Монтаж кабельных линий в земле

Рассмотрим технологию сращивания жил в четверке. Эту операцию начинают с того, что две четверки одинакового порядко-вого номера в сращиваемых концах кабеля выравнивают и уклады-вают рядом. Навитые на эти четверки нитки сдвигают к свинцовой оболочке и затягивают, затем на обе четверки надевают групповые кольца и пишут на них номер четверки, а на каждую из жил четверки одного из концов кабеля надевают изолирующие гильзы.

При монтаже муфт без симметрирования кабельных цепей в каждой из четверок сращивают друг с другом жилы, имеющие одинаковую расцветку. В тех муфтах, где предусмотрено симметриро-вание цепей, соединение жил между собой производят по особому правилу. Выбрав в четверках две жилы, кото-рые должны быть соединены друг с другом, если изоляция трубча-тая или кордельно-бумажная, спайщик скручивает их на два обо-рота вместе с изоляцией, а затем, сняв с жил изо-ляцию ниже скрутки и сложив голые жилы, также скручивает их и на расстоянии около 30 мм от начала скрутки обре-зает. Остальные жилы четверки скручивают таким же образом. У кабелей с пластмассовой изоляцией жил скрутку жил вместе с изоляцией не производят, а скручивают жилы после удаления с них изоляции.

Подготовленные скрутки жил смачивают на длине 15-20 мм раствором канифоли и запаивают припоем ПОС-40. При запайке удобно пользоваться паяльником в виде стаканчика с расплавленным припоем. Запаянную скрутку жилы в четвертке отгибают в сторону, противоположную надетой гиль, а затем надевают гильзу на скрутку. Изолированные таким образом жилы складывают вместе с обеих сторон и придви-гают групповые кольца.

Скрутки жил разных четверок располагают по длине муфты так, чтобы они оказались распределенными равномерно по всей длине муфты, что делает ее более компактной. По окончании сращивания всех жил кабеля производят тщательную просушку места сращивания для удаления из него влаги, что особенно важно у кабелей с бумажной изоляцией жил. Для кабелей, которые прошпаривались при разделке концов, просушка производится вторичной прошпаркой. Другие кабели с бумажной или кордельно-бумажной изоляцией просушивают пламенем паяльной лампы. Для этого лампу устанавливают так, чтобы пламя ее проходило под сростком и горячий воздух охватывал всю скрутку.

По окончании сушки сросток упаковывают несколькими слоями ленты кабельной бумаги; у кабелей с пластмассовой изоляцией сросток сначала обматывают полиэтиленовой лентой, а затем несколькими слоями ленты из кабельной бумаги.

При прокладке и монтаже кабелей дальней связи в некоторых соединительных муфтах; называемых конденсаторными, производят симметри-рование кабельных цепей при помощи включения между жи-лами, а также между жилами и землей симметрирующих конден-саторов. Если конденсатор должен быть вклю-чен между жилами в четвертке, то его проводники припаивают к соответствующим жилам. При включении конденсатора между какой-либо жилой и землей (оболочкой кабеля) один его про-водник припаивают к жиле, а второй - к проводнику , соединяющему металлические оболочки обоих концов кабеля. После того как присоединение всех конденсаторов закончено кабельная скрутка просушена и обвернута кабельной бумагой, конденсаторы укладывают по окружности сростка и плотно за-крепляют суровой ниткой.

Установка и запайка свинцовых муфт

Перед установкой на кабель соединительную муфту тщательно протирают и просушивают, а в тех местах, где муфту спаивают со свинцовой оболочкой, а также в местах разрезов ее зачищают до металлического блеска и для облегчения запайки иногда залуживают.

Если запайке подлежит цилиндрическая муфта без разреза, то после зачистки до блеска кабельной оболочки в местах ее спайки с конусами муфты муфту сдвигают с кабеля на место сростка, имеющийся на муфте конус тщательно оправляют деревянным молотком до плотного прилегания края конуса к кабельной оболочке; на другом конце муфты, где конус отсутствует, его делают деревянным молотком с использованием оправок. Если устанавливают муфту с одним поперечным разрезом, то ее перед установкой раздвигают, а затем, установив на сросток, сжимают так, чтобы края продольного шва находили друг на друга, а также оправляют деревянным молотком. Муфты с одним или с двумя продольными разрезами перед запайкой временно скрепляют проволочным хомутом.

После этого в пламени паяльной лампы нагревают палочку припоя марки ПОС-30 и при достижении ею температуры плавле-ния слой припоя накладывают на место спайки. Затем пламя паяльной лампы переносят на место запайки, и, разогревая наложенный слой припоя, его разминают и разглажи-вают тряпкой, пропитанной стеарином, до тех пор, пока спайка не примет требуемую форму. Запаянную муфту охлаждают стеарином и детально осматривают, проверяя, чтобы спайка имела гладкую поверхность без трещин и выплавленных мест (раковин).

