Verfahren zum Schutze von durch Wasserläufe mit der Erde in leitender Verbindung stehenden Metallteilen von Maschinenanlagen vor den schädlichen Einüssen vagabondierender Ströme und Einrichtung zur .Ausführung dieses Verfahrens. Es ist bekannt, dass vagabondierende Ströme an Rohrleitungen und Maschinentei len in elektrischen Zentralen verheerende Korrosionswirkungen hervorrufen können.
Solche Ströme stammen meist aus Stromver- teilnetzen, bei denen die Rückflusslinien (dar Natur des Verwendungszweckes des Netz^s entsprechend) in oder an der Erde liegen. Solche Netze sind beispielsweise diejenigen von Bahnen und Ha.fenkrananlagen. Schäd lich sind vagabondierende Ströme nur dann, wenn sie .gewisse, leicht zerstörbare Metall teile in solchen Richtung durchfliessen, dass diese Teile in den ZV.asserläufen,* mit denen sie in Berührung stehen, anodisch angegriffen werden.
Besonders sind zum Beispiel Kühl rohrsysteme von Oberflächenkondensatoren, Saugleitungen, Saugkörbe von Pumpenanla gen elektrischer Zentralen gefährdet.
Da die Erdung des Rückflusspols von Netzen der erwähnten Art meist lediglich durch die Fahrschienen erfolgt, und zwar in gewisser Entfernung von der Zentrale, und da anderseits Kabelmäntel, Gas- und Wasser- leitungen gewisse Rückströme zur Zentrale führen, stellt sich -das Potential der gesamten Metallmasse der Zentrale meistens auf einen gewissen Betrag über dem Potential des Rückflusspols der das Netz speisenden Strom quelle ein.
Diese Potentialdifferenz zwischen Metallmasse der Zentrale und Rückflusspol kann 5 bis 1O und mehr Volt betragen.
Erfolgt nun durch Zufälligkeiten oder durch Schutzmassnahmen irgendwelcher Art an einem andern Orte in der Nähe der Zen trale eine gute Erdung des Rückflusspols, so kann infolge der erwähnten vorhandenen Po tentialdifferenz zwischen der Metallmasse der Zentrale und. dem Rückflusspol ein Strom von eilieblicher Stärke entstehen, welcher von jener Metallmasse nach dem Rückfluss'pol fliesst und Kühlrohre, sowie .Saugleitungen als Anode benutzen kann, .wodurch deren Zer störung verursacht wird.
Die einfachste und durchgreifendste Ab hilfe dagegen wäre, wenigstens bei Gleich stromnetzen mit an der Erde liegenden Rück flussschienen, das an sich bekannte Verbinden sämtlicher Metallteile der Zentrale unter sich, mit der Erde und mit dem Rü ckflusspol. Es wäre damit vermieden, d:a3 diese Teile je anodisch werden können.
Damit würde aber die Zentrale zu einer grossangelegten Erdung des Netzes. Ihr Po tential würde wohl um den vorher vorhan denen Betrag herabgesetzt, es könnten aber dadurch unter Umständen sehr beträchtliche elektrische Ströme in allen Teilen des Ver.. teilnetzes in Bewegung .gesetzt werden und der Zentrale .auf dem Wege der Kabelarmie- rungen, Gas- und Wasserleitungen zustrzi- men, die dann auf ihrem Wege gefährliche elektrol5 tische Zerstörungserscheinungen her vorbringen könnten.
In Zentralen mit hohem Potential ist es clelialb meist nichtt ohne weiteres zulässig, tliE.ses Potential in der erwähnten Weise auf Niill herabzusetzen, im Gegenteil kann die Aufrechterhaltung eines gewissen über dem Potential des Rückflusspols der Stromquelle des Netzes liegenden erhöhten Potentials so gar geboten sein.
Auch im Gleichstromzweileiternetz mit geerdetem Mittelleiter ist ein direkter A.n- sehluss der zu schützenden Teile an den I2i- nuspol nicht zulässig.
Das ebenfalls bekannte Sehutzverfa.hren, bei welchem durch Einführung eines Hilfs- geoensi:romes von einer besondern Strom quelle aus die zu schützenden Metallteile ka- thodisch gemacht werden, hat den Nachteil, dass es seliwierig ist, einen entsprechend den Betriebsverhältnissen stets an Intensität ,
wechselnden anodischen Angriff .der va.gabon- dierenden Ströme durch einen konstanten Gegenstrom unwirksam zu machen.
