автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Обеспечение долговечности электросетевых конструкцийэнергосистем, водного и железнодорожного транспорта

ГГо 01 1 2 СЕН Ш

На правах рукописи

Онлайн "

Демин Юрий Васильевич

Обеспечение долговечности электросетевых конструкций

энергосистем, водного и железнодорожного транспорта

Специальности: 05.14.02 - Электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими,

05.22.09 - Электрификация железнодорожного транспорта.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических

наук

Новосибирск 2000

Работа выполена в Новосибирской государственной академии водного транспорта и в ОАО "Сибирский научно-исследовательский институт энергетики".

Научные консультанты: доктор технических наук, профессор В.П. Горелов доктор технических наук, профессор В.П. Михеев.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Г.Н. Ворфоломеев, доктор технических наук, профессор Г.П. Маслов, доктор технических наук, профессор В.Е. Дубенчак.

Ведущая организация - ОАО "Сибирский проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей".

Защита состоится" Э " ииакй 2000г. в "7 О часов на заседании диссертационного Совета Д 116.05.03 при Новосибирской государственной академии водного транспорта по адресу: г. Новосибирск, ул.Ще-тинкина, 33, НГАВТ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирской государственной академии водного транспорта.

Автореферат разослан " 'Т- " <х 2000 г.

Ученый секретарь специализировандо«г'Совета Д116.05.03 К.Т.Н., ДОЦСНТ ^ В.Ф. Тонышев

Оьм-омг.оысНб.о

Общая характеристика работы Актуальность темы:

В состав оборудования современных электроустановок входят разнообразные электросетевые конструкции (ЭК): железобетонные (ЖБ) фундаменты и стойки, силовые кабели с оболочками и броней, провода и тросы воздушных линий (ВЛ), трубопроводы и искусственные заземлители и т.п.

В указанных конструкциях используются различные материалы: бетон на разных марках цемента и наполнителях; металлы — сталь, алюминий, свинец, медь и пр.; изоляция — поливинилхлоридная, битумная, бумажная и др.

Конструкции подвергаются одновременному воздействию токов электроустановок, механических нагрузок и коррозии или старения от взаимодействия материалов конструкций и окружающей среды. Разрушение конструкций от термического воздействия токов электроустановок (токов коротких замыканий, токов молнии и рабочих токов) возможно только в том случае, если они превышают предельно допустимые их значения, заложенные в конструкцию при проектировании и изготовлении. Аналогичный вывод получается при рассмотрении воздействия только механической нагрузки.

Воздействие коррозии и старения материалов конструкций приводят к снижению предельно-допустимых значений по токовым и механическим нагрузкам [5]. С этой точки зрения коррозия и старение материалов являются основными факторами, определяющими их долговечность. Коррозия и старение материалов предопределены тем, что системы энергетических конструкций контактируют с фунтом, воздухом и водой. Кроме того, они подвержены воздействию блуждающих постоянных и переменных токов, также вызывающих коррозию.

В результате на практике наблюдаются значительные коррозионные V повреждения электросетевых конструкций и энергетического оборудования, создающие условия для возникновения аварийных ситуаций.

Наибольшую опасность представляет коррозия заземляющих систем (ЗС), протекающая под действием блуждающих постоянных токов, основным источником которых является электрифицированный железнодорожный транспорт. Так, на ряде тяговых подстанций Западно-Сибирской ж.д. имели место случаи полного разрушения горизонтальных шин на отдельных участках длиной 40-50 м. уже через 4-6 лет после ввода в эксплуата-

цию. Это приводило к ложным срабатываниям земляной защиты, например, на тяговой подстанции "Мошково" (Западно-Сибирской ж.д.) [5].

Анализ показывает, что неуклонно растет доля повреждений по ста-^ рению, коррозии и износу основных элементов контактной сети. Удельная повреждаемость на старых участках выше средней в 1,6 раз и выше, чем на участках со сроком службы менее 10 лет в 2-3 раза.

Для опор контактной сети задача повышения их "рециклинга" не менее, чем на 40%, в основном решена за счет применения новых конструкций опор (предварительно-напряженные опоры со смешанным армированием и опоры раздельного типа).

В тоже время мало внимания уделялось конструкциям продольного энергоснабжения и тяговых подстанций, например, в концепции модернизации устройств электрификации (М.: 1999) нет браковочных параметров для искусственных заземлителей и стоек УСО. Их разрушение также приводит к возникновению аварийных ситуаций.

Экспериментальные исследования на ЗС морских и речных портов (г.г. Находка; Владивосток; Южно-Сахалинск; Красноводск; Чарджоу), гид-V ростанции (Саяно-Шушенская ГЭС; Усть-Илимская ГЭС) показали следующее:

— арматура массивных железобетонных сооружений (плотины гидростанций; шлюзы; причалы; фундаменты и т.п.) работает мощными "катодами" и существенно усиливает функционирование "анодов" и, следовательно, разрушение;

— металлических конструкции портов контактирующих с водой (особенно, морской) и водоводов гидростанций;

— искусственных и естественных заземлителей питающих подстанции при отсутствии контакта металлических конструкций с водой.

Следовательно, железнодорожный транспорт электрифицированный на постоянном токе является источником основного агрессивного фактора, а именно, блуждающего тока, и массивные железобетонные сооружения береговых устройств водного транспорта в ряде случаев приводят к усилению коррозии электросетевых конструкций объектов энергосистем. Это может привести к выносу опасных потенциалов на объекты транспорта при к.з. В связи с этим, основное внимание в работе уделялось коррозии ЭК энергосистем.

Такие повреждения, как коррозионный обрыв заземляющего проводника или коррозия потенциал выравнивающих заземлителей, могут привес-

ти к отказам ЗС при выполнении основной ее функции - обеспечения требуемого уровня напряжений прикосновения.

Обрыв заземляющего проводника может привести также и к отказу срабатывания защит и устройств автоматики. Это относится и к заземляющим проводникам от трансформаторов напряжения, короткозамыкателей, нейтралей силовых трансформаторов и т.п. При возникновении внутренних и атмосферных перенапряжений, если нет соответствующей связи с землей у вентильных и трубчатых разрядников, волны перенапряжения могут вызвать пробой изоляции оборудования электроустановки. В трансформаторах с ослабленной изоляцией нейтрали нарушение заземления нейтрали может привести при коротких замыканиях в системе к повреждению изоляции трансформаторов. При нарушении их целостности продольные токи, попадающие в системы заземления при коротких замыканиях, перераспределяются на естественные связи, такие как оболочки кабелей, трубопроводы, воздухопроводы и т.п. и, перегружая, повреждают их. Локальные повреждения горизонтальных искусственных заземлителей усиливают перетоки в местах плохого контакта естественных заземлителей с заземленными конструктивными частями (например, кабельными полками) и вызывают пережоги, например, оболочек кабелей и трубопроводов в месте их контакта. В пожаро- и взрывоопасных случаях могут возникнуть пожар и взрыв.

Железобетонные опоры и фундаменты воздушных линий электропередач (ВЛ) в агрессивных условиях, особенно при низком качестве их изготовления, выходят из строя за короткий срок 10-15 лет [5, 8].

Данные по повреждаемости ЖБ ЭК были получены в результате исследований СибНИИЭ, С30 "Энергосетьпроект", "Средазтехэнерго". Так, в Туркменистане на 1.01.1987 г. в сетях 0,38-20 кВ дефектными являлись 10 тыс. шт. ЖБ приставок и 8 тыс. шт. ЖБ опор. За 1986 г. число поврежденных ЖБ приставок и опор (падение) 6-20 кВ - 260 шт.; недоотпуск электроэнергии в следствии аварии составил 334280 кВт.ч.

Установлено, что условия повышенной аварийности опор характерны для многих регионов СНГ (Украина, Кавказ, Сибирь, Средняя Азия, Казахстан и т.п.). Для этих районов характерны массовые падения опор с многократной повторяемостью из-за сверхнормативных нагрузок. Это приводит к частным отказам ВЛ.

В последние 5-10 лет особенно актуальными стали вопросы обеспечения надежности работы опор ВЛ с оттяжками различных классов напряжений 220-1150 (1500) кВ в СНГ.

Отказы в работе узлов оттяжек наблюдаются вследствие интенсивно) коррозии и-образных болтов и анкерных петель. Случаи падения опор ЕУ по этой причине отмечались в Краснодарском крае, Омской области, Казах стане, Туркменистане.

Случай падения 41 опоры с оттяжками отмечались в США на ВЛ-34; кВ "Коффин-Норд-Пана", в Финляндии — падение 3-х опор с оттяжками.

Таким образом, практически все электросетевые конструкции и ЗС из них подвергаются коррозионным разрушениям.

Проведенный анализ показал, что с учетом требования надежное™ самой ЗС и надежности работы основного оборудования, ЗС должна бьт спроектирована так, чтобы в течение требуемого срока службы уровень кор розиционного повреждения ее элементов оставались в пределах допустимо го.

Рекомендации по такому проектированию могут быть сформулирова ны на основе изучения коррозиционных процессов ЗС, определению мер п< регулированию коррозии до требуемого уровня и технико-экономическоп обоснования необходимости и сроков включения антикоррозиционных за щит.

В настоящее время в СНГ исследованиями коррозии в электроуста новках (за исключением коррозии теплотехнического оборудования) зани маются очень мало. Особенно мал объем исследований по долговечносп электросетевых конструкций.

Существующие нормативные документы, например, ГОСТ 9.602-8* и СНиП 2.03.11-85 по защите строительных конструкций от коррозии даю только качественную характеристику коррозионной опасности, в то врем: как для обоснованного применения того или иного вида защиты конструк ций необходимо иметь количественную характеристику опасности и знат: срок их службы в конкретных условиях.

Таким образом, проблема повышения долговечности систем электро сетевых конструкций являются весьма актуальной для всех регионов СНГ 1 требующей своего неотложного решения.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является создание тео ретических основ и технических средств обеспечения долговечности элект росетевых конструкций и заземляющих систем в агрессивных условиях.

В соответствии с поставленной целью основными задачами исследо ваний являются:

— обоснование и разработка математической модели расчета корро зионных токов, потенциалов и защиты заземляющих систем для "эквипо

генциального и неэквипотенциалыюго вариантов с учетом взаимного злияния элементов;

— исследование процессов коррозии электросетевых конструкций (искусственных заземлителей; ЖБ опор и фундаментов: узлов крепления оття-кск опор ВЛ) и заземляющих систем из них при воздействии фунтовой коррозии и электрокоррозии и разработка методов расчета срока их службы;

— разработка коррозионно-стойких ЭК и мероприятий по повышенно долговечности ЭК и ЗС в агрессивных условиях при одновременном )беспечении электробезопасности на электроустановках;

— реализация мероприятий по обеспечению долговечности ЭК и ЗС 1 агрессивных грунтово-климатических условиях СНГ.

Методы исследования. Методической основой моделирования корро-июнных процессов в ЭК и ЗС служит теория многоэлектродных элекгрохи-шческих систем, физическое и математическое моделирование, аппарат ¡ычислительной математики, алгебры матриц и математической статистики.

Научная новизна основных положений и результатов работы заклю-¡ается в следующем:

— разработана математическая модель расчета коррозионных токов I потенциалов в "эквипотенциальных" и "неэквипотенциальных" заземля-оших системах с учетом взаимного влияния элементов, в основе которой ¡ежит система нелинейных уравнений, связывающих значения электродных лекгрохимических потенциалов и коррозионных (стекающих или втекаю-цих) токов элементов;

— разработан аналитический метод предварительного определения ипа сопротивления поляризации ("анодные" или "катодные") путем анали-а разностной системы уравнений (п-1)-го порядка, получаемой при вычи-ании уравнения рассматриваемого элемента из общей системы уравнений, : последующим более строгим учетом "нелинейности" явлений поляриза-1ии в зависимости от величины получаемых коррозионных токов с помо-цыо итераций;

— разработана математическая модель расчета защиты для "эквипо-енциального" и "неэквипотенциального" вариантов;

— на основе исследования процессов- коррозии ЭК:

для ИЗ установлено:

на отдельных ИЗ и в ЗС, расположенных в однородном по типу грун-е, наблюдается эффект "блуждания" анодов и равномерное их разрушение;

в резко неоднородном по типу фунте (отличие по фанулометрии один-два порядка) аноды работают "локально" и вызывают сосредоточенные разрушения ИЗ;

с увеличением в ЗС количества разнородных ЭК (стоек УСО, фундаментов и т.п.) определяющей является контактная коррозия, в которой арматура ЖБ ЭК работает "катодом" и усиливает коррозию ИЗ в 1,2-2,3 раза.