Качество запайки муфты проверяют также сжатым воздухом. Для этой цели в корпус муфты впаивают вентиль, к которому присоединяют насос или баллон со сжатым воздухом, создают в муфте давление в пределах до 9,8-10⁴ Па, при этом муфту и все места смачивают мыль-ной водой и по отсутствию пузырьков воздуха, выходящих из муфты, судят о доброка-чественности ее запайки. После проверки герметичности муфты вентиль выпаивают, а образо-вавшееся в муфте отверстие запаивают.

Технология запайки свин-цовых муфт на кабелях с алю-миниевой оболочкой (например, МКБАБ, МКПАБ и др.) имеет ряд особенностей. Так, при за-пайке конусов муфты в качест-ве флюса вместо стеарина сле-дует применять прошпарочную массу МКС-1. Для того чтобы не повредить пластмассовые ленты или шланги, защищающие алюминиевую оболочку и броню, запайку муфты необходимо производить возможно быстрее, не давая ей сильно перегре-ваться; с этой же целью алюминиевую оболочку вблизи от места запайки муфты охлаждают мокрой ветошью или устанавливают на оболочке охладители - массивные разъемные медные диски.

Для увеличения герметичности и надежности запайки свинцо-вой муфты на магистральных железнодорожных кабелях оголен-ную часть алюминиевой оболочки кабеля и свинцовую муфту покрывают битумно-резиновой мастикой МБР слоем 0,5-0,8 мм, поверх которого с перекрытием наматывают слой полиэтиленовой ленты. Поочередное покрытие мастикой и обмотку лентой повто-ряют три-четыре раза. При этом вторым и последующими слоями ленты и мастикой покрывают и оголенную броню кабелей. На верхний слой мастики после ее загустевания наматывают с пере-крытием стеклоленту, предварительно пропитанную мастикой.

Такое многослойное покрытие не только повышает герметич-ность муфты, но и имеет целью защитить алюминиевую оболочку и броню от почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами в местах установки соединительных муфт.

Понятие о соединении концов кабелей

с алюминиевой оболочкой методами опрессования и взрыва

Соединение концов кабелей с алюминиевой оболочкой методами холодного опрессования (холодной свар-ки) и взрыва применяют при широком фронте работ по прокладке кабеля, как правило, выполняемых специа-лизированными организа-циями. Это методы рассчи-таны на специально обучен-ные бригады, оснащенные специальным оборудованием и инструментами. Поэтому ниже даны только общие понятия о технологии выполнения этих работ.

При соединении концов кабеля методом холодного опрессования после разделки концов кабеля (без облуживания алюминиевой оболочки) специальным приспособлением на длине 35-40 мм развальцовывают (расширяют) алюминиевую оболочку обоих концов кабеля и между сердечником кабеля и оболочкой вставляют стальные опорные втулки. Эти втулки защи-щают сердечник кабеля от смятия в процессе дальнейшего опрес-сования.

Затем на один из концов кабеля надевают алюминие-вую трубку-муфту, а на другой (если он имеет наружный поли-этиленовый шланг - полиэтиленовую трубку, предназначен-ную для последующей защиты алюминиевой трубки-муфты. После соединения и запайки жил четверки и изолирования места сростка концов кабеля предварительно зачищенные кардной щеткой внутреннюю поверхность трубки-муфты и развальцованные уча-стки концов кабеля смазывают клеем БФ или кварцево-вазелиновой пастой (смесь вазелина с мелким песком). Затем трубку-муфту надвигают на сросток и гидравлическим прессом опрессовывают концы муфты при помощи специальных матриц..

У кабелей с наружным полиэтиленовым шлангом на концы опрессованной муфты делают подмотку из полиэтиленовой ленты, надвигают полиэтиленовую муфту на сросток кабеля и стыки полиэтиленовой оболочки со шлангом кабеля обматывают тремя слоями полиэтиленовой ленты, поверх которой накладывают стеклоленту и участки стыка полиэтиленовой муфты со шлангом кабеля, нагревают пламенем паяльной лампы до потемнения стеклоленты. После остывания стеклоленту удаляют и на этом уста-новку муфты заканчивают.

Если кабель не имеет наружного полиэтиленового шланга, то для защиты алюминиевой оболочки кабеля и трубки-муфты покры-вают битумно-резиновой мастикой и обматывают полиэтиленовой лентой так же, как и при запайке на кабеле свинцовой муфты. Соединение концов алюминиевой оболочки методом холод-ной сварки отличается от метода холодного опрессования только несколько измененной конструкцией опорных втулок и матриц.

Если в дальнейшем предполагается соединение алюминиевой трубки-муфты с броней кабеля для заземления муфты, до опрессования, то под трубку-муфту с обеих ее концов закладывают луженые медные пластины 0,3X10 мм длиной 100 мм.

Соединение концов кабелей с алюминиевой оболочкой мето-дом взрыва отличается от метода холодного опрессования в основном тем, что вместо пресса используются заряды взрывча-того вещества, устанавливаемые на концы алюминиевой трубки-муфты. При их взрыве взрывная волна плотно соединяет трубку-муфту. с развальцованными концами алюминиевой оболочки кабеля.

