Spínané a regulované elektrické polarizované drenáže Jan íp ATEKO, s.r.o., P emyslovc 29, 709 00 Ostrava 9
Klí ová slova : katodická ochrana, elektrická polarizovaná drenáž, bludné proudy
Anotace lánek popisuje použití spínaných a regulovaných elektrických polarizovaných drenáží v obtížných podmínkách a rozebírá problematiku jejich napájení.
Pro nasazení do t žších technologických podmínek, byly vyvinuty elektrické polarizované drenáže pod obchodními názvy : Spínaná drenáž Spínaná regulovaná drenáž
Ob jsou ur eny pro trvalé drenážní proudy 400 A.
NerDren09 RegDren09
Spínané elektrické polarizované drenáže byly nap íklad nasazeny a jsou provozovány ke katodické ochran vysokotlakého plynového dálkovodu p ed ú inky bludných proud od železni ní elektrizované stejnosm rné trakce. Elektrická polarizovaná drenáž odolává špi kovým, náhodným a opakujícím se proud m až nam eným 1140A, p emžna koleji se opakovan objevuje nap tí okolo 3,6 kV. Plynovod vede po ur itou dobu celý trak ní proud do m nírny. K ešení problému , zejména s ohledem na p iny vzniku této abnormální situace, byla ustavena pracovní skupina, v níž jsou jak zástupci provozovatele plynovodu tak zástupci provozovatele železnice. Do doby identifikace p in tohoto anomálního stavu rozhodl provozovatel o za azení odporník ke snížení velikosti drenážních proud . Na jednom z míst nasazení má trvalý drenážní proud hodnotu okolo 150 A, což p edstavuje výkonovou ztrátu na odporníku zhruba 3,4 kW. V jiném míst nasazení elektrické polarizované drenáže se b hem m ení drenážní proudy pohybovaly i okolo 400 A, cožp edstavuje výkonovou ztrátu na odporníku zhruba 32 kW. Pro špi kový proud 1140 A vychází výkonová ztráta tém 260kW.
ešit zadaný problém zp sobem vkládání odporník se nejeví jako správná cesta. Jak je vid t z obrázku, použitý odporník byl zni en elektrickým obloukem, který roztavil svorník M16 odporníku. Oblouk musel ho et nejmén n kolik minut. K jeho zapálení došlo vysokým nap tím, kterému neodolala izolace, ur ená z hlediska elektrické pevnosti pro nap tí 750V. Pokud provozovatel bude trvat na provozu elektrických polarizovaných drenáží s odporníkama, pak dojde ke zni ení odporník a bude nutno rozhodnout, zda stanice elektrické polarizované drenáže neprovozovat nebo provozovat bez odporník . Je možné, že samotná elektrická polarizovaná drenážnedozná elektrického poškození, bude však pravd podobn zni ena teplem.
V místech nasazení elektrických polarizovaných drenáží byla provedena korela ní m ení. Následující korela ní graf zobrazuje situaci p i vypnuté stanici elektrické polarizované drenáže. Sklon zm n ukazuje na to, že dochází k elektrochemickému ovliv ování bludných proud na plynovod. Nedochází však k anodické polarizaci plynovodu v mí e škodlivé.
Vlivem p sobení bludných proud dochází k výrazné zm 0,8V, ale stále v oblasti katodické ochrany.
potenciálu potrubí –p da z –1,8V k –
Plynovod je totižz obou stran katodicky chrán n stanicemi katodické ochrany. Návrh na odpojení elektrických polarizovaných drenáží provozovatel odmítl, i když navrhované ešení je nejlevn jší a p edevším nezávislé od situace na železnici. Zd vodn ní provozovatele plynovodu spo ívá v obav , že vysokotlaké plynové potrubí nemusí být dostate katodicky chrán no v místech, kde není fyzický p ístup k provedení korozního m ení a mohou tedy existovat vady v izolaci potrubí, o nichž se neví. Odpojením elektrické polarizované drenáže by tak mohlo dojít k úplnému prokorodování potrubí, vezmou-li se v úvahu obrovské drenážní proudy odsávané nyní z potrubí elektrickou polarizovanou drenáží.
