Блуждающие токи что это такое: причины возникновения и способы защиты от них

Содержание

Что такое блуждающие токи, их вред и способы защиты | Энергофиксик

Вы когда-нибудь слышали такое выражение как «Блуждающие токи»? Нет? Так вот это направленное движение заряженных частиц, возникающее в естественном проводнике. И на самом деле это очень опасное и крайне нежелательное явление. В этой статье я расскажу, каким образом они появляются и как с ними ведут борьбу. Итак, поехали.

yandex.ru

Что такое блуждающие токи и как они формируются

Все мы с вами знаем, что условием для формирования электрического тока является наличие разности потенциалов между двумя точками и наличие специально предназначенного для передачи электроэнергии проводника.

Так вот, блуждающие токи формируются по такому же принципу, только вот для транспортировки энергии используется естественный проводник (земля) либо металлическая конструкция, помещенная в эту землю.

С принципом появления этих токов вроде все просто, теперь давайте узнаем, что формирует их.

Источники блуждающих токов

Если мы с вами посмотрим на современный мегаполис, то найдем там просто огромное количество электрифицированных объектов, начиная от крупных питающих подстанций с отходящими линиями электропередач, заканчивая электричками и метро.

И все эти энергообъекты расположены на земле или под землей, что, безусловно, приводит к их довольно сложному взаимодействию через землю и формированию блуждающих токов.

yandex.ru

Выше в таблице представлены основные источники блуждающих токов, давайте для лучшего понимания механизма формирования рассмотрим пример.

Итак, для формирования точек с разными потенциалами идеально подходят заземляющие контура в системе с глухо заземленной нейтралью.

При этом нулевой провод PEN с одной стороны соединен с ЗУ на подстанции, а с другой к заземляющей шине у потребителя.

Конечно, практически вся нагрузка нагрузка будет идти по пути наименьшего сопротивления, то есть через нулевой проводник, но незначительная часть все равно будет стекать в заземляющий контур, так и появится блуждающий ток.

yandex.ru

Повреждение изоляции кабелей, проложенных в земле так же создают условия для формирования этих токов. Ну, сформировались они и что дальше? А вот затем начинается самое интересное.

Влияние блуждающих токов на металл

Скажите, что происходит с куском металла, если его закопать в землю? Правильно, под действием влаги и растворенных в ней солей запускается процесс коррозии.

А ток сформировался и отправился впить от одного заземления к другому и если на его пути появится металлический предмет, то блуждающий ток потечет именно по нему, так как металл обладает гораздо меньшим сопротивлением, чем грунт.

yandex.ru

А сочетание: растворенные соли, протекающий электрический ток и металл (играющий роль электродов) запускают электролитический процесс, причем скорость протекания электрохимической реакции, по закону Фарадея, имеет прямую зависимость от величины тока проходящего между анодом и катодом.

А это значит, что на скорость коррозии, например, металлической водопроводной трубы будет оказывать влияние электрическое сопротивление грунта и сложные процессы, проходящие, в анодной и катодной зоне.

Что происходит в катодно-анодной зоне

Итак, наш ток по земле дошел до металлической трубы и нашел «точку входа» (свободные электроны втекают в проводник), эта область называется катодной и для металлической конструкции не представляет угрозы.

Но наш ток продолжает путь к другому полюсы разностей потенциалов и рано или поздно выходит из металла обратно в почву, так вот место выхода блуждающего тока называется анодной областью и вылетающие электроны «вымывают» атомы металла в данной области, тем самым в значительной степени ускоряя процесс коррозии.

И труба, которая должна по всем нормативам прослужить минимум 20 лет через пару лет может приобрести такой вид

yandex.ru

Как защититься от блуждающих токов

Как вы уже поняли блуждающие токи крайне опасное и нежелательное явление и от него существуют два способа защиты:

1. Пассивная защита.

2. Активная защита.