Кроме описанных методов соединения концов кабелей с алюми-ниевой оболочкой, получил распространение метод склеива-ния с применением клея ВК-9. При этом методе используются две, входящие одна в другую, алюминиевые полумуфты с горло-винами, соответствующими наружному диаметру алюминиевой оболочки кабелей.

После разделки концов кабелей одну полумуфту надвигают на один конец кабеля, а другую - на оболочку другого его конца. Когда сращивание жил кабеля закончено, полумуфты сдвигают на сросток, предварительно наложив слой клея ВК-9 на поверх-ность полумуфты меньшего диаметра, входящей в другую полу-муфту и на концы кабельной оболочки в месте расположения гор-ловин полумуфт. При этом в случае необходимости для плотной подгонки полумуфт друг к другу и горловин к оболочке в месте их стыков подматывают пропитанный клеем бинт из марли.

Затем на смонтированную муфту и выходящие из нее концы кабельной оболочки на длине 30-40 мм наносят слой клея ВК-9 и обматывают их марлевым бинтом. Всего таким образом наматывают 5-6 слоев бинта с промазкой клеем. После этого на смонти-рованную муфту временно устанавливают железный кожух и нагревают его пламенем паяльной лампы с таким расчетом, чтобы температура внутри кожуха не превышала 60-80° С. Прогрев продолжают в течение 1 ч, что достаточно для отвердевания клея. Затем кожух снимают и, как и при других методах соедине-ния концов кабелей, восстанавливают наружные покровы кабеля.

Установка и заливка чугунных предохранительных муфт

Для защиты от повреждения свинцовых муфт, устанавливаемых на бронированных подземных кабелях, их заключают в чугунные предохранительные муфты.

Перед укладкой смонтированной свинцовой муфты в чугунную последнюю, отвернув все болты, разбирают, очищают от пыли и грязи все ее детали и просушивают пламенем паяльной лампы. Затем производят электрическое соединение брони и металли-ческих оболочек обоих концов кабелей между собой. Для этого оставленные ранее концы проволок скручивают друг с другом и припаивают к свинцовой муфте в ее середине. Остав-шийся конец провода обычно выводят через горловину чугунной муфты к заземлению, если таковое предусмотрено, или для соеди-нения с таким же проводом от муфты соседнего кабеля (при двухкабельной системе).

После этих подготовительных работ нижнюю половину чугунной муфты кладут на дно котлована и в нее укла-дывают смонтированную свинцовую муфту, предварительно плотно обернув кабель в местах зажима его фланцами лентой из про-смоленной кабельной бумаги для более надежного закрепления кабеля при сборке чугунной муфты. В пазы на бортах нижней половины чугунной муфты закладывают жгуты из кабельной пряжи для того, чтобы воспрепятствовать вытеканию кабельной массы при заливке муфты. После этого на нижнюю половину чугунной муфты накладывают ее верхнюю половин и фланцы, а затем скреп-ляют все детали муфты болтами так, чтобы кабель прочно держался в муфте. После сборки чугунную муфту заливают битумной ка-бельной массой марки МБ-90, нагретой до температуры 130- 140° С. Перед заливкой муфту прогревают пламенем паяльной лампы, чтобы кабельная масса при заливке медленнее охлаждалась и проникала во всю полость муфты.

Заливку кабельной массы производят через отверстие в верх-ней половине чугунной муфты равномерными порциями через каждые 5-10 мин по мере осадки остывающей в муфте массы. После заливки отверстие закрывают крышкой и плотно закрепляют болтами. Все болтовые соединения муфты обливают кабельной массой, что снижает интенсивность коррозии и облегчает в даль-нейшем вскрытие муфты при повреждении кабеля.

МЕХАНИЗАЦИЯ КАБЕЛЬНЫХ РАБОТ

Инструменты и механизмы, применяемые при строительстве и

ремонте кабельных линий

При строительстве кабельных линий связи, как правило, все тяжелые и трудоемкие работы максимально механизируют. Ручной труд применяется в тех случаях, когда механизация работ невоз-можна или нецелесообразна.

При определении количества и наименования механизмов, необходимых для производства работ, стремятся к комплексной механизации работ, учитывая экономически целесообразное использование всех машин с максимально возможной производи-тельностью. Эксплуатация при строительстве и ремонте кабель-ной линии связи машин, механизмов и приспособлений дает боль-шую эффективность в поднятии производительности и облегчения условий труда рабочих.

При строительстве, эксплуатационно-техническом обслужива-нии кабельного хозяйства и ремонтно-восстановительных работах на кабельных линиях применяют разнообразные инструменты и механизмы.

При прокладке просек в мелком лесу и кустарнике применяется кусторез, предназначенный для обрезки сучьев и расчистки пло-щадей, покрытых кустарником, мелколесьем.

