電話(huà)電纜強(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(yáng)極裝置而對(duì)其他管線(xiàn)沒(méi)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(yáng)極或在個(gè)別問(wèn)題突出的地方局部采用地表淺埋陽(yáng)極(局部陰極保護(hù)，見(jiàn)第12章)。

 小的強(qiáng)制電流保護(hù)裝置的輔助陽(yáng)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(yáng)極插進(jìn)敞開(kāi)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(duì)其他管道的干擾。如圖13-4所示為用1根帶狀陽(yáng)極保護(hù)的3根電話(huà)電纜的電位分布情況。帶有金屬護(hù)套的長(zhǎng)距離電纜應(yīng)實(shí)施陰極保護(hù)，因?yàn)槭苎鼐€(xiàn)土壤影響會(huì)形成延長(zhǎng)的腐蝕電池(見(jiàn)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(huì)受此保護(hù)電流的干擾(見(jiàn) 9.2節(jié))。如圖 13-5所示為長(zhǎng) 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(jiàn)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(yáng)極裝置的電壓錐區(qū)域內(nèi)(陽(yáng)極裝置周?chē)霃郊s100m)，電纜采用聚乙烯防護(hù)層;

長(zhǎng)度 /km

(2)與管道交叉點(diǎn)兩側(cè)至少3m范圍內(nèi)，電纜采用完好無(wú)損的聚乙烯護(hù)層[4]。接人電話(huà)鐵塔的電話(huà)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(shí)增加防雷擊保護(hù)措施。采用鍍鋅鋼套管時(shí)，各節(jié)管子(6m)必須用防水密封型螺紋套筒連接起來(lái)。各個(gè)套筒間必須實(shí)現(xiàn)低電阻連接，否則管道的縱向電阻增大使管道無(wú)法實(shí)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(shí)施陰極保護(hù)。假如水滲進(jìn)管子的腐蝕缺陷部位，水會(huì)結(jié)成冰，在冰的壓力下電纜會(huì)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(méi)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(duì)增強(qiáng)鋼帶實(shí)施陰極保護(hù)

無(wú)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(duì)較高，介于20~30mA·m-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(yáng)極裝置。假如保護(hù)裝置的整流器輸出電壓超過(guò) 70V，一旦發(fā)生雷擊，相應(yīng)的過(guò)電壓避雷器將不會(huì)有效工作，最終會(huì)使整流器損壞。使用新型柔性陽(yáng)極能夠克服這些問(wèn)題(見(jiàn)7.2.4節(jié))。采用這些聚合物材料的電纜陽(yáng)極，甚至是在高電阻率的土壤中，也能夠建成低電阻陽(yáng)極裝置這些聚合物材料的電纜陽(yáng)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(zhǎng)的柔性纜形陽(yáng)極，接地電阻較常規(guī)裝置的接地電阻低。雖然柔性陽(yáng)極較貴，但它們具有以下優(yōu)點(diǎn):

(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(xiàn)的電位均勻地降低;

(3)對(duì)其他裝置的干擾非常小。

如圖13-6所示為沿著用柔性陽(yáng)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(zhǎng)1000m，管子沿線(xiàn)的土壤電阻率在800~1600·m之間。柔性陽(yáng)極敷設(shè)在管子一側(cè)的焦炭屑里，與管子距離1m。陽(yáng)極裝置的接地電阻大約為1.22。當(dāng)

保護(hù)電流為3.5A時(shí)，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(shí)(如在閃電時(shí))，該火花間隙就會(huì)作出響應(yīng)，并與該裝置導(dǎo)電性連通，以避免危險(xiǎn)性接觸電壓以及損壞電話(huà)設(shè)備。當(dāng)該電壓一降下來(lái)，這些裝置便重新實(shí)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;

(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(méi)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(diǎn)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(xiǎn)點(diǎn)。電流夠流出并重新流進(jìn)。假如把它們安裝在干土坑中，且兩側(cè)1m長(zhǎng)的電纜要絕緣，那么可以減少這樣的危險(xiǎn)。

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(xiàn)裝置上，并帶有無(wú)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(yáng)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(guò)壓保護(hù)器以防止雷擊。保護(hù)站的運(yùn)行利用一電纜線(xiàn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，有雷電暴警報(bào)時(shí)，可以遠(yuǎn)程控制關(guān)斷此保護(hù)站。