• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий


ЦЭ-518

ИНСТРУКЦИЯ
по защите железнодорожных подземных сооружений
от коррозии блуждающими токами

УТВЕРЖДЕНА заместителем Министра путей сообщения Российской Федерации А.Н.Кондратенко 09.10.97


Настоящая Инструкция разработана на основе накопленного в 80-90-е годы научно-исследовательского и эксплуатационного опыта в области защиты подземных сооружений от электрокоррозии. При этом учтены новые нормативные материалы, появившиеся за этот период и, в частности, ГОСТ 9.602-89 "Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии", "Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог" (ЦЭ-197, 1994 год) "Инструкция по заземлению устройств электроснабжения на электрифицированных железных дорогах" (ЦЭ-191, 1993 год) и ряд других. Учтены замечания Департаментов МПС, проектных организаций и дорог по проекту Инструкции.

Инструкция разработана Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (д.т.н. Котельников А.В., к.т.н. Наумов А.В., к.т.н. Кузнецов А.В., н.с. Белоглазова Н.С., вед.инж. Айдарова B.C.).

Окончательная редакция Инструкции согласована Департаментом электрификации и энергоснабжения, Департаментом сигнализации, связи и вычислительной техники, Департаментом пути и сооружений, Департаментом социальной политики и охраны труда МПС России.

Инструкция предназначена для работников МПС, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией устройств электроснабжения, связи, пути, подземных сооружений и конструкций.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая Инструкция распространяется на следующие сооружения и устройства электрифицированных железных дорог постоянного тока:

железнодорожные подземные металлические сооружения: электрические силовые кабели, кабели связи, сигнализации, автоматики, телеуправления, стальные и чугунные трубопроводы, подземные стальные резервуары;

стальную арматуру подземных частей железобетонных фундаментов и опор контактной сети, фундаментов мостов, путепроводов, пассажирских и грузовых платформ, постов секционирования, пунктов параллельного соединения контактной сети, релейных шкафов, светофорных мачт и шпал;

рельсы и детали рельсовых скреплений в железнодорожных тоннелях;

устройства энергоснабжения электрифицированных участков постоянного тока в части требований по ограничению утечки тяговых токов.

1.2. Инструкция устанавливает порядок проектирования, осуществления и эксплуатации устройств защиты сооружений, упомянутых в п.1.1 настоящей Инструкции*, от электрокоррозии блуждающими токами, токами утечки и требования к устройствам энергоснабжения железных дорог постоянного тока как к источнику блуждающих токов в части ограничения утечки тягового тока.
________________
* Далее номера пунктов, таблиц, глав, рисунков относятся к настоящей Инструкции.

1.3. Инструкция распространяется на защиту сооружений от почвенной коррозии на электрифицированных участках железных дорог постоянного тока в тех случаях, когда представляется возможным одними и теми же средствами обеспечить защиту и от электрокоррозии, и от почвенной коррозии.

1.4. Основная направленность технических решений в области защиты от электрокоррозии на железных дорогах:

- максимально достижимое имеющимися техническими средствами ограничение утечки тяговых токов в землю;

- качественная изоляция от земли подземных сооружений и конструкций (пассивная защита);

- применение, в случае необходимости, специальных электрических защитных устройств (активная защита).

1.5. Защита от электрокоррозии сооружений и конструкций на станциях стыкования систем электрической тяги постоянного и переменного тока осуществляется на основании требований и нормативов настоящей Инструкции.

1.6. Защита от электрокоррозии проектируемых, строящихся, действующих и реконструируемых подземных сооружений должна осуществляться по проектам защиты, составленным в соответствии с приложением к настоящей Инструкции.

1.7. Необходимость осуществления защиты сооружений определяют по показателям электрокоррозионной опасности, приведенным в главе 2.

1.8. Не допускается принимать в эксплуатацию электрифицированные участки до выполнения всех предусмотренных проектом мер по ограничению утечки тяговых токов, а подземные сооружения - до осуществления всех предусмотренных проектом мер по защите от электрокоррозии. Если эти меры можно определить только после ввода сооружения или электрифицированного участка в эксплуатацию, то они должны быть осуществлены не позднее 6 месяцев после ввода в эксплуатацию.

1.9. Координация комплексного решения вопросов проектирования, строительства и эксплуатации защиты железнодорожных подземных сооружений от блуждающих токов, а также согласования решений по защите от блуждающих токов сооружений предприятий и организаций, не входящих в систему МПС России, осуществляется совместным решением соответствующих служб под руководством главного инженера железной дороги в рамках требований настоящей Инструкции.

1.10. В настоящей Инструкции применяются следующие основные определения:

коррозия металлов

- разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой;

электрохимическая коррозия

- разрушение металла в результате взаимодействия с коррозионной средой (раствором электролита) или под действием тока от внешнего источника;

атмосферная коррозия

- электрохимическая коррозия металла в атмосфере воздуха;

подземная (почвенная) коррозия

- электрохимическая коррозия металла в грунтах;

коррозия блуждающим током

- электрохимическая коррозия металла под воздействием тока от внешнего источника;

блуждающий ток

- ток в земле, образованный в результате утечки части тяговых токов с рельсов электрифицированного транспорта, других электроустановок, использующих землю в качестве проводника;

ток утечки

- часть тягового тока или тока других электроустановок, стекающая в землю непосредственно с сооружения, конструкции, рельсов;

поляризация

- изменение потенциала электрода в результате протекания тока;

пассивное состояние

- состояние относительно высокой коррозионной стойкости, вызванное торможением анодной реакции ионизации металла в определенной области потенциала;

защитный потенциал

- потенциал металла, при котором достигается определенная степень защиты (пассивное состояние);

противокоррозионная защита

- процессы и средства, применяемые для уменьшения или прекращения коррозии металла;

электрохимическая защита

- защита металла от коррозии, осуществляемая поляризацией от внешнего источника тока или путем соединения с металлом (протектором), имеющим более отрицательный потенциал, чем у защищаемого металла;

дренажная защита

- электрическая защита металлических подземных сооружений на железных дорогах от коррозии, вызываемой блуждающими токами, основанная на отводе блуждающих токов с подземного сооружения на их источник (рельсы и т.п.);

катодная защита

- электрическая защита металлических подземных сооружений от почвенной коррозии, вызываемой блуждающими токами, основанная на катодной поляризации сооружения от внешнего источника (катодной станции);

протектор

- металл, применяемый для электрохимической защиты и имеющий более отрицательный потенциал, чем у защищаемого металла;

тяговая сеть

- часть системы тягового электроснабжения железных дорог, состоящая из питающих фидеров, контактной сети, рельсовой сети и отрицательных питающих линий;

тяговая рельсовая сеть

- часть тяговой сети, включающая рельсы электрифицированных участков, стыковые соединители, междупутные, дроссельные и междроссельные перемычки, путевые дроссель - трансформаторы;

рельсовая цепь

- электрическая цепь, ограниченная по длине, в которой имеются источник питания и нагрузка (реле), а проводниками электрического тока служат рельсовые нити железнодорожного пути.

2. ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОКОРРОЗИОННОЙ ОПАСНОСТИ И ЗАЩИЩЕННОСТИ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

2.1. Оценка степени опасности коррозии для подземных сооружений, расположенных на участках железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, производится на основе комплекса электрических измерений с последующим сравнением их результатов с приведенными показателями опасности электрокоррозии.

2.2. Электрокоррозионная опасность для каждого типа сооружения или конструкции отсутствует, если токи утечки или анодные смещения потенциалов ниже, а сопротивление изоляции от земли - выше значений, приведенных в табл.2.1.

Таблица 2.1.

