Способ электрохимической защиты металлической оболочки силового кабеля

 

Использование: защита от коррозии, в частности металлических оболочек силовых кабелей. Сущность изобретения: способ электрохимической защиты металлической оболочки силового кабеля, содержащего три токоведущие жилы 1, 2, 3, включает подключение первичной обмотки трансформатора 8 к кабелю, а вторичной - ко входу выпрямительного блока 21, выходы которого подключают к образцовому электроду и через блок регулирования 22 к оболочке 4 кабеля. С целью уменьшения расхода электроэнергии путем отбора от силового кабеля энергии, образованной за счет токов высших гармоник при питании нелинейной электрической нагрузки 5, 6, 7 и использовании ее для питания устройства защиты, в каждой фазе трансформатора 8, подключенной к одной из жил кабеля, между предохранителем и входным зажимом первичной обмотки включают конденсатор с возможностью образования им с индуктивностью трансформатора фильтра, соответствующей гармоники, а параллельно каждому конденсатору включают нормально замкнутый блок-контакт силового выключателя нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к защите от коррозии металлических оболочек силовых кабелей и других подземных металлических конструкций, в частности к разделу электрохимической защиты.

Известен способ электрохимической защиты металлической оболочки силового кабеля, содержащего три токоведущие жилы, включающий подключение первичной обмотки трансформатора к кабелю, а вторичной ко входу выпрямительного блока, выходы которого подключают к анодному заземлению и через блок регулирования к оболочке кабеля.

Hедоcтатком этого решения является отсутствие использования для питания устройства электрохимической защиты энергии от силовых кабелей, которая образовалась за счет токов высших гармонических составляющих.

Цель изобретения уменьшение расхода электроэнергии путем отбора от силового кабеля энергии, образованной за счет токов высших гармоник при питании нелинейной электрической нагрузки и использовании ее для питания устройства защиты.

Осуществление способа поясняется с помощью устройства, представленного на чертеже.

Устройство электрохимической защиты содержит трехфазный кабель с токоведущими жилами 1, 2, 3 и металлической оболочкой 4, питающий нелинейную электрическую нагрузку 5, 6, 7, источник питания, состоящий из трехфазного двухобмоточного трансформатора 8, первичные обмотки которого 9, 10, 11 соединены в "звезду" и через конденсаторы 12, 13, 14 и предохранители 15, 16, 17 подключены соответственно к токоведущим жилам кабеля 1, 2, 3, вторичные обмотки трансформатора 18, 19, 20 соединены в "звезду" и подключены к выпрямительному блоку 21, отрицательный полюс которого через блок регулирования тока защиты 22 соединен с защищаемой металлической оболочкой 4, а положительный полюс подключен к образцовому электроду 23. Трехфазный выключатель 24, 25, 26 управляет работой электрической нагрузки 5, 6, 7, нормально замкнутые контакты которого 27, 28, 29 подключены параллельно соответственно конденсаторам 12, 13, 14.

При работе электроприемников с нелинейной характеристикой в электрической сети возникают токи высших гармоник, а из них, как правило, доминирующее значение имеет третья гармоника.

Токи высших гармоник приводят к увеличению потерь электроэнергии, сбоям в работе электрооборудования, а иногда и возникновению аварий. Для уменьшения вредного влияния высших гармоник в электрических сетях применяют фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ), представляющие из себя набор из реактивных элементов (индуктивности и емкости) и включенных параллельно источнику высших гармоник. В ФКУ происходит "отсасывание" токов высших гармоник из сети.

В способе осуществляют отбор энергии высших гармоник в фильтрокомпенсирующем устройстве (своего рода отходов электротехнического производства) и последующего использования ее для питания устройств защиты металлической оболочки кабеля. Таким образом, полезно используется бросовая энергия токов высших гармоник.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем режиме электроприемников 5, 6, 7 включен трехфазный выключатель 24, 25, 26 и выключены блок-контакты 27, 28, 29. В процессе работы нелинейной электрической нагрузки 5, 6, 7 возникают токи высших гармоник (как правило, основную долю из них составляет третья гармоника). Емкость конденсаторов 12, 13, 14 выбирается такой, что они вместе с индуктивностями трансформаторов 8 образуют фильтр именно на эту основную гармонику.

В результате фильтр будет "отсасывать" на себя токи данной гармоники. Со вторичных обмоток трансформатора 18, 19, 20 напряжение поступает на выпрямительный блок 21, который может быть собран по различным схемам трехфазного выпрямителя (со средней точкой, схеме Ларионова и т.д.), имеющие разные уровни выходного напряжения и коэффициента пульсации. Постоянный ток с выпрямительного блока 21 обеспечивает электрохимическую защиту металлической оболочки кабеля 4, при этом блок регулирования тока 22 создает оптимальную величину тока защиты с изменением условий эксплуатации.

С отключением нагрузки 5, 6, 7 трехфазным выключателем 24, 25, 26, когда ток высших гармоник становится исчезающе мал, замыкаются блок-контакты 27, 28, 29, и тем самым шунтируют соответственно емкости 12, 13, 14, при этом первичные обмотки трансформатора 9, 10, 11 непосредственно подключаются к сети устройство работает как обычная станция катодной защиты. При необходимости также может быть изменена схема выпрямления блока 21, что обеспечивает грубое (ступенчатое) регулирование уровня выходного напряжения, а блок регулирования тока 22 также, как и в предыдущем режиме, создаст необходимый уровень тока защиты. Таким образом, устройство обеспечивает надежную электрохимическую защиту оболочки кабеля как при включенной, так и при отключенной нагрузке нелинейного характера.

Применение предлагаемого технического решения позволит снизить расход электроэнергии на электрическую защиту металлических оболочек силового кабеля, используя при этом ""бросовую" энергию токов высших гармоник.

Устройство выполняется из стандартных деталей и узлов.

Формула изобретения

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ, содержащего три токоведущие жилы, включающий подключение первичной обмотки трансформатора к кабелю, а вторичной к входу выпрямительного блока, выходы которого подключают к образцовому электроду и через блок регулирования к оболочке кабеля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода электроэнергии путем отбора от силового кабеля энергии,образованной за счет токов высоких гармоник, при питании нелинейной электрической нагрузки и использовании ее для питания устройства защиты, в каждой фазе трансформатора, подключенной к одной из жил кабеля, между предохранителем и входным зажимом первичной обмотки включают конденсатор с возможностью образования им с индуктивностью трансформатора фильтра соответствующей гармоники, а параллельно каждому конденсатору включают нормально замкнутый блок-контакт силового выключателя нагрузки.

РИСУНКИ

Рисунок 1