Пассивная защита

Итак, к пассивной защите, например, трубопровода относят нанесение на трубу специального изоляционного материала, который отгораживает металл от агрессивной среды. В качестве изоляции обычно используются разнообразные полимерные соединения, эпоксидные смолы, битумная пропитка и т.п.

yandex.ru

Но такая изоляция не дает стопроцентной защиты, да и при укладке и в процессе эксплуатации можно повредить оболочку и тем самым процесс коррозии будет протекать в этом месте очень интенсивно.

Гораздо эффективней себя показала активная защита

Активная защита

В таком варианте защиты берется под контроль изначально неуправляемый процесс протекания блуждающих токов. Здесь используется катодная поляризация, при которой отрицательный потенциал смещает естественный.

yandex.ru

А в зависимости от сопротивления грунта используется гальванический метод или применяется источник постоянного тока.

В первом варианте используется так называемый «жертвенный» анод, который принимает на себя весь блуждающий ток, тем самым сохраняя от разрушения защищаемую металлоконструкцию. Но такой вариант используется для грунтов с сопротивлением не более 50 Ом на метр. Если сопротивление больше этого значения, то используется источник постоянного тока.

Активная защита позволяет более качественно защитить металлические конструкции, расположенные в земле.

yandex.ru

Это все что я хотел вам рассказать о том, что такое блуждающие токи, как они формируются и как с ними борются, если статья оказалась вам полезна, то оцените ее лайком и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за уделенное время, процветания и удачи вам!

причины возникновения и методы защиты

Блуждающие токи – разновидность тока, возникающая в земле, которая является и проводником. При попадании блуждающего тока на металлическую оболочку проложенных в земле кабелей происходит постепенное разрушение оболочки. В этом и заключается основная проблема этого явления. В этой статье мы рассмотрим это явление в целом, причины его возникновения, а также способы защиты.

Почему возникают блуждающие токи

Любой современный город имеет сложнейшую сеть различных электрических коммуникаций, многие из которых проложены в земле. Более крупные города имеют также контактные рельсы для трамваев и метро. Так как земля сама по себе способна проводить электрический ток, то зачастую между различными коммуникациями возникают определенные связи.

Напомним, что для появления электрического тока, то есть направленного движения заряженных частиц, необходима разность потенциалов между двумя различными точками проводника.

В данном случае, проводником является земля, а разность потенциалов возникает благодаря наличию контуров заземления в системах с изолированной нейтралью. То есть, если нейтральный проводник присоединен к заземляющему контуру, то при прохождении через него электрического тока из-за сопротивления этого проводника напряжение снизится. Такой проводник называется PEN. Один его конец соединен с системой заземления подстанции, а другой – с контуром заземления здания, куда ведет ЛЭП. В итоге обе системы заземления, к которым подключен PEN-проводник, обеспечивают разность потенциалов между его концами. Что в свою очередь вызывает блуждающие токи.

Подобное же явление можно увидеть при нарушении изоляции силового кабеля, проложенного в земле. В этом случае если происходит замыкание с землей, то земля получает определенный электрический потенциал. Если это серьезная авария, то неисправность будет быстро устранена автоматическими устройствами защиты. Но при малых значения утечки тока найти подобную проблему достаточно сложно, поэтому она может существовать достаточно долго.

Одной из основных причин появления блуждающих токов являются сети трамваев и метро. Троллейбусы, в свою очередь, подключаются к электросети с помощью «вилки», которая расположена на самом троллейбусе. Поэтому этот вид транспорта блуждающие токи не генерирует.

А вот электропитание для электричек подается немного по-другому. Нейтральный проводник присоединяется к рельсам, а фазный – прокладывается над ж/д дорогой. Электропоезд соединяется с ним с помощью пантографов.

Питание для электропоездов генерируют тяговые подстанции, расположенные вдоль всей трассы. При наличии поворотов ток как бы «срезает угол», то есть идет не по рельсам, а напрямую, через землю.

Воздействие блуждающих токов

Как уже говорилось выше, в земле расположено множество металлических конструкций, устройств и объектов: инженерные коммуникации, кабельные линии, ж/б строения. Так как металлы гораздо лучше проводят ток, чем земля, то блуждающие токи тут же перейдут на эти металлические конструкции.