Показатели электрокоррозионной опасности для сооружений
и конструкций железнодорожного транспорта

N пп

Тип подземного сооружения

Показатели электрокоррозионной опасности

Примечание



Прямой

Косвенные




Плотность тока утечки, мА/дмИнструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518, выше

Анодное смещение потенциала по отношению
к стационарному, В, более

Сопротивление изоляции сооружения, конструкции
от земли


1

2

3

4

5

6

Трубопроводы

1

Стальные

0,15

0 - независимо
от Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518

-

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518 - удельное сопротивление грунта, Ом·м. Для чугунных трубопроводов, стыкованных на цементе, электрокоррозионная опасность не устанавливается

2

Чугунные

0,75

не установлено



Кабели

3

бронированые (силовые, связи в алюминиевых или свинцовых оболочках и с битумно-джутовым или ленточным полимерным покрытием)

0,15

0 при
Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518 до 100 Ом·м

0,1 при Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518=100-500 Ом·м

0,2 при Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518=500-1000 Ом·м

0,4 при Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518
свыше 1000 Ом·м

-

Применение кабелей в голых свинцовых оболочках (без брони) в условиях блуждающих токов запрещается

4

в стальных гофрированных оболочках

0

0 - независимо
от Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518

-


5

в алюминиевой оболочке без брони с одинарным шланговым полимерным покрытием

-

-

5·10Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518 Ом·км

Для участков постоянного тока применять не рекомендуется; при понижении уровня изоляции ниже нормируемого устраняются повреждения изолирующего шланга

6

в алюминиевой оболочке с броней и двухшланговым полимерным покрытием

-

-

-

Показатели электрокоррозионной опасности нормируются, защита от блуждающих токов не требуется

Железобетонные конструкции

7

фундаменты мостов, путепроводов, тоннельные обделки

0,6

0,5 независимо от Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518

по методике п.7.3.12

При сохранении защитного слоя бетона


0,15

0 независимо
от Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


При нарушении защитного слоя бетона

8

опоры контактной сети (фундаменты)

0,6 (40 мА*)

-

25 Ом/В**

При сопротивлении более 10000 Ом исключается необходимость контроля электрокоррозионной опасности

9

бетонные фундаменты светофоров

0,6 (400 мА)

-

2,5 Ом/В


10

железобетонные мачты светофоров и фундаменты релейных шкафов

0,6 (100 мА)

-

10 Ом/В

11

фундаменты постов секционирования и пунктов параллельного соединения

0,6 (10 мА)

-

100 Ом/В

-

12

железобетонные шпалы

0,6

-

-

Показателем возможной опасности электрокоррозии арматуры является отсутствие изолирующих элементов


Примечание: * - в скобках даны полные токи утечки через всю конструкцию в землю;

** - нормы сопротивления даны на каждый вольт среднего значения положительного потенциала "рельс-земля".

2.3. Защита подземных сооружений и конструкций от коррозии блуждающими токами считается обеспеченной, если выполняются требования п.2.2.

При одновременном воздействии блуждающих токов и почвенной коррозии (по показателям п.2.4) показатели защищенности выбираются как при защите от почвенной коррозии (п.2.6).

2.4. Показатели опасности почвенной коррозии

2.4.1. Коррозионную активность грунтов по отношению к стальным трубопроводам и бронелентам кабелей оценивают по значению удельного сопротивления грунта (табл.2.2).

Таблица 2.2

Удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м

свыше 100

свыше 20 до 100

свыше 10
до 20

свыше 5
до 10

До 5

Коррозионная активность

низкая

средняя

повышенная

высокая

весьма высокая


2.4.2. Коррозионную активность грунтов по отношению к оболочке кабелей оценивают по данным химического анализа согласно табл.2.3, п.2.4.

Таблица 2.3

Для свинцовых оболочек

рН

Содержание компонентов, % от массы воздушно-сухой пробы

Коррозионная активность


Органические вещества (гумус)

Нитрат-ион


6,5-7,5

До 0,0100

До 0,0001

Низкая

5,0-6,4

0,010-0,020

0,0001-0,0010

Средняя

7,6-9




До 5,0 и свыше 9,0

Свыше 0,0200

Свыше 0,0010

Высокая



Таблица 2.4

Для алюминиевых оболочек

рН

Содержание компонентов, % от массы воздушно-сухой пробы

Коррозионная активность


Хлор-ион

Ион железа


6,0-7,5

До 0,001

До 0,002

Низкая

4,5-5,9

0,001-0,005

0,002-0,010

Средняя

7,6-8,5




До 4,5 и свыше 8,5

Свыше 0,005

Свыше 0,010

Высокая


2.5. Если на подземном сооружении в процессе эксплуатации уже наблюдались коррозионные повреждения, то прежде всего следует установить причину: воздействие тока утечки из-за сообщения с рельсами (что необходимо устранить немедленно), блуждающих токов или почвенной коррозии.

При осуществлении защиты пределы защитных потенциалов выбираются в зависимости от установленной причины.

2.6. Подземные сооружения считаются защищенными как от электрокоррозии, так и от почвенной коррозии, при средних значениях потенциалов по отношению к земле, приведенных в табл.2.5.

Таблица 2.5

Показатели защищенности от коррозии подземных сооружений (блуждающими токами и почвенной)

NN пп

Тип подземного сооружения или конструкции

Защитные значения потенциалов "сооружение-земля", В

Примечание

Стальной электрод

Неполяризующийся медносульфатный электрод


Трубопроводы

1.

Стальные

-0,3 - -2,7

-0,85 - -3,0

Верхняя граница защитного потенциала ограничивается сохранностью покрытия

2.

Чугунные

ниже -0,3

ниже -0,85

Кабели


3.

Бронированные

-0,3 - -2,7

-0,85 - -3,0

4.

Алюминиевые (без брони)

-

-0,85 - -1,4


5.

Свинцовые (без брони)

-

-0,7 - -1,3



Примечание: термин "ниже" следует понимать как снижение потенциала от названного по абсолютному значению.

2.7. При осуществлении защиты кабелей необходимо обращать внимание на состояние бронелент. Если броня имеет значительные разрушения (нарушена продольная непрерывность брони), то при осуществлении защиты должны выдерживаться требования: для свинцовых оболочек - по п.2.6.1 как для голых свинцовых оболочек; для алюминиевых оболочек - по п.2.6.2.

3. ТРЕБОВАНИЯ К СООРУЖЕНИЯМ, КОНСТРУКЦИЯМ И УСТРОЙСТВАМ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПО ОГРАНИЧЕНИЮ УТЕЧКИ ТЯГОВЫХ ТОКОВ

3.1. Требования к устройствам тягового электроснабжения постоянного тока

3.1.1. Контактная сеть электрифицированных линий должна быть соединена с положительной (плюсовой) шиной, а рельсовые пути с отрицательной (минусовой) шиной тяговой подстанции.

3.1.2. В нормальном режиме работы электрифицированной линии контактная сеть перегонов (кроме консольных участков) должна иметь двухстороннее питание от тяговых подстанций при минимальных уравнительных токах между ними; среднесуточный расход электроэнергии подстанции при этом не должен превышать нормализованный более чем в 1,5 раза. Методика определения нормализованного расхода энергии между тяговыми подстанциями приведена в п.7.4.2.

3.1.3. Отрицательная шина тяговой подстанции не должна иметь глухого заземления. Данное требование не распространяется на заземление шины через цепи электрических дренажей и на временное заземление шины при коротких замыканиях в распредустройстве постоянного тока и ремонтно-ревизионных работах на отключенной подстанции.

3.1.4. Отрицательные питающие линии (отсос) от тяговой подстанции до рельсов должны иметь сопротивление изоляции не менее 0,5 МОм при испытательном напряжении 1000 В.

3.1.5. Отрицательные питающие линии подключаются к рельсам главных путей и должны иметь соединение со всеми электрифицированными путями с соблюдением требований обеспечения нормального функционирования рельсовых цепей автоблокировки и электрической централизации, изложенных в главе 5.

В узловых условиях при сложной системе отсоса тяговых токов следует устраивать раздельные отрицательные питающие линии от тяговой подстанции к паркам, станциям, депо; при этом следует руководствоваться принципом минимизации сопротивления цепи отвода тяговых токов от них в рамках требований п.5.1.

3.1.6. Расчетная величина тока утечки с рельсов электрифицированных путей не должна превышать нормированного значения, определяемого в процентах от тяговой нагрузки подстанции по п.7.4.1. Методика проверки нормы допустимой утечки тягового тока приведена в п.7.4.2.

3.2. Требования к тяговой рельсовой сети и соединенным с нею конструкциям

3.2.1. От каждого участка рельсовой сети электрифицированных путей должен быть обеспечен отвод токов посредством соединения его со смежными участками пути, с рельсами параллельных путей через междупутные электрические соединители (перемычки) и т.п. Преимущественным является использование обеих рельсовых ниток пути для пропуска тяговых токов. В случае невозможности обеспечения второго выхода тока на смежные и параллельные пути от данного участка пути должны использоваться для пропуска тока обе рельсовые нити.

3.2.2. Расчетное продольное сопротивление рельсовой сети за счет сборных стыков не должно увеличиваться более чем на 20%.

3.2.3. Исходя из требований п.3.2.2, на всех электрифицированных путях сопротивление сборных неизолированных стыков не должно превышать: при длине рельсов 12,5 м - 3 м целого рельса, при длине рельсов 25 м - 6 м целого рельса. Это обеспечивается приварными гибкими медными электрическими соединителями площадью сечения не менее 70 ммИнструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518. Поверхность контакта в месте приварки должна быть не менее 250 ммИнструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518. Преимущественным должно быть применение бесстыкового пути.

