Станции катодной защиты (СКЗ) предназначены для электрохимической защиты трубопроводов от почвенной коррозии. Принцип их действия заключается в том, что на трубу искусственно подается отрицательный (катодный) потенциал, чтобы анодный процесс (процесс разрушения металла) происходил на дополнительном искусственном электроде-заземлителе. В зависимости от электрохимической активности грунтов СКЗ устанавливают на расстоянии 7-10 км друг от друга. В состав СКЗ входят трансформаторный пункт, сетевая катодная станция и анодное заземление.

В настоящее время заводами Минэлектротехпрома и Миннефтегазстроя выпускаются установки катодной защиты полной заводской готовности, позволяющей свести работы по ее монтажу и установке заводского блока СКЗ на фундамент и ее подключению к питающей линии и к линии анодного заземления.

Блочные установки катодной защиты (УКЗ) выпускаются с воздушным и кабельным вводом на стороне ВН, а также с воздушным или кабельным выходом на линию анодного заземления.

Блочная УКЗ состоит из высоковольтного ввода с разрядниками и предохранителями, понижающего трансформатора и сетевой катодной станции. Назначение и устройство трансформаторного пункта рассматривалось в предыдущем параграфе.

Для преобразования переменного однофазного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В в постоянный с параметрами, необходимыми для цепей катодной защиты, служат катодные сетевые станции (КСС), которые выпускаются с выходным напряжением 24 или 48 В мощностью 300, 600 и 1200 Вт, первичное напряжение переменного тока станций - 220 В.

Все элементы станции, за исключением счетчика, смонтированы на специальной панели, которая в собранном виде образует самостоятельный блок, вставляемый в металлический шкаф, служащий для защиты оборудования станции от атмосферных осадков и механических повреждений. В днище шкафа имеются щелевые отверстия для вентиляции и патрубки для ввода проводов питания электроэнергией и катодной защиты.

Счетчик для учета электроэнергии, потребляемой станцией из внешней сети, смонтирован на задней стенке шкафа.

Линия анодного заземления, подсоединяемая к вводу КСС со знаком плюс, может быть выполнена кабелем или голым алюминиевым проводом сечением 70 или 95 мм. Длина линии анодного заземления определяется удаленностью очага заземления, которая в различных грунтах составляет 500-600 м. Напряжение линии анодного заземления 24 или 48 В.

Воздушная линия электропередачи выполняется на опорах связи типа ОС-2,75 длиной 7,5 м. Крепление проводов осуществляется вязкой на штыревых низковольтных изоляторах типа ТФ. Изоляторы закрепляют на крюках траверс, которые изготовляют из полосовой стали в виде полухомутов, закрепляемых на болтах.

Анодное заземление представляет собой очаг из анодных заземлителей заводского изготовления. В настоящее время применяют заземлители типов АК-1 и АК-3.

Заземлитель АК-1 состоит из стального электрода диаметром 50 мм и коксового наполнителя с ингибитором, упакованными в стальной кожух. К стальному электроду подключен изолированный проводник, через который осуществляется его подключение к другим заземлителям и линии анодного заземления.

В заземлителях АК-3 вместо стального используется железокремниевый электрод диаметром 40 мм. Применение такого электрода позволило значительно увеличить срок службы анодного заземлителя по сравнению с заземлителями АК-1.

В одном очаге анодного заземления укладывают 40-50 анодных заземлителей на глубине 1,5-2 м, соединенных между собой последовательно - параллельными группами с общим выводом на линию анодного заземления.

В грунтах с высоким удельным сопротивлением используют глубинные анодные заземления с глубинными заземлителями АК-2г. Глубина анодных заземлений может достигать 120-150 м. Для заземлений требуются большие трудовые затраты. Хотя они и являются дорогими, но для устройства заземлений требуются гораздо меньшие площади.

К выводу КСС со знаком минус подсоединяется катодный вывод, который прикрепляют к трубопроводу. Катодный вывод выполняется кабелем сечением 70 или 95 мм.

При выполнении цепей катодной защиты особое внимание необходимо уделять качественному выполнению контактных соединений.

Для присоединения катодного вывода к трубопроводу, выполняемого кабелем АВРГ и АВВГ, кабель предварительно оконцовывают Г-образным стальным стержнем, облуженным на участке 50 мм припоем ПОС-40. Оконцевание осуществляется методом термитно-муфельной сварки при помощи термитных патронов марки АС.

Алюминиевый кабель, оконцованный Г-образным стальным стержнем, присоединяют к трубопроводу методом термитно-тигельной сварки с помощью тигель-формы ТФГ, заполняемой термитной смесью. После сварки место соединения тщательно изолируют хлорвиниловой лентой с последующей заливкой битумно-резиновой мастикой.

Выводы от каждого анодного заземлителя, выполняемые кабелем ВРГ или ПСРП сечением 1 мм, присоединяют к магистральному кабелю марки АВРГ или АВВГ сечением 1х25 мм методом термитно-муфельной сварки с введением присадки в кокиль термитного патрона марки АС.

Магистральный кабель разрезают в месте присоединения вывода анодного заземлителя, концы кабеля и вывода освобождают от изоляции на расстоянии 50 мм. Оголенные участки магистрального кабеля складывают вместе и скручивают плоскогубцами, после чего вставляют в кокиль термитного патрона. После сгорания термитного патрона жилу вывода анодного заземления вставляют в кокиль с расплавленным алюминием. Место соединения тщательно изолируют с помощью хлорвиниловой трубки, лака ПХВ и ленты ПХВ.