Измерения при защите кабелей от коррозии

Лабораторная работа № 17. Измерения при защите кабелей от коррозии

ток электрод кабель питание

1. План работы.

1.1. Изучить методы измерения при защите кабеля от коррозии. Измерить потенциалы на кабеле, построить диаграмму, определить величину и направление тока. По результатам измерений выбрать метод защиты.

2.

Литература

.

2.1. Гроднев «Линейные сооружения связи», М."РиС" 1987 с. 175−183 2.2. Руководство по проектированию и защите от коррозии подземных металлических сооружений связи. М. Связь 1978.

3. Вопросы для допуска к работе.

3.1. Что такое коррозия? Оценка явления,

3.2. Какие причины вызывают коррозию металлических оболочек кабелей связи, и какие различают виды коррозии?

3.3. Поясните на схеме возникновение блуждающий токов? Перечислите меры защиты от коррозии.

3.4. Назначение, принципы работы устройств электрического дренажа.

3.5. Назначение, принцип работы, устройство катодной защиты.

3.6. Назначение, принцип работы, устройство защиты.

3.7.Особенности защиты от коррозии алюминиевых и стальных оболочек.

3.8. Устройство КИП на междугородных линиях связи.

4. Оборудование.

4.1. Макет кабельного колодца ККС-2 с кабелем со свинцовой оболочкой, по которой протекает блуждающий ток.

4.2. Прибор для определения величины и направления блуждающего тока.

4.3. Неполяризующийся электрод (заземление).

4.4. ПГД-1ОО, КСГ-500.

4.5. Все вышеперечисленное оборудование заменяет один учебный макет «измерения при коррозии «, который позволяет выполнить задание лабораторной работы. В верхней части макета выведены клеммы КИП-1.

5.Задание.

5.1. Измерить потенциалы по оболочке кабеля относительно земли и построить потенциальную диаграмму.

5.2. Определить направление и величину блуждающего тока в оболочке кабеля.

5.3. Ознакомиться с устройством и конструкцией электрического дренажа и катодной станции.

6. Порядок выполнения работы.

6.1. На макете кабельного кольца ККС-2

6.1.1. Измерение потенциалов.

а) преподаватель включает источник блуждающих токов.

б) учащийся устанавливает заземлитель (неполяризующийся катод электрод) наверху колодца. Электрод должен быть заправлен медный купорос.

ВНИМАНИЕ! При работе следует избегать попадание купороса на руки, одежду. При попадании необходимо промыть обильным количеством воды.

в) Подключить милливольтметр положительным концом к кабелю, отрицательным — к электроду. Измерить потенциал на оболочке кабеля при различных блуждающих токах. Результаты измерений записать в таблицу 1.

Таблица 1

6.1.2. Построить потенциальную диаграмму

Рис. 1 — Потенциальная диаграмма

6.1.3. Определение направления и величины тока, проходящего по оболочке кабеля методом падения напряжения описан в приложении, пояснений не требует.

Результаты измерений заносятся в таблицу 2.

Таблица 2

6.1.4. Определение величины и направления тока методом компенсации показано на рисунке-схеме.

Результаты заносятся в таблицу 3.

Таблица 3

6.1.5. По всем данным измерений указать место, где коррозия опасна. Определить меры защиты.

6.2. На приборе «измерения при коррозии».

6.2.1. Измерение потенциалов на оболочке кабеля производится путем очередного подключения к клеммам КИП. Измерения заносятся в таблицу 4.

Таблица 4

7. Содержание отчета.

7.1. Схема прохождения блуждающих токов (показать включение ПГД-100)

7.2. Схема катодной защиты.

7.3. Схема измерения разности потенциалов кабель-земля.

7.4. Схема измерения тока в оболочке кабеля компенсационным методом.

7.5. Схема измерения тока методом падения напряжения.

7.6. Потенциальные диаграммы до и после включения катодной станции.

1−5 схемы выполняются во время самоподготовки.

8. Вопросы для зачета.

8.1. Порядок измерения потенциала подземного сооружения. Вывод.

8.2. Методы определения величины тока, протекающего по оболочке кабеля.

8.3. Устройство электрода сравнения.

8.4. Устройство ПГД-10. Пояснить назначение элементов.

8.5. Устройство КСГ-500.Пояснить назначение элементов.

9. Приложение.

9.1. Измерение разности потенциалов подземного кабеля связи относительно земли.

Измерение разности потенциалов между подземными металлическими сооружениями связи и землей производится контактным методом с применением самопишущих и интегрирующих приборов. Допускается сопротивлением не менее 20 000 Ом на 1 В шкалы.

Под разностью потенциалов подземного сооружения относительно земли понимается: разность потенциалов между кабелем связи (броня и оболочка перепаяны) и землей, между броней и землей, между оболочкой и землей, между корпусом НУП и землей и т. д.

При необходимости измерения разности потенциалов кабеля относительно земли на участках между контрольно-измерительными пунктами используется метод выноса заземляющего электрода. Этот метод заключается в том, что в контрольно-измерительном пункте (колодце или шурфе) измерительный прибор подключается к кабелю, а электрод сравнения располагается или поверхности земли над кабелем при измерениях на кабелях, проложенных траншеях, или в свободном канале при измерениях на кабелях проложенных в канализации. Электрод сравнения располагается в тех местах, где необходимо определить потенциал. Расстояние от точки подключения прибора к кабелю до точки выноса электрода сравнения не должно превышать 250 м.

Рис. 2 — Медносульфатный неполяризующийся электрод: 1-медный электрод; 2-корпус; 3-кольцо; 4-колпачок; 5-диафрагма; 6-резиновое кольцо; 7-подвеска; 8-пробка

ПРИМЕЧАНИЕ. Если дно колодца (или земля), с которым осуществляется контакт через электрод сравнения, окажется сухим, то перед измерением его необходимо увлажнить.