Для разработки траншей и котлованов в скальных и мерзлых грунтах, а также для вскрытия уличных покровов и пробивки проемов и отверстий в стенах используются пневматические ин-струменты. В качестве источников сжатого воздуха получили распространение передвижные воздушно-компрессорные станции ЗИФ-55 и ЗИФ-ВКС-6 (прицепные на пневмоколесном ходу). В процессе монтажа кабеля для накачки его воздухом применяются компрессорные установки КИ-79, КМ-77 и КМ-135.

При разработке траншей в тяжелых грунтах, а также для вскрытия асфальта и булыжных мостовых пользуются пневмоотбойным молотком ОМСП-5 и бетоноломом И-37А. Для пробивки отверстий в стенах применяют строительные пистолеты. Рубку металла, чеканку швов в металлоконструкциях, зачистку сварных швов и другие работы на строительстве устройств связи выполняют с помощью пневматических рубильных молотков.

Для забивки в грунт электродов заземления используют вибромолоты ВМ-2 и ВМ-3.. Сверление отверстий в различного рода конструкциях осуществляют электросверлилками различных типов, основные из которых Э-1004, С-451 и С-478. Для водоот-лива используются насосы ГНОМ-ЮА, ВНМ-18, а также пере-движные и переносные мотопомпы.

Кабельные барабаны к месту прокладки кабелей перевозят на автомобилях, трейлерах, тракторах с прицепами, обладающих высокой проходимостью, железнодорожных платформах или на кабельных тележках и кабельных транспортерах. Последние содержат две ручные лебедки для накатки барабанов и автомати-ческий привод для вращения кабельного барабана, используемого при раскатке кабеля. Для разгрузки и погрузки барабанов с ка-белем, пустых барабанов используются самоходные краны, авто-мобильные и тракторные марок ЛАЗ-690А, К-61, АК-75, К-Ю4.

Для протягивания кабеля в канализации применяются ручные и механические лебедки. Лебедки ручные выпускаются типов Т-68А, Л-0,125, Л-0,32, Л-0,5; электрические - типов ЭЛФ-0,5, ЭЛ-1,5, Л-3, УЛ-3. Скорость протягивания кабеля от 3,6 до 10 м/мин.

Если лебедка устанавливается на автомобиле, то приводится она в движение двигателем автомашины. Кроме лебедки, на авто-мобиле монтируют агрегаты для вентилирования колодцев, на-качки кабеля воздухом и откачки воды из колодцев, а также элек-трогенератор для освещения места работ и питания электроин-струментов.

Для планировки трассы, расчистки ее от мелких насаждений, засыпки траншей и котлованов рекомендуется применять буль-дозеры марок Д-535, Д-492 и Д-493. Для корчевания пней диаме-тром до 0,45 м, валки деревьев, очистки трассы от крупных камней и транспортировки их на небольшие расстояния используется корчеватель Д-496 на тракторе Т-100.

Механизация работ по рытью траншей и на бестраншейных проходках

При строительстве кабельных линий связи, для рытья траншей получили распространение роторные многоковшовые экскаваторы ЭР-6, ЭТР-131 и ЭТР-132. Экскаваторы этих марок работают в комплекте машин, которые отрывают траншеи и одно-временно прокладывают в них кабели. В практике строительства кабельных магистралей находят также применение траншейные скребковые экскаваторы ЭТН-124 и ЭТЦ-161. Для рытья котлова-нов, траншей и выполнения других работ по рытью, перевалке и отсыпке грунта используются одноковшовые экскаваторы Э-153, Э-302, Э-304. Если траншеи роют экскаваторами, то засыпку после укладки кабеля производят бульдозерами Д-492 или траншеезасыпщиками ТЗ-2.

Для рытья траншей при прокладке кабелей в междупутьях на станциях и перегонах используют самоходную машину, пере-двигающуюся по рельсам и состоящую из многоковшового ротор-ного цепного бара, установленного на выдвижной раме. Такая конструкция машины позволяет рыть траншеи на расстоянии 1,85-2,85 м от оси пути. Ширина отрываемой траншеи 0,3 м, а глубина, считая от головки рельса, до 1,6 м.

Для устройства контуров заземлений предназначена машина МСКЗ-2, сконструированная на базе экскаватора типа ЭТЦ-161 с использованием вибромолота ВМ-3. Для пропорки грунта, а также для прокладки проводов или тросов грозозащиты при-меняется двухколесный прицепной агрегат ПГЗ-2, оборудо-ванный как пропорочным, так и проводо- или тросоукладочным ножами.

Кабельные переходы под железными и шоссейными дорогами, а также под другими препятствиями, как правило, осуществляются бестраншейной проходкой. Подземные каналы для кабельных переходов создаются двумя способами: продавливанием (проко-лом) грунта и горизонтальным бурением.