Допускаются и другие способы конструктивного выполнения проводимости сборных рельсовых стыков при обеспечении нормы по сопротивлению стыка, его термической устойчивости при воздействии тяговых токов, эксплуатационной надежности и сроку службы.

3.2.4. Двухпутные и многопутные электрифицированные участки должны быть оборудованы таким наибольшим количеством междупутных электрических соединителей, которое допустимо по условиям нормального функционирования рельсовых цепей автоблокировки или электрической централизации (п.5.1).

Места установки междупутных соединителей должны быть расположены ближе к участкам наибольшего потребления энергии поездами и систематического применения ими рекуперации энергии (места трогания поездов, затяжные подъемы, уклоны). Соединители изготавливают из двух медных проводов площадью сечения не менее 70 ммИнструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518 каждый (или других проводов эквивалентного сечения), прокладываемых изолированно от земляного полотна и балласта. Длина междупутного соединителя не должна превышать 100 м.

3.2.5. Соединители на электрифицированных путях, не оборудованных рельсовыми цепями автоблокировки или электрической централизацией, устанавливаются: междурельсовые - через каждые 300 м, междупутные - через каждые 600 м.

Соединители следует изготавливать в виде стального провода диаметром 12 мм или стальной полосы 40х4 мм с прокладкой изолированно от земляного полотна и балласта.

3.2.6. Конструкция верхнего строения пути (на главных путях) должна обеспечивать электрическое переходное сопротивление по отношению к земле (уровень изоляции) обоих ниток одного пути не менее 0,25 Ом·км, что соответствует сопротивлению между нитями 1 Ом·км. Это достигается выполнением требований пп.3.2.7-3.2.10.

3.2.7. Рельсы на главных путях должны быть уложены, как правило, на щебеночном или гравийном балласте. Допускается применение и других типов балласта при обеспечении общего нормируемого сопротивления пути в соответствии с п.3.2.6.

3.2.8. Шпалы деревянные, укладываемые в путь, должны быть пропитаны масляными антисептиками, не проводящими электрический ток.

3.2.9. Рельсы и рельсовые скрепления, металлически связанные с ними, на железобетонных шпалах, брусьях или подрельсовых основаниях должны быть изолированы от бетона, арматуры и закладных деталей шпал и подрельсовых оснований. Это должно обеспечиваться установкой специальных электроизолирующих конструктивных элементов (прокладок, втулок и т.п.).

3.2.10. Верхняя поверхность балластного слоя при железобетонных шпалах должна быть в одном уровне с верхней постелью средней части шпал. При деревянных шпалах поверхность балластного слоя должна быть ниже подошвы рельса на 30 мм.

3.2.11. Все неэлектрифицированные станционные пути должны быть отделены от электрифицированных путей в месте их примыкания к последним изолирующим стыкам, устанавливаемым в каждую рельсовую нить. Подъездные неэлектрифицированные пути тяговых подстанций, промышленных объектов, нефтебаз и складов с горючими, взрывчатыми веществами, пути соединительных линий железной дороги с метрополитеном отделяют от электрифицированных путей двумя изолирующими стыками в каждой рельсовой нити на таком расстоянии друг от друга, чтобы они не перекрывались одновременно подвижным составом, подаваемым на подъездной путь. При невозможности выполнения этого требования организация подачи состава должна быть оговорена технико-распорядительным актом станции.

3.2.12. Тупиковые упоры отделяют от электрифицированных путей одним изолирующим стыком в каждой рельсовой нити, устанавливаемым не далее 3,5 м от упора.

3.2.13. Допускается использовать неэлектрифицированные пути в качестве проводника тяговых, дренажных токов и токов отопления пассажирских поездов на станциях и перегонах при соблюдении требований, изложенных в пп.3.2.3 и 3.2.6. В случае использования неэлектрифицированных путей для отвода дренажного тока, мероприятия по приведению их в соответствие с пп.3.2.3 и 3.2.6 предусматриваются проектом защиты конкретного подземного сооружения.

3.2.14. Пути отстоя вагонов с электроотоплением должны удовлетворять требованиям пп.3.2.3 и 3.2.6 с обеспечением двухстороннего отвода токов отопления вагонов с пути отстоя непосредственно на рельсы главного электрифицированного пути.

3.2.15. Конструкция водоотводов в тоннелях должна обеспечивать отвод воды от элементов верхнего строения пути. Стекание на путь грунтовых вод не допускается.

3.2.16. Рельсы на металлических и железобетонных мостах должны быть уложены электрически изолированно от ферм моста, от бетона и арматуры железобетона, т.е. не иметь металлической связи с ними.

3.2.17. Рельсы электрифицированных путей на переездах в одном уровне не должны иметь соприкосновение с землей непосредственно или через металлические конструкции переезда. Конструкция переезда должна обеспечивать отвод воды от элементов пути.

3.2.18. В местах пересечения магистральных газо-, нефтепродуктопроводов с электрифицированными линиями соблюдение требований пп.3.2.8, 3.2.9, 3.2.10 обязательно как на главных, так и станционных путях в зоне не менее 100 м от оси пересечения.

3.2.19. Заземленные на рельсы различные сооружения и конструкции должны быть установлены на каменные, бетонные или железобетонные основания. Увеличение сопротивления цепи утечки тягового тока через присоединяемые к рельсам конструкции должно достигаться, как правило, специальными изолирующими элементами или при отсутствии их - установкой искровых промежутков, диодных заземлителей и т.п.

Проводники заземлений конструкций должны быть проложены изолированно от балласта и земляного полотна; на станциях, как правило, они должны присоединяться к тяговым рельсам боковых путей.

3.2.20. Конструкции и корпуса установок, соединенные в целях заземления с рельсами, не могут быть заземлены дополнительно.

3.2.21. Корпуса стрелочных приводов, а также элементов конструкций устройств обдува и обогрева стрелок, металлически связанные с рельсами, должны быть выполнены изолированно от земли и подходящих к ним трубопроводов и кабелей.

3.2.22. Для ограничения утечки тяговых токов с локальных участков электрифицированного пути (тоннели, депо, станционные парки) рекомендуется применять вентильное секционирование, т.е. подключение таких участков к остальной рельсовой сети посредством полупроводниковых элементов (рис.3.1 а, б). В случае необходимости пропуска тягового тока в обход выделенного участка должна быть установлена шунтирующая перемычка, изолированная от земли, с площадью сечения, эквивалентной по проводимости одной рельсовой нити (рис.3.1 в). При устройстве вентильного секционирования должны соблюдаться требования, обеспечивающие нормальное функционирование рельсовых цепей автоблокировки и электрической централизации.

Рис.3.1. Схема вентильного секционирования рельсовых сетей: путей тупикового парка или депо (а); парковые пути на станциях или депо (б); локальные участки на перегоне (в

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


Рис.3.1. Схема вентильного секционирования рельсовых сетей: путей тупикового парка или депо (а);
парковые пути на станциях или депо (б); локальные участки на перегоне (в):

1 - главные пути; 2 - вентильный блок; 3 - пути станции (депо); 4 - обходная перемычка;
5 - локальный участок пути

4. ЗАЩИТА ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ОТ КОРРОЗИИ, ВЫЗЫВАЕМОЙ БЛУЖДАЮЩИМИ ТОКАМИ

4.1. Для обеспечения надежной бесперебойной работы вновь строящиеся, реконструируемые и эксплуатируемые железнодорожные подземные сооружения в условиях электрифицированных участков постоянного тока должны быть надежно защищены от коррозии блуждающими токами.

4.2. Защита подземных сооружений от коррозии должна производиться в соответствии с проектом (см. Приложение к настоящей Инструкции "Порядок проектирования защиты железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами".)

4.3. Защита подземных сооружений обеспечивается выполнением комплекса мероприятий по ограничению блуждающих токов в земле (глава 3) и применением пассивных и активных средств защиты на самих сооружениях, изложенных в настоящем разделе.

Пассивными средствами достигается уменьшение попадания блуждающих токов в подземные сооружения и снижение потенциалов последних по отношению к окружающей среде. Активными (электрическими) средствами защиты создается катодная поляризация подземных сооружений в необходимых пределах защиты потенциалов (глава 2).

Применение пассивных средств защиты должно быть преимущественным и первоочередным по отношению к активным средствам; последние следует осуществлять, когда возможности пассивных средств реализованы полностью.

4.4. Пассивная защита подземных сооружений.

4.4.1. К средствам пассивной защиты подземных сооружений относятся:

рациональный выбор трассы прокладки;

изолирующие покрытия;

изолирующие канализации;

электрическая изоляция от сооружений и конструкций, имеющих металлическую связь с рельсами;

продольное электрическое секционирование;

заземление подземного сооружения.