Зона входа токов на конструкцию называется катодной. Зона выхода – анодной. Обычно наибольшие разрушения происходят в анодной зоне.

Помимо грунта и металлических конструкций в земле есть и подземные воды, которые также являются отличным проводником тока.

Защита от блуждающих токов

Наиболее популярным средством защиты от блуждающих токов является установка катодной защиты (на фото ниже). Для этого необходимо предотвратить возникновение анодной зоны, оставив лишь катодную. Установка катодной защиты подает постоянный ток, будучи подключена своим «минусом» к металлоконструкции, а «плюсом» — к анодам, которые и получают на себя основной удар тока.

Для дополнительной защиты поверхность конструкции покрывается специальным составом, который защищает ее от коррозии.

Минусами установки катодной защиты являются:

«перезащита», когда потенциал установки оказывается слишком высок, и в итоге защищаемая конструкция все равно подвергается воздействию токов;
неправильный расчет или монтаж станции, вследствие чего также усиливаются процессы коррозии.

Стоит также сказать, что эта проблема актуальна не только для промышленных и коммерческих конструкций и трубопроводов, но и для обычных жилых домов. Например, в системе отопления постоянно циркулирует горячая вода, которая, как мы уже говорили, является отличным проводником тока. И если трубы, и примыкающие к ним элементы не заземлены, то с течением времени на их наружной поверхности может появиться ржавчина. Правильное заземление решает все подобные проблемы, поэтому в настоящее время этот метод защиты является одним из наиболее популярных.

Локализация и измерение блуждающих токов

При прокладке металлических труб блуждающие токи в земле определяются через вычисление разности потенциалов между двумя точками поверхности земли, расстояние между которыми составляет 100 метров.

Измерительные устройства должны иметь класс точности не менее 1,5 и собственное электрическое сопротивление – от 1 МОм. По действующим в настоящее время нормативам, разность потенциалов не должна превышать 10 мВ. Продолжительность измерения – не менее 10 минут, с фиксацией данных через каждые 10 секунд.

Измерение наличия блуждающих токов в зоне работы электрического транспорта необходимо производить во время наибольшей нагрузки транспортной сети. Если разность потенциалов будет больше 40 мВ – это значит, что в земле есть блуждающие токи.

В качестве измерительного прибора, как правило, используются два электрода: медно-сульфатный и соединительный. Также необходим точный мультиметр и гибкий изолированный провод (например, ПВС) длиной более 100 м.

В заключение скажем, что несмотря на казалось бы низкие значения, блуждающие токи со временем могут нанести существенные повреждения кабельной линии. Поэтому заранее следует предусмотреть меры по их выявлению и нейтрализации.

Блуждающие токи и полотенцесушитель

Многие люди, установив в ванной комнате новый водяной полотенцесушитель из нержавеющей стали, через какое-то время замечают, что на поверхности металла появились мелкие пятнышки ржавчины, диаметр которых обычно не превышает 5-6 мм. Эта «россыпь» – не что иное, как банальная коррозия металла. И дело тут вовсе не в бракованном сантехническом изделии или неправильной эксплуатации, а в блуждающих токах. Что это? Откуда они берутся? И как нейтрализовать их пагубное влияние на полотенцесушитель? Разбираемся в вопросе.

Что надо знать о блуждающих токах?

Любые находящиеся в воде или в земле металлические предметы, независимо от их назначения, подвержены воздействию коррозии, которая может быть:

Гальванической

Она связана с реакцией между разными металлами. Так, например, гальваническую пару, ведущую к разрушению, могут создать сталь и латунь или сталь и алюминий. Реакция начинается сразу, как только складывается «дуэт» из разных металлов и получившийся узел соприкасается с электролитом. В ситуации с полотенцесушителем роль электролита играет обычная водопроводная вода, вступающая в реакцию с металлами благодаря содержанию значительного количества минеральных веществ (такая же реакция будет и с морской водой, богатой солью).

И чем выше температура воды, тем активней идет процесс разрушения металла. Именно поэтому корпуса судов, которые ходят по теплым южным морям, изнашиваются быстрей, чем корабли на северном флоте.

