, но только сочетание обоих видов помогает, если не свести на «нет», то хотя бы намного ослабить негативные влияния БТ.

Пассивная защита

Суть такого метода заключается в нанесении специальных защитных покрытий на металлические элементы, находящиеся в земле. В частности, поверхности трубопроводов покрываются специальными изоляционными покрытиями:

  • битумными мастиками;
  • смолами и полимерными соединениями;
  • грунтовками;
  • изоляционными лентами.

Монтаж защищённых таким способом конструкций требует особой осторожности. Механические повреждения защитного слоя превратятся в места активного электрокоррозирования.

Активная защита

В этом варианте контролируют протекание БТ, который сам по себе неуправляем изначально. Для этого используют катодную поляризацию. Устраивают катодную защиту, при которой выполняют замещение естественного отрицательного потенциала на искусственный. Отрицательный потенциал подаётся на защищаемую конструкцию.

Схема устройства катодной защиты

Внимание! При устройстве подобной защиты применяются два метода: гальванический или с использованием источника тока (ИТ) постоянного направления. Первый – на почвах, имеющих сопротивление 50 Ом/м или менее. Второй – при превышении этого значения.

Гальваническое решение подразумевает использование анода, на котором собирается весь БТ. Подвергаться коррозии будет этот «жертвенный анод», а не сама конструкция. Материал для такого анода берётся с электроотрицательностью выше, чем у металла объекта.

Использование ИТ позволяет подавать разноимённые потенциалы непосредственно на конструкцию и анодный контур. При этом возможна регулировка величины потенциалов для различных видов почвы.

Применение ИПТ (источника постоянного тока) для защиты

Защита водопроводных труб

Строительство водоводов при водоснабжении объектов выполняется с обязательным определением локации блуждающих токов в водопроводных трубах. Это реализуется при помощи замеров разности потенциалов. Для этого берутся (выборочно) две точки на поверхности грунта с перпендикулярным взаиморасположением. Для защиты водопроводов применяют оба способа: активный и пассивный.

Защита полотенцесушителей

В последнее время разводка воды в квартире выполняется пластиковыми трубами, но полотенцесушитель всегда выполнен из нержавеющего металла. В случае использования металлопластиковых труб алюминий, находящийся внутри, может быть соединён с сушилкой и подводит к ней БТ. Даже частичные вставки в контур водопровода, выполненный из изоляционного материала, может вызвать коррозию от БТ. Чтобы избавиться от таких токов и не допустить коррозии, выполняют следующее:

  • соединяют между собой проводниками все металлические элементы в квартире: батарею, кран, смеситель, полотенцесушитель и др.;
  • далее полученный контур присоединяют к заземляющим устройствам.
Читайте также:  Где находится постоянный ток а где переменный ток

Подобным образом получают выравнивание потенциалов.

Защита полотенцесушителя

Защита газопроводов

Устранить влияние БТ на газопроводы помогает пассивная защита, наносимая на газовые трубы. Состояние изоляции периодически проверяется. Однако такая антикоррозийная броня – это дополнение к катодной защите, которая повсеместно используется в газовом хозяйстве.

Недостатки систем катодной защиты

Кроме главного плюса – наличия защитного потенциала, который позволяет снизить скорость коррозии трубопроводов до минимума, есть минусы. К недостаткам можно отнести то, что при неправильно выполненных расчётах возможна перезащита. В этом случае завышенное смещение потенциала только ускорит процесс разрушения. Сама установка становится источником БТ.

Дополнительные способы снижения действия БТ

К таким способам можно отнести следующие мероприятия:

  • насыпи под рельсы выполнять материалами, имеющими низкую электропроводность;
  • прокладывать подземные коммуникации и наружные ж/д ветки с максимальным разносом друг от друга;
  • в системах энергообеспечения при проектировании переходить на типы заземлений ТN-S.