4.4.2. Стальные трубопроводы, прокладываемые непосредственно в земле в зонах действия блуждающих токов, должны иметь, как правило, усиленное или весьма усиленное противокоррозионное покрытие независимо от коррозионной активности грунта, выполняемое по ГОСТ 9.602-89.

4.4.3. Кабели, прокладываемые в зонах действия блуждающих токов, должны иметь преимущественно двойное полимерное покрытие (поверх металлической оболочки и поверх брони). Предпочтение должно отдаваться кабелям с покрытием шлангового типа. Кабели следует применять со стальной бронелентой поверх шланга. Кабели с одношланговыми покрытиями поверх металлической оболочки (без брони) применять на электрифицированных участках постоянного тока не рекомендуется. Допускается их применение при гарантированном обеспечении сохранности шлангового изолирующего покрова в процессе прокладки и последующей эксплуатации на всем протяжении трассы кабеля.

4.4.4. Кабели в неметаллических полимерных оболочках (с броней и без брони, но без металлической оболочки) применяют на электрифицированных участках без ограничений по коррозии блуждающими токами.

4.4.5. Кабели силовые, связи и сигнализации с голыми свинцовыми оболочками прокладываются в изолирующих трубах, блоках, каналах, тоннелях и коллекторах. При этом должны быть приняты меры по отводу грунтовых и ливневых вод. Прокладка кабелей с голыми свинцовыми оболочками непосредственно в грунте не допускается.

4.4.6. При выборе трасс прокладки трубопровода и кабелей, идущих вдоль железнодорожных линий, следует отдавать предпочтение вариантам с более удаленной прокладкой их от рельсов электрифицированных путей.

4.4.7. При прокладке железнодорожных трубопроводов и кабелей на станциях расстояние по прямой между ближайшей нитью рельсов и трубопроводом или кабелей в междупутьях должно быть не менее 1,6 м, а при прокладке с полевой стороны пути - не менее 2 м.

Расстояние в междупутьях может быть уменьшено до 1 м при условии применения усиленных изолирующих покрытий, изолирующей канализации (асбоцементные трубы, полимерные ленты, компаундная или равноценная ей обмазка).

Прокладка магистральных кабелей в теле земляного полотна на перегонах допускается в исключительных случаях (горные участки, стесненные габариты и т.п.) по специальному разрешению и техническим требованиям МПС России.

4.4.8. Разбивка трасс подземных металлических сооружений должна производиться таким образом, чтобы число пересечений с электрифицированными путями было наименьшим.

На пересечениях трубопроводы и кабели по условиям защиты от коррозии должны укладываться на глубину не менее 1,5 м от подошвы рельса с соблюдением требований п.4.4.10; угол пересечения должен быть 75-90 град.

4.4.9. Не допускается прокладка трубопроводов и кабелей под стрелками и крестовинами (кроме трубопроводов и кабелей обдува и обогрева стрелок), а также в местах присоединения к рельсам отсасывающих линий.

Место пересечения должно находиться не ближе 10 м от указанных устройств.

4.4.10. Кабели силовые, связи, сигнализации, распределительные стальные трубопроводы при пересечении путей должны прокладываться в неметаллических трубах, блоках, каналах или тоннелях.

Магистральные трубопроводы, проходящие под железной дорогой, должны заключаться в защитную трубу (кожух, тоннель).

Расстояние в плане от края земляного полотна железной дороги до конца защитной трубы следует принимать, как правило, не менее 50 м. Торцы трубы уплотняются. Трубопровод покрывается усиленной или весьма усиленной изоляцией, выступающей на 3 м от конца трубы.

4.4.11. Броня и оболочка кабелей должны быть надежно изолированы с помощью специальных изолирующих втулок, прокладок, шайб, видимых разрывов от конструкций светофоров, релейных шкафов, прожекторных и осветительных мачт, пунктов параллельного соединения и постов секционирования, приводов разъединителей контактной сети, заземленных на тяговые рельсы наглухо или через какие-либо защитные устройства (искровые промежутки, диодные заземлители и т.п.).

4.4.12. При прокладке кабеля ближе 1 м от фундаментов металлических конструкций, заземленных на рельсы (опоры контактной сети, сигнальные и другие мостики, светофоры и т.д.), он должен на длине 3 м в обе стороны от оси конструкции или фундамента укладываться в изолирующей канализации.

4.4.13. Все металлические трубопроводы и кабели при прохождении по металлическим и железобетонным мостам, путепроводам и переходным мостикам должны иметь изоляцию от металлических частей моста в виде деревянных или полимерных настилов, желобов, труб толщиной не менее 15 мм с сопротивлением изоляции не менее 1 кОм.

4.4.14. Продольное секционирование подземных металлических сооружений, как пассивная мера защиты, основано на электрическом разделении трубопроводов или оболочек кабелей на отдельные секции, чем достигается значительное увеличение их продольного сопротивления и, как следствие, снижение блуждающих токов, протекающих по трубопроводам или оболочкам кабелей.

4.4.15. Для секционирования стальных трубопроводов применяются изолирующие фланцы, состоящие из стандартного металлического фланца и изолированных прокладок, втулок и шайб (рис.4.1 а). Для секционирования подземных кабелей с металлическими оболочками рекомендуются типовые изолирующие муфты (рис.4.1 б, в) или муфты из термоусаживаемых полимерных втулок.

Рис.4.1. Принципиальные схемы изолирующего фланца для трубопроводов (а) и изолирующих кабельных муфт типов МИ (б) и МИС (в)

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


Рис.4.1. Принципиальные схемы изолирующего фланца для трубопроводов (а)
и изолирующих кабельных муфт типов МИ (б) и МИС (в):

1 - труба; 2, 3, 4 - изолирующие соответственно прокладка, втулка, шайба; 5 - оболочка кабеля;
6 - полиэтиленовая шайба; 7 - эпоксидный компаунд; 8 - провода в контрольно-измерительный пункт

4.4.16. На действующих подземных металлических сооружениях изолирующие фланцы и муфты рекомендуется размещать на границе чередования анодной и катодной зон потенциалов сооружения: при пересечении по дну рек, заливов, болот - на обоих берегах.

4.4.17. Электрическое секционирование, как средство защиты подземных металлических сооружений от коррозии блуждающими токами, должно применяться в следующих случаях:

при вводах подземных трубопроводов и кабелей в здания со стальными каркасами;

при вводах подземных трубопроводов и кабелей в тоннели, депо, тяговые подстанции, нефтяные базы и т.д.;

при вводах подземных трубопроводов и кабелей на промышленные предприятия, расположенные в непосредственной близости (до 100 м) от электрифицированной железнодорожной линии;

на кабелях с алюминиевой оболочкой без брони.

4.4.18. На кабелях связи, СЦБ, автоматики, телеуправления, если не применяется активная защита, секционирование следует выполнять в постах, шкафах, ящиках электрическим разобщением оболочек кабелей, идущих в разных направлениях. С этой же целью не осуществляется металлическая связь оболочки кабеля с бронелентами, если это допустимо по условиям обеспечения коэффициента защитного действия кабеля от электромагнитного влияния.

4.4.19. Если на подземном сооружении применяется активная защита (дренажи, катодные станции), то установка изолирующих фланцев и муфт в зоне действия защиты недопустима (исключение составляют кабели в алюминиевой оболочке без брони - см. п.4.9), а существующие изолирующие фланцы и муфты должны быть шунтированы перемычками или регулируемыми резисторами. При осуществлении активной защиты обязательно металлическое объединение оболочек кабелей с бронелентами.

Секционирование не допускается там, где оно нарушает требования техники безопасности, помехоустойчивость и грозозащиту сооружений, работу защиты от коротких замыканий, пожаробезопасность сооружений.

4.4.20. Заземления подземных сооружений, создаваемые по условиям помехозащищенности, техники безопасности и грозозащиты, могут рассматриваться как элементы пассивной защиты, снижающие потенциалы "сооружение-земля". Эффективность такого способа защиты устанавливается после проведения соответствующих коррозионных измерений.

4.5. Активная (электрическая) защита подземных сооружений

4.5.1. К средствам активной защиты относятся:

- дренажная защита;

- катодная защита;

- дренажно-катодная защита;

- защита усиленными дренажами;

- протекторная защита.

4.5.2. Защита дренажными установками заключается в отводе блуждающего тока из подземного сооружения на источник блуждающего тока.

Отвод блуждающего тока из сооружения в рельсы осуществляется за счет их соединения через дренажную установку.

На электрифицированных участках следует применять дренажи только поляризованного типа, т.е. с односторонней проводимостью. Схема дренажа представлена на рис.4.2 а.

