Устройство защиты опор линий электропередачи от ржавчины

Изобретение относится к устройству защиты опор линий электропередачи. Техническим результатом изобретения является отсутствие ржавления опор линий электропередач и обеспечение разрушения уже имеющейся на них ржавчины. В устройстве используется в качестве электролита естественная среда, окружающая опору, содержащая положительные ионы Н3O+ и 2H+, а также отрицательные ионы ОН- и СО3-. На каждой опоре устанавливается солнечная батарея. Минус батареи присоединяется к опоре, а плюс - к алюминиевому прутку, подвешиваемому во внутреннем пространстве стойки или стоек и траверсы. Процесс восстановления железа из оксида регулируется напряжением и мощностью источника постоянного тока. 2 ил.

 

Известно, что в лабораторных условиях можно получить чистое железо и, не допуская его соприкосновения с ионами водорода, сохранить в таком виде. Атом чистого железа не имеет валентных электронов. Оно не вступает в реакцию с другими элементами. При соприкосновении с ионами водорода чистое железо -Fe0 становится двухвалентным - Fe2+ и трехвалентным - Fe3+. Л-1, стр.435-448.

Под воздействием влаги воздуха, кислорода и углекислого газа железо ржавеет, т.е. наружная поверхность изделий покрывается ржавчиной. Химическая формула ржавчины:

Fe2O3·2Н2O

Ржавчина является хрупкой и пористой структурой. Образуясь на поверхности, она не может защитить внутренние слои изделия. Проникая все глубже и глубже, ржавчина разрушает железо и превращает его в конце концов в сплошную ржавчину рыжего цвета. По некоторым данным от ржавчины погибает до 10% производимого железа.

Известен способ защиты изделий от ржавчины. Он состоит в покрытии изделия масляной краской, не допускающей соприкосновения изделия с влагой, кислородом и углекислым газом.

Покраска опор линий электропередачи не является действенным средством для защиты их от ржавчины, поскольку периодическая покраска опор при сезонности их выполнения и высокой трудоемкости, а также, в связи с необходимостью строго выполнять правила техники безопасности, практически невыполнима.

Таким образом, металлические опоры линий электропередачи остаются незащищенными с самого момента ввода. Ржавчина с каждым годом проникает все больше и больше в глубь металла, уменьшая механическую прочность опор, и становится причиной их преждевременного разрушения.

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы недопустить ржавления опор линий электропередачи и обеспечить разрушение уже имеющейся на них ржавчины.

Поставленная цель достигается путем создания условий, при которых на металл опоры постоянно воздействуют водородсодержащие ионы и ионы водорода.

Эти условия обеспечивает устройство защиты опор линий электропередачи от ржавчины. В этом устройстве предусматривается использование в качестве электролита среды, окружающей опору, содержащей молекулы воды и молекулы слабого раствора угольной кислоты. Эти молекулы распадаются на ионы по формуле

Н2O+Н2O⇔H3O++ОН-. Л-2, стр.209.

Таких ионов каждого знака даже в очень чистой воде содержится приблизительно 6·1012 ед./см3

CO22O=Н2СО3⇔2H++СО3-.

В диссоциированой среде опора 1 является одним из электродов, а в качестве второго электрода используется специально прокладываемый во внутреннем пространстве стоек и траверсы алюминевый пруток 2, Фиг.1.

На опорах действующих линий электропередачи алюминиваемый пруток может прокладываться на части высоты стоек исходя из условия соблюдения правил техники безопасности, Фиг.2.

При подключении минуса источника постоянного тока к опоре 1 со всеми входящими в нее элементами, являющимися катодом, а плюса к алюминиевому прутку, между ними возникает электрическое поле, в котором на каждый ион действует сила f, равная произведению напряженности поля Е, в точке расположения иона, на его заряд n·е.

f=E·n·e, Л-2.

Работа устройства

Положительные ионы Н3О+ и 2Н+ под действием силы со стороны поля идут к катоду. Соприкасаясь с металлом опоры 1, принимают с катода электроны и, становясь молекулами, участвуют в химической реакции вида:

Fe2O3+2H3O++4Н+=2Fe3++5H2O+6е

Отрицательные ионы ОН- и СО3- подходят к аноду, отдают ему электроны и, преобразуясь в молекулы, участвуют в следующей химической реакции:

2OН+СО32СО3+2O

Химического воздействия 2О на алюминиевый пруток 2 не происходит, потому что он покрыт тончайшей пленкой окисла Al2О3, предохраняющей его от дальнейшего окисления.