Der nötige Schutz von durch Wasserläufe mit der Erde leitend verbundenen Metalltei len von Anlagen der angeführten Art vor den schädlichen Einflüssen vagabondierender Ströme kann nun aber in einfacher Weise er findungsgemäss dadurch erreicht werden, dass ein zu schützender Metallteil, der aus einem Einzelteil oder einer Anzahl unter sich me tallisch gut verbundener Einzelteile bestehen kann, durch Lenkung -der vagabondierenden Ströme selbst in soleheiti -Masse kathodisch ge- niaeht wird,
dass das Potential jenes bIetall- teils sich auf einen Betrag, etwas unterhalb demjenigen der benachbarten Metallteile der Anlage und des Wasserlaufes einstellt, ohne aber das Potential de,, Rticlz:flusspols der Stromquelle des Netze, aus welchem die va gabondi.erenden Ströme stammen, zu errei chen, wodurch ein(: ilblenl\ung der anodisch < ii Korrosionen auf andere Teile der CTesanit- anet:
allmasse der Anlage bewirkt wird. B,-i einer Einrichtung zur Ausführung dies; s Verfahrens ist der zu schützende Metallteil durch Isolierun-,en aus der C@esa.mtheit der elektrisch leitend verbundenen Metallteile dm Anlage, wenigstens bis zu einem gewissen Grad, ausgeschaltet, und e, bewirkt ander seits eine Verbindungsleitung unter Zwi- schenschaltung eine;
Widerstandes einen An sehluss jenes Teils an den. Riicl@flusspol der Stromquelle des, die vag:tbondierenden Ströme abgebenden Netzes.
Als Isolierungen können bei. den @"eringeit in Frage 1Lomniendett Spannungen, und da es überhaupt nicht auf vollkommene Isolierung ankommt, schon Vorkehrungen von ganz ge ringem Isoliervermögen, beispielsweise ein Ölfarbanstrich der Anselilussflä:elien, Zwi- sehenla.gen ölfarbgestrichener l;Tnt.erla(Ysehei- ben und dergleichen genügen.
Da nur äusser::t geringe Ströme in Bciwe;gung gesetzt werden, so wird das Gesamtpotential der Z:"ütrale nicht merklich verä.nfert. Das Verfahren darf also angewendet werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass rinderseitig im Netz Störtingän hervorgerufen werden. In ein und derselben Zentrale können auch mehrere Einzelteile un abhängig voneinander auf diese Weise ge schützt werden, indem jeder einzelne dersel ben als Teillia.thode einreguliert wird.
Unter Umständen kann es auch dienlich sein, den anodisehen Strom aus der Mdall- ma.sse einer Anlage an willkürlich gewählten Stellen durch besondere Elektroden in den Wasserlauf zu leiten, wodurch die in jedem Falle unvermeidlich anodischen Korrosionen irgend eines Teil, der Gesamtanlage nicht nur von dem zu seliützenden Metallteil ab- gehalten, sondern auf bestimmte, nur dem Abbrauch dienende Anoden beschränkt wer den.
Werden solche Anoden in die Nähe der zu schützenden Teife in den Wasserlauf ge bracht, so verstärken sie bei gegebenem Po tential der letzteren deren kathodisches Ver halten, indem der Widerstand der als Elek trolyt dienenden \Vassersäule durch Verrin gerung des Elektro;denabstandes verkleinert wird.
Die beigegebenen Figuren erläutern diese Verhältnisse.
Fig. <B>11</B> zeigt schematisch eine Zentrale mit Verteilungsnetz für einen Strassenbahn betrieb; Fig. 2 zeigt die Wirkung der Anwendung des neuen Verfahrens an diesem Beispiel, und Fig. 3 zeigt eine Zentrale mit Zusatz anode.
