כיצד להגן על מעטפות המתכת של הכבלים מפני קורוזיה
מעטפות המתכת של הכבלים במהלך פעולתם נהרסות כתוצאה מאינטראקציה כימית (קורוזיה בקרקע) או אלקטרוכימית עם הסביבה.
כבלים חשופים מוגנים בצורה מהימנה מספיק מפני ההשפעות הקורוזיביות של האוויר הסביבה על ידי מריחת שכבת לכה או צבע על השריון או הנדן.
ניתן להעריך את עוצמת קורוזיית הקרקע, בהתאם להרכב ותכולת הלחות של הקרקע, לפי ערך ההתנגדות החשמלית של הקרקע. קרקעות בעלות התנגדות חשמלית גבוהה (התנגדות של יותר מ-20 אוהם למטר) אינן גורמות לקורוזיה חמורה, ולכן בעת התכנון הן נוטות לבחור בתוואי של קו כבלים בעל אדמה קורוזיבית נמוכה.
מקורות וגורמים לקורוזיה של מעטפות כבל מתכת
מקור הקורוזיה המסוכן ביותר לקווי כבלים הוא תחבורה מחושמלת ברכבת, חשמלית, רכבת תחתית, שם מסילות משמשות כמוליכים.
לדוגמה, החוט של רכבת החשמלית העירונית מוזן מהקוטב החיובי של תחנת המשנה.הקוטב השלילי מחובר בקווי כבלים לנקודות שונות על המסילה הנקראות נקודות יניקה.
זרמי החזרה של רשת החשמלית זורמים לאורך המסילות לנקודות היניקה. מכיוון שהמסילות אינן מבודדות מהאדמה, הזרם העובר בהן מסועף חלקית אל הקרקע ועוקב אחר הנתיב של ההתנגדות הפחותה למיקום נקודות היניקה. אם באזור הפעולה של זרמים אלו יש קווי כבלים שעטיפות המתכת שלהם מוליכים טובים, אזי זרמים תועים מהאדמה עוברים לתוך מעטפות הכבלים ויוצרים אזור קתודה בעל פוטנציאל שלילי, ובסמוך לנקודות היניקה הם יוצאים. אותם ויוצרים אזור אנודה עם פוטנציאל חיובי.
קורוזיה של מעטפות כבלים מתרחשת באזור האנודה, מכיוון שכאן משתחרר חמצן, שמחמצן ומכלה את המתכת של מעטפת הכבל.
ייעוד נעשה על ידי מדידת הפוטנציאל על מעטפות הכבלים ביחס לאדמה. פוטנציאל חיובי מצביע על נוכחות של אזור אנודי, פוטנציאל שלילי מציין אזור קתודי.
עבור כבלי חשמל משוריינים עם מעטפות עופרת המונחות בקרקעות נמוכות פעילות (התנגדות של יותר מ-20 אוהם למטר), צפיפות זרם דליפת הקרקע היומית הממוצעת לא תעלה על 14 mA/m2. אחרת, יש צורך באמצעים כדי להגן על מעטפות הכבלים מפני קורוזיה. עבור כבלי עופרת חשופים, אזורי האנודה נחשבים למסוכנים ללא קשר לצפיפות זרם הדליפה.
שיטות להגנה על מעטפות מתכת של כבלים מפני קורוזיה וזרמים תועים
על מנת להגן על מעטפות המתכת של הכבלים מפני זרמים תועים, בנוסף לביטול הפרות ביישום ותפעול רשתות מסילות ויניקה של תחבורה מחושמלת, נעשה שימוש בקיטוב קתודי, ניקוז חשמלי והגנה על מגן.
קיטוב קתודי
קיטוב קתודי פירושו שפוטנציאל שלילי נוצר על מעטפת הכבל על ידי מקור חיצוני המונע זרם מהמסילות למעטפת הכבל
ניקוז חשמלי
ניקוז חשמלי מורכב מהסטת הזרמים התועים ממעטפות המתכת של הכבלים למקור הזרמים הללו.
הגנה מגן
המגן המגן מספק חיבור של מעטפות כבל מתכת עם אלקטרודת סגסוגת מגנטית המוטבעת באדמה ובעלת פוטנציאל גבוה יותר (כ-1.5 V) מאשר מעטפות הכבלים. הזרם שנוצר מהפרש הפוטנציאל מוקף בין המגן (אלקטרודה) לבין מעטפת הכבל. אזור ההגנה של הדריכה הוא כ-70 מ'.
ערכת הגנה קתודית של מעטפת המתכת של הכבל מפני קורוזיה: 1 - הארקת אנודה, 2 - חוט, 3 - מקור זרם ישר (תחנת קתודה), 4 - חוט, 5 - נקודת ניקוז (צומת מגע), 6 - מעטפת כבל , 7 - קווי מתח אלקטרומגנטיים.