для ЖБ ЭК установлено:

наибольшую опасность представляет "физическая" коррозия (особенно для южных регионов СНГ) за счет образования при +32,3°С кристаллогидратов, например, №2804-10Н20 и увеличения их объема на 311%;

нижняя фаница зоны "физической" коррозии определяется глубиной проникновения в фунт изотермы +32,3°С; верхняя — высотой росообразо-вания.

для узлов крепления оттяжек опор ВЛ ВН и УВН установлено:

цинковое покрытие и-образных болтов и анкерных петель (АН) не дает существенного эффекта защиты из-за быстрого (1-1,5 г) "срабатывания" цинка;

максимальное влияние на коррозию и-образных болтов и АН оказывают пары дифференциальной аэрации, усиливаемые "воронками аэрации" вокруг и-образных болтов при их колебаниях при ветровой нафузке и увеличении за счет этого "катодной" поверхности и, в итоге, плотности "анодного" тока в нижней части и-образных болтов и АН;

— разработан способ долгосрочного прогноза коррозии стальных искусственных и естественных заземлителей, основанный на математическом описании тенденции их коррозии;

— разработана региональная методика сбора и обработки информации по физико-химическим параметрам фунта (карты М 1:300000 по удельному сопротивлению и засолению фунта);

— разработана методика региональной оценки (по специальным картам М 1:300000) степени опасности коррозии ИЗ и ЖБ ЭК.

— на основании результатов исследования механизма коррозии ЭК, ЗС и расчета их коррозии разработаны мероприятия по повышению долговечности конструкций в афессивных условиях при одновременном обеспечении электробезопасности на электроустановках:

для подстанций энергосистем, подстанций электроснабжения береговых устройств, тяговых подстанций и ВЛ

— предложена методика конструирования коррозионно-стойких ЗС, базирующаяся на расчете токов коррозии ее элементов, минимизации использования ИЗ;

— при водействии блуждающих постоянных токов предложена совместная электродренажная защита подземных сооружений с учетом различной степени изоляции от грунта;

— при воздействии фунтовой коррозии предложено использовать влагонепроницаемые экраны, стабилизирующиетермо-влажныеусловия вокруг подземных конструкций, и снижающие коррозию в 3-5 раз;

— для отдельных ИЗ и узлов крепления оттяжек опор ВЛ предложен метод их защиты с помощью гидрофобной обработки грунта отработанным трансформаторным маслом;

— в агрессивных грунтах и при электрокоррозии рекомендованы дренажи с фильтрами, устраняющими вынос опасных потенциалов к рельсам;

— при реализации катодной защиты ЗС и отходящих конструкций, например, ВЛ, предложена "встречная" катодная защита.

для отдельных опорных конструкций

— разработаны коррозионно-стойкие ЖБ ЭК с защитными металлическими и объемными диафрагмами, ликвидирующими пути капиллярного поднятия агрессивных солей в зону "физической" коррозии;

— разработаны комбинированные коррозионно-стойкие опоры из бетона и бетэла, допускающие пропитку гидроизолирующим составом и сохраняющим электропроводные свойства • ,*и выдерживающие стеканне импульсивного тока (т=3 мск) до 105 А/м2, длительное переменного тока (Г=-50 Гц) до 30 А/м2, длительное постоянного тока до 5 А/м2;

— разработана реконструкция дефектных ЖБ опор ВЛ с помощью усиления железобетонными шинами.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Разработанные математическая модель, алгоритм и программа расчета на ЭВМ коррозионных токов и потенциалов могут быть использованы в проектной и эксплуатационной практике при оценке опасности коррозии и защите от нее ЭК и ЗС.

Результаты исследования процессов коррозии ЭК, метод долгосрочного прогноза коррозии ИЗ и рекомендации по повышению срока службы ЗС со стальными ИЗ использованы в следующих нормативных изданиях:

— ПУЭ (гл. 1-7, 6-е издание; гл. 1-7 II - 5 и IV-2,7-е издание; гл.2,5);

— "Руководящие указания по проектированию, сооружению и эксплуатационному контролю заземляющих устройств", применяемые в организациях Минтопэнерго РФ и других ведомств;

— "Типовой проект, Заземляющие устройства огюр BJI 35-750 кВ, №3602-ТМ, Альбом-1, пояснительная записка и указания по проектированию". М.-1974. с.38.

Использование региональной методики сбора и обработки информации по коррозионным параметрам грунта позволило создать карты для целых регионов (например, Туркмения) по удельному сопротивлению, засолению грунтов и на их основе карты по региональной оценке степени опасности коррозии ИЗ и ЖБ ЭК.

Основные положения диссертации могут быть использованы при реализации:

пассивных методов защиты:

— рациональное конструирование ЗС (реализовано на подстанции 110 кВ "Кызыл-Арват", Туркмения);

— выбор сечения ИЗ (используется на всей территории СНГ институтами "Энергосетьпроект");

— гидрофобная обработка (на подстанциях энергосистем Азербайджана; BJ1-500 кВ "Ермак-Омск", Омскэнерго; BJ1-500 кВ "Ермак-Экибас-туз-Целиноград" (Казахстан);

— защитные экраны (на 7-ми подстанциях в Туркмении; 6 шт. на BJI-110 кВ "Вышка-Барса"; Туркмения).

— коррозионно-стойкие ЖБ опоры с защитными диафрагмами (более 7-ми тыс. шт. опор с металлическими диафрагмами и 200 шт. - с объемными (Туркмения).

активных методов защиты:

— катодная защита (ТЭЦ-2, г.Красноводск; подстанция 110 кВ "Чехов", Сахалинэнерго; электродренажная защита - тяговые подстанции Зап,-Сиб. ж.д.; подстанция 1150 кВ "Челябинская".)

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на:

— 1984 Session - 29th august 6th September CIGRE 36-12. Paris;

— Международных научно-технических конференциях, 1973г. Берлин (Германия); 1976г., 1977г., 1981г., 1984г. Вроцлав (Польша); 1990г. -Варна (Болгария); 1990г. (г.Москва);

— Семинарах СИГРЭ (комитет 36) в г.Новосибирске, г.Баку. г.Ашхабаде (1984г.-И989г.).

— На научных совещаниях Сибирского НИИ энергетики и Новосибирской государственной академии водного транспорта( с 1972 по 1999г.), а

также на республиканских, областных, региональных конференциях и семинарах.

— На семинаре Омского государственного университета путей сообщения (2000 г.)

— Коррозионно-стойкие ЖБ опоры с защитными диафрагмами экспонировались на ВДНХ СССР, г.Москва, 1990г. и были удостоены серебряной медали.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 84 печатных работы, в том числе 10 авторских свидетельств и 13 зарубежных публикаций.

Основные результаты работы, выносимые на защиту:

1. Математическая модель расчета коррозионных токов и потенциалов в "эквипотенциальных" и "неэквипотенциальных" заземляющих системах сложной структуры, позволяющая производить комплексный анализ опасности коррозии и выбор мер защиты от нее.

2. Методика и результаты анализа коррозионных процессов в ЭК (ИЗ; ЗС; ЖБК; узлы крепления оттяжек опор ВЛ), метод расчета срока службы ЭК, позволившие разработать рекомендации по повышению долговечности конструкций в агрессивных условий.

3. Методика сбора и обработки информации по коррозионным параметрам грунта и оценки опасности коррозии ЭК, позволившие разработать карты для регионов по удельному сопротивлению фунта, засолению грунта и степени опасности коррозии для стальных и железобетонных электросете-пых конструкций.

4. Обоснование эффективности пассивных методов защиты ЭК (рациональное конструирование ЗС; гидрофобная обработка ИЗ; 11-образных болгов и АН; защитные экраны для подстанций и ВЛ) и активных методов защиты ЗС, позволившие выбирать наиболее экономичное средство повышения срока службы конструкций в конкретных грунтово-климатических условиях.

5. Коррозионно-стойкие ЖБ опоры с защитными металлическими и объемными диафрагмами, позволившие существенно повысить срок службы ЖБК при воздействии "физической" коррозии. Комбинированные кор-розионно-стойкис опоры из бетона и бетэла, допускающие защиту (пропитку) гидроизолирующим составом и сохраняющим электропроводные свойства.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 186 наименований и 7 при-

ложений. Общий объем работы составляет 397 страницы, включая 79 рисунков и 86 таблиц,

В первой главе проведен анализ статистики состояния ЭК в различных грунтово-климатических условиях СНГ, выполненный по литературным данным и многочисленным исследованиям автора [12], проанализированы причины коррозии ЭК и заземляющих систем из них и методы расчета коррозии.

В вопросы расчета токов и потенциалов в коррозионных системах большой вклад внесли В.Н. Остапенко, О.В. Тозони, Ю.Я. Иоссель, И.В. Стрижевский, В.И. Дмитриев, Б.Г. Дубровский и др. Одноко, в этих расчетах не учитывались взаимные влияния элементов, что особенно важно для сложных заземляющих систем. Для обоснованного принятия мер по защите конструкций от коррозии важно знать не только распределение токов и потенциалов, но и срок irx службы в конкретных коррозионных условиях. Представляют интерес в этом плане работы Л.Я. Цикермана и его школы.

При расчете параметров электробезопасности ЗС широкое применение нашли работы В.В. Бургсдорфа, А.И. Якобса, Б.И. Косарева, С.И. Кост-рубы, Ю.В. Целеровского и др. Нас интересует оценка условий электробезопасности ЗС с коррозионными разрушениями.

В вопросах обеспечения долговечности конструкций систем электроснабжения железнодорожного транспорта большой вклад внесли A.B. Котельников, М.Г. Шалимов, В.И. Подольский, В.П. Михеев, Г.П. Маслов и др. В этих работах основное внимание уделялось опорам контактной сети. Конструкциям продольного энергоснабжения и ЭК тяговых подстанций и ЗС уделялось мало внимания. В тоже время, как отмечалось выше отказы в работе ЗС электроустановок приводят к возникновению аварийных ситуаций.

Из зарубежных работ по исследованию процессов коррозии ЗС электроустановок следует отметить работы К. Волковинского (Польша), М, Фай-дта (Германия), однако системного рассмотрения вопроса не было.

Результаты исследований однозначно подчеркивают актуальность указанных работ и в тоже время выделяют в качестве основного фактора, влияющего на долговечность ЭК, их коррозию, анализ рассмотрения причин коррозии ЭК, обзор методов расчета коррозии и методов защиты выявили "локальный" подход в решении проблемы обеспечения долговечности конструкций. В тоже время все электросетевые конструкции по условиям ПТЭ и ПУЭ должны быть заземлены и в итоге объединены в единую ЗС, на кото-

1ую кроме коррозии воздействуют блуждающие постоянные и переменные оки, токи к.з. и молнии, наводки от ВЛ.

Следовательно, в вопросах расчета коррозии ЭК, что является "клюквой" задачей в обеспечении их долговечности, необходимо рассмотрение :истемы электрически связанных ЭК. С точки зрения коррозии это важно :ще и потому, что ЗС объединяет ЭК из различных материалов, а это пре-юпределяет, в частности, контактную коррозию в системе. Кроме того, сле-1ует подчеркнуть, что ЗС электроустановок представляют из себя протяжен-ше, пространственные системы и это также накладывает существенный опечаток на проблему обеспечения долговечности ЭК.

В связи с изложенным представляется целесообразным выполнить сомплекс следующих исследований:

1. Разработать математическую модель расчета коррозионных токов I потенциалов в заземляющих системах из горизонтальных и вертикальных пшенных элементов.

1.1. Учитывая протяженность ЗС, рассмотреть "эквипотенциальный" 1 "неэквипотенциальный" варианты расчета фунтовой коррозии с учетом паимных влияний элементов и электрокоррозни под действием блуждаю-цих постоянных токов.

1.2. Разработать методы расчета катодной защиты от коррозии для 'эквипотенциального" и "неэквипотенциального" вариантов ЗС.

1.3. Разработать профамму расчетов линейных коррозионных элементов (ЬКБ) на ЭВМ.

Разработка математической модели расчета коррозионных токов и ютенциалов в ЗС из горизонтальных (ИЗ, кабели, трубопроводы, системы 'трос-опоры" и т.п.) и вертикальных (фундаменты, стойки, вертикальные ¡аземлители, обсадные трубы) элементов невозможна без знания механизма коррозии, как отдельных элементов ЭК, так и ЗС в целом.

В связи с этим целесообразно:

2. Выполнить исследования процессов коррозии электросетевых кон-:трукций и заземляющих систем из них.

2.1. Рассмотреть коррозионные процессы в заземляющих системах : учетом их фунтовой коррозии и электрокоррозии.

Указанные вопросы менее всего рассмофены в отечественной и за->убежной литературе. Хотя вопросы коррозии заземлителей детально рас-:матривапи, например, профессор К. \Volkowinski (Польша) и доктор М.Реуск Германия) и др., но для оцинкованных ИЗ.

