Ташкентскийпрофессиональный колледж информационных технологий
Курсовая работа
по предмету: Проводнаясвязь
На тему: Коррозияметалла
Выполнили:
Проверила:
Содержание
Видыкоррозии
Методызащиты кабелей связи от коррозии
Дренажнаязащита
Монтаждренажных установок
Катоднаязащита
Изолирующиемуфты
Техникабезопасности
Опорныйконспект
Вопросы
Ответы
Тесты
Ключк тестам
Литература
Виды коррозии
Большинство кабелейсвязи имеет металлическую оболочку, которая подвергается коррозии, т. е.разрушению под влиянием внешней среды. Различают следующие виды коррозии:
— почвенную(электрохимическую)
— электрокоррозию
— межкристаллитную
Почвенная коррозиявозникает при взаимодействии металла с окружающей почвой (грунтом). На оболочкуподземного кабеля воздействует влага, кислоты и щелочи, содержащиеся в почве. Атакже температура окружающей среды и содержащиеся в воде минеральные соли иорганические вещества.
Электрокоррозиявызывается блуждающими в земле токами, которые возникают в оболочке, есливблизи от проложенного кабеля имеются источники и потребители постоянного тока,использующие в качестве обратного провода землю. Такими источниками являютсятяговые подстанции для питания электрифицированных железных дорог и линийтрамваев (рис. 1).
/>
Электрический ток отположительного полюса генератора поступает на контактный провод и через него вдвигатель вагона, затем по рельсам возвращается к отрицательному полюсу генератора.Однако из-за большого сопротивления рельсовых путей, а также плохой их изоляцииот земли, часть тока не достигает отрицательного полюса генератора и стекает вземлю. Такие токи называются блуждающими. Встречая на своём пути металлическуюоболочку кабеля, блуждающие токи проходят по ней и в какой-то зоне сходят соболочки в землю и протекают к рельсу, чтобы возвратится к другому полюсугенератора. Участок кабеля, где блуждающие токи входят в его оболочку из земли,называются катодной зоной, а где выходят из кабеля в землю анодной зоной.
Вход и выходблуждающего тока с оболочки кабеля определяется потенциалом оболочки поотношению к потенциалу земли. В катодной зоне потенциал оболочки нижепотенциала земли, а в анодной, наоборот, потенциал земли ниже потенциалаоболочки. Разрушение свинцовой оболочки происходит в анодной зоне, причем,иногда значительное. Установлено, что в течение года блуждающий ток силой в 1А,протекающий по свинцовой оболочке, разъедает около 36 килограммов свинца, а ониногда достигает нескольких десятков ампер.
Чем ближе проложенкабель к источнику блуждающих токов, больше удельное сопротивление грунта иниже сопротивление изоляции оснований рельсов, тем активнее происходиткоррозионный процесс.
Межкристаллитнаякоррозия является следствием вибрации, которой подвергается свинцовая оболочкакабеля при длительных перевозках и подвеске на мостах, на опорах вблизижелезных дорог и т. д. Разрушение оболочки проявляется в виде структурныхтрещин.
Методы защиты кабелейсвязи от коррозии
К методам защитыподземного кабеля связи от коррозии относят выбор надлежащей прокладки трассы.При этом надо выбирать районы вдали от рельсовых путей трамвая иэлектрифицированных дорог, по возможности обходить районы с наиболееагрессивным грунтом и водой, т. е. содержащих органические вещества, соли,кислоты и щелочи.
Для защиты от почвеннойкоррозии применяют изолирующие покрытия шлангового типа из полиэтилена илидругих пластиков, например, броню кабеля покрывают джутовым чулком, пропитаннымбитумным компаундом. Кроме того, можно использовать анодные электроды(протекторы). К защищаемой свинцовой оболочке кабеля присоединяют изолированнымпроводом электрод (протектор), обладающий в данной коррозийной среде болееотрицательным потенциалом, чем потенциал защищаемой оболочки кабеля. Протектор,изготовляемый из магниевого сплава в заводских условиях, состоит изцельнолитого корпуса длиной 50-60 см с залитым в него стальным контактнымстержнем и соединительного провода, припаянного к выступающему стальному стержню.
Для сниженияпереходного сопротивления, обеспечивающего стабильную работу электрода междуним и землёй, создают искусственную среду заполнителем, который состоит измеханической смеси глины, гипса и сернокислого магния. Сущность протекторнойзащиты заключается в том, что разрушаться будет не оболочка, а присоединенный кней электрод (рис.2).
