強(qiáng)制電流陰極保護(hù)

  強(qiáng)制電流陰極保護(hù)主要用在電纜或穿人電纜的鋼套管上，它們位于建筑物密集區(qū)以外，在此有可能建設(shè)大型陽極裝置而對其他管線沒有有害影響。在人口密集地區(qū)，用強(qiáng)制電流的陰極保護(hù)常常只能采用深井陽極或在個別問題突出的地方局部采用地表淺埋陽極(局部陰極保護(hù)，見第12章)。

小的強(qiáng)制電流保護(hù)裝置的輔助陽極可以靠近電纜或電纜導(dǎo)管安裝。但是，它們也能做成帶狀陽極插進(jìn)敞開的電纜導(dǎo)管槽中，這些電纜導(dǎo)管是用預(yù)制成導(dǎo)管形狀的水泥塊構(gòu)成的，這樣可減少對其他管道的干擾。如圖13-4所示為用1根帶狀陽極保護(hù)的3根電話電纜的電位分布情況。帶有金屬護(hù)套的長距離電纜應(yīng)實施陰極保護(hù)，因為受沿線土壤影響會形成延長的腐蝕電池(見4.2.1節(jié))。

在陰極保護(hù)的管道附近的鉛包電纜必須與該管道的陰極保護(hù)裝置連接，否則它們會受此保護(hù)電流的干擾(見 9.2節(jié))。如圖13-5所示為長10m 的電纜的電流需要量及其電位分布情況。這種做法同樣適用于與陰極保護(hù)的管道交叉的電纜用于消除干擾(見9.2節(jié))。假如采取以下有效措施，那么管道產(chǎn)生的難以抵御的保護(hù)電流干擾幾乎總是可以避免的:  

這種做法同樣適用于與陰極保護(hù)的管道交叉的電纜用于消除干擾(見9.2節(jié))。假如采取以下有效措施，那么管道產(chǎn)生的難以抵御的保護(hù)電流干擾幾乎總是可以避免的:(1)在陽裝置的電壓錐區(qū)域內(nèi)(陽極裝置周圍半徑約100m)，電纜采用聚乙烯防護(hù)層;

(2)與管道交叉點兩側(cè)至少 3m范圍內(nèi)，電纜采用完好無損的聚乙烯護(hù)層[4。接人電話鐵塔的電話電纜非常容易受到雷擊破壞。為避免雷擊破壞，或?qū)⑦@些電纜封閉在鍍鋅鋼套管內(nèi)，或敷設(shè)時增加防雷擊保護(hù)措施。采用鍍鋅鋼套管時，各節(jié)管子(6m)必須用防水密封型螺紋套簡連接起來。各個套簡間必須實現(xiàn)低電阻連接，否則管道的縱向電阻增大使管道無法實施陰極保護(hù)。套管的兩端必須采取防水密封[2.41。假如套管不是敷設(shè)在非凍土層中，那么必須根據(jù)土壤條件實施陰極保護(hù)。假如水滲進(jìn)管子的腐蝕缺陷部位，水會結(jié)成冰，在冰的壓力下電纜會被損壞。

  具有防雷擊保護(hù)措施的電纜在塑料防護(hù)層外采用沒有額外防護(hù)層的鍍鋅鋼絲增強(qiáng)，這樣可以改善電纜護(hù)套的漏電負(fù)荷G。這層增強(qiáng)材料通常是厚2mm的扁鋼帶，在土壤中特別容易被腐蝕。為了在電纜的有效壽命內(nèi)確保防雷擊功能，應(yīng)對增強(qiáng)鋼帶實施陰極保護(hù)。無防護(hù)層的鍍鋅鋼套管和鍍鋅扁鋼帶的保護(hù)電流密度相對較高，介于20~30mAm-2之間。由于多石塊地區(qū)的土壤電阻率很高，往往很難建成相應(yīng)的低電阻陽極裝置。假如保護(hù)裝置的整流器輸出電壓超過70V，一旦發(fā)生雷擊，相應(yīng)的過電壓避雷器將不會有效工作，最終會使整流器損壞。使用新型柔性陽極能夠克服這些問題(見7.2.4節(jié))。采用這些聚合物材料的電纜陽極，甚至是在高電阻率的土壤中，也能夠建成低電阻陽極裝置。這些聚合物材料的電纜陽極能夠與受保護(hù)的目的物平行敷設(shè)，間隔距離大于1m。采用很長的柔性纜形陽極，接地電阻較常規(guī)裝置的接地電阻低。雖然柔性陽極較貴，但它們具有以下優(yōu)點:

(1)輸出電壓低，所以變壓整流器容量可以小一些;

(2)受保護(hù)的目的物沿線的電位均勻地降低;

(3)對其他裝置的干擾非常小。

如圖13-6所示為沿著用柔性陽極保護(hù)的鍍鋅鋼套管的電位分布情況，該電纜一直接到發(fā)射機(jī)上。該鋼套管長1000m，管子沿線的土壤電阻率在800~16000·m之間。柔性陽極敷設(shè)在管子一側(cè)的焦炭屑里，與管子距離1m。陽極裝置的接地電阻大約為1.20。當(dāng)

保護(hù)電流為 3.5A時，該整流器需要11.5V的輸出電壓，保護(hù)用電功率為40W。電纜的鋼套管和防雷擊保護(hù)增強(qiáng)材料只能經(jīng)由火花間隙連接到操作接地上。當(dāng)電壓非常高時(如在閃電時)，該火花間隙就會作出響應(yīng)，并與該裝置導(dǎo)電性連通，以避免危險性接觸電壓以及損壞電話設(shè)備。當(dāng)該電壓一降下來，這些裝置便重新實現(xiàn)電分離。利用這一隔離方法可達(dá)到:

(1)腐蝕電池“鋼筋混凝土(基礎(chǔ)接地)/鋼管”或防雷擊增強(qiáng)材料被中斷;

外國日

(2)受保護(hù)目的物的保護(hù)電流需要量保持很低;

(3)受保護(hù)范圍被限制。所以，火花間隙的功用沒有被抵消，防雷擊的電纜兩端必須安裝絕緣套管，并裝有火花間隙隔離裝置，這樣在焊接點上與防雷擊增強(qiáng)材料連接的金屬護(hù)套或屏蔽與建筑物的工作接地(基礎(chǔ)接地)分離，與遠(yuǎn)端接地也分離。

  假如絕緣套管和火花間隙隔離裝置直接安置在土壤中，它們構(gòu)成潛在的危險點。電流能夠流出并重新流進(jìn)。假如把它們安裝在干土坑中，且兩側(cè)1m長的電纜要絕緣，那么可以減少這樣的危險。

  如圖13-7所示為特殊電纜(具有防雷擊保護(hù))的陰極保護(hù)電位圖，該電纜接到天線裝置上，并帶有無防護(hù)套的鍍鋅鋼鎧裝。由于地下有很多石塊，發(fā)現(xiàn)要將陽極安裝在1.6km 以外的地方，電阻才比較低。變壓整流器采用過壓保護(hù)器以防止雷擊。保護(hù)站的運(yùn)行利用一電纜線實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測，有雷電暴警報時，可以遠(yuǎn)程控制關(guān)斷此保護(hù)站。