Ein Strassenbahnnetz mit Fahrschiene 1 und Fahrdraht 2 wird von einem Gleichstrom generator 3 gespeist. Eine Rückleitung ist in 4 dargestellt. Von den Rädern des Wagens 5 geht ausser dem Schienenstrom 6 ein Streu- Strom 7 über eine Wasserleitung 8 zum Kes selhaus 9 der Zentrale und von da zu einem Kondensator 10, also einem Teil der Ge samtmetallmasse 3T, 111. Der Kondensator 10 wird anodiseh gegenüber dem Wasserlauf 11, seine Rohre sind gefährdet.
Der vagabundie rende Strom findet seinen Weg längs der in gestrichelten Linien angegebenen Bahn nach Punkt E, wo eine zufällige gute Erdung des Rückflusspols angenommen ist. Würde nun das Potential der Metallmasse 01, M durch Verbindung 20 auf Null herabgesetzt, so würde natürlich die Korrosionsgefahr für den Kondensator 10 beseitigt, es würde aber auch der Streustrom 7 ganz bedeutend verstärkt und könnte auf seinem Wege Schaden an- izchten.
In Fig. 2 ist nun der Kondensator 10 durch Isolierungen 30 aus der Gesamtheit der übrigen Metallmassen M, M .ausgeschaltet und über den Regulierwiderstand 31 mit dein Rückflusspol des Generators 3 verbunden. Infolgedessen wird sein Potential unter das der Saugleitung 32 und des Wasserlaufes 33 herabgesetzt. Der Kondensator 10 und das darin liegende Rohrbündel wirkt kathodisch gegenüber dem Wasserlauf 33 und wird. da durch geschützt.
Das Potential der Gesamt metallmasse M, M wird nur unmerklich ver ändert, und damit bleiben auch die Gesamt potentialverhältnisse der Zentrale bestehen; nur der zu schützende Maschinenteil ist ka- tho,dis-ch gemacht worden.
Fig. 3 zeigt die Anwendung des Verfah rens mit Ableitung des anodischen Stromes aus der Gesamtmasse M, M an eine im Was serlauf angeordnete, nur dem Abbrauch die nende besondere Anode 40, wodurch die übri gen Stromwege von vagabundierenden Strö men, von denen 41 schematisch einen ,dar stellt, entlastet werden und die .anodischen Angriffe .auf diese besondere Elektrode 40 abgelenkt werden. Statt nur einer Elektrode könnten auch mehrere solche Elektroden an geordnet werden.
Process for the protection of metal parts of machine systems that are in conductive connection with the earth through watercourses from the harmful effects of vagabonding currents and equipment for executing this process. It is known that stray currents on pipelines and machine parts in electrical centers can cause devastating corrosion effects.
Such currents mostly come from electricity distribution networks in which the return lines (depending on the nature of the purpose of the network) are in or on the earth. Such networks are, for example, those of railways and harbor crane systems. Stray currents are only harmful if they flow through certain easily destructible metal parts in such a direction that these parts are anodically attacked in the central watercourses * with which they are in contact.
For example, cooling pipe systems for surface condensers, suction lines, suction baskets for pump systems in electrical centers are particularly at risk.
Since the grounding of the return pole of networks of the type mentioned mostly only takes place through the running rails, namely at a certain distance from the control center, and since on the other hand cable sheaths, gas and water lines lead to the control center, the potential of the whole arises Metal mass of the center mostly to a certain amount above the potential of the return pole of the power source feeding the network.
This potential difference between the metal mass of the control center and the return pole can be 5 to 10 volts and more.
If by chance or by protective measures of any kind at another location near the center the return pole is properly grounded, then due to the potential difference mentioned between the metal mass of the center and. The return pole creates a current of arbitrary strength, which flows from the metal mass to the return pole and can use cooling tubes and suction lines as anodes, causing their destruction.
The simplest and most comprehensive remedy, however, would be, at least in the case of direct current networks with return rails lying on the ground, the known connection of all metal parts of the control center with each other, with the ground and with the return pole. This would prevent these parts from ever becoming anodic.
This would, however, make the control center a large-scale grounding of the network. Their potential would probably be reduced by the amount previously available, but under certain circumstances very considerable electrical currents could be set in motion in all parts of the distribution network and the control center. By way of the cable armouring, gas and water pipes, which on their way could then cause dangerous electrical damage.
In control centers with high potential, it is usually not immediately admissible to reduce this potential to low level in the manner mentioned, on the contrary, maintaining a certain increased potential above the potential of the return pole of the power source of the network may even be required.