Бестраншейная проходка методом прокола осуществляется гидравлическими установками БГ-1 и БГ-3, а также пневмопробойником П-4601

Для бестраншейных прокладок методом прокола (продавливания) применяется также специально оборудованная машина КМ-143М на базе автомобиля ГАЗ-63. Машина КМ-143М оснащена двумя насосами для подачи масла в гидропресс гидробуром, гидрокраном, насосом для откачки воды из котлована и лебедкой для самовытаскивания машины и протяжки кабеля в канализации. Все перечисленное оборудование приводится в действие от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и трансмиссию, предусматривающую независимое" включение каждого агрегата из кабины водителя. Кроме того, машина оснащена комплектом штанг, расширителей, опорных плит для гидробура, вспомога-тельного инструмента, инвентаря и приспособлений. Бестраншейная проходка методом прокола может также осу-ществляться пневмопробойником П-4601, приводимым в действие воздушным давлением от передвижной компрессорной станции. Этим механизмом можно осуществлять подземные проходки с каналами диаметром от 150 до 250 мм на длине до 50 м. Для осуществления бестраншейных подземных проходок с диаметром скважин 210 мм в песчаных грунтах применяется шнековая машина ДМ-1. В этом случае грунт разрабатывается вращаемой буровой головкой со шнеками. Шнеки удаляют разработанный грунт через обсадные трубы.

Комплексная механизация работ при укладке кабелей

Для прокладки кабеля способом расклинивания грунта приме-няются прицепные ножевые кабелеукладчики. Они выпускаются на колесном ходу (КУ-150, КУ-К-3, КУ-120), на гусеничном ходу (КУ-Г-1, КУ-Г-3) и болотоходные (КУ-Б-2, КУ-Б-3). Основным рабочим органом кабелеукладчика являются кабелеукладочные ножи. Сзади ножа укрепляется полая кассета с направляющими лотками, через которые проходят прокладываемые кабели.

На рис. 21 показан кабелеукладочный агрегат КУ-150., кото-рый состоит из кабелеукладчика КУ-150, трех ка-бельных транспортеров КУ-22 и трактора Т-ЮОМБГП с лебедкой. Кабелеукладочный агрегат предназначен для про-кладки одной и двух ниток кабеля в грунте до IV категории вклю-чительно с возможностью преодоления водных преград и болот. Кабелеукладчик выполнен на раме с обтекаемым днищем с балансирной подвеской, сцепляется он с кабельными тележками-транспортерами при помощи троса от тракторной лебедки. Входя-щий в состав агрегата трактор, кроме тяги кабелеукладчика с те-лежками-транспортерами, обеспечивает подтягивание при помощи своей лебедки кабельного транспортера для сцепки с кабелеукладчиком, а также подачи жидкости в гидроцилиндры кабеле-укладчика для подъема и заглубления ножа.

Принцип работы кабелеукладчика заключается в следующем. На передней части рамы кабелеукладчика укреплен вспомога-тельный нож, который при его поступательном движении раз-рыхляет верхний слой почвы на глубину 0,5 м и устраняет мелкие препятствия (оставшиеся корни деревьев, камни и т. п.). За вспо-могательным ножом на раме закреплен основной нож, который при движении образует в грунте узкую щель глубиной до 1,3 м.

К основному ножу при помощи шарниров прикреплена кассета 3, через которую пропущены кабели с установленных на кабельном транспортере барабанов. Агрегат предназначен для работы с кабельными транспортерами цикличным методом, исключающим необходимость перегрузки барабанов на трассе.

При прокладке кабеля кабелеукладчиком в месте начала ук-ладки отрывают котлован и устанавливают над котлованом кабелеукладчик, нож которого опускают в котлован и заправляют кассету кабелем так, чтобы его конец выходил из кассеты, конец кабеля закрепляют в котловане. Вспомогательный нож также приводят в рабочее положение. Передвигается кабелеукладчик с помощью трактора. Во время движения сматываемый с барабана кабель проходит через кассету и укладывается на дно образуемой в грунте щели. После того как с барабанов одного транспортера кабель размотан, его конец складывают с кабелем следующего барабана другого транспортера, плотно обматывают их просмо-ленной лентой и, пропустив через кассету, продолжают прокладку кабеля. Скорость прокладки кабеля кабелепрокладочным агрега-том КУ-150 2,2 км/ч.

Для засыпки щели и образования валика над ней после про-кладки кабеля применяются прицепные засыпщики типа ТЗ-2, буксируемые автомобилем. Ширина образуемого валика до 1000 мм, высота до 500 мм.

Для прокладки всех типов кабелей связи по любому рельефу местности, болотам, лесным просекам, по дну рек, по уклонам до 45° предназначен кабелеукладчик КУ-К-3. Корпус кабелеукладчика понтонного типа на пневмоколесном ходу с балансирной подвеской. Загружается кабелеукладчик четырьмя бараба-нами с кабелем.

Прокладка в грунт малогабаритных кабелей всех типов по сложному рельефу местности, болотам, лесам и по дну рек осуще-ствляется кабелеукладчиком КУ-120, который также имеет кор-пус понтонного типа на пневматическом ходу. Два барабана ка-беля грузятся непосредственно на кабелеукладчик с грунта или с автомобиля при помощи лебедок, установленных на кабелеукладчике.