Рис.4.2. Принципиальные схемы: поляризованного дренажа (а), катодной защиты (б), усиленного дренажа (в), дренажно-катодной защиты (г)

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


Рис.4.2. Принципиальные схемы: поляризованного дренажа (а), катодной защиты (б),
усиленного дренажа (в), дренажно-катодной защиты (г)

1 - защищаемое сооружение; 2 - регулировочный резистор; 3 - поляризованный элемент (реле, вентиль);
4 - устройство защиты от перегрузки; 5 - тяговые рельсы (путевые дроссели); 6 - источник постоянного
тока (катодная станция); 7 - анодное заземление; 8 - дополнительное анодное заземление

Защита от коррозии для железнодорожных подземных сооружений, по показателям главы 2, как правило, обеспечивается дренажными установками на 50 А.

4.5.3. Защита подземных сооружений катодными установками заключается в компенсации стекающих с подземного сооружения блуждающих токов встречным током, создаваемым в земле катодной установкой. Для создания этого тока минусовой вывод катодной установки подключают к подземному сооружению, а плюсовой - к специальному анодному заземлению.

При токе катодной установки, большем стекающего блуждающего тока с подземного сооружения, на последнем создается его катодная поляризация, т.е. достигается отрицательный потенциал относительно земли.

Схема катодной защиты представлена на рис.4.2 б.

4.5.4. Защита подземного сооружения усиленными дренажами заключается в совмещении принципов дренажной и катодной защит (рис.4.2 в): последовательно с дренажным вентилем соединяется катодная установка ("плюсом" к тяговым рельсам). В зависимости от потенциала "рельс-земля" защита осуществляется либо суммарными токами дренажной и катодной защит (потенциал сооружения выше потенциала рельсов), либо только током катодной защиты (потенциал рельсов выше потенциала сооружения).

В данном случае рельсы выполняют функцию анодного заземления, в связи с чем токи усиления дренажной в режиме катодной защиты, как правило, не должны превышать 100 А; при их превышении следует руководствоваться требованиями п.4.5.22.

4.5.5. Защита подземных сооружений дренажно-катодными установками заключается в сочетании принципов усиленного дренажа и катодной защиты (рис.4.2 г).

4.5.6. Защита подземного сооружения протекторными установками заключается в компенсации стекающего с подземного сооружения блуждающего тока встречным током от протектора: ток образуется за счет более низкого электрохимического потенциала протектора по отношению к защищаемому сооружению.

Протектор соединяют глухой или разъемной (контролируемой) перемычкой с защищаемым сооружением.

4.5.7. При выборе из числа перечисленных в п.4.5.1 активных средств защиты подземных сооружений от коррозии блуждающими токами в первую очередь рассматривается возможность применения дренажной защиты как наиболее эффективной, простой и экономичной.

Другие средства защиты следует предусматривать только в случае нецелесообразности или невозможности применения дренажной защиты.

4.5.8. Поляризованный дренаж применяют, когда средний потенциал защищаемого сооружения выше среднего потенциала рельса, измеренного относительно земли. Электродренажная защита эффективна преимущественно в районе расположения тяговой подстанции (в пределах до 3-5 км от точки присоединения отрицательных питающих линий к рельсам).

4.5.9. Катодные установки следует применять для защиты от блуждающих токов в тех случаях, когда потенциал рельсов постоянно выше потенциала сооружения и из-за этого невозможно применять дренажную защиту, а также в других случаях, когда это технико-экономически оправдано. Катодная защита эффективна в районах, удаленных от тяговой подстанции (в анодной или знакопеременной зонах потенциалов рельсовой сети).

4.5.10. Усиленный электрический дренаж и дренажно-катодную защиту следует применять в знакопеременной зоне рельсовой сети в случаях, когда на подземном сооружении имеется коррозионно опасная зона, а средний потенциал рельса выше потенциала подземного сооружения, или в других случаях, когда применение их может быть технико-экономически обосновано.

4.5.11. Протекторная защита используется для защиты подземных сооружений в основном от почвенной коррозии и от незначительных блуждающих токов.

4.5.12. Для поддержания защитного потенциала "сооружение-земля" в определенных пределах должны применяться автоматические защитные установки, имеющие устройства автоматического регулирования защитного тока в зависимости от потенциала сооружения.

4.5.13. Активная (электрическая) защита подземных сооружений должна осуществляться при наименьшем среднем значении защитных токов, обеспечивающих защиту сооружения.

Среднечасовой ток всех установок дренажной защиты (включая и не железнодорожных), подключенных к рельсовому пути или сборке отрицательных питающих линий тяговой подстанции магистральных участков электрифицированных железных дорог, не должен превышать 25% общей нагрузки данной тяговой подстанции.

Методика определения среднечасового тока дренажных установок приведена в главе 7.

4.5.14. Устройства активной защиты при подключении к рельсовой сети не должны нарушать нормального функционирования рельсовых цепей автоблокировки и электрической централизации. При включении защитных устройств в работу и на протяжении всего периода эксплуатации должны соблюдаться требования главы 5.

4.5.15. Применение электрической защиты на подземных сооружениях требует хорошей проводимости в стыках труб, выполнения перепайки оболочки кабеля с броней в каждом кабеле и металлических соединений между собой оболочек оборотных (по материалу оболочки и ее изоляции) кабелей в одной траншее, в оконечных или в промежуточных устройствах их разделки, за исключением кабелей в шланговом изолирующем покрытии без брони.

4.5.16. Присоединение установок дренажной защиты к сборке отрицательных питающих линий тяговых подстанций электрифицированных участков допускается в тех случаях, когда подключение дренажей к пункту присоединения отрицательных питающих линий к рельсам не обеспечивает защиту подземного сооружения от коррозии блуждающими токами.

4.5.17. Устанавливаемые на электрифицированных железных дорогах полупроводниковые защитные устройства при подключении к рельсовой сети должны быть рассчитаны на обратное напряжение не менее 2000 В.

Если защитное устройство не удовлетворяет этому требованию, в цепь защиты со стороны рельсов дополнительно включается полупроводниковый вентиль на ток защитного устройства и на обратное напряжение, повышающее пробивное напряжение собственно устройства до указанного значения. Все элементы защитных устройств, подключаемых к рельсам, должны выдерживать без повреждения трехкратное превышение защитного тока в течение 20 мин и десятикратное - в течение 0,1 с.

4.5.18. Катодная поляризация подземных металлических сооружений должна осуществляться так, чтобы исключалось вредное влияние ее на соседние подземные металлические сооружения.

Вредным влиянием катодной поляризации защищенного сооружения на соседние металлические сооружения считается:

уменьшение абсолютного значения минимального защитного потенциала при увеличении абсолютного значения максимального защитного потенциала на соседних металлических сооружениях, имеющих катодную поляризацию;

появление опасности электрохимической коррозии на соседних подземных металлических сооружениях, ранее не требовавших защиты от нее.

4.5.19. Для улучшения противокоррозионной защиты и уменьшения затрат на ее осуществление следует применять совместную электрическую защиту разнородных подземных сооружений, близко расположенных друг от друга, одними защитными установками (исключая кабели на напряжение выше 1000 В).

4.5.20. При совместной защите подземные сооружения в доступных местах объединяются посредством устройства металлических перемычек, перепаек; в случае необходимости перемычки могут быть контролируемыми (с разъемом), регулируемыми или поляризованными.

4.5.21. Допускается присоединение нескольких поляризованных дренажных установок в одном пункте рельсовой сети, если выполняются требования п.5.12.1.

4.5.22. Присоединение усиленных дренажей и установок дренажно-катодной защиты к рельсовым путям электрифицированных железных дорог не должно в катодной зоне потенциалов рельсов приводить к появлению положительных потенциалов от тока защиты в пункте присоединения отрицательной питающей линии (отсоса) в часы интенсивного движения поездов.

В знакопеременных зонах потенциалов рельсов ток усиленного дренажа или дренажно-катодной защиты должен быть ограничен значением, при котором в часы интенсивного движения поездов не устанавливаются устойчивые положительные потенциалы на рельсах в пункте присоединения защитной установки.

Примечание. Эти требования не относятся к установкам на номинальный ток менее 100 А, т.е. усиленные дренажи и дренажно-катодные установки на ток (выпрямителя) до 100 А можно подключать в катодной и знакопеременной зонах потенциалов рельсов без проверки их влияния на потенциалы последних.


Не допускается присоединять усиленные дренажи или дренажно-катодные установки в анодных зонах рельсовой сети, а также к рельсам деповских путей.

