13.4. Контроль за нагрузкой и нагревом
Контроль за нагрузками кабельных линий, отходящих от электростанций и подстанций с постоянным дежурством персонала, ведется по показаниям щитовых измеритель-
Рис. 13.1. Тепловой перепад tit для кабелей 16—240 ммг в зависимости от тока нагрузки:
а — для кабелей 10 кВ; б — для кабелей 6 кВ
ных приборов. На подстанциях, где нет постоянного дежурства персонала, контроль выполняется периодически. Измерение нагрузок и напряжений производится 2—3 раза в год: в летний период и в осенне-зимний максимум нагрузок. На основании результатов измерений разрабатываются мероприятия, обеспечивающие надежную и экономичную работу как отдельных кабельных линий, так и всей электрической сети.
Проверка температуры нагрева жил кабелей производится измерением температур их металлических оболочек. Для измерений рекомендуется применять терморезисторы или термопары и лишь в крайнем случае термометры. Температура жил t,K определяется по формуле
1ж — ^обол + Д^каб»
где /обол — температура на свинцовой оболочке или броне кабеля, °С; Д/Каб — перепад температур от металлических оболочек до жил кабеля, °С.
Перепад температур Д/Каб может быть рассчитан или определен по номограммам (рис. 13.1). По найденной температуре нагрева жил, току нагрузки / и температуре окружающей среды /окр допустимая нагрузка на кабель может быть пересчитана для действительных эксплуатационных условий по формуле
где ^Доп — длительно допустимая температура жил кабеля.
13.5. Коррозия металлических оболочек кабелей и меры защиты их от разрушения
Металлические оболочки кабельных линий, проложенных в земле, подвергаются опасности разрушения вследствие электролитической и электрохимической коррозии.
Рис. 13.2. Схема образования коррозионных зон блуждающими токами:
/ — трамвайная подстанция; 2 — питающие линии; 3 — троллеи; 4— рельсы; 5 — отсасывающие линии; 6 — кабель; А—Б и Д—Е — катодные зоны; В—Г—анодная зона; Б—В и Г—Д — нулевые зоны
Первый вид коррозии вызван прохождением блуждающих токов, второй — агрессивными свойствами почв.
Прохождение блуждающих токов в земле связано с работой рельсового электрифицированного транспорта. Известно, что в этих установках с положительным выводом источника постоянного тока соединяется подвешенный на изоляторах провод (троллей), а с отрицательным — рель-
\
Рис. 13.3. Схема катодной поляризации трубопровода одиночной маслонаполненной кабельной линии:
I — трубопровод; 2 — источник переменного тока; 3 — выпрямитель; 4 — электрод заземления
совые пути (рис. 13.2). Если вблизи участка токоведущих рельсов находятся кабели в металлических оболочках, то часть тока (блуждающий ток) может ответвиться и пройти по оболочке кабеля, как по параллельно проложенному проводнику. При этом рельсы и оболочки кабеля представляют собой электроды, а окружающая их влажная земля, содержащая растворенные соли, кислоты, — электролит. Зону, где блуждающий ток переходит с рельсов на кабель, называют катодной. В катодной зоне потенциал рельсов выше потенциала оболотаи кабеля. Зону, где блуждающий ток уходит с кабеля в землю, называют анодной. Здесь оболочка кабеля находится под повышенным потенциалом. Интенсивное разрушение (растворение металла) оболочки кабеля происходит в анодной зоне. Для этого достаточна разность потенциала 0,1—0,2 В. Плотность уходящего с оболочек кабеля в землю блуждающего тока 15 мА/м2 считается опасной для кабелей.
Защита кабелей от электролитической коррозии заключается в понижении положительного потенциала на их оболочках. Это достигается путем устройства электродренажей — металлических перемычек, с помощью которых блуждающие токи отводятся с оболочек кабелей непосредственно в рельсы или отсасывающие линии; применения катодной поляризации, т. е. подачей на оболочку кабеля от< рицательного потенциала от постороннего источника тока (рис. 13.3). Отрицательный потенциал на оболочке заии.щаемого кабеля создается за счет тока катодной установки, проходящего по контуру земля — кабель.
Электрические методы защиты кабелей от воздействия блуждающих токов одновременно являются защитой и от почвенной коррозии, так как сообщаемый оболочкам кабелей отрицательный потенциал подавляет вредное действие веществ, образующихся на поверхности металла при электрохимической коррозии.
Коррозия предотвращается не только электрическими методами защиты, но и прокладкой кабелей в изолирующей канализации (блоках, коллекторах), применением кабелей с антикоррозионными покрытиями или кабелей в пластмассовых оболочках.
Для принятия своевременных мер против коррозии производятся систематические измерения блуждающих токов. Коррозионная активность грунтов проверяется путем отбора проб почвы.