Применение неметаллических трубопроводов и запорной арматуры при новых прокладках и капитальных ремонтах убирает сам факт электрокоррозии.

Методы измерений

Чтобы проверить наличие БТ, используют устройства, позволяющие определить их присутствие и величину. Комплекс измерений включает в себя:

  • тестирование напряжения и направления тока по оболочкам магистральных кабелей;
  • нахождение разности потенциалов между точками: подземные коммуникации – рельсы;
  • замеры на отдельных участках ж/д величины изоляции рельс от подсыпки;
  • анализ степени утечки энергии с оболочек кабелей в землю.

Важно! Замеры на железнодорожных объектах проводят в часы наибольшей плотности потока составов поездов.

Набор для измерения БТ

Применение комплекса защиты от БТ и правильный расчёт потенциала позволят свести к минимуму негативное воздействие токов. Немаловажную роль играет точное определение мест локализации БТ. Электрокоррозийная защищённость объектов снижает затраты на ремонт и замену пришедших в негодность трубопроводов и других подземных коммуникаций.

Видео

Источник

Коррозия линейных сооружений связи и меры защиты

Коррозия— процесс разрушения металлических оболочек кабелей (свинцовых, стальных, алюминиевых), а также защитных и экранирующих покровов вследствие химического и электрического воздействия окружающей среды.

Виды коррозии– почвенная (электрохимическая), межкристаллитная (механическая), электрокоррозия (коррозия блуждающими токами). Вследствие химического и электрического воздействия на оболочке кабеля возникают зоны проводимости.

Анодная зона – участок кабеля, на металлической оболочке которого имеется положительный потенциал по отношению к земле. В этой зоне токи стекают с оболочки кабеля в землю, унося частицы металла, и разрушая её.

Катодная зона – участок кабеля, на оболочке которого имеется отрицательный потенциал по отношению к земле, и токи втекают в оболочку, не разрушая её.

Знакопеременная зона – участок кабеля, на оболочке которого имеет место чередование положительных и отрицательных потенциалов по отношению к земле.

Почвенная коррозия.

Причины – содержание в почве влаги, кислот, щелочей, органических веществ, неоднородность оболочки кабеля, состав грунта. В результате на оболочке кабеля появляются гальванические пары, что вызывает циркуляцию тока между оболочкой кабеля и окружающей средой, т.е. появляются зоны проводимости, что вызывает разрушение оболочки.

Интенсивность разрушения – зависит от удельного сопротивления грунта, кислотного содержания рН.

Рис.27 Почвенная коррозия Рис. 28 Подверженность коррозии

Различные металлы по – разному ведет себя в различных грунтах. Свинец наиболее сильно разрушается в щелочных и кислотных средах при

U = — 1,5В. алюминий подвергается наиболее сильной коррозии в кислотной и щелочной среде, наименее – в нейтральной. Стальные оболочки меньше всего подвергаются разрушению в щелочных средах и больше всего – в кислотных.

Электрическая коррозия.

Источники электрокоррозии -рельсовые пути электрифицированных ж/д, метрополитена, установок ДП, использующихся в качестве обратного провода землю. Ток питания электрифицированного транспорта и установок ДП, ответвляясь в землю, проходит по металлической оболочке, образуя на ней зоны проводимости, приводящие кабель к разрушению от коррозии. Интенсивность электрокоррозии металлической оболочки зависит от величины тока и напряжения в ней.

Рис.29 Возникновение зон проводимости на оболочке кабеля

Меры защиты от коррозии.

Подразделяется на активные и пассивные.

К активным мерам на линиях связи относятся:

Электрический дренаж (от электрокоррозии), катодные установки (от почвенной и электрокоррозии, изолирующие муфты (от электрокоррозии)), протекторные установки (от почвенной коррозии), амортизирующие и рессорные подвески (от межкристальной коррозии).