Коррозией блуждающих токов

Этот процесс вызывается так называемыми блуждающими токами, возникающими в земле, если она выполняет функцию токопроводящей среды. При этом разрушающему воздействию подвергаются не только металлические предметы, полностью находящиеся в земле, но и те, что только соприкасаются с ней. Но откуда берутся эти токи? Все просто: в большинстве случаев их появление является результатом утечки с линий электропередач. Также к этой группе относятся так называемые нулевые токи, присутствующие в незаземленных конструкциях.

Первые признаки коррозии

Определить, что ваш полотенцесушитель стал «жертвой» коррозионных процессов, можно по внешнему виду оборудования. Первыми признаками разрушения металла являются:

вздутие декоративного слоя (краски) – сначала это происходит в местах соединений и на острых гранях конструкции;
появление на пострадавшей поверхности заметного белесого налета, напоминающего мелкий порошок;
образование на поврежденных участках небольших вмятин и углублений – создается впечатление, что металл поеден жучком.

Незначительные повреждения, как правило, являются результатом гальванической коррозии, вызванной разностью электрических потенциалов разнородных металлов, один из которых выступает в качестве катода, а другой – анода. А если добавить к этому еще и блуждающие токи, разрушения будут намного серьезней.

Немного о природе блуждающих токов и их опасности

Причина появления блуждающих токов, действующие на ваш полотенцесушитель, в разности потенциалов заземленных конструкций. А чтобы уравнять потенциалы, необходимо создать систему, в которой все металлические элементы будут контактировать с нулевым проводником в имеющемся вводно-распределительном устройстве.

Такая система позволит максимально обезопасить пользователя (если вы возьметесь рукой за трубу и заземленное оборудование, то не получите смертельный разряд). И это очень важно, ведь чем больше разность потенциалов, тем более серьезная опасность угрожает человеку. Так, например:

Если эта величина составляет 4 или 6B, вы можете получить удар тока силой 5 мА. Это будет чувствительно, но не смертельно.
Если же его сила будет 50 мА, может развиться фибрилляция сердца.
А при воздействии на тело человека тока 100 мА наступает смерть.

Но известны случаи, когда причиной летального исхода становилась даже небольшая разность потенциалов в 4B.

Разность потенциалов: причины возникновения

Но откуда берется разность потенциалов, если дом построен с учетом всех действующих норм? В теории при соблюдении строительных правил разности потенциалов быть не должно. Но на практике часто бывает так, что при сборке конструкций и инженерных систем сварные соединения заменяют сгонами. Еще один распространенный вариант – интеграция в схему дополнительных сопротивлений или металлических деталей. И то, и другое может стать причиной возникновения разности потенциалов на противоположных концах трубы и, соответственно, инициировать коррозию металла.

Не стоит забывать и о «конфликте» между металлом и пластиком, который тоже играет важную роль в разрушении различных периферических устройств (к ним относятся и полотенцесушители). Из-за того, что между сантехническим оборудованием из нержавеющей стали и металлическим стояком часто ставятся пластиковые трубы (их используют для выполнения разводки по квартире), связь между этими частями системы разрывается. И хотя стояк в любом случае будет заземлен (в новых многоэтажках это делается посредством системы уравнивания, а в домах старого фонда – через расположенный в подвале здания контур заземления), разность потенциалов все равно образуется. А при движении по трубам воды, которая демонстрирует отличную токопроводность, возникает еще и микротрение, гарантированно ведущее к появлению блуждающих токов. А они, в свою очередь, провоцируют коррозию. Круг замкнулся!

Почему раньше не возникало подобных сложностей?

Как ни странно это прозвучит, но причиной появления такой проблемы, как разность потенциалов в инженерных системах, стал прогресс. А именно, повсеместная замена металлических труб на пластиковые. Пока трубопроводы ГВС, ХВС и отопления были полностью металлическими, сложностей не возникало. Да и необходимости отдельно заземлять каждый радиатор, смеситель или полотенцесушитель тоже не было – все трубы заземлялись централизованно в подвале дома, в двух местах. И все металлические приборы в ванных комнатах и санузлах автоматически становились безопасными и защищенными от блуждающих токов.