/>
К методам защиты отэлектрокоррозии блуждающими токами относят: отсасывающие фидеры, соединяющиерельсы с подстанцией, дренажную защиту, улучшение изоляции рельсов от земли,установку изолирующих муфт, перепайку оболочек кабелей, проходящих через одинколодец.
Дренажная защита
Дренажную защитукабелей связи устраивают для отводов блуждающих токов с оболочки кабеля кисточнику их возникновения. Существует несколько разновидностей электрическихдренажей: прямой, поляризованный и усиленный.
/>
Прямой дренаж обладаетдвухсторонней проводимостью и устанавливается только на тех участкахпроложенного кабеля, где создаётся устойчивая анодная зона, т.е. там, гдепотенциал оболочки кабеля всегда положителен по отношению точки подключениядренажного кабеля к рельсу. Схема прямого электрического дренажа (рис.3),состоит из однополюсного рубильника К на 50-100 А, плавкого предохранителя Прна допустимую силу тока в цепи дренажа, реостата Rи сигнального реле СР. Параллельно рубильнику подключены зажимы, между которымивключается амперметр для измерения тока в цепи дренажа (рубильник при этомдолжен быть разомкнут). На приведенной схеме видно, что отводимый ток от кабеляпроходит через реостат, регулирующий силу тока, плавкий предохранитель и рельс.При перегорании предохранителя включается сигнальное реле, присоединенноепараллельно к предохранителю, и срабатывает сигнальное устройство.
/>
Поляризованный дренажобладает односторонней проводимостью, т. е. ток проходит только в направлении соболочки кабеля в рельс. Поляризованный дренаж применяют тогда, когда потенциалзащищаемой оболочки кабеля по отношению к земле положительный илизнакопеременный и разность потенциалов «кабель — рельсы» больше разностипотенциалов «кабель-земля». Схема поляризованного дренажа (рис.4) отличается отсхемы прямого дренажа наличием вентильного элемента (диода), который служит длятого, чтобы исключить прохождение тока в случае, если потенциал рельсов станетменьше потенциала оболочки кабеля.
В технике связинаиболее широкое применение нашли поляризованные дренажи ПЭД-58м (в настоящеевремя с производства снят), ПГД-200, ПГД-100, ПГД-60 (цифры показывают значениемаксимального дренируемого тока).
Дренаж ПГД-200смонтирован в металлическом кожухе, в котором размещены мощные германиевыедиоды, обеспечивающие одностороннею проводимость для дренируемого тока,предохранитель, защищающий дренажное устройство от перегрузок (при перегораниипредохранителя срабатывает сигнальное реле, это вызывает звуковой сигнал впункте контроля), амперметр, показывающий значение дренируемого тока, ирубильник для включения и выключения дренажного устройства. Используя различныетипы германиевых диодов, можно получить на базе ПГД-200 дренажи ПГД-60 иПГД-100.
Усиленный дренажприменяют тогда, когда блуждающие токи создаются несколькими источниками ипоэтому оболочка кабеля может иметь знакопеременный или положительный потенциалпо отношению к земле. Усиленный дренаж представляет собой обычную катоднуюстанцию (выпрямитель), подключаемую отрицательным полюсом к защищаемым кабелям,а положительным к рельсам электрифицированной железной дороги постоянного токаили трамвая. Такой дренаж кроме отвода тока в одном направлении ещё иувеличивает эффект защиты катодной станции анодным заземлением, которым в этомслучае являются рельсы.
Монтаж дренажныхустановок
На ГТС электрическиедренажи размещают в специальных шкафах, устанавливаемых на кирпичномфундаменте. Дренажный кабель прокладывают в трубах телефонной канализации(рис.5). Для защиты места соединения дренажного кабеля с проводом, идущим отрельсового пути, сооружают коробку малого типа или монтируют чугунную муфту.
/>
Дренажный кабель вколодце присоединяют к свинцовой оболочке кабеля с помощью свинцовой полосы.Место спайки помещают в изолирующую муфту.
Перед присоединениемдренажного кабеля к свинцовой оболочке бронированного кабеля производятразделку. На джутовую оболочку накладывают два проволочных бандажа из четырёх –пяти витков на расстоянии 150-200 мм друг от друга. Джут надрезают и удаляют.Затем накладывают бандажи на ленточную броню из двух медных проволок, концы которыхоставляют свободными на длину 100-150 мм.
