So schützen Sie die Metallmäntel von Kabeln vor Korrosion

Die Metallmäntel der Kabel werden während ihres Betriebs durch chemische (Bodenkorrosion) oder elektrochemische Wechselwirkung mit der Umgebung zerstört.

Freiliegende Kabel werden durch das Aufbringen einer Lack- oder Farbschicht auf die Armierung oder den Mantel ausreichend zuverlässig vor der korrosiven Wirkung der Umgebungsluft geschützt.

Die Intensität der Bodenkorrosion kann je nach Zusammensetzung und Feuchtigkeitsgehalt des Bodens anhand des Wertes des elektrischen Widerstands des Bodens abgeschätzt werden. Böden mit hohem elektrischem Widerstand (Widerstand über 20 Ohm pro Meter) verursachen keine schwere Korrosion, daher wird bei der Planung tendenziell eine Kabeltrassenführung gewählt, die einen gering korrosiven Boden aufweist.

Quellen und Ursachen der Korrosion von Metallkabelmänteln

Die gefährlichste Korrosionsquelle für Kabeltrassen ist der elektrifizierte Schienenverkehr, Straßenbahnen und U-Bahnen, wo Schienen als Leiter verwendet werden.

Beispielsweise wird der Draht der städtischen Straßenbahn vom Pluspol des Umspannwerks gespeist.Der Minuspol ist über Kabelleitungen mit verschiedenen Punkten der Strecke, den sogenannten Saugpunkten, verbunden.

Die Rückströme des Straßenbahnnetzes fließen entlang der Schienen zu den Saugstellen. Da die Schienen nicht vom Boden isoliert sind, verzweigt sich der durch sie fließende Strom teilweise in den Boden und folgt dem Weg des geringsten Widerstands zum Ort der Saugpunkte. Befinden sich im Wirkungsbereich dieser Ströme Kabelleitungen, deren Metallmäntel gute Leiter sind, so gelangen Streuströme vom Boden in die Mäntel der Kabel und bilden eine Kathodenzone mit negativem Potential, die sie in der Nähe der Saugstellen verlassen sie und bilden eine Anodenzone mit positivem Potential.

In der Anodenzone kommt es zur Korrosion von Kabelmänteln, da hier Sauerstoff freigesetzt wird, der das Metall des Kabelmantels oxidiert und korrodiert.

Die Zoneneinteilung erfolgt durch Messung des Potenzials an den Kabelmänteln relativ zur Erde. Ein positives Potenzial weist auf das Vorhandensein einer anodischen Zone hin, ein negatives Potenzial weist auf eine kathodische Zone hin.

Bei armierten Stromkabeln mit Bleiummantelung, die in schwach aktiven Böden verlegt werden (Widerstand über 20 Ohm pro Meter), sollte die durchschnittliche tägliche Erdableitstromdichte 14 mA/m2 nicht überschreiten. Andernfalls sind Maßnahmen zum Schutz der Kabelmäntel vor Korrosion erforderlich. Bei blanken Kabeln gelten die Anodenbereiche unabhängig von der Leckstromdichte als gefährlich.

Methoden zum Schutz von Metallmänteln von Kabeln vor Korrosion und Streuströmen

Um die Metallmäntel von Kabeln vor Streuströmen zu schützen, werden neben der Beseitigung von Störungen bei der Umsetzung und dem Betrieb von Schienen- und Saugnetzen des elektrifizierten Verkehrs auch kathodische Polarisation, elektrische Entwässerung und Schutzvorrichtungen eingesetzt.

Kathodische Polarisation

Kathodische Polarisation bedeutet, dass durch eine externe Quelle ein negatives Potenzial am Kabelmantel erzeugt wird, das verhindert, dass Strom von den Schienen zum Kabelmantel gelangt

Elektrische Entwässerung

Die elektrische Entwässerung besteht darin, die Streuströme von den Metallmänteln der Kabel zur Quelle dieser Ströme umzuleiten.

Schutzschutz

Der Schutzschirm sorgt für die Verbindung von Metallkabelmänteln mit einer im Boden eingebetteten Magnetlegierungselektrode, die ein höheres Potential (ca. 1,5 V) als die Kabelmäntel aufweist. Der durch die Potentialdifferenz erzeugte Strom wird zwischen dem Schutz (Elektrode) und dem Mantel des Kabels eingeschlossen. Die Schutzzone der Lauffläche beträgt ca. 70 m.

Schema des kathodischen Schutzes des Metallmantels des Kabels vor Korrosion: 1 – Anodenerdung, 2 – Draht, 3 – Gleichstromquelle (Kathodenstation), 4 – Draht, 5 – Ableitungspunkt (Kontaktknoten), 6 – Kabelmantel , 7 – elektromagnetische Stromleitungen.