为了防止电缆腐蚀,在设计电缆线路时,做好调查工作,选择无腐蚀性的地带进行敷设。在不可避免的有腐蚀作用的环境中敷设电缆线路时,应采用防腐蚀电缆,可采用挤塑外护套的电缆产品或者建电缆隧道等方法防止电缆遭受腐蚀,必要时需要施加阴极保护。阴极保护可以有效地防止电缆铝护套的局部腐蚀,而牺牲阳极又可以有效地解决由于阴极保护带来的碱腐蚀问题。
工程概况
某工程有两根24km长平行于铁路的通信电缆,电缆外径40mm,有2.5mm聚氯乙烯绝缘层,铝壳外径35mm,壁厚3mm。采用该电缆作为牺牲阳极法阴极保护试验项目。
沿线主要穿越农田。土壤电阻率平均为24.36Ω·m。土壤pH值在6.5-7之间,微偏酸性。电缆对地等效电阻平均值为1.3Ω。电缆外壳对地自然电位在-624~-694mV (CSE,下同)之间。
阴极保护设计
1)阴极保护参数的选取
保护电位取-800~-1000mV,保护电流密度取80μA/,m2。
2)牺牲阳极的选择
铝壳在采取阴极保护时,如果保护不当,则会造成碱的腐蚀。锌合金阳极电流效率高(85%以上),使用稳定,不易产生由交流电而引起的极性逆转。锌合金牺牲阳极在土壤中的电位在-1.2V左右,电缆铝护套在中性土壤中电位在-0.6V左右,两者有0.6V电位差,用来保护铝护套应该说是可行的。采用锌合金阳极的另一特点是不会因过保护对铝护套造成危害。因为锌合金牺牲阳极和铝在土壤中析氢电位均在-1.2V左右。
3)牺牲阳极的布置
以无人增音站作为阳极接线井,可以减少施工难度,节省制造接线桩、土石方开挖、电缆开壳、引线及包扎等费用,且便于管理。阳极采用ZA-3型锌合金阳极,尺寸为(27+47)mm*37mm*1000mm,每支重9.8kg,每根电缆每组三支牺牲阳极按下图方式布置。
4)牺牲阳极的安装
牺牲阳极保护的施工包括两个部分:一是牺牲阳极埋设前的处理和装袋;二是牺牲阳极的现场埋设。牺牲阳极的安装关键是牺牲阳极的引线和封头。如果封头不好,地下水通过毛细作用不断渗透到导线中去,由于导线绝缘的屏蔽作用,导线内部得不到阴极保护,长期腐蚀,致使导线烂断,因此,牺牲阳极的引线和封头必须用心做好。
得出结论
1)阴极保护可以有效地防止电缆铝护套的局部腐蚀,而牺牲阳极又可以有效地解决由于阴极保护带来的碱腐蚀问题;
2)采用锌合金牺牲阳极铝护套,各部位基本达到保护电位;
3)保护电流密度值取,同实际测量值比较接近,可作为实际工程时参数;
4)把牺牲阳极埋设在无人增音站附近,可以降低工程量,节省工程费用,便于施工和管理;
5)对裸露的电缆接头和裸露的金属护套部分,必须采取包扎等措施,以防电流流失过多,电位上不去。
责任编辑:李玲珊
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