Броню между бандажаминадрезают и удаляют, свинцовую оболочку зачищают и к ней припаивают свинцовуюполосу, а к свинцовой полосе припаивают концы бандажа и жилы перемычки. Местосоединения брони, свинцовой оболочки зачищаемого кабеля и жил перемычкиизолируют пекопесчаной массой.
Катодная защита
Для созданияотрицательного потенциала на оболочки кабеля, имеющего анодную зону, используюткатодные установки, состоящие из катодной станции (источника постоянного тока),анодного заземления и дренажных кабелей. В качестве источников постоянного токаслужат выпрямительные устройства различных типов (германиевые, селеновые идр.). Катодные установки размещают в металлических шкафах.
Такой способ защитызаключается в создании отрицательного потенциала на оболочке защищаемого кабеляза счёт токов катодной установки, входящих в кабель из земли по цепи:положительный полюс катодной станции, анодное заземление, земля, защищаемаяоболочка кабеля, отрицательный полюс катодной станции.
Применяют следующиекатодные установки: КС-400 мощностью 400 Вт, КСГ-500-1 с германиевым диодоммощностью 500 Вт и КСК-500-1 с кремниевым диодом мощностью 500 Вт.
Анодные заземлители длякатодных установок выполняют из стальных труб, забиваемых в шурфы на глубине0,8 м и соединяемых между собой стальной полосой в заземляющий контур. Дренажныйкабель от отрицательного зажима выпрямителя катодной установки до защищаемойоболочки кабеля на ГТС прокладывается в канализации, а к положительному зажимупрокладывается бронированным кабелем.
Изолирующие муфты
Разрыв электрическойнепрерывности и в результате увеличение продольного сопротивления металлическойоболочки кабеля уменьшает величину выходящего из кабеля в землю блуждающеготока, т. е. уменьшается коррозия оболочки. Достигается это устройством назащищаемом кабеле изолирующих муфт, которые устанавливают на пересечении кабеляс рельсами трамвая и электрифицированных железных дорог, при выходе кабеля изканализации на воздушные линии связи и стены зданий, при катодной защите и т.д.
На кабелях ТГ и ТЗприменяют изолирующую муфту МИСт, на МКС муфту МИСс, на коаксиальных КМ муфтуМИСк. На городских телефонных кабелях типа ТГ, находящихся в эксплуатации,устанавливают муфту МИт. Указанные муфты изготовляют в заводских условиях.
Для выравниванияпотенциалов на оболочках кабелей, проходящих через один колодец или в шахте,производят перепайку оболочек свинцовой лентой шириной 20-40 мм через два-триколодца на участках, где нет ответвлений, а также в шкафных и разветвительныхколодцах.
Для систематическогонаблюдения за коррозионным состоянием кабелей, оборудуютконтрольно-измерительные пункты (КИП).
Техника безопасности
Подключать кабели связик защитным устройствам, а также защитные устройства к источникам блуждающихтоков следует только в диэлектрических перчатках.
До начала ремонтныхработ необходимо отключить дренажные установки от контактной сети и заземлениядренажного кабеля. На катодных установках разрешается работать без снятиянапряжения, но обязательно в диэлектрических перчатках. Наружный ящик катоднойустановки должен быть заземлен.
Опорный конспект
металлкоррозия кабель связь
Большинство кабелейсвязи имеет металлическую оболочку, которая подвергается коррозии, т. е.разрушению под влиянием внешней среды. Различают следующие виды коррозии:почвенную (электрохимическую), электрокоррозию, межкристаллитную.
К методам защитыподземного кабеля связи от коррозии относят выбор надлежащей прокладки трассы.При этом надо выбирать районы вдали от рельсовых путей трамвая иэлектрифицированных дорог, по возможности обходить районы с наиболееагрессивным грунтом и водой, т. е. содержащих органические вещества, соли,кислоты и щелочи.
Для защиты от почвеннойкоррозии применяют изолирующие покрытия шлангового типа из полиэтилена илидругих пластиков, например, броню кабеля покрывают джутовым чулком, пропитаннымбитумным компаундом.
