4. МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ КОРРОЗИОННЫХ
ОБСЛЕДОВАНИЙ ОПОР
Цель коррозионных обследований. Оценка опасности электрокоррозии опор
Назначение коррозионных обследований. Опорные конструкции являются
нерезервируемыми элементами контактной сети, а их излом почти неизбежно
влечет за собой выход из строя значительного участка железной дороги.
Одновременно с нарушением целостности электрической цепи высокого
напряжения и повреждением объектов железнодорожного транспорта излом
опор представляет серьезную угрозу безопасности перевозок. В этой связи
необходимость противокоррозионных мероприятий определяется не только
экономическими, но и социальными факторами. В течение многих лет на
участках постоянного тока устанавливались железобетонные опоры, не
имевшие надежной изоляции поддерживающих конструкций от тела опоры.
Следует признать, что недостаточно активно внедрялись и новые
технические решения, касающиеся заземляющих устройств. В результате
эксплуатационный персонал вынужден сталкиваться с таким положением,
когда значительная часть опор находится в неизвестном коррозионном
состоянии. В первую очередь, это относится к опорам прошлых лет
установки (10 и более лет), для которых длительное время не соблюдались
требования по изоляции от рельсовой сети. Однако и вновь устанавливаемые
опоры, как показывает опыт Московской дороги, не избавлены в полной мере
от опасности электрокоррозии. До сих пор не решен крайне важный вопрос
об обязательном применении изолирующих втулок для болтов закладных
деталей.
Сложившаяся ситуация вынуждает проводить целый
комплекс измерений и обследований в целях своевременного выявления
дефектных конструкций. В условиях недостаточной защищенности от коррозии
эффективность коррозионных обследований становится, по сути, одним из
главных факторов поддержания надежности контактной сети.
Оценка опасности электрокоррозии опор токами утечки. Широкое
распространение получила оценка опасности электрокоррозии по току
утечки, который определяют косвенным способом. Измеряют или определяют
по потенциальным диаграммам средние положительные значения потенциалов
«рельс — земля» в месте нахождения заземления и сопротивление опоры.
Разделив потенциал на сопротивление, вычисляют значение тока утечки,
который бы протекал через арматуру в случае нарушения изоляции цепи
заземления. Полученное значение тока следует отнести к площади арматуры,
с которой происходит стекание. Плотность тока, вычисленная таким
образом, не должна быть выше 0,6 мА/дм2. Для облегчения обработки данных
принято нормировать не плотность тока, а общий ток, протекающий через
опору, либо сопротивление опоры на 1 В средних положительных потенциалов
рельсов. Так, нормируемое значение сопротивления не должно быть ниже 25
Ом на 1 В, а ток не должен превышать 40 мА.
Определение тока утечки преследует две цели. Первая — это установление
необходимости монтажа заземляющих устройств в цепях присоединения опор к
рельсам. Вторая — это установление первоочередности обследований
фундаментных частей опор. При существующем уровне изоляции верхнего
пояса опор монтаж заземляющих устройств однозначно зависит от
расположения потенциальных зон и в целом не требует проведения
периодических проверок. Установление же первоочередности обследований
наталкивается на ряд трудностей, а результаты, получаемые при этом, не
удовлетворяют требованиям эксплуатации.
Так, контроль по току утечки был бы эффективен, если бы каким-то образом
удалось осуществить непосредственное и постоянное наблюдение за этим
параметром у каждой опоры. В существующем же виде этот метод не всегда
приносит желаемые результаты. Действительно, какую полезную информацию
может дать деление среднего потенциала, измеренного с большой
погрешностью несколько лет назад, на мгновенное значение сопротивления
опоры?
Снятие потенциальных диаграмм производится вручную, так как приборов,
которые могли бы измерять средние значения потенциалов за длительное
время в полевых условиях, промышленность не выпускает. Результаты
проверок, проведенных на Московской дороге, показывают, что до 50%
потенциальных диаграмм, используемых для расчета тока утечки,
выполняются с нарушением установленных правил, что влечет за собой
значительные ошибки. В большинстве случаев можно говорить лишь о
правильности знака среднего потенциала й порядке его значения.
Особенно большие ошибки допускаются при измерении сопротивлений опор.
Отчасти они вызваны необеспеченностью дистанций электроснабжения
приборами, способными работать в условиях интенсивного поля блуждающих
токов. Определенные трудности вызываются и наличием большого числа
групповых заземлений, что требует специальных методов для измерения
индивидуальных сопротивлений опор. Однако самые большие проблемы
вызываются непостоянством сопротивлений опор.
Ранее уже говорилось о том, что сопротивление опоры, в основном,
определяется верхним поясом, т. е. состоянием изоляции между консолью и
арматурой. Оно зависит от множества факторов (влажности, температуры,
смещения закладных деталей и т.п.). В течение нескольких месяцев
закладная деталь может иметь «металлическую» связь с арматурой,
обеспечивая высокие значения тока утечки, затем под действием
изменившихся условий (усиление, монтаж группового заземления и т. п.)
вдруг образовать зазор и повысить сопротивление опоры к моменту
измерений до 100—500 Ом, а иногда и до нескольких килоом. В большом
числе случаев сопротивление опоры изменяется после (и вследствие)
выведения ее из группового заземления.
Опыт показывает, что принятая периодичность измерений сопротивления опор
(1 раз в несколько лет) не позволяет достоверно определять ее
сопротивление и, в особенности, выявлять факты «металлического» касания
в верхнем поясе.
С другой стороны, основываясь на данных, приведенных в гл. 2, можно
сделать вывод о том, что расчет токов утечки для опор, не имеющих
«металлического» касания, т. е. опор с сопротивлением выше 60 Ом, не
отражает действительной картины электрокоррозионной опасности, а для
опор с сопротивлением ниже 60 Ом является, по сути, лишней процедурой.
По указанным причинам на Московской дороге необходимость обследования
подземной части железобетонных опор устанавливается только по значению
сопротивления (при их установке в анодных и знакопеременных зонах).
Кроме того независимо от зоны установки обследованию подлежат «низкоомные»
опоры в группах, для которых превышены нормы перетекающих токов.
Установлены и более жесткие требования по периодичности измерений
сопротивлений опор (1 раз в год). При этом ставится задача не ежегодной
перепроверки данных, а выявления из всего массива эксплуатирующихся опор
той части, которая характеризуется «металлическим» касанием. После
обнаружения «низкоомной» опоры она должна быть обследована в месячный
срок. Если это по каким-то причинам сделать невозможно, опора должна
быть поставлена на оттяжки. Если обследование не выявило повреждений,
вторичное обследование производится только после обнаружения факта
контакта с рельсовой сетью (пробой ЗД, ИП).