Кроме того, важно исследовать динамику коррозии стальных ИЗ, что необходимо для расчета срока их службы.

Ясно, что в данном случае мы не можем воспользоваться результатами исследований зарубежных авторов, поскольку, в основном только в СНГ (СССР) в качестве ИЗ используют сталь без покрытий.

2.2. Исследовать процессы коррозии элементов анкерного крепления оттяжек опор ВЛ ВН и УВН.

При этом следует рассмотреть вопросы "контактной" коррозии ЗС опор ВЛ с оттяжками, поскольку, в указанной системе используются конструкции из различных материалов (оцинкованные и-образные болты и анкерные петли; железобетонные плиты и подножники; стальные ИЗ). Это актуально еще и потому, что в зарубежной практике используют в качестве ИЗ медь (Финляндия), которая в ЗС работает "катодом" в отличие от стали (СНГ), которая может быть и "анодом" и "катодом".

2.3. Учитывая работу ЖБ ЭК в различных грунтово-климатических условиях и воздействие на них переменных токов электроустановок и блуждающих постоянных токов, необходимо исследовать коррозионные процессы в ЖБ ЭК. При этом следует проанализировать наиболее опасные случаи коррозии, например, воздействие высоких температур при засоленных и обводненных грунтах.

2.4. Рассмотреть возможность построения математических моделей для расчета срока их службы, что важно, особенно, если учесть, что действующие нормативные материалы ГОСТ 9.602-89 и СИиП 2.03-11-85 не дают рекомендаций по прогнозу коррозии конструкций.

Расчет коррозии ЭК и ЗС из них(оценка работоспособности ЗС невозможны также без данных о среде эксплуатации ЭК (грунте, воде, воздухе) и данных о состоянии ЭК.

В связи с этим необходимо:

3. Разработать методы сбора и обработки информации о состоянии ЭК и внешней среды.

3.1. Разработать методику сбора и обработки данных по фунту.

При этом рассмотреть вопросы представления данных в обобщенном виде, например, в виде карт по удельному сопротивлению и карт по засолению фунтов.

3.2. Предложить методику оценки состояния ЭК и ЗС. При этом необходимо разработать методики:

- оценки состояния ЗС по их долговечности;

- измерения электрических характеристик ЗС;

- определения состояния ЖБ ЭК;

- оценки несущей способности ЖБ ЭК;

-оценки состояния 11-образных болтов и анкерных петель.

3.3. Разработать региональную оценку опасности коррозии ЭК в виде карт для стальных и железобетонных конструкций.

Знание механизма коррозии ЭК и ЗС и использование математической модели расчета их коррозии должно дать базу для разработки методов обеспечения долговечности ЭК в агрессивных условиях. В комплексе исследований по обеспечению долговечности ЭК необходимо:

4. Разработать мероприятия по обеспечению долговечности ЭК;

4.1. Разработать методы повышения долговечности ЗС электроустановок. При этом целесообразно разработать как "пассивные" методы защиты ЗС и отдельных ЭК, так и "активные" электрические методы - катодную защиту и электродренажи;

4.2. Разработать долговечные железобетонные стойки опор ВЛ и подстанций. При этом учесть неравномерность разрушения ЖБ ЭК по высоте и глубине, акцентируя особое внимание.месту выхода конструкции из грунта, поскольку в этом месте наблюдается и максимальное разрушение, и максимальный изгибающий момент;

4.3. Разработать методы модернизации ЭК и ЗС.

Учитывая относительно невысокую стоимость ЗС в общей стоимости электроустановок (даже в северных условиях не более 30 %), методы реконструкции ЗС должны быть предельно простыми и дешевыми.

Опираясь па факт локального (в месте выхода ЖБ ЭК из фунта) разрушения ЖБК, разработать методы ремонта и восстановления несущей способности дефектных ЖБ опор ВЛ.

Разработать методы защиты приземных конструкций ВЛ, в том числе ЖБ фундаментов опор, ИЗ и приземной части металлических опор.

5. Используя разработанные мероприятия по обеспечению долговечности ЭК и ЗС, начать их реализацию для существующих и проектируемых конструкций и агрессивных грунтово-климатических условиях для стран СНГ.

В главе 2 приведена разработка математической модели расчета коррозионных токов и потенциалов в заземляющих системах (ЗС), состоящих из горизонтальных и вертикальных линейных элементов. Это необходимо для оценки коррозионного состояния ЗС, принятия и оптимизации необходимых мер их защиты при проектировании и эксплуатации.

Рассматриваются фунтовая (электрохимическая) и электрическая (от блуждающих токов) виды коррозии, а также катодная защита от них, при "эквипотенциальном" и "неэквипотенциальном" типах сооружения.

Физической основой метода расчета токов и потенциалов коррозии является теория многоэлектродных электрохимических систем. В основе математической модели лежит система нелинейных уравнений, связывающих значения электродных электрохимических потенциалов и коррозионных (стекающих и втекающих) токов линейных коррозионных систем (ЬКБ).

В предлагаемом методе расчета приняты следующие допущения:

1. В расчетной модели используется однородное строение фунта. Вместе с тем, в методе предусмотрена возможность учета неоднородности грунта. В основу этого положены следующие факторы:

— существенное (как правило, в несколько раз) преобладание собственных значений поперечных сопротивлений над взаимными;

— в отличие от обычного заземлителя (потенциалы на котором задаются относительно бесконечности) коррозионные потенциалы относятся только к ближней области, поскольку связаны с возникновением на поверхности металла двойного электрического слоя;

— коррозионные токи замыкаются между элементами внутри сооружения, а не вытекают (втекают) из него, как в случае заземлителя.

В связи с этим, при расчетах собственных значений поперечных сопротивлений для каждого элемента используется свое удельное сопротивление грунта. При расчетах взаимных сопротивлений задается общее для всего сооружения удельное сопротивление фунта.

2. Реальные элементы заменяются источниками тока простой формы (обычно точечный источник, прямолинейный отрезок, окружность и т.п.)

Пофешности расчета определяются:

— пофешностью определения исходных данных (ЯзА; Я к; рг; Ц);

— погрешностью расчетных моделей ЗС (приведение реальной геометрии к возможностям профаммы);

— погрешностью алгоритма, например, из-за разбиения ЗС на элементы с постоянной плотностью тока;

— погрешностью вычисления, например, замена бесконечного ряда конечной суммой.

Грунтовая коррозии. Эквипотенциальная расчетная модель [41] описывается следующей системой уравнений (п+1)-го порядка, в виде квадратной и столбовых матриц:

К1 ]. •• Я |Ш" ..Я,п. 1 1| и,

я тт,. • Ятп, 1 X 1т = ит

ЯП|." _1..... .. 1..... . Я„п- 1 ..1,0 I» и0 и„ 0

где: Я.. - собственные (¡=)) и взаимные значения поперечных сопротивлений элементов; I - поперечный (коррозионный) ]-го элемента; ио -компромиссный потенциал системы рассматриваемых элементов, соединенных "звездой"; у. - электродный потенциал ¡-го элемента до его включения в систему (т.е. при 1(=0).

В состав значений Я помимо собственного сопротивления растеканию "элемент-грунт" Я^, входят также сопротивление изоляционного покрытия Я и (при наличии) и сопротивление поляризации Я** (анодное или катодное). Собственные и взаимные сопротивления растеканию рассчитываются [27] с помощью двойного интегрирования (по ¡-му и .¡-му элементам) сопротивления "точка-точка" выражения (1,а) с последующим осреднением получаемого результата.

4тс

(1,а)

где у,,г — координаты на ¡-ом элементе; х, у^г —]-ом элементе. Начало координат на поверхности земли (ось г - вниз).

Для горизонтальных параллельных элементов искомое сопротивление растеканию равно

4 ш;е

{№(а1,с,) + Р1(а2,с1)-Е1(а3,с1)-Р1(а4,с|)] +

, (1,6)

+ [Р!(а,,с2) + Р1(а2,с2)-Р1(а3,с2)-Р1(а4,с2)]} где Р,(а,с) = а^[(а + Л/(а2 + с2)/с]-^(а2 + с2); £, = аЬ5(а,н-а,к); ^ =аЬБ(а" - ар; а, =аЬ5(а,н -а?);а2 = аЬз(а;' -а*);а3 =аЬв(аГ-ар; а4 =аЬ5(а" - а").

Аналогично определены сопротивления растеканию между вертикальными элементами, вертикальными и горизонтальными элементами.

Сопротивления поляризации Л А-к определяются по соответствующим поляризационным характеристикам элементов ЗС, снятых до их соединения в систему.

Обобщенные удельные поляризационные характеристики

|диАНиА -ио| = раОа) и |лик|=|ик - и0| = рк0к) получены по результатам многочисленных натурных измерений на отдельных элементах ЗС на подстанциях и ВЛ, расположенных в различных регионах СНГ.

Так, для стальных элементов ЗС получены следующие зависимости анодных (Аидст) и катодных (Дикст) потенциалов от плотности поляризующего токааАК):

ДисАт=1,911п2]л+43,31пЗА; (1,в)

Дискт=9,381п^к+3,41п]к. (1,г)

Для ЖБ стоек, выступающих, как правило, в роли катода, и для угле-графитовых (анодных) электродов получено:

Ди^ = 7,551п2^+5,41П^; (1,д)*

Ди^'=8,21п^а+951п]а. (1,е)

Суммируя (алгебраически) относительные значения поляризационных потенциалов (1,в-гТ,е) с величиной электродных потенциалов (при 1АК=0) получим полные поляризационные характеристики (анодные и катодные).

Основная трудность при решении уравнений (1) связана с неопределенностью типа поляризации рассматриваемых элементов. Использование итерационных решений без задания хотя бы ориентировочной исходной информации о сопротивлении поляризации элементов зачастую ведет к расхождению итераций, ввиду многозначности решаемой задачи. Для предварительного определения типа поляризации используются разностные системы уравнений (п-1)-го порядка, получаемые путем вычитания уравнения рассматриваемого элемента из общей системы (1) без последнего уравнения. Так, для т-го элемента получим систему уравнений без т-го элемента и без компромиссного потенциала ио.

Г(Я,1-Ят1),... " 1| ~и,-и„Г

(Rni-R.ni), •• X I. = и„-ит

Тип сопротивления поляризации Я А'к в диагональных коэффициентах (1^ - Ят) системы (2) будем задавать в соответствии со знаком правой части уравнений, т.е. при (Ц - ит)> 0 - используется катодное сопротивление при (Ц - ит) < 0 - берется анодное сопротивление Я *, а при (Ц - и ) = 0 - рекомендуется использовать среднее значение сопротивлений поляризации (Я/ +Я*) / 2.

В соответствии с последним уравнением системы (1) сумма анодных

и катодных токов равна "О". Очевидно, что при ^^ >0 - поляризация рассматриваемого т-го элемента "анодная" (т.к. для баланса коррозионных

токов не хватает отрицательного значения 1т), а при

• поляризация

т-го элемента катодная .

Вышеописанному анализу (с целью предварительного определения типа поляризации) подвергаются все элементы системы, кроме элементов с минимальным и максимальным значениями (с учетом знака) электродного потенциала, поскольку первый из них всегда будет анодом, а второй - катодом.

Определив ориентировочный характер сопротивлений поляризации всех элементов, решим систему уравнений (1) относительно коррозионных токов и компромиссного потенциала. При несовпадении типов поляризации для отдельных элементов, полученных по предварительному анализу и при окончательном решении, для них выполняется смена значений Я А,к и расчет повторяется, т.е. включается итерационный процесс. Аналогичные итерационные циклы используются и для уточнения (в случае необходимости) полученного решения за счет учета нелинейной зависимости Я А,к от величины коррозионного тока I, которые в этом случае задаются в виде анодных и катодных поляризационных кривых ЯпА-к=Р(11). При этом, рекомендуется определять текущие значения сопротивлений поляризации в виде Я А-К=(и А-к-ЦУ^, а не в дифференцальной форме, что позволит в процессе итераций оставлять неизменными значения электродных потенциалов и.

При неэквипотенциальной расчетной модели используются две системы уравнений, первая из которых связывает потенциалы с поперечными токами и сопротивлениями, а вторая - падение напряжений с продольными токами и сопротивлениями элементов. В соответствии с этим, первую систему уравнений запишем в виде:

Ы4Л=[и,-и0]+[иг1 о)

где [Я] - квадратная матрица поперечных сопротивлений "п"-го порядка, получаемая из аналогичной матрицы (1) путем исключения из нее нижней строки и последнего столбца; [I ]=[1н - 1(к] - столбцовая матрица поперечных токов, равных разности продольных токов в начале и конце .¡-го элемента [Ц - ио] - столбцовая матрица разностей электродного и компромиссного потенциалов (последний предварительно определяется по эквипотенциальной расчетной модели); [ип|=|(ипн+и"")/2| - столбцовая матрица переменной составляющей действующих напряжений, равная ее средним значениям по концам 1-го элемента.