Переход же на пластик все изменил: с одной стороны, трубопроводы стали служить дольше, а с другой стороны, возникла необходимость в дополнительной защите сантехнического оборудования. И тут дело не только в самих трубах, ведь по проводимости металлопластик близок к традиционному металлу, а еще и в фитингах – соединительных элементах. Точнее, в материалах, из которых их производят и которые не могут обеспечить электрический контакт с алюминиевым «сердечником» металлопластиковой трубы.

Заземление как защита от электрокоррозии

Чтобы предотвратить возникновение в системе блуждающих токов и защитить полотенцесушитель от электрохимической коррозии, нужно воссоздать устойчивую связь между ним и трубой стояка. Другими словами, нужно просто заземлить периферическое устройство, соединив полотенцесушитель проводом с металлическим стояком, или же смонтировать систему уравнивания потенциалов.

Это важно сделать еще и потому, что некоторые недобросовестные жильцы многоквартирных домов, желая сэкономить, ставят на свои электросчетчики жучки, а в качестве заземления используют трубопроводы систем отопления или водоснабжения. И тогда их соседям грозит реальная опасность, ведь даже простое прикосновение к металлической батарее даст человеку «шанс» получить смертельный удар током.

Полимерная обработка – решение проблемы без заземления

Но можно решить проблему и по-другому, обработав внутреннюю поверхность водяного полотенцесушителя из нержавеющей стали специальным полимерным составом. Он создаст изолирующее покрытие, которое будет эффективно «работать», препятствуя образованию разности потенциалов и возникновению коррозии.

Полимерная обработка водяных полотенцесушителей – дополнительная услуга, которая выполняется нашей компанией по запросу покупателя. А заказать ее можно онлайн на сайте ZIGZAG.

Перейти к услуге «Полимерная защита полотенцесушителя»

причины возникновения, способы защиты от коррозии водопроводных труб

Возникновение тока в проводнике обусловлено разностью потенциалов на его концах. Блуждающие токи возникают, когда токопроводящей средой становится земля. Это явление оказывает разрушающее влияние на металлические предметы, находящиеся в земле или имеющие с ней точки соприкосновения.

Причины появления утечки

Появление блуждающих токов происходит из-за плохой изоляции в системах электропроводки, обрывов проводов линий электропередач, недостаточной изоляции рельсов трамвайных путей и железных дорог. Блуждающие токи в водопроводных трубах вызывают электрохимическую коррозию и ускоряют их разрушение. Коррозии подвергаются и проложенные в земле металлоконструкции и кабели.

В многоквартирных домах блуждающие токи появляются из-за утечек в системах электроснабжения. Это ускоряет коррозию труб в несколько раз по сравнению с проектной. Природа блуждающих токов в том, что потенциалы заземлённых конструкций различны. Причинами появления токов утечки могут быть:

Неправильная эксплуатация электрических сетей, применение водопроводных и отопительных труб вместо нулевого проводника.
Не соответствующее требованиям безопасности подключение бытовых приборов: стерилизаторов, стиральных машин, посудомоек, при котором система электроснабжения дома оказывается связанной с трубами водоснабжения и отопления.
Повреждения изоляции проводников в процессе эксплуатации.

Неправильные подключения в 3-проводниковых схемах, где, кроме фазного и нулевого рабочего проводников, имеется ещё нулевой защитный, приводит к растеканию тока по металлоконструкциям. Следует избегать ошибок подключения. Не подключать в одно место нулевой рабочий и нулевой защитный проводники, не использовать защитный вместо рабочего. Кроме коррозии, это может вызвать электротравмы у людей.

Возникновение блуждающих токов может вызываться заменой металлических труб на пластиковые. Сами пластиковые трубы коррозии не подвержены, но металлическая арматура в квартирах, такая как полотенцесушители и смесители может ржаветь. Объясняется это тем, что когда все трубы были металлическими, в подвалах их заземляли специальными контурами.