Кабелеукладочный агрегат ножевого типа на активном гусе-ничном ходу КУА (КУ-Г-1) отличается тем, что он обладает воз-можностью не только пассивного движения на тяге сцепа тракто-ров, но и одновременного активного движения. Своим ходом гусениц, приводимых в движение от ведущего трактора посредст-вом специальной трансмиссии.

На заболоченных участках трасс, где сцеп тяговых тракторов не обеспечивает тягу болотоходного кабелеукладчика (КУ-Б-2, КУ-Б-3) или при пересечении небольших водных преград, когда кабель прокладывается в дно реки непосредственно ножевым кабелеукладчиком, последний перемещается при помощи троса тяговой лебедки Т-140-ЛТ, установленной на тракторе.

Почвенная, или электрохимическая, коррозия

Почвенная, или электрохимическая, коррозия металлических покровов (оболочки и брони) кабелей происходит в результате воздействия на них находящихся в почве органических и неорга-нических кислот, щелочей и солей.

Электрохимические процессы, обусловливающие явление поч-венной коррозии, аналогичны процессам, происходящим в обычном гальваническом элементе. Как известно, при замыкании внешней цепи гальванического элемента ток в ней потечет от положитель-ного угольного электрода к отрицательному цинковому. Внутри элемента ток через электролит будет протекать от цинкового элек-трода к угольному и цинковый электрод будет разрушаться (кор-родировать).

Присутствующие в почве кислоты, щелочи и соли, растворен-ные в почвенной влаге, являются электролитом. При соприкосно-вении с электролитом металла (оболочки или брони кабеля) на его поверхности образуется множество микроскопически малых галь-ванических элементов. Электродами в этих элементах являются разнородные по структуре зерна металла или металл и находя-щиеся в нем примеси. Протекающие в этих гальванических эле-ментах токи и вызывают коррозию металла, аналогичную корро-зии цинка в обычном гальваническом элементе. Такие гальваниче-ские элементы могут образоваться в результате контакта в элек-трической среде двух разнородных металлов, например свинцо-вой оболочки и брони кабеля.

Причиной почвенной коррозии может также явиться неодно-родный состав почвы вдоль оболочки кабеля или различная по длине кабеля концентрация агрессивных веществ. В этом случае вдоль оболочки кабеля также создается некоторая разность по-тенциалов, вызывающая ток в оболочке и ее разрушение в месте выхода тока в почву.

Для свинцовой оболочки кабелей наиболее опасным является присутствие в почве уксусной кислоты, извести, нитратов (азотно-кислых солей) и перегноя от органических веществ. Грунт с боль-шим содержанием известняка (мергельный), а также насыпные грунты с содержанием в них каменноугольной смолы и доменных шлаков, представляющих собой сильные щелочи, также вредно действуют на свинцовую оболочку кабелей. Для стальной брони кабелей наиболее опасными являются хлористые, серные и серно-кислые соединения, находящиеся в почве. Для алюминиевой обо-лочки кабелей коррозионно опасной считается влажная почва любого состава.

Электрическая коррозия металлических покровов кабеля, воз-никающая под воздействием блуждающих в земле токов, по сравнению с почвенной является более опасным видом корро-зии. Рассмотрим причины возникновения в земле блуждающих токов.

Как известно, питание электровозов и электросекций на ряде наших электрифицированных железных дорог, а также питание электродвигателей трамвая осуществляется постоянным током, подаваемым от тяговых подстанций по контактной сети; обратным про-водом, по которому ток воз-вращается на тяговую под-станцию, являются рельсы. Вследствие того что рельсы . представляют для тока из-вестное сопротивление, боль-шая часть возвращающегося на подстанцию тока ответвляется в землю и протекает по земле; протекающий по земле ток и принято называть блужда-ющим.

Если параллельно рельсам проложен подземный кабель, то блуждающий ток будет стремиться пройти по металлической обо-лочке и броне кабеля. При принятой полярности ток у места нахождения электровоза будет входить в оболочку и броню кабеля, а в районе тяговой подстанции выходить из них. Те участки кабеля, на которых блуждающие в земле токи входят в оболочку и броню кабеля, принято называть катодными зонами, так как оболочка и броня кабеля на этих участках имеют отрица-тельный потенциал по отношению к окружающей их среде. Участки кабеля, на которых блуждающие токи выходят из оболочки и брони кабеля в землю, называют анодными зонами, так как на этих участках оболочка и броня имеют положительный потен-циал по отношению к земле. В месте выхода тока из оболочки и брони, т. е. в анодной зоне, будет происходить электролиз ме-талла оболочки и стальной брони, вызывающих их коррозию.