К методам защиты отэлектрокоррозии блуждающими токами относят: отсасывающие фидеры, соединяющиерельсы с подстанцией, дренажную защиту, улучшение изоляции рельсов от земли,установку изолирующих муфт, перепайку оболочек кабелей, проходящих через одинколодец.
Дренажную защитукабелей связи устраивают для отводов блуждающих токов с оболочки кабеля кисточнику их возникновения. Существует несколько разновидностей электрическихдренажей: прямой, поляризованный и усиленный.
На ГТС электрическиедренажи размещают в специальных шкафах, устанавливаемых на кирпичномфундаменте. Дренажный кабель прокладывают в трубах телефонной канализации.
Для созданияотрицательного потенциала на оболочки кабеля, имеющего анодную зону, используюткатодные установки, состоящие из катодной станции (источника постоянного тока),анодного заземления и дренажных кабелей. В качестве источников постоянного токаслужат выпрямительные устройства различных типов (германиевые, селеновые идр.). Катодные установки размещают в металлических шкафах.
Разрыв электрическойнепрерывности и в результате увеличение продольного сопротивления металлическойоболочки кабеля уменьшает величину выходящего из кабеля в землю блуждающеготока, т. е. уменьшается коррозия оболочки. Достигается это устройством назащищаемом кабеле изолирующих муфт.
При обслуживаниикабелей связи имеющих металлическую оболочку, которая подвергается коррозии,нужно обязательно соблюдать технику безопасности!
Вопросы
1. Из-за чего возникаетпочвенная коррозия?
2. Какие есть методызащиты подземного кабеля связи от коррозии?
3. Что относят кметодам защиты от электрокоррозии блуждающими токами?
4. Когда применяютполяризованный дренаж?
5. Когда применяютусиленный дренаж?
6. Для чего используюткатодные установки и из чего они состоят?
7. Для чего нужнаизолирующая муфта?
8. Что вы знаете про прямойдренаж?
9. Что вы знаете проэлектрокоррозию?
10. Какую техникубезопасности нужно соблюдать при обслуживании кабелей имеющих металлическуюоболочку?
Ответы
1. Почвенная коррозиявозникает при взаимодействии металла с окружающей почвой (грунтом). На оболочкуподземного кабеля воздействует влага, кислоты и щелочи, содержащиеся в почве. Атакже температура окружающей среды и содержащиеся в воде минеральные соли иорганические вещества.
2. К методам защитыподземного кабеля связи от коррозии относят выбор надлежащей прокладки трассы.При этом надо выбирать районы вдали от рельсовых путей трамвая иэлектрифицированных дорог, по возможности обходить районы с наиболееагрессивным грунтом и водой, т. е. содержащих органические вещества, соли,кислоты и щелочи.
3. К методам защиты отэлектрокоррозии блуждающими токами относят: отсасывающие фидеры, соединяющиерельсы с подстанцией, дренажную защиту, улучшение изоляции рельсов от земли,установку изолирующих муфт, перепайку оболочек кабелей, проходящих через одинколодец.
4. Поляризованныйдренаж применяют тогда, когда потенциал защищаемой оболочки кабеля по отношениюк земле положительный или знакопеременный и разность потенциалов «кабель — рельсы» больше разности потенциалов «кабель-земля».
5. Усиленный дренажприменяют тогда, когда блуждающие токи создаются несколькими источниками ипоэтому оболочка кабеля может иметь знакопеременный или положительный потенциалпо отношению к земле.
6. Для созданияотрицательного потенциала на оболочки кабеля, имеющего анодную зону, используюткатодные установки, состоящие из катодной станции (источника постоянного тока),анодного заземления и дренажных кабелей.
7. Для разрываэлектрической непрерывности и в результате увеличения продольного сопротивленияметаллической оболочки кабеля, уменьшая величину выходящего из кабеля в землюблуждающего тока, т. е. уменьшается коррозия оболочки.
8. Прямой дренажобладает двухсторонней проводимостью и устанавливается только на тех участкахпроложенного кабеля, где создаётся устойчивая анодная зона, т.е. там, гдепотенциал оболочки кабеля всегда положителен по отношению точки подключениядренажного кабеля к рельсу. Прямой электрический дренаж, состоит изоднополюсного рубильника на 50-100 А, плавкого предохранителя на допустимуюсилу тока в цепи дренажа, реостата и сигнального реле. Параллельно рубильникуподключены зажимы, между которыми включается амперметр для измерения тока вцепи дренажа (рубильник при этом должен быть разомкнут). При перегораниипредохранителя включается сигнальное реле, присоединенное параллельно кпредохранителю, и срабатывает сигнальное устройство.