Пластиковые трубы нарушают целостность заземлённого контура, а вода, которая является проводником, проводит ток по трубам. Внутри труб создаётся довольно высокое напряжение, и это опасно. Бывали случаи поражения в ванной током даже с напряжением всего 4 В. Опасен ток, а не напряжение.

Защита от электрокоррозии

Наиболее распространённый метод защиты от блуждающих токов — это заземление всех электроприборов, газовых и водопроводных труб, имеющихся в доме. Разность потенциалов вызывает появление тока, перетекающего из областей с высоким потенциалом к областям с низким. Заземление выравнивает потенциалы, и возможность утечек исключается.

Под землёй проходит большое количество трубопроводов и кабелей, которые нуждаются в антикоррозионной защите. Для защиты магистральных трубопроводов применяются следующие методы:

Метод катодной защиты. Он основан на формировании с помощью катодных станций на подземных сооружениях потенциалов, увеличивающих сопротивление блуждающему току.
Создание диэлектрической изоляции.
Возможно увеличивать продольное сопротивление трубопроводов, используя врезку изоляционных муфт.
Замена металлических труб на пластмассовые.

Блуждающие токи на заправках

На заправках появление блуждающих токов наиболее опасно. Там следует предотвратить малейшую возможность возникновения искры. Для защиты используется заземляющий контур и тщательное заземление всех металлических частей. Следует опасаться и статического электричества, источником которого может явиться водитель. Блуждающие токи на теле могут образоваться в результате трения о синтетические покрытия внутри машины. Этого иногда бывает достаточно, чтобы воспламенился пистолет. Нужно при выходе из машины выровнять потенциалы, взявшись одной рукой за машину, а другой за бензоколонку.

Статическое электричество накапливается не только на одежде. Опасным может быть мобильный телефон и включённый двигатель. Не рекомендуется держать топливо в пластмассовых канистрах. Трение бензина о поверхность пластика тоже создаёт статическое электричество. Это может вызвать искру при попытке залить бензин в бензобак. Лучше использовать для перевозки бензина железные канистры.

Блуждающие токи опасны. Они вызывают коррозию и выход из строя подземных коммуникаций. В многоквартирных домах они выводят из строя раньше срока инженерное оборудование, разрушают водопроводные трубы и системы отопления. В некоторых случаях они даже представляют угрозу для жизни людей. Необходимо бороться с этим явлением, не нарушать правил техники безопасности при проведении любых электротехнических работ и следить за тем, чтобы все приборы были правильно подключены и заземлены.

Исследования блуждающих токов

Одним из видов инженерно-экологических изысканий является исследование блуждающих токов. Но прежде чем приступать к планированию работ, необходимо узнать, что это за явление и каким образом оно может повлиять на строительство.
Почти вся электроэнергия поступает в дома потребителей посредством электрических сетей. Они включают в себя кабельные линии в воде или земле, а также воздушные линии электропередачи. Любой кабель должен иметь долгий срок эксплуатации, чему способствует особая защита от попадания влаги, коррозии или появления пробоев. Любой кабель имеет три основные степени защиты: это оболочка (исключающая попадание воды в жилы), броня (защищает от механических повреждений), экранирование (исключает вредное воздействие электромагнитного поля). Несмотря на такую, на первый взгляд, сильную степень защиты, блуждающие токи все равно оказывают свое вредное воздействие и уносят частички металла. В итоге защита кабеля ослабевает и образуется пробой.

Блуждающий ток включает в себя электрический ток, образующийся в земле при утечке тока с линий электропередач и различных энергетических устройств. Блуждающий ток приводит к коррозии, а ведь известно, что коррозия – это главный враг строительных работ. Обычно это явление возникает под воздействием переменного либо постоянного тока.