Вторая система уравнений записывается в виде:

где - диагональная (вырожденная) матрица продольных сопротивлений; [1,1=1(1"+1*У2] - столбцовая матрица продольных токов равных их средним значениям по концам ¡-го элемента; |Цп1=|и пн - Ц""] - столбцовая матрица падений действующих напряжений, равных разности этих напряжений по концам ¡-го элемента.

Совместное решение уравнений (3) и (4) выполняется способом узловых потенциалов. Обратив матрицу поперечных сопротивлений |"'=|0 ] запишем уравнение (3) в виде:

[(1?-1Г)/2]=[ой/2]х[Ц-и0]+[ой/4]х[и?"-иг1 (5)

Первый член правой части уравнения (5) известен и означает коррозионный ток (уменьшенный в 2 раза), действующий на ¡-Ый элемент при эквипотенциальной расчетной модели (1):

И=Мх[Ц-иои ¿1(0)=0 (6)

¡=1

Суммирую коэффициенты второго уравнения (5), относящиеся к одному и тому же узловому потенциалу <р( и обозначая их индексом К, получим

[амп/ФИ+КЬЫ го

где [К | - прямоугольная матрица суммарных поперечных производимос-тей, содержащая "п"-строк (по числу элементов) и N столбцов (по числу узлов) ; [ф1] - столбцовая матрица узловых потенциалов М-го порядка.

С другой стороны, используя продольную проводимость элементов Оп=1й, уравнение (7) можно записать в виде:

к-1Г)/2]=[0Ц]х[(й*]-Нх[<рГ} (8)

где индексы ф."=и ™ и ф.*=и.г'к обозначены соответственно узловые потенциалы матрицы [ф,], относящиеся к началу и концу ¿-го элемента.

Складывая или вычитая уравнения (7) и (8), найдем соответственно значения продольных токов в начале или конце каждого ¡-го элемента, выраженные через узловые потенциалы [ф1| со своими коэффициентами [К"| или |К , отвечающими соответствующей комбинации поперечных и продольных проводимостей, и коррозионные токи [1(0)1, полученные для эквипотенциальной расчетной модели. Собрав продольные токи |1"| и [1."1, подходящие к каждому 1-му узлу и приравнивая их сумму нулю (согласно закону Кирхгофа), получим систему уравнений узловых потенциалов Ы-го порядка:

(9)

где [Ур1] - квадратная матрица узловых проводимостей, образованных в результате суммирования коэффициентов [К(н1 и [К(к] от всех примыкающих к

р-му узлу элементов; [1р]- столбцовая матрица суммы "фиктивных токов

втекающих в р-ын узел или вытекающих из него ото всех примыкаю-

щих к этому узлу элементов.

Решив систему уравнений (9), найдем узловые потенциалы [ф(| а, следовательно, и переменную составляющую действующих напряжений [Цп] как полусумму значений [ср(] по концам ¡-го элемента. Полную величину коррозионных токов [1,1=11" - I"] для неэквипотенциальной расчетной модели

получим из выражений (7). При этом баланс анодных и катодных токов будет выполняться автоматически за счет того, что сумма токов 1рс по всем узлам сооружения равна нулю.

Электрическая коррозия. В качестве ЭДС в этом случае выступает Е1 блуждающих токов в грунте по месту расположения элементов. В соответствии с этим при эквипотенциальной расчетной модели значения Е используются для определения относительных напряжений на элементах Ц, действующих на территории сооружения. Для этого, приняв потенциал произвольного узла за условный нуль, рассчитаем в первом приближении значения относительных потенциалов ф°т во всех остальных узлах путем последовательного суммирования разности потенциалов и=Ех^, (где (.- длина ¡-го элемента). Последнее возможно благодаря независимости интегральной величины потенциального поля от пути интегрирования. За окончательное нулевое значение относительных потенциалов (напряжений) принимается средняя величина всех выше найденных узловых потенциалов:

После этого определяются окончательные значения относительных узловых потенциалов ф°т путем вычитания величины фь01 из ранее найденных значений. Далее находятся относительные напряжения Ц, как полусумма потенциалов ф0от в узлах по концам ¡-го элемента. Все последующие расчеты ведутся, как и при фунтовой коррозии, с помощью системы уравнений (1), используя в качестве электродных потенциалов элементов относительные напряжения Ц.

При неэквипотенциальной расчетной модели исходные системы уравнений, аналогичные (3) и (4), записываются в виде

Совместное решение уравнений (11), как и ранее,выполняется способом узловых потенциалов. Обратив уравнения (11) и переходя к полуразностям и полусуммам продольных токов по концам элементов получим:

(Ю)

(11)

Ь"+1Г)/2]=[с Й ]х [Ф! 1 ] - Ь;! ] х [Ф' ] - [1?1} (12)

где |1ф|=[С11п|х|и|| - диагональная матрица фиктивных выравнивающих токов, протекающих по ¡-му элементу в связи с воздействием на него внешнего электрического поля.

Складывая и вычитая уравнения (12), найдем значения продольных токов в начале и конце каждого элемента. Просуммировав же токи, подходящие к каждому узлу, получим окончательно:

Ых[Ф(] = И (13)

где [1рфс| - столбцовая матрица суммы фиктивных токов I*, втекающий в р-ый узел или вытекающий из него ото всех примыкающих к этому узлу элементов (сумма токов 1рфс по всем узлам равна нулю).

Определив из уравнений (13) узловые потенциалы |ф(] и отвечающие им значения действующих напряжений [Цп|, с помощью выражений (12) найдем значения коррозионных токов [I |.

Совместное действие грунтовой и электрической коррозии. При эквипотенциальном варианте расчетов значения электродных потенциалов и относительных напряжений на элементах складываются, образуя расчетную величину |и ). При неэквипотенциальной расчетной модели правая часть уравнений узловых потенциалов образуется из соответствующих значений уравнений (9) и (10):

Ы*[ф,Н|Н "4,

- [|{Н=Ш!2

Катодная защита.

При применения катодной защиты от коррозии между защищаемой ЗС и анодами подключается источник постоянного напряжения (ип), которое делится между анодными и катодными частями сооружения пропорционально их входным сопротивлениям Г1д и Як [29].

и3А = и--^—и 1ГК = ип--^—

При эквипотенциальной расчетной модели напряжения ид3 и 1Р остаются неизменными для всех элементов соответствующих зон и добавляются (алгебраически) к электродным потенциалам (относительным напряжениям) элементов:

1г=цА+1л и иг=иг+и:, (16)

где индексы "А" и "К" означают принадлежность элемента к разрушаемой или защищаемой зонам.

Для определения входных сопротивлений Яд и Як необходимо собрать в отдельности матрицы поперечных сопротивлений обеих зон и обратить их:

кЬкГ-кЬкГ'-

(17)

Просуммировав собственные и взаимные проводимости элементов каждой зоны, найдем:

ч» =

Е2Х

.¡=1 и

-1

1$к =

¡=1 j=l

(18)

Все последующие расчеты выполняются по уже рассмотренной схеме с использованием найденных значений [Цс| в качестве правых частей системы уравнений (1), задействованной для всех элементов сооружения.

Для неэквипотенциальной расчетной модели значения ИА и определяются входным сопротивлением узлов, к которым подключены полюса защитного напряжения и . При этом напряжения ид3 и 1Р будут меняться в пределах рассматриваемых зон в зависимости от их неэквипотенциальнос-ти. Исходные системы уравнений в этом случае задаются в отдельности для разрушаемой и защищаемой зон:

3 X I? = и*

и X кк1 - [и,к|

(19)

(20)

Используя вышеописанный способ узловых потенциалов, получим соответствующие системы уравнений для обеих зон:

где столбцовые матрицы |1рА) и (1рК| содержат только по одному отличному от нуля значению тока М, протекающего в защитной цепи между входными узлами шА и шк соответствующих зон.

Входные сопротивления обеих зон определяются как собственные значения обращенных матриц для узлов шА и шк:

VI

Ьа =

.ХпдтдГ и КК"

У

тктк

1-'.

(22)

После чего не составляет труда найти величину защитного тока и, далее значения узловых потенциалов в пределах разрушаемой и защищаемой зон:

Защитное напряжение Ц3 на ¡-ом элементе определяются как средняя величина от узловых потенциалов по его концам, а падение защитного напряжения Ц3 находится как разность этих потенциалов. В последующих расчетах по неэквипотенциальной модели значения и1 добавляются к электродным потенциалам для грунтовой коррозии (относительные напряжения от блуждающих токов не учитываются), а разность защитных напряжений Ц3 суммируются с падением напряжения Ц для электрической коррозии. Решение выполняется способом узловых потенциалов с использованием системы уравнений (14). При этом для совместного рассмотрения обеих зон входным узлом защищаемой (тк) и разрушаемой (тд) зон присваивается одинаковый номер (т).

Сопоставление экспериментальных и расчетных данных. Были проведены лабораторные измерения для трех вертикальных электродов, расположенных на расстоянии 7 см друг от друга по вершинам равностороннего треугольника. Длина первых двух электродов, выполненных соответственно из меди (Си) и железа (Ре), равнялась 4,0 см, а третьего состоящего из сплава (Р1), составляла 3,5 см. Радиус поперечного сечения всех элементов 3,0 мм. Удельное сопротивление электролита 10 Ом. В соответствии с этим расчетное значение собственного сопротивления растеканию для первых двух электродов составило 120, а для третьего - 131 Ом. Взаимные сопротивления между электродами 21 Ом.

На рис.1 показана диаграмма Эванса, построенная по результатам измерений. Электродные потенциалы для рассматриваемых электродов составили: иСи=-112, иРе=-525 и ии=-979 тВ, а их вольтамперные характеристики отвечают сопротивлениям поляризации порядка 90-120 Ом. Выполненные на ЭВМ расчеты по предлагаемой математической модели дали следующие результаты: ио=511 тВ, 1Сц=2,110 тА, 1ре=-0,064 тА и 1р,=-20,46 шА. По результатам непосредственных измерений в баке получены значения компромиссного потенциала ио=500 шВ и коррозионного тока I =2,3 тА.

(23)

Таким образом, результаты измерений и расчетов на ЭВМ оказываются достаточно близкими, а полученные расхождения следует, в основном, объяснять неточными данными по удельному сопротивлению электролита.

Отметим, что при проведении расчетов на ЭВМ для учета нелинейной зависимости сопротивления поляризации от тока коррозии потребовался всего один дополнительный итерационный расчет.

С использованием разработанной математической модели был произведен расчет грунтовой коррозии и электрокоррозии модели заземлителя (рис.2) без защиты и с защитой.

В диссертации приведены результаты расчетов для случая фунтовой коррозии без защиты в разрез центрального узла V (и^б В).

При отсутствии защиты коррозионный ток почти полностью определяется действующим на элемент потенциалом (Ц - ио) и его собственным поперечным сопротивление Яц, вследствие малой величины Я. Влияние не-эквипотенциальности мало: для Zпp=0,l Ом/км не превышает десятых долей процента, 2пр=10 Ом/км — 1-^-2%.

Хотя модули разности потенциалов |115- ио|=|и, - и |, коррозионный ток |1?|=157 тА почти на порядок превосходит по величине ток |1,|= - 16 шА. Это определяется большим (почти в 3 раза) сопротивлением поляризации Л5а=57,1 Ом по отношению к Я?к=20,6 Ом.

Диаграмма Эванса

и, в

ч»

-V

и,

-оА

'Л \ \ V V / \

V / "ч. /

/\ у > к

N

*.* гв *.«_

I шА

Рис.1

1 и 2 - катодная и анодная кривые поляризации Р1; 3 и 4 - то же, для Ре; 5

и 6 - тоже, для Си; 7 - сопротивления Яи'=120 Ом; 8 - то же, для Я'=13 Юм; 9 и 10 - Вольтамперные значения для суммарной катодной и анодной характеристики. 26

Расчетная модель заземлителя

Рис.2

1 - 12 - номера элементов;

1-Х - номера узлов.

8=50x50 м2; ( =25 м; г =0,024 м; Ь=0,5 м

1 э ' э ' '

Р=100. Омм.

Г =5 м.

вер1

Ъ =0,1; 10 Ом/км.

пр

В случае защиты прямая корреляция между действующим на элемент напряжением (Ц + Ц3 - Ц), его поперечным сопротивлением Я и коррозионным током ^ нарушается из-за действия взаимных сопротивлений Я^, особенно со стороны]-ых элементов с большими коррозионными токами I. Так, лля элемента №10, обладающего минимальным потенциалом (175 тВ) и сопротивлением К=12,4 Ом, получен максимальный катодный ток 33,7 шА. В то же время для элемента №2 (потенциал 596 шВ и Я=33,2 Ом) катодный ток 18,1 тА.