Электрический дренаж

Это отвод блуждающих токов с защищаемого кабеля при помощи дренажного проводника и возврат их к источнику возникновения, т.е. к рельсам или к минусовой шине питающей подстанции. Цель дренажа – понизить потенциал на оболочке кабеля, т.е. перевести анодную зону к катодную. Дренаж устанавливается в середине анодной зоны там, где кабель имеет наибольший положительный потенциал по отношению к земле. Такой дренаж называется прямым электрическим дренажом. Он имеет двухстороннюю проводимость, поэтому используется только в устойчивых анодных зонах, например для защиты кабеля от блуждающих токов ДП. В занопеременных зонах применяются поляризованные электрические дренажи, обладающие односторонней проводимостью (п/п вентили, поляризованные реле), например ПГД-200, ПЭД-58.

Рис.30 Поляризованный дренаж Рис.31 Прямой дренаж

Катодная защита.

Понижение потенциала на оболочке Абеля, имеющего положительный, по отношению к земле, потенциал происходит за счет постороннего источника постоянного тока, отрицательный выход которого присоединяют к оболочке кабеля, а положительный заземляют. Токи в этом случае о плюса источника питания через землю будут втекать в оболочку кабеля, а далее на минус источника. Анодная зона на оболочке кабеля переводится в катодную. Промышленные катодные установки состоят из понижающего трансформатора, напряжение, на выход которого можно регулировать, выпрямительного моста на германиевых или кремниевых вентилях и элементов защиты. Мощность КС должна быть такова, чтобы не только снизить потенциал на оболочке кабеля, но создать устойчивую катодную зону.

Марки катодных установок: КС-400, КГС-500, КСК-500.

Рис.32 Схема катодной защиты Рис.33 Устройство анодных электродов

Протекторная защита.

Применяется для защиты от почвенной коррозии. Для создания отрицательного потенциала на оболочке кабеля используются анодные электроды, выполненные из сплавов, имеющих более низкий электрохимический потенциал, чем материалы металлических оболочек кабелей. Обычно протекторные электроды выполняют из сплавов на основе магния МЛ, состоящих из магния, алюминия и цинка и имеющие электрохимический потенциал – 2, 37 В. В результате соединения оболочки кабеля изолированным проводником с заземленным протекторным электродом, имеющим более низкий электрохимический потенциал, на заземленной оболочке создается катодная зона. Оболочка в этом случае становится катодом, а электрод анодом и ток с него будет стекать в землю. Процесс коррозии в этом случае не уничтожается, но разрушается не оболочка кабеля, а протектор. Протекторы закапываются в землю на глубину 0,6-1,8 м и на расстоянии 2-6 м от кабеля. Протектор включается через контрольно-испытальные пункты (КИП).

Марки протекторов: ПМ-5У, ПМ-10У, ПМ-20У.

Контрольные вопросы:

  1. Виды коррозии.
  2. Почвенная коррозия. Причины возникновения.
  3. Электрокоррозия. Причины возникновения.
  4. Механическая коррозия. Причины возникновения.
  5. Протекторная защита.
  6. Прямой электрический дренаж.
  7. Поляризованный электрический дренаж.
  8. Катодная защита.
  9. Защита от механической коррозии.

Глоссарий

Русский вариант Казахский вариант Английский вариант
Зоны проводимости Өткізгіш аймақтары Conductivity band
Анодная зона Анодты аймақ Anode zone
Катодная зона Катодты аймақ Cathode zone
Знакопеременная зона Айнымалы белгісі аймақ Alternating-sign zone
Электрический дренаж Элетр дренажы Electrical drainage
Протекторная защита Протекорлы қорғау Galvanic protection
Виды коррозии Коррозия түрлері Forms of corrosion
Читайте также:  Составляющие токов биполярного транзистора

Задание на СРС

Рефераты на тему:

1.Причины возникновения почвенной коррозии[Л1стр.176-177]

