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