Защита от грунтовой коррозии достигнута, о чем свидетельствует положительные (катодные) значения токов на горизонтальных элементах.

При рассмотрении электрической коррозии напряженность блуждающих токов принималась Ех=Еу=40 шВ/м для Ег=0. Значения коррозионных токов без защиты определяются, как и при фунтовой коррозии, действующими напряжениями и собственными поперечными сопротивлениями.

При наличии защиты значительную роль, как и при фунтовой коррозии, начинают оказывать взаимные сопротивления между элементами. Так, для элементов №4 и №10 получены положительные (катодные) коррозионные токи несмотря на отрицательные значения действующих на них напряжений (11 + Ц1 - ио)= -196 тВ, вследствие сильного влияния отрицательно-

го тока (1в = - 186 гпА), создаваемого вертикальным элементом и повышенная величина (1,93 Ом) взаимных сопротивлений R41Jh R101J падение напряжения от которых (- 360 тВ) с избытком компенсируют отрицательные значения действующего на эти элементы напряжения.

Примененная защита от электрической коррозии оказалась недостаточной для элементов №5; №6; №11 и 12, о чем свидетельствуют действующие на них отрицательные коррозионные токи.

Полученные результаты и область их применения.

Рассмотренная математическая модель положена в основу программы, написанной на входном языке FORTRAN (примерно 2000 операторов) и реализованной на ЭВМ типа ЕС-1060 и ПЭВМ типа IBM PC/AT.

На стадии проектирования сооружения названная программа позволит рассчитать возможные коррозионные токи и потенциалы, а также необходимые меры защиты, используя в качестве исходной информации результаты предпроектных изысканий и литературные данные.

При эксплуатации сооружения комплексное использование расчетов и измерений существенно сократит объем последних и позволит оптимизировать необходимую защиту от коррозии.

В диссертации приведен пример базы данных для расчета токов и потенциалов коррозии и срока службы заземляющих систем.

Глава 3. посвящена исследованию механизма коррозии ЗС и ЭК.

При помещении элементов ЗС в грунт многообразные внешние факторы и их неравномерность вдоль конструкции вызовут дифференциацию всей поверхности на анодные и катодные участки. В зависимости от того, функционируют ли "аноды" и "катоды" на постоянных участках поверхности или смещаются вдоль коррозирующей поверхности, может получаться различная топография и скорость коррозии искусственных заземлителей, а также различаться механизмы их коррозии.

Грунтовая коррозия ЗС.

На основании использования теории многоэлектродных электрохимических систем разработанной Г.В. Акимовым и Н.Д.Томашовым, для уточнения механизма коррозии ЗС в различных грунтовых условиях, было определено распределение на "аноды" и "катоды" поверхности модели ИЗ. Рассмотрены модели ЗС, расположенные в однородном и резко неоднородном по типу грунтах. Для этих условий определены плотность и направление коррозионных токов на каждом элементе ЗС.

На основе анализа множества кривых "плотность тока - время" установлено:

1. Относительная продолжительность анодных режимов (Ка) на отдельных заземлителях и в ЗС, расположенных в однородном по типу грунте, менее 0,5. Обнаружен эффект "блуждания" анодов и возможность равномерных разрушений ИЗ.

2. В резко неоднородном по типу грунте (отличие по гранулометрии один-два порядка) Ка—> 1, что указывает на локальную коррозию и повышенную вероятность локализации разрушений ИЗ.

Дано качественное объяснение этих процессов для ЗС, когда в грунте расположены только ИЗ.

Выводы о механизме коррозии искусственных заземлителей подтверждаются характером разрушений на действующих ЗС [7;8;11;12;13;15]. Для ЗС из различных ЭК (стоек УСО, фундаментов, ИЗ) установлено, что определяющей является контактная коррозия элементов. Так, в совместных исследованиях автора с доктором М.Реуск (Германия) установлено, что ток макропары "сталь в бетоне ЖБ опоры - оцинкованная сталь в фунте", а вместе с тем плотность тока на катоде и аноде увеличивается при повышении температуры фунта; при улучшении доступа кислорода к "катоду"; при повышении влажности фунта до тех пор, пока она не препятствует доступу кислорода;

при понижении температуры фунта зимой, резком просыхании или обильном увлажнении - ток коррозионной пары падает.

Исследования на реальных ЗС показали сильное влияние на коррозионный процесс ИЗ ЖБ ЭК. Они усиливают коррозию стальных ИЗ в 1,2 -1,3 раза. Особенно сильно это проявляется на ИЗ, расположенных вблизи ЖБК.

Разработан способ прогноза коррозии ИЗ [14], основанный на предположении о том, что закономерности коррозии в целом сохраняются на протяжении всего периода работы системы. Для действующих объектов с помощью специальных моделей экспериментально получены узлы функции "глубина коррозии ИЗ - время" 5ср0), которые использовались для математического описания коррозионного процесса.

Исследованиями, проведенными во всех регионах СНГ (от Чукотки до Туркмении) более чем на 150 объектах, установлено, что 5ср - среднее значение глубины коррозии стальных ИЗ монотонно увеличивается со временем по закону:

5 =а-1гЛ + ЫгА + с-1ги + с1, (24)

где а, в, с, с1 - коэффициенты, зависящие от физико-химических свойств грунта (удельного сопротивления (рг), влажности степени водонасыще-ния (К№), засоленности).

Найдена качественная зависимость между указанными параметрами грунта и степенью [К0(сильная)-г-К5(слабая)] коррозии стальных заземлите-лей, каждой степени коррозии (К0+К5) соответствуют определенные значения коэффициентов " а, в, с, (3" уравнения (24) (рис.3).

Пример расчетных кривых для конкретных ЗС показан на рис.4, Максимальная ошибка прогноза 25-30% (рис.5).

Построен ряд регрессионных зависимостей, связывающих 5ср. ИЗ с обобщающими физико-химическими параметрами грунта [38]. Получена модель (25), имеющая коэффициент множественной корреляции 0,86 и остаточную дисперсию 0,423: 1п5р=0,035(200 - 0(0,01рз +тс1) + 0,0640(36 - рз) - 0,3т5(2 - пу) + +0,25\У + 9,ОД + 0,ЗЗУг + 0,04 ^ - 30,5, (25)

где интервалы варьирования параметров находились в пределах: I - время (2-Н5 лет); рз - 5-^500,0 Ом-м; Ш=(5-г30%);Кш=(0,2-4-1); содержание ионов С1 по массе тс1=(0,001-Н%); глубина заложения ИЗ 0=(0,3-Ю,7м); общее содержание по массе водорастворимых солей ш5=(0,03-К3%); объемная плотность грунта при влажности Д=(1,5-=-2,2 г/см3); объемная доля газа в порах У=(0-ь80%).

Рост средней глубины грунтовой коррозии стали

о

лет

Рис.3.

Проверка прочности прогноза на действующих ЗС

Ь ю ац <6

Рис.4.

1. - электрокоррозия шины 40x6 мм2 (тяг. пс "Чулымская, Зап.-Сиб.ж.д.);

2. - грунтовая коррозия шины 30x3 мм2 (опора ВЛ-110 КВ Новосибискэ-

нерго);

3. - смешанная коррозия (1БТ= 0,01 А/м2) (ИЗ 0 12 мм ТП Новосибирскэ-

нерго).

Зависимость точности прогноза от числа, используемых для прогнозирования точек

3 А

Рис.5 31

При использовании (25) ошибка в среднем составляет 20 %.

Предложенная методика оценки прогноза коррозии ИЗ практически реализована для фунтовых условий Туркменистана, вдоль трассы ВЛ-1150 кВ "Барнаул - Экибастуз - Челябинск" и выполнена в виде специальных карт (гл.4).

Электрокоррозия ЗС.

Исследовано воздействие блуждающих постоянных токов на ЗС. Показано, что разрушение ЗС от блуждающих постоянных токов в значительной степени зависит от характера расположения ЗС относительно источника блуждающего тока, а также от мощности этих токов. Анодная зона возникает обычно на части ЗС, обращенной в сторону подключения отсоса тяговой подстанции к рельсам и именно она подвержена максимальной электрокоррозии.

Приведены результаты экспериментальных исследований протекания блуждающих постоянных токов в системе "трос - опоры". Характер распределения токов знакопеременный и лишь на опоре в сторону ближайшей тяговой подстанции постоянное стекание токов. Величина блуждающих токов в такой системе зависит от интенсивности тяговой нафузки, потенциалов "рельс-земля", сопротивления растеканию опор и количества опор, объединенных тросом.

В целом, при длине троса 500 м, потенциалах "рельс-земля" +4-^6 В, токи, притекающие к фундаментам, достигают 18,7 шА, стекающие - 13,8 тА и не превышают допустимых величин - 0,6 шА/дм2. При увеличении длины троса и интенсивности тяговой нафузки токи могут превысить норму и это следует учитывать при проектировании и эксплуатации элекгроус-тановок.

Коррозия элементов анкерного крепления оттяжек опор ВЛ Термодинамическая возможность коррозии и-образных болтов и анкерных петель оценивалась по диафаммам Пурбе. В типичных фунтовых условиях рН=7, ф= - 0,7В (для оцинкованных деталей) и ф= - 0,41В (для железа) указанные элементы будут корродировать.

Поскольку все подземные элементы опор ВЛ с оттяжками связаны в единую заземляющую систему, то проводились исследования контактной коррозии. С этой целью рассчитывались токи контактной коррозии по профамме ЬКБ (гл.2). В расчетной модели (рис.6) два и-образных болта (элементы 2-=-5), идущие идущих к одной анкерной плите (элементы 6-^9), задавались одним общим стержнем с эквивалентной поверхностью. Фундамент (элемент 1) опоры также задавался круглым стержнем.

Расчеты показали (табл. 1), что при наличии цинка анодные зоны располагаются на 11-образных болтах независимо от величины удельного сопротивления. После растворения слоя цинка с ростом удельного сопротивления грунта происходит смещение анодных зон с 11-образных болтов на петли анкерных плит. Величина анодного тока возрастает с падением агрессивности грунта (ростом удельного сопротивления). Следовательно, оценивать опасность коррозии анкерных петель только по параметрам грунта нельзя. Этот факт обусловлен, по-видимому, влиянием ЗС на перераспределение токов коррозии внутри ее.

Обобщая в целом механизм коррозии анкерного крепления оттяжек опор ВЛ ВЫ и УВН установлено:

1. Цинковое покрытие и-образных болтов и анкерных петель быстро разрушается за 1 - 1,5 года и не дает существенного эффекта защиты. Это обусловлено большой разностью потенциалов "сталь в бетоне - цинк в фунте" (до 0,7 В).

2. Наибольшее влияние на коррозию Ц-образных болтов и анкерных петель оказывают пары дифференциальной аэрации, усиливаемые увеличением зоны аэрации за счет образования "воронок аэрации" вокруг Ц-образ-ных болтов при их колебаниях при ветровой нафузке. "Воронка аэрации" увеличивает катодную поверхность и в итоге увеличивается плотность анодного тока в нижней части и-образных болтов и на анкерных петлях и, как следствие, ускоряется их разрушение.

Исследуя процессы коррозии ЖБ ЭК в наиболее афессивных условиях, установлено, что наибольшую опасность для конструкций представляет физическая коррозия. Она наиболее опасна в южных регионах СНГ, так как ЖБ ЭК там часто эксплуатируются в условиях засоления и обводнения фунтов, а также температуре более 32,3°С (точка фазового перехода, при которой объем кристаллгиратов по А.М.Минасу, например, Ыа2804х10Н20 увеличивается на 311%). В результате развиваются давления, разрушающие бетон.

Оценена стойкость к физической коррозии по коэффициенту ПСФК для конкретных условий Туркмении. ПСФК имел значения равные 0,6 - 0,75, что ниже допустимого (0,9) и, следовательно, бетон нестоек к воздействию физической коррозии. Это подтверждают и результаты оценки состояния ЖБ ЭК в Туркмении (см.гл.1).

Расчетная модель

Рис. 6

Таблица 1 Результаты расчетов токов коррозии

№№ элементов До растворения цинка После растворения цинка Эксперимент

Рг, Омм ф„ в Ом Ом I, шА Ф„ В я», Ом Ик, Ом I, шЛ I, шА

1 1,0 -0,6 350 500 +0,47 -0,6 350 500 +0,18

2*5 1,0 -0,85 10 100 1,29 -0,7 15 50 -0,5 -0,35

6+9 1,0 -0,6 20 400 +0,59 -0,6 15 200 +0.23

Компромиссный потенциал-0,84 В Ф= -0,69 В

1 100,0 +0,05 500 400 + 1,56 +0,05 500 400 +0,91

2+5 100,0 -0,7 50 20 -1,31 -0,3 70 30 -1,09 -1,3

6+9 100,0 -0,5 60 100 +0,46 -0,5 70 80 -0,66

Компромиссный потенциал -0,62 В р= -0,39 В

Предложена методика определения зоны физической коррозии для ЖБ ЭК. Нижняя граница зоны физической коррозии определялась по глубине проникновения в грунт изотермы +32,2°С и зависит от температуропроводности фунта (Т г) и климатических условий (широты местности).