4.5.23. При осуществлении активной защиты от коррозии блуждающими токами способ защиты и ее электрическая схема должны быть увязаны с требованиями техники безопасности по обслуживанию защищаемого сооружения, обеспечивать защиту сооружения от токов короткого замыкания, грозы и исключать вредное влияние на работу рельсовых цепей автоблокировки (глава 5).

4.5.24. Защита подземных сооружений от коррозии блуждающими токами на станциях стыкования и в зоне распространения постоянных блуждающих токов на участок переменного тока (до 5 км) осуществляется, как на участках постоянного тока. В этих условиях применяют только полупроводниковые защитные устройства.

4.5.25. При выполнении защиты от блуждающих токов железнодорожных подземных сооружений кроме выполнения общих требований пп.4.4 и 4.5 следует учитывать особенности защиты каждого объекта, изложенные в.пп.4.6-4.14, диктуемые спецификой их конструкций и работы.

4.6. Особенности защиты подземных сооружений тяговых подстанций

4.6.1. Защиту от электрокоррозии подземных сооружений, заземленных на контур тяговой подстанции, осуществляют поляризованными дренажными установками, включенными между наружным контуром заземления и отрицательной шиной тяговой подстанции до реактора со стороны рельсов (к сборке отрицательных питающих линий подстанций).

Преимущественным должно быть применение комбинированных устройств, осуществляющих защиту от блуждающих токов и функции короткозамыкателя цепи контур заземления-отсос в режимах короткого замыкания на подстанции (полупроводниковый дренажно-шунтовой замыкатель ПДШЗ, см. рис.4.3).

Рис.4.3. Схема включения ПДШЗ на тяговой подстанции

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


Рис.4.3. Схема включения ПДШЗ на тяговой подстанции:

1 - полупроводниковый дренажно-шунтовой замыкатель (ПДШЗ); 2 - реактор;
3 - наружный контур заземления подстанции; 4 - отрицательная питающая линия (отсасывающий фидер);
5 - тяговая рельсовая сеть

4.6.2. Катодная поляризация подземных сооружений, заземленных на контур тяговой подстанции посредством дренажа, должна осуществляться таким образом, чтобы создаваемые потенциалы соответствовали защитным, указанным в главе 2 для каждого типа сооружений.

4.6.3. Применяемые в дренаже диоды должны быть рассчитаны на 2 кВ обратного напряжения или защищаться устройством пропуска в обход диода импульса тока или обратного напряжения.

4.6.4. Корпус дренажной установки (ПДШЗ) должен быть заземлен на внешний контур заземления тяговой подстанции, для чего вывод от дренажной установки, идущий к контуру, соединяют с корпусом.

4.7. Особенности защиты подземных сооружений электродепо

4.7.1. Защиту от коррозии блуждающими токами подземных сооружений электродепо из-за наличия по требованиям техники безопасности электрической связи внутридеповских сооружений с контуром заземления и рельсами осуществляют главным образом снижением попадания тягового тока с рельсов на подземные сооружения. Это достигают вентильным секционированием рельсов. Оно эффективно, если электродепо расположено в анодной или знакопеременной зонах потенциалов рельсовой сети.

4.7.2. В зависимости от системы ввода электроподвижного состава на канавы депо (под напряжением 3 кВ или пониженном напряжении) вентильное секционирование выполняют в соответствии с рис.4.4 а, б. Если депо имеет двусторонний выход на главные или станционные пути, то вентильное секционирование выполняют аналогичным образом с двух сторон здания депо. Дополнительный вентильный блок (рис.4.4 а) устанавливают в случае, когда деповский парк имеет значительное путевое развитие.

Рис.4.4. Вентильное секционирование рельсовой сети электродепо при входе контактной сети 3 кВ внутрь депо (а) при вводе электроподвижного состава внутрь депо на пониженном напряжении от автономного источника (б

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


Рис.4.4. Вентильное секционирование рельсовой сети электродепо при входе контактной сети 3 кВ
внутрь депо (а) при вводе электроподвижного состава внутрь депо на пониженном напряжении
от автономного источника (б):

1 - основной вентильный блок; 2 - станционный путь; 3 - дополнительный вентильный блок;
4 - здание депо; L - длина электроподвижного состава, подаваемого на канаву депо

4.7.3. При проектировании, с целью снижения электрокоррозионных повреждений, необходимо предусматривать установку изолирующих фланцев и муфт на вводах на территорию депо наиболее ответственных подземных сооружений (газопроводы, трубопроводы теплофикации, водопроводы, кабели связи и т.п.), ответвляющихся от соответствующих городских магистральных или станционных коммуникаций.

4.7.4. После осуществления мероприятий пп.4.7.1-4.7.3 устранение опасности электрокоррозии подземных сооружений электродепо в случае ее обнаружения достигается применением активной защиты по п.4.5.

4.7.5. Электрифицированные пути депо должны удовлетворять требованиям по ограничению утечки тяговых токов (пп.3.2.3, 3.2.7, 3.2.8).

4.8. Особенности защиты высоковольтных кабелей

4.8.1. Защита высоковольтных кабелей от коррозии блуждающими токами должна осуществляться отдельно от остальных подземных сооружений железнодорожного хозяйства, кроме случаев объединения их единым контуром заземления (тяговая, трансформаторная подстанции т.п.).

4.8.2. Защитные установки на высоковольтных кабелях выполняются в запираемых ящиках, заземленных двумя проводниками на контур заземления, либо на выравнивающий контур. Сопротивление контура заземления должно соответствовать требованиям "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей" по значениям напряжения для высоковольтных кабелей. Сопротивление выравнивающего контура не нормируется.

Выравнивающий контур выполняется в виде сетки из стальной полосы 40х4 мм, закопанной на глубину 0,3-0,4 м по периметру установки на 0,8 м от нее.

4.8.3. Если защитная установка располагается у подстанции, то корпус установки заземляется на внешний контур заземления подстанции. Индивидуальный заземляющий или выравнивающий контуры в этом случае не делают.

В схему защитных установок высоковольтных кабелей дополнительно включаются разрядники на 350 В:

в поляризованных дренажах - между клеммой "кабель" и корпусом установки (контуром);

в катодных станциях, дренажно-катодных установках, в усиленных дренажах - между клеммой "кабель" и корпусом установки (контуром), а также между каждой фазой питающей сети переменного тока (до предохранителей со стороны ввода) и корпусом установки (контуром).

4.9. Особенности защиты кабелей в алюминиевых оболочках

4.9.1. Защита алюминиевых оболочек кабелей от коррозии осуществляется в основном с помощью изолирующих покрытий, наносимых в процессе изготовления кабелей. При выборе типа изолирующего покрытия на стадии проектирования для кабелей, прокладываемых в условиях блуждающих токов, следует руководствоваться рекомендациями п.4.4.3.

4.9.2. Защита от коррозии кабелей с полимерным покрытием поверх алюминиевой оболочки с броней без наружного полимерного покрытия осуществляется, в случае необходимости, активными средствами (дренажами, катодными установками и т.п.).

4.9.3. Кабели с полимерным покрытием шлангового типа поверх алюминиевой оболочки надежно защищены от всех видов коррозии при выполнении условий целостности шлангового изолирующего покрытия с уровнем изоляции от земли не менее 5·10Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518 Ом·км. Линейная часть оболочки кабелей в шланговом покрытии, заходящая в места разделки (НУП, ОУП, здания), должна быть изолирована от станционной части и заземлена. При понижении уровня изоляции покрытия необходимо отыскивать места его повреждения "Индикатором места повреждения кабеля" (см. главу 7) или другим прибором и устранять повреждения. Кабельные ответвления в НУП, ОУП, здания отделяются от магистрали изолирующими муфтами. При многократных повреждениях покрытия и понижении уровня его изоляции следует применять на таких кабелях сочетания пассивных и активных средств. Первоначально осуществляется снижение потенциалов на кабеле пассивными средствами защиты: заземлителями и применением изолирующих муфт, шунтированных регулируемыми резисторными или диодно-резисторными перемычками (рис.4.5).

Рис.4.5. Принципиальная схема защиты кабелей в алюминиевой оболочке и шланговом покрытии без брони от коррозии блуждающими токами

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


Рис.4.5. Принципиальная схема защиты кабелей в алюминиевой оболочке и шланговом покрытии
без брони от коррозии блуждающими токами:

1 - контактный провод; 2 - тяговая подстанция; 3 - тяговый рельс; 4 поляризованный дренаж;
5 - резисторно-диодная перемычка; 6 - изолирующая муфта; 7 - кабель; 8 - заземлители Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518=3 Ом;
9 - заземлители Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518=10 Ом (с шагом 0,8-1,0 км)

Назначение перемычек:

резисторной - снижение разности потенциалов на стыке и достижение защитных потенциалов кабеля относительно земли;

диодно-резисторной - создание односторонней проводимости вдоль оболочки кабеля с целью снижения потенциалов кабеля от блуждающих токов соседних подстанций и обеспечения требуемого ограничения действия защиты по трассе кабеля.