Неполяризующийся электрод сравнения состоит ив неметаллического сосуда, имеющего деревянную пористую диафрагму, которая крепится ко дну. В верхней части сосуда через резиновую пробку проходит медный стержень, имеющий на наружном конце зажим для подключения соединительного провода. Внутрь наливается насыщенный раствор медного купороса и добавляется еще несколько кристаллов. Контакт с землей медного стержня осуществляется через раствор и пористую диафрагму.

При транспортировке низ электрода закрывается крышкой с резьбой, чтобы раствор не выливался через диафрагму.

Рис. 3 — Схема измерения тока Измерение тока, протекающего по оболочке и броне кабеля.

Величину тока, протекающего по оболочке и броне кабеля связи, можно измерить тремя методами: непосредственным включением амперметра, методу компенсации, методу падения напряжения.

Измерение путем непосредственного включения амперметра и в разрыв оболочек и брони может быть осуществлено только в редких случаях, например, при проведении строительных работ, монтаже новых и ремонте старых муфт.

Измерение величины тока по методу компенсации проводится по схеме. Метод компенсации является точным, но он не может быть применен при частых изменениях величины и направления тока в кабеле.

Порядок проведения измерений следующий: по милливольтметру определяют направление тока I₁ в оболочке кабеля, подключают источник постоянного тока Е, который создает ток I₂, направленный навстречу току I₁, проходящему по оболочке кабеля; реостатом изменяют величину тока I₂ до тех пор, пока стрелка милливольтметра не станет 0. В момент компенсации по шкале амперметра отсчитывают величину тока, проходящего по оболочке кабеля (I₁=I₂).

Если измеряемый ток не изменяется по величине и знаку, а источник тока Е может обеспечить полную компенсацию тока, проходящего по кабелю, то величина может быть определена из выражения: I = (^U₁+^U₂)I_изм./(^U₁-^U₂), где ^U₁,^U₂ — падения напряжений на кабеле в том случае, когда токи I₁и I₂ соответственно направлены в одну сторону и навстречу друг к другу, В;I_изм.= I₂— величина тока в измерительной схеме, А.

Определение величины тока по методу падения напряжения заключается в измерении падения напряжения между двумя находящимися на некотором расстоянии друг от друга точками брони (оболочки) кабеля и в определении сопротивления брони (оболочки) между этими точками. Средняя величина тока, протекающего по оболочке голого освинцованного кабеля, определяется как результат деления среднего измеренного падения напряжения на сопротивление оболочки на участке измерения.

Средняя величина тока, протекающего по кабелю (оболочке и броне), определяется как результат деления среднего измеренного значения падения напряжения на сопротивление оболочки на участке измерения.

Средняя, величина тока, протекающего по кабелю (оболочке и броне), определяется как результат деления среднего измеренного значения падения напряжения на сопротивление этого участка кабеля; этого участка кабеля:

I_ср.=^U_ср./Rl;

где U_ср. — среднее значение падения напряжения на соединенных между собой броне и оболочке (на голой свинцовой оболочке), В.

R — сопротивление 1 м свинцовой оболочки или соединенных между собой свинцовой оболочки и брони, ОM/м.

l — расстояние между точками измерения, м.

Величины продольных сопротивлений 1 м некоторых типов кабелей приведены в таблице 5.

Таблица 5 — Продольные сопротивление оболочки городских кабелей

Поляризованный электрический дренаж.

Поляризованный германиевый дренаж серии ПГД смонтирован в металлическом кожухе, в котором размещены: блок управления, блок дренажного сопротивления и вентильный блок.

Блок управления содержит предохранитель Пр, рубильник, сигнальное реле СР, шунт на ток 300 А, амперметр на 300 А с тумблером выключения амперметра для подключения к защищающему сооружению и рельсам.

Блок дренажного сопротивления состоит из 10 секций. Сопротивление, каждой секции по 0,05 ОМ. Регулировка величины дренажного сопротивления производится по ступеням, с помощью специальных перемычек. Максимальное сопротивление реостата 0,50 М. Вентильной блок представляет собой радиатор, на котором п размещены мощные германиевые диоды типов Д305. Д304. ДЗОЗ, а также балансные нихромывые сопротивления по 0,1 Ом, включенные последовательно с каждым диодом для выравнивания вольтамперных характеристик диодов.

Число и тип диодов, применяемых в вентильном блоке, зависят от типа дренажа: ДЗОЗ — 20 шт, Д305 — 10 шт, Д304 — 20шт ПГД200-Д305 — 20 шт.

Рис. 4 — ПГД-200

Катодные станции.

Для защиты линейно-кабельных сооружений применяются специальные катодные станции или преобразователи, представляющие собой источники постоянного тока с регулируемым или фиксированным преобразователем выходным напряжением.

Питание катодных станций, как правило, производится от промышленной сети переменного тока напряжением 220/127/110. В случаях, когда нет источника питания переменным током, питание установки катодной защиты может осуществляться от аккумуляторов.

Катодные станции, питающиеся от сети переменного тока, оснащены: понижающим трансформатором или автотрансформатором, одноили двухполупериодным выпрямителем различных типов (германиевые, кремниевые, селеновые и т. д.), предохранителями, устройствами регулировки выходного напряжения или без них, в некоторых конструкциях устанавливаются стрелочные приборы для контроля выходного тока и напряжения, счетчики электроэнергии.

На сооружениях связи наиболее широко применяются катодные станции типов КС-400М с селеновыми выпрямительными элементами, КСГ-5ОО, КСГ-1200 на германиевых диодах и КСК-500, КСК-1200 на кремниевых диодах.