Верхняя (надземная) фаницазоны физической коррозии определяется высотой росообразования и уточняется по картам росообразования для каждого района.

е2 = Т,Г (10,8 +7,3а), . (26)

где а=(Тср-32)/А0 - коэффициент относительного превышения среднесуточной температуры поверхности грунта (Т ) температуры 32°С; А0-амплитуда колебания температуры на поверхности грунта.

В главе 4 приведен выбор и обоснование методик экспериментальных исследований. В работе использовались как методы ГОСТ, например, для исследования физико-химических характеристик грунта, так и специально разработанные методы.

Предложена региональная методика [10] сбора и обработки данных по физико-химическим параметрам грунта таким как - удельное сопротивление, тип грунта, влажность, степень насыщения, содержание ионов СЬ; 504"2; НС03'; №+К'; Са'2; М§+2; гипс; карбонаты; сухой остаток. Указанные данные представлены в виде карт по удельному сопротивлению фунта (рис.7) засолению (рис.8) масштаб М 1:300 ООО. Карты дают информацию как для расчета параметров электробезопасности на ЗС, так и позволяют оценивать опасность коррозии ЭК (рис.9).

Разработана и широко апробирована на практике методика оценки состояния ЗС и ЭК и предложена методика расчета срока их службы [14; 38].

Разработана методика оценки состояния ЗС по их долговечности, в основу которой положены результаты исследования динамики коррозии стальных заземлителей, в частности, уравнение 8ср(1)(24). Для чего предложена оригинальная методика обработки ИЗ с помощью состава, состоящего из равного количества щавелевой кислоты и кварцевого песка. Затем измеряется глубина коррозии ИЗ и производится статистическая обработка на однородность наблюдений по средним (по критерию Фишера) и дисперсиям ( по критерию Бартлера). По 8ср и времени службы и определяется уравнение 5ср(0, по которому производится прогноз разрушения ИЗ во времени.

Для определения электрических характеристик ЗС использовалась методика СибНИИЭ, сущность которой заключалась в имитации протекания тока нулевой последовательности через ЗС и регистрации, возникающих при этом напряжении на ЗС и на поверхности фунта с помощью специальных вольтметров. Прочностные свойства ЖБ ЭК определялись с использованием метода пластических деформаций (молоток Кашкарова) и метода ультразвуковой диагностики (дефектоскоп УК-10П).

Разработана методика расчета зоны усиления дефектных ЖБ ЭК, в основу которой положены факты наличия "шейной зоны" разрушения. Учитывалось убывание по высоте конструкции изгибающей нагрузки, что по-

зволило рассчитать высоту опор, сечение на которой обеспечивает несущую способность стойки.

Для сечения стойки ниже указанной высоты рекомендован ремонт (при ширине раскрытия трещин до 1 мм; коррозии арматуры 1,0 - 3,0% и фактической прочности бетона более 300 кгс/см2) или усиление дополнительными шинами (при ширине раскрытия трещин 1-3 мм; коррозии арматуры 1530% и фактической прочности бетона 194-220 кгс/см2).

Предложена методика оценки состояния и-образных болтов и анкерных петель. Суть методики заключается в выделении на трассе ВЛ по физико-химическим параметрам и уравнению (24) группы опор "повышенного коррозионного риска". В пределах этой группы выделяется группа "срочных мер". При этом используются методы "пробного электрода" для и-образных болтов и оценки коррозии анкерных петель (метод определения сопротивления "и-образные болты - анкерная петля").

В заключении главы приведена методика региональной оценки опасности коррозии с помощью карт М 1:300 000 для ИЗ, и карт долговечности ЖБ ЭК (рис.10), в основе которых лежат восемь регрессионных моделей, позволяющих оценить временное изменение прочности бетона в зависимости от солесодержания грунта и его влажности.

Пример карты по удельному сопротивлению грунта

Пример карты засоления грунта

Рис.7

Рис.8

Тип грунта: - незаселенный: V -среднезасоленный; сильнозасолен-

ный; ||| - солончак.

ный; ||| -

Рис.9

Степень коррозии: К,/К2 - сильная; К3/К4 - средняя; К4 - слабая. Пример карты долговечности ЖБ ЭК

Рис.10

2-г21 - обобщенная грунтово-климатическая характеристика районов.

В пятой главе приведены результаты комплексных исследований по разработке мероприятий по повышению долговечности ЭК и ЗС в агрессивных условиях при одновременном обеспечении элсктробезопасности на электроустановках: [1-ь41].

На основании исследования механизма коррозии ЗС (гл.З) и расчета коррозионных токов (гл. 2) элементов ЗС установлено, что наиболее интен-

сивно коррозируют ИЗ. Это вызвано, в частности, работой коррозионных пар "сталь в грунте - сталь в бетоне", в которой первая работает анодом. Предложена методика конструирования коррозионно-стойких ЗС электроустановок [6; 7; 8], под которым понимается расчет и разработка ЗС с минимальной коррозией ее элементов. Один из принципов этой методики заключается в минимизации использования ИЗ в ЗС и, следовательно, максимальное использование естественных заземлителей из коррозионно-стойких материалов, например, бетэла [24; 25].

Для ЗС подстанций предложено использовать защитные влагонепроницаемые экраны [22], которые позволяют стабилизировать термовлаж-ностные условия вокруг подземных конструкций, ограничить доступ к ним кислорода из воздуха и снизить подсос влаги с агрессивными солями из нижних слоев к поверхности конструкций.

Расчет и экспериментальные исследования показали, что влаго-воз-духонепроницаемые экраны снижают скорость коррозии стальных ИЗ: максимальную коррозию в 2-3 раза, среднюю - в 5 раз.

Предложено, защиту от коррозии отдельных ИЗ, например, в месте входа в фунт заземляющих спусков и в местах перехода ими фаниц раздела сред с различной воздухопроницаемостью, осуществлять с помощью гидрофобной обработки фунта вокруг них [28] отработанным трансформаторным маслом. При этом не происходит зафязнения окружающей среды (фунта) за счет существенного офаничения капиллярного передвижения масла, в специально засыпаемом фубодисперсном фунте (песок с размерами не менее 0.1 -0.5 мм), по горизонтали и глубине, а снижение коррозии достигается за счет капиллярного поднятия масла в тонкодисперсном фунте (глина с размерами частиц менее 0.003-0.05 мм) по вертикали всей длины зазем-лителя и длительном удержании диэлектрика (масла) у поверхности металла.

В высокоомных фунтах предложен состав [26] на основе гипса с добавлением для повышения окислительных свойств азотнокислого калия, окиси хрома и пирофосфорнокислого натрия, которые способствуют удержанию влаги в фунте и в то же время тормозят коррозию ИЗ за счет перевода рыхлых гидрозакисей железа в прочные защитные пленки.

В особо агрессивных условиях (КО; К1) и при воздействии блуждающих постоянных токов рекомендовано использование совместной электродренажной защиты подземных сооружений в зоне тяговой подстанции постоянного тока и электрических дренажей для подстанций энергосистем, в

которых для устранения выноса высоких потенциалов и токов к.з. к источнику блуждающих токов включены индуктивные сопротивления.

При осуществлении катодной защиты электрически не связанных ЗС и отходящих ВЛ (система "трос - опоры") предложено [5] осуществить их совместную "встречную" катодную защиту.

Однако, при осуществлении электрической защиты от коррозии ЗС не обеспечивается защита ЖБК от физической и химической коррозии, поэтому, для них рекомендованы специальные методы защиты.

Разработаны коррозионно-стойкие ЖБ ЭК [25], успешно выдерживающие воздействие наиболее опасной "физической коррозии" (гл.З). Сущность предложенного способа защиты заключается в ликвидации путей капиллярного поднятия жидкости, в том числе и солевых агрессивных растворов, в верхнюю часть стойки (в зону физической коррозии, где возможно превышение температуры более +32.2 °С). Эффект защиты достигается двумя путями:

-установкой металлической гидроизолированной диафрагмы на уровне нижней границы "физической коррозии", определяемой по глубине проникновения в грунт изотермы +32.3° С, и поверхностной пропиткой бетона упрочняющим и гидроизолирующим материалом (например, полиизоцио-натом, метилметакрилатом и т.п.) от диафрагмы до уровня росообразования от поверхности фунта;

- с помощью изготовления в месте "физической коррозии" объемной диафрагмы.

Выполнен комплекс испытаний ЖБ ЭК с металлическими диафрагмами:

- коррозионные испытания подтвердили существенное снижение разрушения надземной части конструкции; диафрагма позволяет в 4-5 раз увеличить норму по засолению грунтов и в ряде случаев отказаться от использования специальных средств защиты, рекомендуемых СНиП 2.03.11-85; под диафрагмой на 12-14 % и более увеличивается содержание влаги, стимулируя процессы самоуплотнения бетона (прочность бетона ЖБ стоек с диафрагмой на 6 % выше, чем без диафрагмы за 4 месяца испытаний); снижается разность электрохимических потенциалов до 2-11 раз, что снижает электрохимическую коррозию арматуры.

- механические испытания показали, что установка металлической диафрагмы не ухудшает прочностных характеристик стоек и при одних и тех же нагрузках прогиб у стоек с диафрагмами меньше, чем у контрольных.

Разработан наиболее перспективный вариант коррозионно-стойких опор с объемными диафрагмами, которые позволяют помимо повышения коррозионной стойкости увеличить механическую прочность на изгиб на 3040 %.

Нижняя граница объемной диафрагмы определяется также глубиной проникновения в грунт изотермы +32.3°С, а верхняя - высотой росообразо-вания и высотой опоры, рассчитанной с учетом прочности бетона R запрограммированной на заданный срок (например, 30 лет) по методике (гл.4), сечение на которой обеспечивает несущую способность стойки на указанный срок. Для объемных диафрагм разработаны различные составы, в том числе на основе жидких эпоксидных смол (ЭИС-1; ТУ-38109-1-76; алкил-резорциновая смола). Определен наименьший расход связующего для поли-мербетона; найдено оптимальное количество отвердителя (20-23 % от массы смолы), рассчитаны температурные напряжения в полимербетоне (температурные растягивающие напряжения оказались ниже предела прочности бетона на растяжение, 4.06 МПа < 10 МПа); ползучесть полимербетона в 5 раз меньше, чем у тяжелого бетона; адгезия полимербетона к тяжелому бетону определяется пределом прочности бетона на отрыв.

Из-за сложности технологии и токсичности использования жидких эпоксидных смол рекомендованы порошкообразные полимерные материалы: ЭД-10, ПЭ-П и полиэтилен. Их можно с успехом рекомендовать для изготовления объемных диафрагм, поскольку они обеспечивают малое (от 0.24% до 0.76 %) водопоглощепие и высокую (от 60 до 90 МПа) механическую прочность. Коррозионные испытания материала для объемных диафрагм показали их высокую коррозионную стойкость (наличие большого количества микрокапиллярных пор у бетонполимера способствует улучшению его коррозионной стойкости).

Разработаны комбинированные коррозионно-стойкие опоры из бетона и бетэла [24], допускающие пропитку гидроизолирующим материалом и сохраняющие электропроводные свойства. Применение комбинированны^ конструкций из бетона и бетэла оправдано в условиях интенсивной коррозии бетона 1 и II видов и выдерживающие стекание импульсивного тока (т=3 мск) до 10' А/м2, длительное переменного тока (f=50 Гц) до 30 А/м2, длительное постоянного тока до 5 А/м2 и содержанием ионов СГ в водных растворах 500 мг/л и более. При наличии коррозии I; II и III видов комбинированные конструкции из бетона и бетэла должны быть с диафрагмой.

Разработаны рекомендации по модернизации дефектных ЗС (рассчитывается токораспределение, оценивается электробезопаспость и долговеч-

ность и реализуются простые методы с помощью установки дополнительных шин, гравийной подсыпки и т.п.) и ЖБ опор ВЛ (рекомендуются разработанные методы усиления с помощью ЖБ шин и т.п.).

Разработаны защитные экраны для фундаментов ВЛ [5], которые как и экраны для ЗС подстанций тормозят коррозию подземных конструкций ВЛ; кроме того, снижают атмосферную коррозию приземных металлоконструкций опор за счет интенсификации испарения пленки влаги с поверхности металла.

Кроме того, экран защищает фундамент опоры от засыпания подвижным фунтом (песком) и его выдувания с приопорной площадки. Расчетом показано, что на высоте 2+2,5 м усилием воздушного потока можно пренебречь и, следовательно, выноса пылевидных частиц по вертикали и зафязнения ими изоляции не произойдет.

