Металлические оболочки кабелей в процессе их эксплуатации разрушаются в результате химического (почвенная коррозия) или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.
Открыто расположенные кабели достаточно надежно защищаются от коррозийного воздействия окружающего воздуха путем нанесения на броню или оболочку слоя лака либо краски.
Интенсивность почвенной коррозии, зависящая от состава и влажности грунта, может быть оценена по значению электрического сопротивления грунта. Грунт с высоким электрическим сопротивлением (удельное сопротивление более 20 Ом на метр) не вызывает сильной коррозии, поэтому при проектировании стремятся выбрать трассу кабельной линии, имеющую малоагрессивный грунт.
Источники и причины коррозии металлических оболочек кабелей
Наиболее опасным источником коррозии для кабельных линий является электрифицированный на постоянном токе железнодорожный транспорт, трамвай, метро, где рельсы используются, как токопроводы.
Например, питание троллейного провода городского трамвая производится от положительного полюса тяговой подстанции. Отрицательный полюс присоединяется кабельными линиями к различным точкам рельсовых путей, которые называют отсасывающими пунктами.
К отсасывающим пунктам стекаются по рельсам обратные токи трамвайной сети. Так как рельсы не изолированы от земли, проходящий по ним ток частично ответвляется в землю и идет по пути наименьшего сопротивления к месту расположения отсасывающих пунктов. Если в зоне действия этих токов имеются кабельные линии, металлические оболочки которых являются хорошими проводниками, то блуждающие токи из земли переходят в оболочки кабелей и образуют катодную зону с отрицательным потенциалом, а вблизи отсасывающих пунктов выходят из них и образуют анодную зону с положительным потенциалом.
Коррозия оболочек кабелей происходит в анодной зоне, так как именно здесь выделяется кислород, который окисляет и разъедает метал оболочки кабеля.
Определение зон производится путем измерения потенциала на оболочках кабелей по отношению к земле. Положительный потенциал свидетельствует о наличии анодной зоны, отрицательный – катодной зоны.
Для бронированных силовых кабелей со свинцовыми оболочками, проложенных в малоактивных грунтах (удельное сопротивление более 20 Ом на метр), среднесуточная плотность тока утечки в землю не должна превосходить 14 мА/м2. В противном случает требуются меры защиты оболочек кабелей от коррозии. Для голых освинцованных кабелей анодные зоны считаются опасными независимо от плотности блуждающих токов.
Способы защиты металлических оболочек кабелей от коррозии и блуждающих токов
Для защиты металлических оболочек кабелей от блуждающих токов, помимо устранения нарушений в выполнении и эксплуатации рельсовой и отсасывающей сетей электрифицированного транспорта, применяют катодную поляризацию, электрический дренаж и протекторную защиту.
Катодная поляризация
Катодная поляризация заключается в том, что на оболочке кабелей от внешнего источника создается отрицательный потенциал, препятствующий переходу тока из рельсов на оболочку кабеля
Электрический дренаж
Электрический дренаж состоит в отводе блуждающих токов от металлических оболочек кабелей к источнику этих токов.
Протекторная защита
Протекторная защита обеспечивает соединение металлических оболочек кабелей с электродом из магнитных сплавов, заложенным в земле и имеющим более высокий потенциал (около 1,5 В), чем оболочки кабелей. Ток, возникший под влиянием разности потенциалов, замыкается между протектором (электродом) и оболочкой кабеля. Защитная зона протекторной защиты составляет около 70 м.