A direct connection of the parts to be protected to the I2- negative pole is also not permitted in a direct current two-wire network with an earthed center conductor.
The also well-known visual protection method, in which the metal parts to be protected are made cathodic by introducing an auxiliary geo-sensor from a special power source, has the disadvantage that it is difficult to select an intensity, depending on the operating conditions,
alternating anodic attack of the especially gabonating currents by a constant countercurrent ineffective.
The necessary protection of metal parts conductively connected to the earth by watercourses of plants of the type mentioned against the harmful influences of vagabonding currents can now be achieved according to the invention in a simple manner that a metal part to be protected, consisting of a single part or a number, is achieved metal well-connected individual parts can be made cathodic by directing the vagabonding currents even in the sole unit,
that the potential of that metal part adjusts itself to an amount slightly below that of the neighboring metal parts of the system and the watercourse, but without the potential of the river pole of the power source of the network from which the above all gabondi-producing currents originate, to achieve, whereby a (: ilblenl \ ung the anodic <ii corrosion on other parts of the Cesanite:
general mass of the system is effected. B, -i a device for doing this; In the process, the metal part to be protected is switched off by means of insulation from the C@esa.mtheit of the electrically conductively connected metal parts of the system, at least to a certain extent, and e, on the other hand, a connecting line causes a;
Resistance a connection of that part to the. Riicl @ flusspol of the power source of the network emitting the vag: tbonding currents.
As insulation can. In question 1 Lomniendett tensions arise, and since perfect insulation is not important at all, precautions with very little insulating capacity, for example an oil paint on the anselilus surfaces, in between oil-painted oil; Tnt.erla (Yseheiben and the like are sufficient.
Since only externally small currents are set in motion, the total potential of the Z: "uteral is not noticeably changed. The method can therefore be used without the risk of causing disturbances on the cattle side in the network In one and the same control center, several individual parts can be protected independently of one another in this way by regulating each individual part as a partial method.
Under certain circumstances it can also be useful to conduct the anodic current from the structural dimensions of a system at arbitrarily selected points through special electrodes into the watercourse, which in any case prevents the inevitable anodic corrosion of some part, not just of the entire system the metal part to be removed, but limited to certain anodes that are only used for wear and tear.
If such anodes are brought into the watercourse near the part to be protected, they increase the cathodic behavior of the latter at a given potential by reducing the resistance of the column of water serving as electrolyte by reducing the distance between the electrodes.
The attached figures explain these relationships.
Fig. 11 shows schematically a control center with a distribution network for a tram operation; FIG. 2 shows the effect of using the new method in this example, and FIG. 3 shows a control center with an additional anode.
A tram network with rail 1 and contact wire 2 is fed by a direct current generator 3. A return line is shown in FIG. From the wheels of the car 5, in addition to the rail current 6, a stray current 7 goes via a water pipe 8 to the boiler house 9 of the control center and from there to a capacitor 10, ie part of the total metal mass 3T, 111. The capacitor 10 is anodic opposite the watercourse 11, its pipes are at risk.
The stray current finds its way along the path indicated in dashed lines to point E, where an accidental good grounding of the return pole is assumed. If the potential of the metal mass 01, M were now reduced to zero by connection 20, the risk of corrosion for the capacitor 10 would of course be eliminated, but the stray current 7 would also be significantly increased and could fear damage on its way.
In FIG. 2, the capacitor 10 is now switched off from the totality of the remaining metal masses M, M by means of insulation 30 and is connected to the return pole of the generator 3 via the regulating resistor 31. As a result, its potential is lowered below that of the suction pipe 32 and the watercourse 33. The condenser 10 and the tube bundle lying therein acts cathodically with respect to the watercourse 33 and is. protected by it.
The potential of the total metal mass M, M is only imperceptibly changed, and thus the total potential relationships of the control center remain; only the machine part to be protected has been made catho, dis-ch.
Fig. 3 shows the application of the procedural rens with derivation of the anodic current from the total mass M, M to a water run in the What, only the consumption of the special anode 40, which men the remaining current paths of vagabonding Strö, of which 41 schematically one, represents, are relieved and the .anodic attacks .on this particular electrode 40 are deflected. Instead of just one electrode, several such electrodes could also be arranged.