Насколько большой вред могут причинить защитным покровам кабеля блуждающие токи, можно видеть из того, что постоянный ток 1 А, выходящий из оболочки и брони кабеля в землю, может разрушить в течение года около 35 кг свинца, 9 кг стали или 3 кг . алюминия. При этом следует учесть, что блуждающие токи, про-текающие по оболочке кабеля, в особо неблагоприятных случаях могут достигать десятков ампер. Проложенный в земле кабель со свинцовой оболочкой в том случае считается защищенным от коррозии, если во всех точках потенциал оболочки кабеля по отношению к земле является отри-цательным. Коррозия алюминиевых оболочек кабелей, вызывае-мая постоянным блуждающим током, может происходить как на анодных, так и на катодных участках. Блуждающие токи на участках железных дорог, электрифи-цированных по системе однофазного переменного тока, также протекают по оболочке и броне, проложенных вблизи кабелей. Однако эти токи имеют переменный по знаку потенциал (по отно-шению к земле), изменяющийся с периодичностью 100 раз в секунду, и вследствие этого практически не оказывают коррозион-ного воздействия на свинцовую оболочку и стальную броню кабе-лей. Исследования показали, что алюминиевые оболочки кабелей могут коррозировать под воздействием блуждающих переменных токов. Однако в конструкции кабелей с алюминиевой оболочкой предусмотрена ее защита в виде пластмассового шланга или не-скольких слоев поливинилхлоридной ленты. Эти покрытия надеж-но защищают алюминиевую оболочку от почвенной коррозии и коррозии блуждающими постоянными или переменными токами. Однако эффективность покрытия имеет место только в том случае, если в стыках строительных длин проложенного кабеля надежно изолированы от земли его концы и соединительная или разветвительная муфта.

Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия свинцовых оболочек кабеля воз-никает вследствие его длительной вибрации, вызываемой дви-жущимся транспортом, если кабель проложен на железнодорож-ных или автодорожных мостах или вблизи от железнодорожных или трамвайных путей, и при длительной транспортировке ка-беля, если барабаны с кабелем недостаточно амортизированы. Возникающие при вибрации кабеля знакопеременные нагрузки в оболочке приводят к усталости материала оболочки и ее растре-скиванию, происходящему преимущественно по границам кристал-литов (зерен) свинца. В появившихся мелких трещинах происхо-дит образование окиси свинца, что ускоряет процесс коррозии. Алюминиевые оболочки кабелей практически не подвержены межкристаллитной коррозии.

Мероприятия по защите кабелей от коррозии

Защита кабелей от почвенной коррозии. Чтобы предохранить кабель от почвенной коррозии, трассу кабелей следует выбирать так, чтобы она не проходила в грунтах с большим содержанием извести, в болотистых и топких местах. Необходимо обходить места скопления кислот и участки с насыпными грунтами, содержащими каменноугольные смолы и шлаки, места свалок мусора и промыш-ленных отходов, а также районы стока загрязненных промышлен-ных вод. В тех случаях, когда не представляется возможным избежать прокладки кабеля в таких грунтах, для защиты металличе-ских оболочек кабелей применяют кабели с пластмассовыми изолирующими покрытиями оболочки. Хорошую защиту от почвен-ной коррозии дает прокладка кабелей на участках с агрессивными грунтами в асбестоцементных трубах. Для защиты кабелей от почвенной коррозии используют также электрические методы защиты (катодные установки, протекторы), описание которых дано ниже.

Защита кабелей от коррозии блуждающими токами

Одним из основных мероприятий по защите кабелей от коррозии блуждающими токами на электрических железных дорогах постоянного тока является ограничение величины токов утечки из рельсовых нитей в землю. Для этого повышают электропроводимость рельсовых нитей и переходное сопротивление между рельсами и землей. Повышение электропроводимости рельсовых нитей достигается установкой в месте стыков отдельных звеньев рельсов приварных рельсовых соединителей, которые делают из скрученных в жгут медных проволок общим сечением не менее 70 мм². При этом со-противление стыка не должно превышать сопротивления 3 м сплошного рельса. Увеличение переходного сопротивления между рельсами и зем-лей достигается применением шпал, пропитанных креозотом или другими не проводящими тока масляными антисептиками, при-менением щебеночного или гравийного балласта и отводом воды с поверхности пути.

Сопротивление изоляции рельсовых нитей, уложенных на же-лезобетонных шпалах, должно быть не ниже, чем при применении деревянных шпал. Для этой цели между подошвой рельса и желе-зобетонной шпалой устанавливают резиновые прокладки, а болты, крепящие рельс к шпале, изолируют от тела шпалы изоляцион-ными втулками и шайбами. На станциях и перегонах между подошвой рельса и балластом должен быть зазор не менее 30 мм. Правилами техники безопасности предусмотрено электриче-ское соединение металлических и железобетонных опор контактной сети с ходовыми рельсами. Если сопротивление заземления этих опор меньше 20 Ом, то для уменьшения утечки токов из рельсов в землю опоры на перегонах и станциях присоединяют к рельсам не непосредственно, а через искровые промежутки (искровые раз-рядники). Кроме того, рельсовые нити изолируют от ферм мостов и железобетонной арматуры.

Другим мероприятием по защите кабелей от коррозии блуждающими токами является повышение переходного сопротивления между кабелем и окружающим его грунтом, а также между ка-белем и рельсами электрической железной дороги или трамвая. Для этого кабели стараются по возможности прокладывать вдали от рельсов. В местах пересечения кабелей с рельсами устраивают кабельную канализацию из асбестоцементных труб. Наряду с при-менением дополнительных изолирующих покрытий аналогично защите от почвенной коррозии осуществляют прокладку кабелей в деревянных или железобетонных желобах.