9. Электрокоррозиявызывается блуждающими в земле токами, которые возникают в оболочке, есливблизи от проложенного кабеля имеются источники и потребители постоянного тока,использующие в качестве обратного провода землю. Такими источниками являютсятяговые подстанции для питания электрифицированных железных дорог и линийтрамваев. Электрический ток от положительного полюса генератора поступает наконтактный провод и через него в двигатель вагона, затем по рельсамвозвращается к отрицательному полюсу генератора. Однако из-за большогосопротивления рельсовых путей, а также плохой их изоляции от земли, часть токане достигает отрицательного полюса генератора и стекает в землю. Такие токиназываются блуждающими. Встречая на своём пути металлическую оболочку кабеля,блуждающие токи проходят по ней и в какой-то зоне сходят с оболочки в землю ипротекают к рельсу, чтобы возвратится к другому полюсу генератора. Участоккабеля, где блуждающие токи входят в его оболочку из земли, называются катоднойзоной, а где выходят из кабеля в землю анодной зоной. Вход и выход блуждающеготока с оболочки кабеля определяется потенциалом оболочки по отношению кпотенциалу земли. В катодной зоне потенциал оболочки ниже потенциала земли, а ванодной, наоборот, потенциал земли ниже потенциала оболочки. Разрушениесвинцовой оболочки происходит в анодной зоне, причем, иногда значительное. Чемближе проложен кабель к источнику блуждающих токов, больше удельноесопротивление грунта и ниже сопротивление изоляции оснований рельсов, темактивнее происходит коррозионный процесс.
10. Подключать кабелисвязи к защитным устройствам, а также защитные устройства к источникамблуждающих токов следует только в диэлектрических перчатках. До началаремонтных работ необходимо отключить дренажные установки от контактной сети изаземления дренажного кабеля. На катодных установках разрешается работать безснятия напряжения, но обязательно в диэлектрических перчатках. Наружный ящиккатодной установки должен быть заземлен.
Тесты
1. Чем вызываетсяэлектрокоррозия?
А) блуждающими в землетоками
Б) кислотой и щелочьюсодержащиеся в почве
В) электромагнитнымиволнами
2. Из какого сплавизготовляют в заводских условиях протектор?
А) из свинцового сплава
Б) из магниевого сплава
В) из алюминиевогосплава
3. Что делают длясистематического наблюдения за коррозионным состоянием кабелей?
А) оборудуютпередвижные пункты
Б) оборудуютконтрольно-измерительные пункты
В) оборудуют пунктыполугодичной проверки
4. Чем изолируют местосоединения брони, свинцовой оболочки зачищаемого кабеля и жил перемычки примонтаже дренажной установке?
А) пекопесчаной массой
Б) древопесчаной массой
В) песчаной массой
5. Что делает усиленныйдренаж кроме отвода тока?
А) защищает катоднуюстанцию от почвенной коррозии
Б) увеличивает эффектзащиты катодной станции против вибрации
В) увеличивает эффектзащиты катодной станции анодным заземлением
6. Где происходитразрушение свинцовой оболочки, из-за блуждающего тока?
А) в анодной зоне
Б) в катодной зоне
В) по всему кабелю сразу
7. Где прокладываетсядренажный кабель от отрицательного зажима выпрямителя катодной установки дозащищаемой оболочки кабеля на ГТС?
А) на ВЛС
Б) по земле
В) в канализации
8. Разрешается лиработать на катодных установках без снятия напряжения?
А) нет
Б) да
В) не знаю
9. Чем отличается схемаполяризованного дренажа от схемы прямого дренажа?
А) наличием протектора
Б) наличием магнита
В) наличием диода
10. На каком фундаментеустанавливаются специальные шкафы на ГТС, в которых размещают электрическиедренажи?
А) на кирпичномфундаменте
Б) на бетонномфундаменте
В) на деревянномфундаменте
Ключ к тестам
1. А
2. Б
3. Б
4. А
5. В
6. А
7. В
8. Б
9. В
10. А
Литература
П.А. Полонский «Монтаж линейно-кабельныхсооружений городских телефонных сетей» 1978г.