Jinou instalací elektrických polarizovaných drenáží je jejich nasazení ve m st ke katodické ochran nízkotlakých plynovod p ed ú inky bludných proud generovaných stejnosm rnou elektrickou trakcí tramvají. Vedle spínaných elektrických polarizovaných drenáží, které propoušt jí drenážní proud p i nap tí +0 V na potrubí v i koleji, byly zprovozn ny také regulované drenáže, napájené kv li chlazení ze st ídavé sít , ve funkci, kdy elektronicky omezují velikost drenážního proudu na p edem nastavenou úrove a nepropouští drenážní proudy nad zvolenou hodnotu. Z následujícího grafického pr hodnoty :
hu proudu tekoucího mezi potrubím a kolejí lze vy íst tyto
Maximální drenážní proud Pr rný drenážní proud Záporný proud
392 A 31 A - 35 A
ení bylo provedeno ješt na stávající styka ové elektrické polarizované drenáži zapojené mezi nízkotlaký plynovod a tramvajové koleje a to p ed vým nou za novou elektrickou polarizovanou drenáž. Krom mimo ádn vysoké úrovn drenážních proud stojí za pozornost nam ené mimo ádn vysoké hodnoty proud , které umožní styka ová elektrická polarizovaná drenáž protéct mezi potrubím a kolejí p i polarit plus na koleji. V daném p ípad se jedná o pomalou reakci styka na rychlé zm ny nap tí mezi potrubím a kolejí. V této souvislosti je zapot ebí upozornit na skute nost, že k obdobným p ípad m dochází i u kterých typ spínaných elektrických polarizovaných drenáží, využívajících k dobíjení bludné proudy s polaritou plus na koleji. i dokonalém spínání elektrické polarizované drenáže je p i polarit nap tí plus na potrubí k dispozici zpravidla nedosta ující energie pro napájení i p i extrémních hodnotách drenážních proud . Není-li taková elektrická polarizovaná drenáž napájena ze stálého zdroje energie, jako je sí ová p ípojka, nebo nevyužívá-li elektrická polarizovaná drenážn jaký alternativní zdroj energie, jako je nap íklad slune ní lánek, m že být odb r proudu z nežádoucího sm ru tak vysoký, jaký se v jiných p ípadech jiždrenážuje. Jiným d vodem pro pr tok drenážního proudu v nežádoucím sm ru od koleje do potrubí m že být trvalá nebo p íliš astá innost p ep ových ochran. i m ení nap tí mezi potrubím a kolejí ve vypnutém stavu elektrické polarizované drenáže byl totiž nam en také st ídavý periodický signál o amplitud okolo 7,5V s frekvencí okolo 300 Hz, eno v blízkosti tramvajové m nírny.
Frekvence signálu se pon kud m ní p i pr jezdu tramvaje, jsou krátké intervaly, kdy frekvence zmizí zcela.
ením obvyklými servisními p ístroji na st ídavé nap tí (na o ekávané frekvenci 50 Hz) je zaznamenána hodnota okolo 1,0 –2,5 V. ep ové ochrany elektrické polarizované drenáže na tuto rušivou frekvenci, doprovázenou impulsními p ep ovými špi kami, správn reagují a chrání tak polovodi ové výkonové spínací prvky proti zni ení p ep tím.
Lokálním vzdálením dalších stanic elektrické polarizované drenáže podél trasy od místa m nírny, se vliv tohoto jevu zmenšuje. Klesá amplituda na cca 2 V a spojitý pr h je siln deformován.
Spínané elektrické polarizované drenáže NerDren a RegDren byly nastaveny a jsou provozovány tak, aby na uvedené frekven ní rušení reagovaly správn . Provád jí drenážování kladných p lvln, kdy drenážní proud m že protékat elektrickou polarizovanou drenáží sm rem od potrubí a nepropouští proud p i opa né polarit p lvln. I p i absenci stejnosm rné složky bludných proud , dochází tak k ochran potrubí i p ed st ídavými proudy. Uvedenými p íklady je nazna eno, jak náro né podmínky jsou kladeny na výrobce za ízení aktivní katodické ochrany. Otázkou je, zda jsou takové požadavky technicky zd vodnitelné a zda by se ešení extrémních problém s bludnými proudy nem lo soust edit do vlastní technologie a neodstra ovat p iny t chto nežádoucích jev , nežjejich následky.