При прокладке кабелей по металлическим или железобетонным мостам эти кабели тщательно изолируют, не допуская электриче-ского соединения металлических оболочек кабеля или стальных труб, в которых он проложен, с металлическими деталями мостов. Повышение переходного сопротивления между кабелем и рель-сами достигается также выполнением рекомендаций по прокладке и монтажу кабелей. К их числу относятся рекомендации об изоля-ции кабеля от корпусов релейных шкафов, изоляция от муфты светофорного станка и металлического основания светофорной мачты и т. п.

Электрические методы защиты. Наряду с перечисленными методами защиты широко применяются электрические методы защиты кабелей от коррозии блуждающими токами. К электрическим методам защиты относятся электрический дренаж, катодная защита, анодные электроды и электрическое секционирование. Электрический дренаж представляет собой устройство для отвода блуждающих токов со свинцовой оболочки и брони проложенного в земле кабеля в ту электрическую систему, которая создает эти токи.

Присоединение электрического дренажа к кабелю производится в точке, где потенциал кабеля выше потенциала той части сети, куда отводятся блуждающие токи, т. е. в анодной зоне. Если такое состояние потенциалов остается постоянным, то применяется так называемый простой электрический дренаж. Простой дренаж представляет собой изолированный от земли провод, соединяющий оболочку и броню защищаемого кабеля с тяговым рельсом или другой частью обратной сети. Так как при наличии дренажа ток из оболочки и брони кабеля отводится через дренажный провод, то электролиз (коррозия) в месте выхода тока из оболочки кабеля отсутствует. Резистор R в цепь дренажа включается для ограничения тока в этой цепи. Для этой же цели служит плавкий предохранитель Пр. Включенное параллельно предохранителю реле Р при перегорании предохранителя замыкает свои контакты и по сигнальной цепи передается сигнал о выключении дренажной установки. Подключив к зажимам амперметр и выключив рубильник, можно измерить величину отводимого через дренаж тока.

Электрический дренаж весьма прост по конструкции, но обладает существенным недостатком, так как применим только в устойчивых анодных зонах. Если в месте подключения дренажа, имеющего двустороннюю проводимость, потенциал рельсов изменится и станет выше потенциала оболочки кабеля, то в дренаже появится обратный ток, т. е. ток из рельсов в оболочку кабеля. Протекающий по оболочке кабеля обратный ток будет уходить с оболочки кабеля в землю в другом месте, т. е. образовывать анодную зону там, где дренажа может не оказаться, и, следовательно, в этом месте будет наблюдаться коррозия оболочки кабеля. Поэтому более широкое распро-странение для защиты кабелей от коррозии получили так на-зываемые поляризован-ные дренажи, облада-ющие односторонней проводи-мостью. Известен целый ряд конструкций поляризованных дренажных установок с приме-нением в схеме поляризованных реле и вентилей.

Рассмотрим в качестве при-мера наиболее простую схему поляризованного дренажа с селеновым выпрямителем или герма-ниевым диодом, называемого вентильным дре-нажем. Ток из оболочки кабеля может свободно идти к рельсам, а в том случае, когда потенциал рельсов станет выше потенциала оболочки кабеля, тока в цепи дренажа практически не будет, так как включенный в цепь вентиль пред-ставляет для токов обратного напряжения большое сопроти-вление. Катодная защита применяется главным образом в ме-стах с явно выраженными анодными зонами на кабельных оболоч-ках. Принцип действия этой защиты заключается в том, что на участках, где наблюдается выход блуждающих токов из оболочки кабеля, к последней подключают отрицательный полюс какого-либо источника постоянного тока. Обычно постоянный ток полу-чают от выпрямителя (селенового или собранного на германиевых диодах), получающего питание от сети переменного тока.

Принципиальная схема катодной уста-новки состоит из выпрямителя В, получающего питание от сети переменного тока, напряжением 127/220 В через трансформа-тор Тр. Отрицательный полюс выпрямителя на стороне выпрямлен-ного напряжения подключают в анодной зоне к металлической оболочке и броне кабеля, а положительный полюс - к специаль-ному заземлителю (аноду), имеющему сопротивление растеканию порядка 1-5 Ом и устанавливаемому на расстоянии не менее 50 м от защищаемого кабеля. В приведенной схеме ток от положитель-ного полюса выпрямителя течет по изолированному от земли проводу к заземлителю и далее, растекаясь по земле, входит в обо-лочку кабеля и возвращается по другому проводу к отрицатель ному полюсу выпрямителя.

Использованная литература:

1. Марков М.В., Михайлов А.Ф. Линейные сооружения железнодорожной автоматики, телемеханики и связи М; 1980.

2. ПУЭ. М;2000

3. Мучкин А.Я., Парфёнов К.А. Общая электротехника М; 1965