|
Стр. 1
Утверждаю
Заместитель Министра
путей сообщения
Российской Федерации
А.Н.КОНДРАТЕНКО
9 октября 1997 г. N ЦЭ-518
ИНСТРУКЦИЯ
ПО ЗАЩИТЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ
ОТ КОРРОЗИИ БЛУЖДАЮЩИМИ ТОКАМИ
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
г.), "Инструкция по заземлению устройств электроснабжения на
электрифицированных железных дорогах" (ЦЭ-191, 1993 г.) 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 В.С.).
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
----T---------------T------------------------------T-------------¬
¦ N ¦Тип подземного ¦Показатели электрокоррозионной¦ Примечание ¦
¦п/п¦ сооружения ¦ опасности ¦ ¦
¦ ¦ +-------T----------------------+ ¦
¦ ¦ ¦Прямые ¦ Косвенные ¦ ¦
¦ ¦ +-------+------------T---------+ ¦
¦ ¦ ¦Плот- ¦Анодное ¦Сопротив-¦ ¦
¦ ¦ ¦ность ¦смещение ¦ление ¦ ¦
¦ ¦ ¦тока ¦потенциала ¦изоляции ¦ ¦
¦ ¦ ¦утечки,¦по отношению¦сооруже- ¦ ¦
¦ ¦ ¦мА/кв. ¦к стационар-¦ния, кон-¦ ¦
¦ ¦ ¦дм, ¦ному, В, ¦струкции ¦ ¦
¦ ¦ ¦выше ¦более ¦от земли ¦ ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦Трубопроводы ¦
+---T---------------T-------T------------T---------T-------------+
¦1 ¦Стальные ¦0,15 ¦0 - незави- ¦- ¦ро - удельное¦
¦ ¦ ¦ ¦симо от ро ¦ ¦сопротивление¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦грунта, Ом м.¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Для чугунных ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦трубопрово- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦дов, стыко- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ванных на ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦цементе, ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦электрокор- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦розионная ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦опасность не ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦устанавли- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦вается ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦2 ¦Чугунные ¦0,75 ¦не установ- ¦- ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦лено ¦ ¦ ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦Кабели ¦
+---T---------------T-------T------------T---------T-------------+
¦3 ¦Бронированые ¦0,15 ¦0 при ро до ¦- ¦Применение ¦
¦ ¦(силовые, связи¦ ¦100 Ом м; ¦ ¦кабелей в ¦
¦ ¦в алюминиевых ¦ ¦0,1 при ро =¦ ¦голых свинцо-¦
¦ ¦или свинцовых ¦ ¦100 - 500 ¦ ¦вых оболочках¦
¦ ¦оболочках и с ¦ ¦Ом м; ¦ ¦(без брони) ¦
¦ ¦битумно-джуто- ¦ ¦0,2 при ро =¦ ¦в условиях ¦
¦ ¦вым или ленточ-¦ ¦500 - 1000 ¦ ¦блуждающих ¦
¦ ¦ным полимерным ¦ ¦Ом м; ¦ ¦токов ¦
¦ ¦покрытием) ¦ ¦0,4 при ро ¦ ¦запрещается ¦
¦ ¦ ¦ ¦свыше ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦1000 Ом м ¦ ¦ ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦4 ¦В стальных ¦0 ¦0 - незави- ¦- ¦ ¦
¦ ¦гофрированных ¦ ¦симо от ро ¦ ¦ ¦
¦ ¦оболочках ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 6 ¦ ¦
¦5 ¦В алюминиевой ¦- ¦- ¦5 х 10 ¦Для участков ¦
¦ ¦оболочке без ¦ ¦ ¦Ом км ¦постоянного ¦
¦ ¦брони с одинар-¦ ¦ ¦ ¦тока приме- ¦
¦ ¦ным шланговым ¦ ¦ ¦ ¦нять не реко-¦
¦ ¦полимерным ¦ ¦ ¦ ¦мендуется; ¦
¦ ¦покрытием ¦ ¦ ¦ ¦при понижении¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦уровня изоля-¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ции ниже ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦нормируемого ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦устраняются ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦повреждения ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦изолирующего ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦шланга ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦6 ¦В алюминиевой ¦- ¦- ¦- ¦Показатели ¦
¦ ¦оболочке с ¦ ¦ ¦ ¦электрокор- ¦
¦ ¦броней и двух- ¦ ¦ ¦ ¦розионной ¦
¦ ¦шланговым ¦ ¦ ¦ ¦опасности ¦
¦ ¦полимерным ¦ ¦ ¦ ¦нормируются, ¦
¦ ¦покрытием ¦ ¦ ¦ ¦защита от ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦блуждающих ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦токов не ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦требуется ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦Железобетонные конструкции ¦
+---T---------------T-------T------------T---------T-------------+
¦7 ¦Фундаменты ¦0,6 ¦0,5 - неза- ¦по мето- ¦При сохране- ¦
¦ ¦мостов, ¦ ¦висимо от ро¦дике ¦нии защитного¦
¦ ¦путепроводов, ¦ ¦ ¦п. 7.3.12¦слоя бетона ¦
¦ ¦тоннельные ¦0,15 ¦0 - незави- ¦ ¦При нарушении¦
¦ ¦обделки ¦ ¦симо от ро ¦ ¦защитного ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦слоя бетона ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦8 ¦Опоры контакт- ¦0,6 ¦- ¦25 ¦При сопротив-¦
¦ ¦ной сети ¦(40 мА ¦ ¦Ом/В <**>¦лении ¦
¦ ¦(фундаменты) ¦<*>) ¦ ¦ ¦ ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦9 ¦Бетонные ¦0,6 ¦- ¦2,5 Ом/В ¦Более ¦
¦ ¦фундаменты ¦(400 ¦ ¦ ¦10000 Ом ¦
¦ ¦светофоров ¦мА) ¦ ¦ ¦исключается ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦10 ¦Железобетонные ¦0,6 ¦- ¦10 Ом/В ¦Необходимость¦
¦ ¦мачты светофо- ¦(100 ¦ ¦ ¦контроля ¦
¦ ¦ров и фундамен-¦мА) ¦ ¦ ¦электрокор- ¦
¦ ¦ты релейных ¦ ¦ ¦ ¦розионной ¦
