13.3 陰極保護(hù)

  能夠像管道一樣防業(yè)電活電纜以及它們的防雷擊保護(hù)系統(tǒng)腐蝕。依照電纜的類塑和纜結(jié)物、或管法到不同的保護(hù)長(zhǎng)度。具有良好防護(hù)層的電纜的陰極保護(hù)范圍較采用黃麻青包扎的電纜大得多。利用式(24-75)可以計(jì)算得出受保護(hù)范圍的長(zhǎng)度。(1)受保護(hù)目的物的防腐層越好(小J)，保護(hù)范圍就越大;設(shè)印

(2)電阻負(fù)荷(R’)越低，保護(hù)范圍就越大。

  與管道決然不同的是，電纜及其防雷擊保護(hù)僅有很差的鎧裝或者沒(méi)有，因此，漏電大得多，電阻負(fù)荷顯然高得多，所以陰極保護(hù)中受保護(hù)范圍的長(zhǎng)度是很小的。這必然意著腐蝕防護(hù)是受限制的。盡管有這些缺點(diǎn)，如果能夠精確計(jì)算和精心規(guī)劃，還是可以經(jīng)濟(jì)地實(shí)施電話電纜的陰極保護(hù)。

雖然有些個(gè)別例外情況，但是在建筑物較多的地區(qū)以外，陰極保護(hù)相對(duì)還是比較容實(shí)施的，而在城市中心地區(qū)，由于地下有許多金屬構(gòu)筑物，所以陰極保護(hù)更為困難。因保護(hù)電流比較大，對(duì)臨近裝置的干擾問(wèn)題也是需要考慮的(見(jiàn)9.2節(jié))。

  按照?qǐng)D3-5中的數(shù)據(jù)，在鉛包電纜上采用無(wú)IR降電位測(cè)量的關(guān)斷電源的方法容易出錯(cuò)。如果進(jìn)行粗略調(diào)查，可以用電位測(cè)量值建立和控制陰極保護(hù)。這意味著人們無(wú)法收集到完整的防腐信息，而只能收集到有關(guān)保護(hù)電流進(jìn)人和消除與外部陰極構(gòu)筑物接觸的電池活性的信息。采用3.3.1節(jié)的反向轉(zhuǎn)換方法能夠獲得精確的電位測(cè)量值。表13-1列出了埋地電纜的靜電位與保護(hù)電位，作為2.4節(jié)說(shuō)明的補(bǔ)充。該保護(hù)電位處于U范圍以內(nèi)。13.3.1 雜散電流保護(hù)

  在建筑物高度密集的地區(qū)，電話電纜敷設(shè)在導(dǎo)管中，這些導(dǎo)管大多數(shù)是用一定形狀的預(yù)制水泥塊構(gòu)成的。這樣，無(wú)法避免電纜與有軌電車軌道平行布置。防護(hù)層質(zhì)量很差或完全沒(méi)有防護(hù)層的金屬護(hù)套電纜嚴(yán)重暴露在有軌電車的雜散電流下[5,6]可以用電纜護(hù)套對(duì)地電位的測(cè)量值來(lái)評(píng)價(jià)雜散電流干擾的腐蝕危險(xiǎn)(見(jiàn)15.5.1節(jié))由于實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)變化莫測(cè)，雜散電流又無(wú)法關(guān)斷，所以要費(fèi)很大的力氣才能進(jìn)行無(wú)IR除電位測(cè)量。為了使電位測(cè)量中的IR降保持低一些，參比電極必須盡量靠近被測(cè)量的目的物。在電纜導(dǎo)管中測(cè)量時(shí)(如在有軌電車軌道下方)，參比電極可以安置在敞開(kāi)的導(dǎo)管中根據(jù)鎧裝電流的測(cè)量值能夠確定在電纜套管中流動(dòng)的雜散電流的大小和方向。以前那些確定進(jìn)出電流量的測(cè)量方法都不太精確，所以無(wú)法定量確定出現(xiàn)的雜散電流[6,7。由13-1可見(jiàn)，根據(jù)沒(méi)有焊接頭套管的一定長(zhǎng)度電纜的電壓降計(jì)算鎧裝電流時(shí)，電纜的鎧裝電阻是必不可少的。

有多處接地點(diǎn)的直流裝置能夠在土壤中引起雜散電流，它會(huì)對(duì)其他裝置產(chǎn)生干擾(見(jiàn)9.2節(jié))。所有直流電氣化鐵路都是雜散電流的來(lái)源?？梢园吹?5章的說(shuō)明對(duì)電纜采用相同的保護(hù)方法。

  在城市地區(qū)雜散電流排流中(見(jiàn)圖15-5)，有軌電車變電站大約有10%~15%的供電流被排掉了。有時(shí)候，高達(dá)300A的電流能夠經(jīng)由雜散電流排流從電纜護(hù)套返回雜散電流的源頭。采用雜散電流排流降低電位的做法常常只對(duì)幾百米長(zhǎng)且沒(méi)有鎧裝的鉛皮電纜有作用，因?yàn)樗鼈兊穆╇娯?fù)荷很高，相應(yīng)地電纜鎧裝電阻也很高[8。安裝強(qiáng)制排流設(shè)施能夠增加保護(hù)系統(tǒng)的有效長(zhǎng)度(見(jiàn)圖15-7)。當(dāng)雜散電流排流點(diǎn)上的直流裝置不夠負(fù)的時(shí)候，或由于雜散電流回流導(dǎo)體的電阻產(chǎn)生過(guò)大的電壓降以至無(wú)法達(dá)到所需的保護(hù)電位的情況下，應(yīng)采用這些保護(hù)措施。

  電位調(diào)節(jié)裝置主要用于強(qiáng)制排流(見(jiàn)第8章)。電位控制可以降低電流消耗，減少其對(duì)外部裝置的干擾，因?yàn)橥ㄟ^(guò)電位控制，使受保護(hù)的目的物的電位僅僅降低到足夠該裝置需要的保護(hù)程度。在電纜范圍很寬的情況下，采用多個(gè)小的保護(hù)電流設(shè)備是很有利的，因?yàn)檫@能夠在受保護(hù)的目的物上均勻地降低電位，而且對(duì)外部裝置很少干擾。如圖13-2所示為采取雜散電流排流時(shí)的電纜的電位分布狀況，排出的電流總量大約為70A。

  必須定期檢查和監(jiān)管所有保護(hù)措施以確保其有效性。為了盡量降低勞動(dòng)力成本，檢查的時(shí)間間隔盡可能長(zhǎng)一些。這需要能夠?qū)ρb置的主要設(shè)備如變壓整流器實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)管，因?yàn)檫@些設(shè)備發(fā)生過(guò)載或超電壓時(shí)往往會(huì)發(fā)生故障。用于遠(yuǎn)程監(jiān)管雜散電流排流狀況的設(shè)備的工作原理如圖13-3所示。出現(xiàn)以下故障狀況時(shí)，該監(jiān)管設(shè)備立刻發(fā)出信號(hào)。

(1)從鐵軌流到電纜的電流大于2A。記錄裝置延遲8s后應(yīng)當(dāng)響應(yīng)，該延遲時(shí)間是必要的，這樣沿電話電纜發(fā)生的電流脈沖不至于引起報(bào)警;

(2)在長(zhǎng)達(dá)8h以上的時(shí)間內(nèi)，排流電流小于0.31…x。這個(gè)延遲時(shí)間是必要的，因?yàn)樵陔s散電流源頭操作關(guān)斷期間，電流不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到0.3max在中央控制室中顯示該信號(hào)。