На металлической опоре идут одновременно два процесса - процесс восстановления железа из оксида с разрушением ржавчины и процесс окисления железа с образованием ржавчины. Если первый процесс преобладает над вторым, то накопившаяся ржавчина в конце концов исчезает. Если процессы равновесны, то ржавление прекращается. Если же второй процесс преобладает над первым, то ржавление опоры замедляется.

Процесс восстановления железа из оксида (ржавчины) регулируется напряжением и мощностью источника постоянного тока 3.

В настоящее время работа устройства защиты в задаваемом режиме может быть обеспечена солнечными батареями, устанавливаемыми на каждой опоре.

Источники информации

1. Б.В.Некрасов. Учебник общей химии. Издание четвертое, переработанное. Издательство: «Химия», Москва, 1981 год.

2. С.Э.Фриш и А.В.Тиморева. Курс общей физики, том 2. Государственное издательство физико-математической литературы. Москва, 1961 год.

3. М.Васильев. Металлы и человек (статья Рыжая смерть - ржавчина). Издательство Советская Россия, Москва, 1962 год.

Устройство защиты опор линий электропередачи от ржавчины, содержащее диссоциированную среду и два электрода в ней, соединенные с источником постоянного тока, отличающееся тем, что в качестве диссоциированной среды используется окружающая опору естественная среда, содержащая положительные ионы Н3О+ и 2H+ и отрицательные ионы ОН- и СО3-, в качестве одного из электродов (катода) используется опора линии электропередачи, а в качестве другого - алюминиевый пруток, прокладываемый во внутреннем пространстве стоек и траверсы или только в пространстве стоек, охватывая их часть по высоте, присоединяемые к источнику постоянного тока, причем в качестве источника используется солнечная батарея, устанавливаемая на каждой опоре, или другой альтернативный источник.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано при защите от коррозии стальных протяженных подземных газопроводов. .

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано при защите от коррозии стальных газовых, нефтяных и подземных трубопроводов. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к катодной защите магистральных газопроводов от коррозии. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к катодной защите магистральных газопроводов от коррозии. .

Изобретение относится к области защиты от коррозии наружной поверхности металлоконструкций, постоянно или периодически эксплуатирующихся в природных средах, преимущественно корпусов судов, находящихся в морской воде.
Изобретение относится к защите подземных трубопроводов и подземных металлоконструкций от электрохимической коррозии. .

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии. .

Изобретение относится к области металлических объектов, например трубопроводов. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам дистанционного контроля места утечки в трубопроводах и устройствам, обеспечивающим катодную защиту трубопроводов на ответственных участках.

Изобретение относится к комплекту деталей и способу для использования в устройстве коррозионной защиты с подачей тока для удлиненной подложки, а также в электрическом заземлении объектов.

Изобретение относится к области защиты металлической поверхности от коррозии и может использоваться при водоснабжении, транспортировке нефти, газа по трубопроводам

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к области защиты от коррозии линейной части подземных продуктопроводов и нефтепроводов

Изобретение относится к защите от коррозии подземных стальных трубопроводов и может быть применено для прогнозирования порывов и аварии на высоконапорных трубопроводах

Изобретение относится к области электрохимии, а именно к устройствам для катодной защиты

Изобретение относится к технологии защиты от коррозии подземных металлических сооружений

Изобретение относится к области электрохимической защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты трубопроводов в водоснабжении, газовой и нефтяной промышленности

Изобретение относится к технике защиты от коррозии подземных металлических сооружений

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для защиты от коррозии металлоконструкций в химической и нефтегазовой промышленности

Изобретение относится к электрооборудованию для катодной защиты подземных металлических сооружений от электрохимической коррозии и может быть использовано для защиты сразу нескольких объектов, таких как скважины, нефтепроводы, газопроводы, водопроводы, продуктопроводы различного назначения, кабели связи, объекты коммунального хозяйства, резервуары-хранилища
Изобретение относится к способам защиты от эрозионно-коррозионного разрушения подводной поверхности морских сооружений освоения шельфа замерзающих морей, а также от воздействия на них ледовых образований и может быть использовано в другой морской технике, предназначенной для ледовых условий эксплуатации

Изобретение относится к устройству защиты опор линий электропередачи

Наверх