¦ ¦шкафов ¦ ¦ ¦ ¦опасности ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦11 ¦Фундаменты ¦0,6 ¦- ¦100 Ом/В ¦ ¦
¦ ¦постов секцио- ¦(10 мА)¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦нирования и ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦пунктов ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦параллельного ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦соединения ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+---+---------------+-------+------------+---------+-------------+
¦12 ¦Железобетонные ¦0,6 ¦- ¦- ¦Показателем ¦
¦ ¦шпалы ¦ ¦ ¦ ¦возможной ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦опасности ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦электрокорро-¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦зии арматуры ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦является ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦отсутствие ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦изолирующих ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦элементов ¦
L---+---------------+-------+------------+---------+--------------
--------------------------------
<*> 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
----------------------T------T--------T----------T-------T-------¬
¦Удельное электричес- ¦свыше ¦свыше 20¦свыше 10 ¦свыше 5¦до 5 ¦
¦кое сопротивление ¦100 ¦до 100 ¦до 20 ¦до 10 ¦ ¦
¦грунта, Ом м ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+---------------------+------+--------+----------+-------+-------+
¦Коррозионная актив- ¦низкая¦средняя ¦повышенная¦высокая¦весьма ¦
¦ность ¦ ¦ ¦ ¦ ¦высокая¦
L---------------------+------+--------+----------+-------+--------
2.4.2. Коррозионную активность грунтов по отношению к оболочке
кабелей оценивают по данным химического анализа согласно табл.
2.3, 2.4.
Таблица 2.3
ДЛЯ СВИНЦОВЫХ ОБОЛОЧЕК
-----------T--------------------------------------T--------------¬
¦ рН ¦ Содержание компонентов, % от массы ¦ Коррозионная ¦
¦ ¦ воздушно-сухой пробы ¦ активность ¦
¦ +------------------T-------------------+ ¦
¦ ¦ Органические ¦ Нитрат-ион ¦ ¦
¦ ¦ вещества (гумус) ¦ ¦ ¦
+----------+------------------+-------------------+--------------+
¦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 0,0200 ¦Свыше 0,0010 ¦Высокая ¦
¦свыше 9,0 ¦ ¦ ¦ ¦
L----------+------------------+-------------------+---------------
Таблица 2.4
ДЛЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ОБОЛОЧЕК
-----------T-------------------------------------T---------------¬
¦ рН ¦ Содержание компонентов, % от массы ¦ Коррозионная ¦
¦ ¦ воздушно-сухой пробы ¦ активность ¦
¦ +----------------T--------------------+ ¦
¦ ¦ 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 0,005 ¦Свыше 0,010 ¦Высокая ¦
¦свыше 8,5 ¦ ¦ ¦ ¦
L----------+----------------+--------------------+----------------
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)
----T---------------------T-------------------------T------------¬
¦ N ¦Тип подземного соору-¦ Защитные значения ¦ Примечание ¦
¦п/п¦жения или конструкции¦потенциалов "сооружение -¦ ¦
¦ ¦ ¦ земля", В ¦ ¦
¦ ¦ +-----------T-------------+ ¦
¦ ¦ ¦ Стальной ¦Неполяризую- ¦ ¦
¦ ¦ ¦ электрод ¦щийся медно- ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦сульфатный ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦электрод ¦ ¦
+---+---------------------+-----------+-------------+------------+
¦ ¦Трубопроводы ¦ ¦ ¦ ¦
¦1. ¦Стальные ¦-0,3 - -2,7¦-0,85 - -3,0 ¦Верхняя ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦граница ¦
¦2. ¦Чугунные ¦ниже -0,3 ¦ниже -0,85 ¦защитного ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦потенциала ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ограничива- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ется сохран-¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ностью ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦покрытия ¦
¦ ¦Кабели ¦ ¦ ¦ ¦
¦3. ¦Бронированные ¦-0,3 - -2,7¦-0,85 - -3,0 ¦ ¦
¦4. ¦Алюминиевые ¦- ¦-0,85 - -1,4 ¦ ¦
¦ ¦(без брони) ¦ ¦ ¦ ¦
¦5. ¦Свинцовые ¦- ¦-0,7 - -1,3 ¦ ¦
¦ ¦(без брони) ¦ ¦ ¦ ¦
L---+---------------------+-----------+-------------+-------------
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 кв. мм. Поверхность
контакта в месте приварки должна быть не менее 250 кв. мм.
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
кв. мм 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 40 х 4 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 соприкосновения 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. 3.1а, б - здесь и далее рисунки
не приводятся). 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. 3.1в).
При устройстве вентильного секционирования должны соблюдаться
требования, обеспечивающие нормальное функционирование рельсовых
цепей автоблокировки и электрической централизации.
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. 4.1а). Для
секционирования подземных кабелей с металлическими оболочками
рекомендуются типовые изолирующие муфты (рис. 4.1б, в) или муфты
из термоусаживаемых полимерных втулок.
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.
|