2. Влияние электрокоррозии на герметичность кабеля

[Л1 стр.177-178]

3. Меры защиты от электрокоррозии [Л1 стр. 179-180]

4. Меры защиты от почвенной коррозии [Л1 стр. 181]

Задание на СРСП

1.Влияние почвенной коррозии на кабеля с различными

материалами оболочек.[ Интернет сайт ]

2.Эффективность применения различных видов защиты от

электрокоррозии. [ Интернет сайт ]

3.Особенности защиты от коррозии алюминиевых и стальных

оболочек кабелей.[ Интернет сайт ]

Лекция 15

Параметры надёжности КЛС

Надежность –это свойство кабельной линии выполнять заданные функции, т.е. обеспечить возможность передачи требуемой информации с установленным качеством характеристики в установленных номами пределах в течении требуемого промежутка времени.

Отказ – повреждение с перерывом связи, т.е. повреждение, вызвавшее прекращение действия связи по одному или группе каналов.

Неисправность – повреждение без перерыва связи, т.е. такое состояние линии, при котором она неудовлетворяет хотя бы одну из предъявляемых к ней требования.

Среднее время между отказами (наработка на отказ) – среднее время между отказами, выраженное в часах.

Среднее время восстановления связи – среднее время простоя связи, считая от момента возникновения отказа до момента восстановления связи, выраженное в часах.

Интенсивность отказов – среднее число отказов в единицу времени (час) на 1 км. трассы линии.

Параметры потока отказов – среднее число отказов в единицу времени (час) на всю длину трассы магистрали.

Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в заданный интервал времени на линии не возникнет отказа.

Параметры надежности

  1. Плотность повреждений m – характеризует количество отказов на 100 км трассы.

где N – число отказов на всей магистрали в течение заданного промежутка времени

k – количество лет, за которое произошло N отказов

L – длина трассы магистрали

2. Среднее время восстановления связи, tв – время между началом отказа и временем полного восстановления связи.

где tbi — время восстановления связи при i -м повреждении (отказ), ч.

3.Интенсивность отказов, — количество отказов на 1 км трассы, выраженное в часах.

где 8760 – число часов в течении года

100 – длина трассы, на которую определяется плотность повреждений m, км.

4.Поток отказов, — количество отказов на всю длину трассы, выраженное в часах

5.Среднее время между отказами, Т – время между

двумя соседними отказами

где n – число отказов за принятый календарный срок

— время исправной работы между i=1 и i=n

6.Коэффициент готовности К – параметр, характеризующий

что в заданный интервал времени линия будет

выполнять свои функции с заданной вероятностью

7.Вероятность безотказной работы— параметр

характеризующий, что в заданный интервал времени на

линии не будет отказов

где t — промежуток времени для которого определяется

Источник



Защита газопроводов от коррозии. Виды коррозии и критерии коррозионной опасности. Методы защиты от коррозии

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Средства защиты подземных металлических сооружений от коррозии выбирают исходя из вида сооружения, условий прокладки, данных об опасности коррозии и требуемого срока службы сооружения на основании технико-экономического обоснования. При этом выбранные средства защиты не должны оказывать вредного влияния на соседние сооружения и окружающую среду.

2. Термины и определения.

В лекционном материале применяются следующие термины с соответствующими определениями:

Адгезия – сцепление покрытия с металлической основой (поверхностью трубы) или с полимерной основой.

Анодный заземлитель (анод) – проводник погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному полюсу источника постоянного тока.

Анодная зона – участок подземного стального газопровода, потенциал которого смещается относительно стационарного потенциала только к более положительным значениям.

Блуждающий ток – электрический ток, протекающий вне предназначенной для него цепи.

Гальванический анод (протектор) – электрод из металла с более отрицательным потенциалом, чем защищаемое металлическое сооружение, подключаемый к сооружению при его гальванической защите.

Гальваническая (протекторная) защита – электрохимическая защита металлического сооружения путем подключения к нему гальванического анода.