Заземлители и перемычки подключаются к оболочке через контрольно-измерительные пункты. Эффективное снижение потенциалов на кабеле достигается применением заземлителей с сопротивлением растеканию ниже 10 Ом; на отдельных концевых участках трасс кабеля значение этого сопротивления целесообразно иметь не выше 3 Ом (см. рис.4.5).

Значение сопротивления перемычек из резисторов должно быть на порядок выше сопротивлений заземлителей (сотни Ом); окончательный выбор значения сопротивления осуществляется при доведении потенциалов кабеля до защитных. Изолирующие муфты целесообразно располагать по трассе кабеля следующим образом: на магистральных кабелях, проходящих через всю межподстанционную зону (между двумя тяговыми подстанциями) две изолирующие муфты на расстоянии 2-3 км от каждой тяговой подстанции; на более коротких кабелях, которые не проходят через всю межподстанционную зону, достаточно оборудование одной изолирующей муфты.

Если изолирующие муфты расположены более часто (через каждую строительную длину), то этого может оказаться достаточным для защиты от электрокоррозии кабелей в алюминиевой оболочке без брони.

Примечание: На кабелях, трасса которых удалена от крайнего пути на расстояние более 25 м, параллельно изолирующим муфтам дополнительно устанавливают разрядники по грозозащите.

4.9.4. Если после применения пассивных средств защиты, приведенных в п.4.9.3, кабель остается незащищенным, т.е. значения потенциалов на кабеле не находятся в пределах защиты, необходимо дополнить защиту активными средствами. Схемы комбинации пассивных и активных средств защиты представлены на рис.4.5.

4.9.5. При совместной защите кабеля в алюминиевой оболочке без брони с кабелями других типов, чтобы не вызвать повреждения алюминиевой оболочки из-за перетекания гальванического тока, не следует осуществлять неконтролируемое соединение (перепайку) оболочек кабелей до проведения электрических измерений и осуществления защитных мероприятий (п.4.9.3, 4.9.4).

Для этих целей в оборудуемых контрольных пунктах делаются два вывода: от кабелей с алюминиевой оболочкой и от остальных кабелей с перепаянными оболочками; соединение этих выводов по требованиям защиты возможно глухой или поляризованной перемычкой.

Защита от коррозии блуждающими токами в этом случае производится по показателям защищенности табл.2.5, п.4.

4.9.6. В случае совместной защиты кабелей с алюминиевой оболочкой и броней с кабелями других типов все оболочки перепаивают обычным образом. Контрольный пункт оборудуется с одним выводом от кабелей. Защита осуществляется по показателям защищенности табл.2.5, п.3.

4.9.7. При выполнении магистральных линий кабелей с полимерными шланговыми покровами поверх оболочки и брони не следует производить перепайку оболочки и брони этого кабеля с кабелями другого типа в релейных шкафах, постах во избежание возможности возникновения интенсивной электрокоррозии последних перетекающими токами (особенно кабелей, подходящих к участкам рельсов с отрицательными значениями потенциалов относительно земли).

4.10. Особенности защиты сооружений и конструкций постов секционирования
и пунктов параллельного соединения контактной сети

4.10.1. Посты секционирования (ПС) и пункты параллельного соединения (ППС) контактной сети при проектировании следует размещать у путевых дроссель-трансформаторов и заземлять их на среднюю точку дроссель-трансформаторов (рис.4.6 а) или на тяговый рельс однониточной рельсовой цепи (рис.4.6 б) наглухо двойным заземляющим проводом. При этом сопротивление заземления фундамента ПС (ППС) не должно быть ниже 500 Ом по условиям защиты арматуры фундаментов от электрокоррозии; это обеспечивается установкой изолирующих деталей между корпусом ПС (ППС) и бетоном фундамента, а также в узлах анкерных болтов.

Рис.4.6. Способы заземления постов секционирования (ПС) и пунктов параллельного соединения (ППС) контактной сети

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518

Рис.4.6. Способы заземления постов секционирования (ПС) и пунктов параллельного соединения (ППС) контактной сети:

1 - корпус ПС (ППС) или внутренний контур заземления; 2 - фидерные разрядники постоянного тока;
3 - изолирующие элементы; 4 - обмотка реле заземления; 5 - тяговые рельсы;
6 - путевой дроссель-трансформатор; 7 - проходной изолятор; 5* - диодный заземлитель ЗД-1

________________
* Соответствует оригиналу. - Примечание "КОДЕКС".


Как правило, ПС (ППС) должны устанавливаться на бетонные или железобетонные лежни со щебеночной подсыпкой под них.

4.10.2. Металлические оболочки кабелей, заходящих в ПС (ППС), изолируются от металлического корпуса ПС (ППС). Броня и металлическая оболочка кабелей не вводятся внутрь поста или пункта.

4.10.3. Цепи питания собственных нужд вводятся в ПС (ППС) через изолировочные трансформаторы, кроме случаев питания от продольной ВЛ или ВЛ автоблокировки.

4.10.4. В процессе эксплуатации необходимо контролировать электрокоррозионное состояние фундаментов ПС (ППС). Если сопротивление заземления фундамента ниже нормы (см. табл.4.1), то в цепь заземления ПС (ППС) на рельсовый путь включается диодный заземлитель ЗД (рис.4.6 в) или повышается сопротивление заземления фундамента до безопасного значения применением изолирующих элементов и т.д. Последнее осуществляется также, если сопротивление заземления ниже нормируемых значений по условиям обеспечения надежной работы рельсовых цепей СЦБ (п.5.1). Во всех случаях при решении вопросов заземления ПС (ППС) следует руководствоваться табл.4.1.

Таблица 4.1

Тип рельсовой цепи

Место присоединения заземления ПС (ППС)

К средней точке путевого дроссель-трансформатора

Непосредственно к тяговому рельсу


Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518,
но не ниже 5 Ом*

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518, Ом

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518, Ом

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518, Ом

Двухниточная

Наглухо
(см. рис.4.6 а)

Через ЗД
(см. рис.4.6 в)

Наглухо**
(см. рис.4.6 б)

Через ЗД**
(см. рис.4.6 в)

Однониточная

-

-

Наглухо
(см. рис.4.6 б)

Через ЗД
(см. рис.4.6 в)

________________
* В пунктах установки междупутных перемычек соблюдается только условие Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518.

** Точка подключения к рельсам должна быть не ближе 200 м от путевых дроссель-трансформаторов, а сопротивление заземления - не ниже 100 Ом.

Примечание. Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518 - сопротивление заземления фундамента ПС (ППС). Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518 - наименьшее допустимое сопротивление заземления фундамента ПС (ППС) по табл.2.1.

4.11. Особенности защиты сооружений и конструкций сигнальных точек СЦБ

4.11.1. На вновь устанавливаемых металлических светофорных мачтах и релейных шкафах должны быть предусмотрены изолирующие элементы между конструкцией мачты или шкафа и крепежными болтами, а также бетоном фундамента. Мачту и шкаф в этом случае заземляют на рельсы наглухо. На железобетонных светофорных мачтах навесную металлическую гарнитуру изолируют от бетона и арматуры мачт изолирующими элементами и заземляют на рельсы наглухо с изолированной прокладкой от бетона заземляющего проводника.

4.11.2. В условиях эксплуатации светофорные мачты и релейные шкафы, у которых отсутствуют изолирующие элементы или сопротивление изоляции их ниже предельного значения, в анодных и знакопеременных зонах потенциалов "рельс-земля" заземляют на среднюю точку путевого дроссель-трансформатора через защитное устройство, препятствующее стеканию тока с рельсовых путей в фундаменты мачт и светофоров; в катодной зоне - заземляются наглухо. В качестве защитных устройств применяют искровые промежутки (типа ИПМ-62 и др.) (рис.4.7 а) или диодные заземлители ЗД (рис.4.7 б), включенные в цепь заземления мачты светофора и корпуса релейного шкафа. Диодный заземлитель в этом случае должен удовлетворять характеристикам табл.4.1.

4.11.3. При заземлении мачт светофоров и корпусов релейных шкафов по схеме рис.4.7 а в случае питания приборов, установленных на мачте, напряжением 220 В во время производства работ на светофорной мачте или релейном шкафу искровой промежуток необходимо шунтировать съемной медной перемычкой площадью сечения не менее 50 ммИнструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518.

