Blitz- und Überspannungsschutz des KKS, Schutz gegen Wechselstromkorrosion
Zwischen Erde und blanken Stahlrohren entsteht durch einen elektrochemischen Prozess Korrosion, die Erde fungiert dabei als Elektrolyt. Eisen-Ionen gehen in Lösung mit dem Elektrolyt es entsteht ROST (Eisenoxyd). Metallische Rohrleitungen die in der Erde verlegt werden, müssen daher vor Korrosion geschützt werden.
Dies geschieht durch:
a.) Beschichtung der metallischen Oberfläche mit Kunststoff (früher Bitumen)
b.) Aktiven Kathodischen Korrosionsschutz (KKS):
Dabei wird durch Anlegen einer Gleichspannung im Niedervoltbereich der Stromfluss des elektrochemischen Prozesses umgekehrt. Dadurch können die Eisen-Ionen nicht mehr in Lösung gehen. Eine Korrosion wird dauerhaft verhindert. Die Gleichspannung wird durch einen Wechselstrom gespeisten Gleichrichter erzeugt. Das Metallrohr wird mit dem – Pol verbunden, die tief in die Erde verlegte Spezial-Anode (lange Lebensdauer, niedriger Widerstand, ideal ist ca. 1 Ω) mit dem + Pol des KKS Gleichrichters.
Um den KKS zuverlässig gegen Blitzeinwirkung zu schützen, muss für einen umfangreichen Blitz- und Überspannungsschutz gesorgt werden. Sowohl auf der Wechselstrom Seite (PowerPro BCD…) als auch auf der Gleichstromseite des KKS (EnerPro….und DataPro …, mit integrierten Tiefpass Filter gegen HF Oberwellen, verursacht durch den Blitz….= HF Ereignis!!).
Die Pipeline wird in Sektoren unterteilt, die den Wirkungsbereich des KKS begrenzen. Dazu sind Isolierflansche oder Isolierstücke (bei kleinen Durchmessern) notwendig.
Bei Blitzeinwirkung muss der Isolierflansch überbrückt werden (Blitzschutz-Potentialausgleich) um einen elektrischen Überschlag und Zerstörung der Isolation zu verhindern. Dies geschieht durch spezielle blitzstrombeständige hermetisch dichte, mit Edelgas gefüllte Hochleistungs – Trennfunkenstrecken (100kA 10/350µs) mit Fail-safe. Die Fail-safe Funktion verhindert eine mechanische Zerstörung bei Überlastung.
Bei explosiven Medien wie z. B Erdgas muss bei oberirdischer oder unterirdischer Schacht Verlegung eine ATEX zertifizierte Trennfunkenstrecke (TC 100 A) mit niedriger Ansprechspannung ( 70V AC/100V DC) und Fail-safe eingesetzt werden. Bei Erdverlegung ist eine ATEX Zertifizierung der Trennfunkenstrecke nicht erforderlich, daher wird dort vorzugsweise die wasserdichte SGO 70/100 QA Trennfunkenstrecke angewendet.
Die Pipeline fungiert somit bei Blitzeinwirkung durch die überbrückten Isolierflansche als Erdungsleitung. Nach gewissen Entfernungen muss jedoch ein Erdungspunkt geschaffen werden, entweder bei der Station oder dazwischen. Falls dazwischen, sind wie oben angegeben statt einer, zwei Trennfunkenstrecken notwendig, .
Bei Hochspannungsleitungen oder Wechselstrombahnen die parallel zu einer Pipeline verlaufen, werden Wechselspannungen in die Pipeline eingekoppelt die die Funktion des KKS wieder umkehren und eine Wechselstrom Korrosion hervorrufen. Der PLPro – 40A verhindert das, indem er den Wechselstrom durchlässt und gegen Erde ableitet, jedoch den angelegten Gleichstrom des KKS wirkungsvoll blockiert. Somit bleibt die Wirkung des KKS uneingeschränkt wirksam.
Der PLPro 40A ist durch eine 100kA 10/350µs Trennfunkenstrecke TSF 100 (oder TC100A im Ex-Bereich) gegen direkten Blitzeinschlag wirkungsvoll und dauerhaft geschützt. Über einen integrierten Stromwandler kann der abgeleitete Wechselstrom gemessen werden. Ein ebenfalls integrierter HF Filter sorgt für eine einwandfreie Funktion und blockiert das 10kHz Suchsignal von Lecksuchgeräten. Die großzügig dimensionierten Leistungskondensatoren sind zusätzlich noch durch Feinschutzdioden geschützt und haben eine extrem hohe Lebensdauer.
Die Dauer einer Funktions-Garantie für den KKS beträgt min. 30 Jahre. Solange soll auch der Blitz- und Überspannungsschutz in Funktion bleiben.
Es werden sowohl Erdgasleitungen als auch Trinkwasserleitungen kathodisch geschützt.
LEUTRON sorgt dafür, dass der KKS dauerhaft in Funktion bleibt und somit die Korrosion keine Chance bekommt!