В шестой главе. Предложена методика выбора защиты ЗС по экономическому критерию. При этом использовались теоретические разработки Г.С.Кесельмана. В расчете учитывались прямые потери от коррозии, косвенные и затраты на защиту. Очевидно, что использование того или иного способа защиты от коррозии оправдано, если затраты на нее будут меньше потерь от коррозии. Предложена методика оптимального, с точки зрения экономики, применения защиты от коррозии. Используя методику долгосрочного прогноза коррозии, например, ИЗ, выведено уравнение для расчета оптимального времени реализации защиты.

Разработаны и широко внедрены в СНГ рекомендации по обеспечению долговечности ЗС электроустановок. На первом этапе производится усредненная для ЗС оценка опасности коррозии стальных подземных конструкции (ИЗ, стальных трубопроводов, стальной брони кабелей и т.п.) по уравнениям (24 ;25) и методике (гл.4). Параметры уравнений (24; 25) определяются как непосредственно на площадке электроустановки, так и по картам засоления фунтов, удельного сопротивления фунтов и карт по коррозии ИЗ [10].

Аналогично оценивается и опасность коррозии ЖБ ЭК, используя данные по засолению фунта, СНиП 2.02.11-85, расчет срока службы ЖБ ЭК и карты долговечности ЖБК (гл.4).

При высокой коррозионной опасности производятся детальные расчеты токов коррозии по методике, изложенной в гл. 2.

В случаях недопустимо высокой коррозии, рассматриваются защитные мероприятия в следующей последовательности:

- пассивные методы защиты (рациональное конструирование ЗС (гл.5), выбор сечения ИЗ; применение ингибиторов (солевая обработка [37]; гидрофобная обработка ИЗ [28] и U-образных болтов (гл.5).

В случае, если указанные выше методы существенно не снижают скорости коррозии ЗС и ЭК, рассматривается применение защитных экранов: для ЗС подстанции [22] и для фундаментов BJ1 [5], основная идея которых ограничение проникновения к подземным металлическим конструкциям воздуха и влаги из атмосферы для торможения процесса коррозии и, кроме того, стабилизация и выравнивание температурных и влажностных условий.

Защитные экраны для ЗС подстанций нашли применение в Туркменистане на семи подстанциях.

Аналогичные экраны для фундаментов BJ1 применяются в Туркмении и успешно работают на действующей ВЛ-110 кВ "Вышка-Барса" (опоры N 51; 52; 53; 58; 63; 83) ПО "Балканэнерго", решая попутно вопросы выдувания и засыпания приземных конструкций линий.

- активные методы защиты: катодная и электродренажная.

Катодная защиты рекомендована в случае очень высокой скорости

грунтовой коррозии (КО; К1), либо электрокоррозии, если это эффективнее по сравнению с электродренажами. Расчет катодной защиты производится по методике гл.2, либо с использованием инженерной методики с помощью приближенных простых уравнений для расчета общей величины защитного тока и мощности катодной защиты [6; 20]. Электродренажная защита рекомендована для случая наиболее интенсивной коррозии - электрокоррозии и широко использована на тяговых подстанциях железных дорог. Используя рекомендации настоящей работы по выбору, монтажу, наладке и эксплуатации электродренажных установок, на Западно-Сибирской ж.д. электродренажи широко внедрены и надежно работают в течение 25 лет [6].

Для реализации электродренажной защиты ЗС электроустановок энергосистем рекомендованы [23] специальные фильтры ограничивающие вынос высоких потенциалов при КЗ на электроустановках к источнику блуждающих токов. Такие фильтры внедрены в электродренажной защите ЗС подстанции 1150 кВ "Челябинская", успешно работающей с 1988 г.

Рекомендации по защите от коррозии ЗС разработаны как для проектируемых, так и для эксплуатируемых электроустановок, принципиальное отличие защиты от коррозии последних заключается в возможности получения ряда необходимых характеристик (например, электрохимических

потенциалов) непосредственным измерением на действующих конструкциях.

Разработаны мероприятия по обеспечению долговечности ЖБ стоек опор ВЛ и подстанций с помощью защитных диафрагм [6 ;25]. При этом учтен механизм коррозии ЖБК и неравномерность их разрушения по высоте и глубине. Проведены комплексные испытания коррозионно-стойких опор с защитными диафрагмами на механическую прочность статическими нагрузками. Проведенные контрольные испытания подтвердили работоспособность коррозионно-стойких опор:

- прочность, жесткость и трещиностойкость стоек с защитными диафрагмами не ниже, чем у типовых стоек; применение объемных диафрагм на эпоксидном связующем ЭД-10 и ЭД-20 позволяет увеличить механическую прочность на изгиб стоек опор BJ1 на 30-40 %.

- прочность и деформативные характеристики стоек с объемными диафрагмами выше, чем у типовых стоек.

- по заключению CAO Союзтсхэнсрго, проводившего контрольные испытания, коррозионно-стойкие опоры могут быть рекомендованы к применению на расчетные условия стоек СВ 105-3.5.

В настоящее время в Туркменистане успешно работают более 7 тыс. шт. опор с защитными металлическими диафрагмами и 200 шт. с объемными.

Для наиболее агрессивных условий в сочетании со стеканием с конструкций переменных токов рекомендованы и успешно прошли испытания ЖБ ЭК с применением бетэла в количестве 54 шт. Указанные конструкции используются в течение 18 лет на подстанциях 35/10 кВ "Родионовка" (Рязанской обл.) и 35/10 кВ "Протасово" (Орловской обл.) и др. Однако, из-за сложности технологии указанные конструкции не нашли широкого применения.

Срок службы коррозионно-стойких опор в 2-3 раза превышает срок службы типовых конструкций и достигает 25-30 лет.

Разработаны рекомендации по повышению срока службы дефектных ЖБ ЭК. При этом оценивается фактическая (оставшаяся) несущая способность стоек. Для этого определяются следующие данные: прочность бетона на сжатие; длина и ширина трещин; степень коррозии арматуры; район по ветру и гололеду; нагрузки; длина пролета и расчетные изгибающие моменты.

Учитывая факт локальности (в приземном слое) разрушения ЖБ ЭК определяется зона усиления конструкции по методике (гл.4). При ширине

раскрытия трещин 1-3 мм, коррозии арматуры 15-30% и фактической прочности бетона 190-220 кгс/см3 рекомендовано усиление ЖБ ЭК шинами. Усиливающие шины при испытаниях позволили стойке воспринять нагрузку в 1,66 раз большую по сравнению с контрольными конструкциями. Данная методика усиления рекомендована для восстановления несущей способности дефектных стоек СВ 10,5-3.5 на действующих ВЛ.

Внедренные рекомендации по обеспечению долговечности ЭК дали существенный экономический эффект.

В приложениях к работе приведены основные расчетные формулы и способы определения сопротивлений растеканию и поляризации; классификация разрушений ИЗ ЗС электроустановок; расчет несущей способности комбинированных (из различных материалов) стоек опор ВЛ 0,4-10 кВ; расчет несущей способности усиленных опор ВЛ-10 кВ; предложения к ПУЭ; пример базы данных для расчета токов и потенциалов коррозии и срока службы заземляющих систем; принципиальная схема совместной электродренажной защиты подземных сооружений в зоне тяговой подстанции постоянного тока.

Заключение

Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем:

1. Разработана математическая модель расчета коррозионных токов и потенциалов в "эквипотенциальных" и "неэквипотенциальных" заземляющих системах с учетом взаимных влияний элементов. В основе модели лежит система нелинейных уравнений, связывающих значения электродных электрохимических потенциалов и коррозионных токов элементов. Предложен аналитический метод предварительного определения типа сопротивлений поляризации ("анодная" или "катодная") путем анализа разностной системы уравнений (n-l)-ro порядка, получаемой при вычитании уравнения рассматриваемого элемента из общей системы уравнений, с последующим более строгим учетом "нелинейности" явлений поляризации с помощью итераций в зависимости от величины получаемых коррозионных токов.

2. С помощью разработанной математической модели проведены расчеты коррозионных токов в "эквипотенциальных" и "неэквипотенциальных" заземляющих системах при воздействии грунтовой коррозии и электрокоррозии. Показано, что коррозионный ток почти полностью определяется действующим на элемент потенциалом (U - U0) и его собственным поперечным сопротивлением R . Выявлено, что максимальное влияние на коррозионный ток оказывают сопротивления поляризации R AR и минимальное (вследствие их малой величины) - взаимные сопротивления R и сопротивления растеканию. Установлено, что влияние неэквипотенциальности для рассматриваемых условий мало: для Znp=0,l Ом/км не превышает десятых долей процента, для Znp=10 Ом/км - 1-2%.

3. Разработана математическая модель расчета катодной защиты, показано, что при наличии защиты от фунтовой коррозии и электрокоррозии прямая корреляция между действующим на элемент напряжением (U + LP --U0), его поперечным сопротивлением Rn и коррозионным током нарушается из-за сильного влияния взаимных сопротивлений (падения напряжения на них), особенно со стороны j-ых элементов с большим коррозионными

токами 1. j

4. На базе разработанных математических моделей написана профам-ма на входном языке FORTRAN, которая содержит порядка 2000 операторов и реализована на ЭВМ типа ЕС-1060 и ПЭВМ типа IBM PC/AT и может быть использована в проектной и эксплуатации практике при оценке опасности коррозии ЭК и ЗС и осуществлении их защиты.

5. Разработан способ долгосрочного прогноза коррозии стальных искусственных и естественных заземлителей, основанный на математическом описании тенденции их коррозии. Прогноз коррозии стальных заземлителей послужил основой для разработки методики региональной оценки (по специальным картам М 1:300 ООО) степени опасности коррозии ИЗ, трубопроводов, брони кабелей и других подобных сооружений, как существующих, так и проектируемых.

6. Предложена методика оценка состояния железобетонных ЭК с помощью специальных карт долговечности, использующая математические модели связывающие долговечность конструкции через свойства материала и обобщенную грунтово-климатическую характеристику региона (карты засоленности почв, карты глубин залегания уровня грунтовых вод, карты типов фунта, карты росообразования, карты удельных сопротивлений фунтов).

, 7. Впервые выполнен всесторонний анализ коррозионных процессов

V в отдельных ЭК и в ЗС, основными выводами которого являются следующие:

— на стальных искусственных заземлителях возможны как равномерные (эффект "блуждания" анодов), так и сосредоточенные разрушения (пары дифференциальной аэрации в неоднородном по типу фунте; контактная коррозия);

— в железобетонных ЭК наибольшие разрушения наблюдаются в зоне выхода конструкций из фунта ("физическая" коррозия);

— для узлов крепления оттяжек опор ВЛ ВН и УВН максимальная коррозия наблюдается на анкерных петлях и в нижней зоне и-образных болтов (пары дифференциальной аэрации, усиливаемые "воронками аэрации").

8. Разработан на уровне изобретений комплекс мероприятий по повышению долговечности конструкций и ЗС в афессивных условиях при одновременном обеспечении электробезопасности на электроустановках, включающий следующие основные рекомендации: ^ для подстанций энергосистем, подстанций электроснабжения берего-

") вых устройств, тяговых подстанций и ВЛ

— предложена методика конструирования коррозионно-стойких ЗС, базирующаяся на расчете токов коррозии ее элементов, минимизации использования ИЗ;

— при водействии блуждающих постоянных токов предложена совместная электродренажная защита подземных сооружений с учетом различной степени изоляции от фунта;

— при воздействии фунтовой коррозии предложено использовать шагонепроницаемые экраны, стабилизирующие термо-влажные условия вокруг подземных конструкций, и снижающие коррозию в 3-5 раз;

— для отдельных ИЗ и узлов крепления оттяжек опор ВЛ предложен метод их защиты с помощью гидрофобной обработки фунта отработан-|ым трансформаторным маслом;

— в агрессивных фунтах и при электрокоррозии рекомендованы тренажи с фильтрами, устраняющими вынос опасных потенциалов к рель-:ам;

— при реализации катодной защиты ЗС и отходящих конструкций, например, ВЛ, предложена "встречная" катодная защита.

для отдельных опорных конструкций

— разработаны коррозионно-стойкие ЖБ ЭК с защитными металлическими и объемными диафрагмами, ликвидирующими пути капил-пярного поднятия афессивных солей в зону "физической" коррозии;

— разработаны комбинированные коррозионно-стойкие опоры из Зетона и бетэла, допускающие пропитку гидроизолирующим составом и сохраняющим электропроводные свойства . и выдерживающие стека-ше импульсивного тока (т=3 мск) до 105 А/м2, длительное переменного тока ^50 Гц) до 30 А/м2, длительное постоянного тока до 5 А/м2;

— разработана реконструкция дефектных ЖБ опор ВЛ с помощью усиления железобетонными шинами.