Защитный потенциал – потенциал, при котором электрохимическая защита обеспечивает необходимую коррозионную стойкость металла.

Знакопеременная зона – участок подземного стального газопровода, потенциал которого смещается относительно стационарного потенциала и к более положительным, и к более отрицательным значениям.

Изоляционное покрытие – слой или система слоев веществ, наносимых на поверхность металлического сооружения для защиты металла от коррозии и обладающих электроизоляционными свойствами.

Катодная защита – электрохимическая защита металлического сооружения путем подключения его к отрицательному полюсу источника постоянного тока, к положительному полюсу которого подключен анод.

Коррозионная агрессивность грунта – совокупность свойств (характеристик) грунта, которые влияют на коррозию металла в грунте.

Противокоррозионные мероприятия – комплекс мер, направленных на защиту газопровода от коррозии, включающий (как основные) нанесение защитного покрытия и электрохимическую защиту.

Разность потенциалов между трубой и грунтом (потенциал труба-земля) – напряжение между трубой в грунте и электродом сравнения.

Электродренажная (дренажная) защита – электрохимическая защита газопровода от коррозии блуждающими токами, осуществляемая устранением анодного смещения потенциала путем отвода блуждающих токов к их источнику.

Электрохимическая защита – защита металла от коррозии в электролитической среде, осуществляемая установлением на нем защитного потенциала или устранением анодного смещения потенциала от стационарного потенциала.

3. Виды коррозии и критерии коррозионной опасности.

Коррозией металлов называется – разрушение металлических поверхностей под влиянием химического или электрохимического воздействия окружающей среды.

Газопроводы, проложенные в городах и сельских населенных пунктах, подвергаются внутренней и внешней коррозии.

Для защиты газопроводов от внутренней коррозии, газ очищают от вредных примесей и кислорода в соответствии с требованиями ГОСТа. 5542-87.

Наибольшую опасность для газопроводов представляет коррозия внешних поверхностей труб, которая подразделяется на химическую и электрохимическую.

Химическая (атмосферная) коррозия возникает вследствие воздействия на металлические поверхности различных газов и жидких не электролитов, то есть она происходит в токонепроводящей среде.

Электрохимическая коррозия подразделяется на почвенную и коррозию блуждающими токами.

Почвенная коррозия – разрушение металлических поверхностей в результате взаимодействия металла с различными агрессивными растворами грунта, причем роль электродов выполняет металл, а роль электролитов – грунт.

Схема образования гальванической пары на поверхности

газопровода. (почвенная коррозия).

1. – грунт; 2. – царапина; 3. – стенка трубы; 4. – внутренняя полость трубы; 5. – неповрежденный участок.

При наличии на поверхности металла газопровода повреждения изоляции и царапины, участок ее поляризуется анодно, а соседний не поврежденный участок поляризуется катодно. В образовавшейся гальванической паре по металлу трубы как по внешней цепи ток потечет от катода к аноду, а в электролите (в грунте) он потечет от анода к катоду вызывая анодное растворение стали, то есть в точке А металл будет разрушаться, образуются местные каверны и даже сквозные отверстия.

Коррозия блуждающими токами – разрушение металлических поверхностей под действием на газопровод электрических токов (блуждающих токов) проникающих в грунт из рельсов электрофицированного транспорта.

Схема возникновения и распределения блуждающих токов. (коррозия блуждающими токами).

1 – газопровод ; 2 – рельс; 3 – тяговая подстанция; 4 – контактный провод; 5 – пути движения блуждающих токов.

Токи попадают на газопровод в тех местах, где он оголен (повреждена изоляция) и движутся по газопроводу в сторону тяговой подстанции. Зона, где токи входят на газопровод, называется катодной, – а зона где токи выходят с газопровода становится анодной. Наиболее опасной зоной является анодная – здесь токи выходят

Источник