Рис.4.7. Схема заземления светофорных мачт и релейных шкафов на сигнальной точке через искровой промежуток с изоляцией корпуса шкафа (а), через диодный заземлитель (б)


Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


Рис.4.7. Схема заземления светофорных мачт и релейных шкафов на сигнальной точке через искровой
промежуток с изоляцией корпуса шкафа (а), через диодный заземлитель (б):

1 - светофорная мачта; 2 - искровой промежуток; 3 - заземляющий провод; 4 -корпус релейного шкафа;
5 - изолирующие элементы; 6 - диодный заземлитель

4.11.4. Оболочки и броня кабелей, заходящих в релейный шкаф и светофорную мачту, должны быть надежно изолированы от их корпусов с помощью специальных изолирующих элементов (втулок, прокладок).

4.12. Особенности защиты масло- и воздухопроводов

4.12.1. Масло- и воздухопроводы по территориям станций и депо должны прокладываться, как правило, над землей на железобетонных стойках. Металлические трубы не должны касаться арматуры стоек.

4.12.2. Под путями масло- и воздухопроводы прокладывают в асбоцементных трубах с соблюдением требований п.п.4.4.8, 4.4.9.

4.12.3. Трубопроводы должны быть изолированы с помощью изолирующих фланцев от всех конструкций, металлически связанных с рельсами, с деталями рельсовых скреплений, а также от конструкций, заземленных на рельсы наглухо.

4.13. Особенности защиты рельсов и рельсовых скреплений в тоннелях

4.13.1. Электрокоррозионная опасность для рельсов и деталей рельсовых скреплений проявляется, как правило, в протяженных тоннелях длиной более 500 м, расположенных в анодных и знакопеременных зонах потенциалов рельсовой сети при средних потенциалах "рельс-земля" выше +5 В и пониженном в два раза и более уровне изоляции пути.

4.13.2. Путь в электрифицированных железнодорожных тоннелях должен соответствовать требованиям по ограничению утечки тяговых токов, изложенным в пп.3.2.3, 3.2.7-3.2.10, 3.2.15.

4.13.3. В тоннелях рекомендуется применять раздельный тип рельсовых скреплений с тщательным контролем затяжки клеммных болтов.

4.13.4. В процессе эксплуатации пути в тоннелях необходимо выявлять и заменять шпалы с пониженным электрическим сопротивлением (промокшие, с трещинами и т.п.), производить более частую подрезку и очистку балласта.

4.13.5. В тоннелях в целях повышения электроизоляции пути следует применять специальные меры: пропитывать шурупные отверстия электроизолирующими составами, применять изолирующие прокладки под подкладками, изолирующие втулки в шурупных отверстиях, промывать чаще балласт и т.п.

4.13.6. При обнаружении электрокоррозионной опасности (см. п.4.13.1) в целях защиты рельсов и рельсовых скреплений от электрокоррозии следует применять, как правило, вентильное секционирование по схеме рис.6.4.

В тоннелях длиной более 2 км защитный эффект вентильного секционирования достигается дополнительным секционированием пути внутри тоннеля. Вентильное секционирование в двухпутных тоннелях осуществляется раздельно по каждому пути с устройством общей обходной перемычки, эквивалентной по проводимости двум рельсовым нитям.

4.14. Особенности защиты железнодорожных железобетонных сооружений

4.14.1. Основными особенностями железнодорожных железобетонных конструкций является ограниченная их протяженность и необходимость по требованиям техники безопасности и условиям надежной работы защиты от токов короткого замыкания заземления их на рельсы электрифицированных железных дорог. Последнее приводит к тому, что через цепи заземления в арматуру конструкции могут попадать значительные токи, которые при стекании в бетон вызывают электрокоррозионные разрушения арматуры. Блуждающие токи, попадающие не по цепям заземления, а из земли в железнодорожные железобетонные конструкции из-за малых длин конструкции незначительны и не вызывают опасных явлений электрокоррозии. Поэтому основная направленность защитных мероприятий на железобетонных конструкциях - исключение возможности попадания на них тока утечки с рельсов по цепи заземления или ограничения этого тока до допустимых пределов (п.2.2).

4.14.2. Все железобетонные конструкции железнодорожного электрифицированного транспорта должны иметь, как правило, толщину защитного слоя бетона над любой арматурой не менее 20 мм.

4.14.3. При проектировании железобетонных конструкций в качестве защитных мероприятий от электрокоррозии должны предусматриваться специальные изолирующие элементы (втулки, шайбы, прокладки и т.п.), обеспечивающие электрическую изоляцию (не менее 10000 Ом) металлических деталей, заземляемых на рельсы, от бетона и арматуры железобетонных конструкций (рис.4.8), либо осуществляться особые способы заземления (нейтральные вставки, врезка дополнительных изоляторов и т.п. - рис.4.9 а, б).

Рис.4.8. Изоляция закладных деталей (а), хомутов (б) и анкерных болтов (в) железобетонных конструкций

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


Рис.4.8. Изоляция закладных деталей (а), хомутов (б) и анкерных болтов (в) железобетонных конструкций:

1 - изолирующая втулка; 2 - изолирующая прокладка

Рис.4.9. Специальные способы заземления опор контактной сети (а) и искусственных сооружений (б) с устройством нейтральных вставок


Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518


Рис.4.9. Специальные способы заземления опор контактной сети (а)
и искусственных сооружений (б) с устройством нейтральных вставок:

1 - изоляторы контактной сети; 2 - нейтральная вставка; 3 - дополнительные изоляторы;
4 - изолирующие прокладки; 5 - тяговые рельсы; 6 - отбойники контактной сети; 7 - защитное устройство

Проектирование для защиты от электрокоррозии вновь сооружаемых железобетонных конструкций с помощью защитных устройств (искровых промежутков, диодных заземлителей и т.п.) взамен установки на них электроизолирующих элементов допускается только в исключительных случаях при невозможности конструктивного обеспечения установки изолирующих элементов.

4.14.4. Электроизолирующие детали следует устанавливать для изоляции:

деталей крепления конструкций контактной сети на искусственных железобетонных сооружениях (мостах, эстакадах и т.п.) от арматуры сооружений или деталей крепления от заземленных на рельсы элементов конструкций контактной сети;

всех металлических конструкций (перила и т.п.), расположенных на железобетонных искусственных сооружениях и по условиям техники безопасности заземленных на рельсы, от арматуры сооружений;

деталей крепления контактной сети и закладных деталей от арматуры и бетона железобетонных опор контактной сети;

железобетонных анкеров опор контактной сети от оттяжек;

арматуры железобетонных опор и фундаментов металлических опор, устанавливаемых на искусственных сооружениях, от арматуры сооружений;

металлических опор контактной сети и мачт светофоров от анкерных болтов и бетона фундаментов;

заземленных на рельсы металлических частей железобетонных мачт светофоров от бетона и арматуры мачт;

заземленных на рельсы шкафов, ящиков от анкерных болтов и бетона фундаментов;

заземляющих проводников от бетона и арматуры.

4.14.5. В условиях эксплуатации при обнаружении опасности электрокоррозии арматуры железобетонных конструкций, вызванной токами утечки через цепи заземления, применяют либо специальные способы заземления (в соответствии с "Инструкцией по заземлению устройств электроснабжения на электрифицированных железных дорогах"), либо защитные устройства, устанавливаемые в цепях заземления: искровые промежутки (ИП), диодные заземлители (ЗД) или их комбинацию (последовательно с ЗД подключены два искровых промежутка, включенные параллельно, т.е. ЗД+2ИП).

На железобетонных конструкциях, на которых установка защитных устройств не допускается по требованиям техники безопасности и главы 5, рекомендуется применять нейтральные вставки, дополнительные изоляторы для отделения заземляющего спуска от конструкции (см. рис.4.9) или устанавливать дополнительные изолирующие элементы для снижения тока утечки через конструкцию до значения ниже нормируемого (табл.2.1).

4.14.6. В процессе эксплуатации железобетонных конструкций необходимо контролировать их защищенность от электрокоррозии в соответствии с показателями (табл.2.1). Если на сооружении установлены специальные защитные устройства, контроль электрокоррозионного состояния железобетонных конструкций сводится к контролю исправного состояния этих элементов и устройств. Исправное состояние изолирующих элементов и защитных устройств является гарантией отсутствия электрокоррозионной опасности для конструкций.

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу spp@kodeks.ru

Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518

Название документа: Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. ЦЭ-518

Номер документа: ЦЭ-518

Вид документа: Инструкция МПС России

Принявший орган: МПС России

Статус: Действующий

Опубликован: / Министерство путей сообщения Российской Федерации. - М.: "ТРАНСИЗДАТ", 1999 год
Дата принятия: 09 октября 1997

Информация о данном документе содержится в профессиональных справочных системах «Кодекс» и «Техэксперт»
Узнать больше о системах