В заключение следует отметить, что в работе решены задачи в соот-зетствии с положениями, выносимыми на защиту диссертации, научные результаты доведены до практического применения с разработкой инженерных методов расчета.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах

1. Utilization of Steel Conductors as Earthing Arrangements of Large HV Installations in Networks With an Effectively Earthed Neutral and Electrode Non-Equipotentiaiity /Yu.V.Demin, T.T. Gridneva, I.V.Ivakin, Yu.V.Tselebrovsky, A.I.Yakobs. international Conference on Large High Voltage Electric System. 1984 Session - 29 th august - 6 th September C1GRE 36-12. - Paris, 1984. -P. 1-5.

2. Djomin Ju.V.; Zelebrovskij Ju.V.. Eine Methode zur Berechnung der Erder-Lebensdauer // "Der VEM-Elektro-Anlagenbau". - 1975 - Heft. 3. -S. 128-130.

3.CeIebrovski J.V.; Demin J.V.; Feydt M. Fundamenterder und Korrosionsgefahren //"Elektrie". - 1975. - Heftll. - S. 577-581.

4. Применение стальных проводников для заземляющих устройств крупных электроустановок высокого напряжения в сети с эффективно заземленной нейтралью и неэквипотенциальность заземлителей / А.И.Якобс, Ю.В.Целебровский, Т.Т.Гриднева, Ю.В.Демин, И.В.Ивакин//В кн.: Влияние электроустановок на окружающую среду. Релейная защита (СИГРЭ -84)/Под ред. Ю.П.Шкарина, С.Я.Петрова. - М.: Энергоатомиздат, 1986. -С.69-77.

5. Демин Ю.В., Демина Р.Ю., Горелов В.П. Обеспечение долговечности электросетевых материалов и конструкций в агрессивных средах. Книга

1. Теоретические основы. /Под ред. д.т.н., проф. В.П.Горелова. - Новосибирск: НГАВТ, 1998. - 209 с.

6. Демин Ю.В., Демина Р.Ю., Горелов П.В. Обеспечение долговечности электросетевых материалов и конструкций в агрессивных средах. Книга

2. Практические рекомендации. /Под ред. д.т.н., проф. В.П.Горелова. - Новосибирск: НГАВТ, 1998. - 190 с.

7. Защита металла от подземной коррозии в электроустановках: Обзор / Ю.В. Демин, Ю.В. Целебровский, М.С. Файдт, К.В. Волковинский; Обзор. - М.: Информэнерго, 1979. - 72с.

8. Асеев Г.Е., Демин Ю.В., Клековкин И.В. Повышение долговечности электросетевых конструкций. - М.: Информэнерго, 1989. - 48с.

9. Рекомендации по определению сроков службы и повышению долговечности металлических заземляющих устройств в городских распределительных сетях местных Советов / Тарнижевский М.В., Былина

И.И., Целебровский Ю.В., Демин Ю.В. - М.: Отдел НТИ АКХ. - 1976. -22 с.

1 О.Демин Ю.В. Районирование территории по степени грунтовой коррозии искусственных заземлителей // Электр, станции. - 1980. - N 4. -С. 51-54.

11. Демин Ю.В., Целебровский Ю.В. Выбор сечения стальных заземлителей по условиям коррозии. // Электрические станции. - 1978. - N 7. - С. 62-65.

12. Демин Ю.В., Целебровский Ю.В. Коррозионное состояние заземляющих устройств ВЛ и подстанций.// Электрические станции. 1972. - N 10. - С. 61-63.

13. Демин Ю.В. Применение методики долгосрочного прогнозирования для оценки действительного коррозионного состояния заземляющих устройств //Прогнозирование опасности коррозии металлов и скорости старения полимерных покрытий. - М.: 1970. - С. 38-40.

14. Демин Ю.В., Асеев Г.Е. Разработка способа долгосрочного прогноза коррозии металлических заземлений // Электрические характеристики земли и заземления // Труды СибНИИЭ. - 1976. - Вып. 33. - С. 8-16.

15. Демин Ю.В., Налетова Г.Н. Взаимодействие металла и окружающей среды в системах заземления. // Труды СибНИИЭ. М.: "Энергоато-миздат", 1975. - Вып. 30. - С. 99-108.

16. Демин Ю.В., Клековкин И.В. Повышение надежности работы железобетонных стоек опор ВЛ и подстанций // Тез. Всесоюз. семинара "Электробезопасность и надежность эксплуатации электрооборудования" Маркетинг разработок. - Калининград - Светлогорск, 1991. - С. 107-108.

17. Демин Ю.В. Оценка условий безопасности при работе заземлений с коррозионными разрушениями// Электротехнические конструкции линий электропередачи и подстанций. Новосибирск, "Наука", 1978. -С. 124-128.

18. Демин Ю.В. Технико-экономическая целесообразность применения защиты от коррозии для повышения долговечности заземлений // Электротехнические конструкции линий электропередачи и подстанций, "Наука", 1978. - С. 129-133.

19. Асеев Г.Е., Демин Ю.В. Методика расчета токов коррозии и защиты подземного оборудования электроустановок// Электрофизические проблемы защиты устройств связи от внешних влияний на железнодорожном транспорте. - Омск, 1985. - С. 95-97.

20. Костиков В.У., Держо Г.Г., Демин Ю.В. Расчет оптимальной мощности силового блока автоматической станции катодной защиты. -// Влияние внешних электромагнитных полей на линии связи, эксплуатационные показатели связи. //Тр. ОМИИТа, том 149. - Омск, -1973. -С. 31-34.

21. Керимов A.M., Демин Ю.В., Вал К.О., Агаев А.Д. Технико-экономическое обоснование эффективности внедрения метода гидрофобной обработки для защиты заземляющего устройства от грунтовой коррозии. // Известия ВУЗов, "Нефть и газ". - Баку, 1990. - N 2. - С. 85-87.

22. А. с. 1.073.338 СССР, МКИ(З) С 23 F 13/00, Н 01 R 4/66. Способ защиты заземлителей электроустановок от коррозии / Ю.В. Демин, Г.Е. Асеев, Н.И. Айзикович, Г.Б. Гинзбург, Р.А. Соркин (СССР) -№ 3541791 Заявлено 11.01.83; Опубл. 15.02.84. Бюлл. № 6. - 2с.

23. Демин Ю.В. Методика обеспечения электробезопасности персонала железных дорог в условиях влияния высоковольтных электроустановок //Национальная научно-техническая конференция "Электробезопасность 90". - Варна, 1990. - СЛ1-15.

24. А. с. 1241331 СССР, МКИ(4) Н 01 R4/66, Н 02 В 1/16. Заземли-тель /М.С. Добжинский, Ю.В. Демин, Л.Н. Репях, Ю.Н. Вершинин, A.M. Беляев, А.Н. Морозов(СССР). - №3447088/24; - Заявлено 4.06.82 Опубл. 30.06.86, Бюл., № 24. - 2с.

25. А. с. 1415293 СССР, МКИ(4) Н 01 R 4/66, Н 02 В ^^.Железобетонная конструкция-заземлитель. / Ю.В. Демин, И.В. Клековкин, Ю.В. Це-лебровский, А.Г. Тарасов, Л.Н. Репях, Ю.Т. Локтев, М.Т. Сунагатулин, О.Н. Гурбанов(СССР) - №4234622№ - Заявлено 24.04.87; Опубл. 7.08.88, Бюлл. № 29. - 2с.

26. А. с. 1029234 СССР, МКИ() Н 01 В 3/02. Состав для обработки высокоомного грунта./Н.А. Безверхова, Ю.В. Демин(СССР). - №3340194; -Заявлено 22.09.81, Опубл. 15.07.83, Бюл. № 26. - 2с.

27. Демина Р.Ю., Демин Ю.В., Горелов В.П. Расчет сопротивления растеканию тока элементов заземляющих систем // Электрофизика, электроснабжение, электро-оборудование, автоматика и экология промышленных предприятий и речных судов. - Новосибирск, 1998. - С.201 - 207.

28. А,- с. 1668476 СССР, МКИ(5), С 23 F 15/00. Способ защиты проводников, соединяющих заземлитель с электроустановкой от почвенной коррозии./ Ю.В. Демин, Р.Ю. Демина, Э.М. Фархад-Заде, Н.Д. Агаев(СССР). - №4681071; - Заявлено 20.01.84, Опубл. 08.04.91, Бюл. №16. - 2с.

29. Демина Р.Ю., Демин Ю.В., Горелов С.В. Расчет активной защиты заземляющих систем электроустановок // Электрофизика, электроснабдение, электрооборудование, автоматка и экология промышленных предприятий и речных судов. Новосибирск, 1998. - С. 188 - 195.

30. Демина Р.Ю., Демин Ю.В. Расчет воздействия воздушного потока от защитного экрана фундаметов высоковольтных линий на коррозиию металлических опор // Электрофизика, электроснабжение, электрооборудование, автоматка и экология промышленных предприятий и речных судов. Новосибирск, 1998. - С. 196 - 201.

31. Демин Ю.В., Пучков Г.Г., Горелов В.П. Разработка программы и мероприятий по расчету заземляющих устройств в высокоомных фунтах по напряжению прикосновения // Электроснабжение, электрооборудование, автоматика речных судов и промышленных предприятий. - Новосибирск, 1997. - С.121-124.

32. Verfahren zur Steigerung der Lebensdauer der Ezdungssysteme elektrotechnischer Anlagen //G.E. Aseev, Ju.W.Demin, W.W.Michailow und A.G.Tarasow. "Energietechnik". - 1982. - Heft 7. - S. 274-276.

33. Demin Yu.V. Optimalization of protection from corrosion for earth connection systems // Prace Naukowa Jnstytutu Energoelektryki Politechniki VVroclawskiej 42. Seria: Konferencje 7. Wydownictwo Politechniki Wroclawskiej. - Wroclaw, 1977, P.33-39.

34. Demin Yu.V., Tselebrovskii Yu.V., Bezverkhova N.A. Principles of calculation and design of durable earth connection systems for substations// Prace Naukowe Jinstytutu Energoelektryki Politechniki Wroclawskiej 42. Seria: Konferencje 7. Wydownictwo Politechniki Wroclawskiej. - Wroclaw, 1977, -P.41-47.

35. Feydt M., Tselebrovskii Yu.V., Demin Yu.V. Cive the installation of foundation earth electrodes rise to nev corrosion risks// Prace Naukowe Jinstytutu Energoelektryki Politechniki Wroclawskiej 42. Seria: Konferencje 7. Wydownictwo Politechniki Wroclawskiej. - Wroclaw, 1977, - P.49-57.

36. Демин Ю.В. Обеспечение долговечности элементов заземляющих систем // Prace Naukowe Instytutu Energoelektryki Politechniki Wroclawskiej 61. Seria: Konferencje 18. Wydawnictwo Politechniki Wroclawskiej. - Wroclaw, 1984, - P.75-80.

37. Демин Ю.В., Безверхова H.A., Волковински К. Солевая обработка искусственных заземлителей // Prace Naukowe Instytutu Energoelektryki Politechniki Wroclawskiej 61. Seria: Konferencje 18. Wydownictwo Politechniki Wroclawskiej. - Wroclaw, 1984, P.81-86.

38. Комплексный метод оценки и прогноза коррозионного состояния элементов систем //Г.Е.Асеев, Ю.В.Демин, М.И.Джарипа, В.В.Михайлов, А.Г.Тарасов. Prace Naukowe Instytutu Energoelektryki Politechniki Wroclawskiej 55. Seria: Konferencje 14. V/ydownictwo Politechniki Wroclawskiej. - Wroclaw, 1981, - S. 5-8.

39. Aseev G.E., Demin J.V., Tarasov A.G. Methoden zur Vergroperung der Lebensdauer von Erdungssytemen für elektrotechnische Anlagen// 7. Erdungstagung. - Gera, 1981, - S.l 1-12.

40. Демин Ю.В., Горелов В.П., Пучков Г.Г. Математическая модель и программа расчета на ЭВМ коррозионных токов и напряжений в подземном сооружении, состоящем из горизонтальных и вертикальных элементов // Электроснабжение, электрооборудование, автоматика речных судов и промышленных предприятий. - Новосибирск, 1997. - С.131-133.

Подписано в печать 03.05.2000 с оригинал-макета

Бумага офсетная № 1, формат 60 х 84 1/16 , печать офсетная.

Усл. печ. л. 2,8, тираж 100 экз., заказ №153 Бесплатно

Новосибирская государственная академия водного транспорта (НГАВТ), 630099 Новосибирск ул. Щетинкина, 33.

Лицензия ЛР № 021257 от 27.11.97

Отпечатано в отделе оформления НГАВТ.