В первом случае причиной возникновения блуждающего тока служит обрыв кабеля на земле. Ток распространяется на небольшие расстояния, принося вред как здоровью человека, так и строительным материалам. Его воздействие можно ощутить, испытав на себе шаговое напряжение.
Во втором случае блуждающий ток возникает по причине воздействия электрифицированного транспорта (электропоездов, электричек либо трамваев). Возникающая в таком случае утечка тока уходит в грунт и представляет собой большую опасность: излучение может пройти под землей не один десяток километров. Блуждающие токи распространяются по произвольным траекториям в области небольшого сопротивления грунта.
Основными способами защиты от блуждающих токов в рамках строительных изысканий являются следующие:

использования протектора, который состоит из монолитного корпуса. В него заливается стальной стержень и специальный соединительный провод, который помогает защитить сооружение;
метод дренажа, при котором кабель подключают к рельсе, каждая его жила надежно крепится на болты. Другой конец кабеля закапывают глубоко в землю. Данный способ основан на использовании разности потенциалов, в результате чего нежелательные блуждающие токи просто уходят в землю.

Задать интересующие Вас вопросы, узнать стоимость и сроки проведения инженерных изысканий можно по телефону: 8 (916) 684-09-09.

Принцип возникновения вредного влияния систем ЭХЗ на сторонние объекты или как ЭХЗ может навредить — блуждающие токи, защита трубопроводов, коррозионное влияние, коррозия, система ЭХЗ, электрохимическая защита, электрохимическая коррозия, ЭХЗ

Электрохимическая защита от коррозии (ЭХЗ) — хорошо известное и могущественное оружие для защиты от электрохимической коррозии разнообразных объектов. Однако, как и всякий инструмент, она должна применяться обдуманно, иначе вред от ее использования может существенно превысить положительный эффект. Основным вредным последствием работы систем ЭХЗ, возникающим вследствие ошибок при проектировании и строительстве подобных систем, может быть ускоренная коррозия соседних с защищаемым металлических объектов. Обычно такая ситуация реализуется в многониточных близкорасположенных трубопроводных системах различного назначения, например, на нефтепромысловых трубопроводах, но может быть встречена и на других объектах, где выборочно применяются системы ЭХЗ, например, на промышленных площадках, нефтебазах и др.

Рис. 1. Распределение токов утечки с постороннего трубопровода при сближении с трубопроводом, защищенным катодными установками

Вредное влияние системы ЭХЗ защищаемого трубопровода на сторонние трубопроводы реализуется вследствие возникновения блуждающих токов. Величина такого тока может быть довольно велика, из практики до 50 А. Однако, сама по себе величина тока, протекающего на подземном сооружении, не определяет опасности коррозионного влияния. Существенной является плотность тока, которая возникает на анодных поверхностях при стекании тока с металлического сооружения в окружающую почву. Эта плотность зависит не только от величины тока, но и от площади поверхности анодной зоны. Согласно практике защиты подземных сооружений от блуждающих токов опасной средней суточной плотностью блуждающего тока для стальных трубопроводов считается 75 мА/м².

При этом та часть металлического сооружения, из которой ток выходит в землю, является анодом, а та часть сооружения, где постоянный ток входит в него, является катодом. В анодных зонах при условии контакта сооружения с влажной почвой блуждающие токи вызывают электролиз и причиняют сооружению чрезвычайно большие коррозионные разрушения. Блуждающий ток в 1 А за один год «разъедает» в анодной зоне металлического сооружения около 9 кг железа.

Рис. 2. Повреждение трубопровода блуждающими токами

Скорость и интенсивность коррозии блуждающими токами совместно с почвенной коррозией особенно сильно возрастает при наличии частых и резких перепадов значений электрического сопротивления почв вдоль линейного сооружения. Объясняется это тем, что в этих условиях блуждающие и гальванические токи то входят в сооружение и проходят по нему, то выходят из сооружения и проходят по почве, создавая тем самым множество анодных и катодных зон. Установлено, что в почвах с высоким сопротивлением блуждающие токи более или менее полно собираются металлическим сооружением и протекают по нему. На участках, где почва имеет низкое сопротивление, эти токи покидают сооружение и частично переходят в почву. Места наиболее сильных утечек тока из сооружения, совпадающие с участками низкого сопротивления почвы, характеризуются наиболее интенсивными явлениями коррозии.

Таким образом, при наличии систем ЭХЗ на одном трубопроводе в коридоре и при отсутствии компенсирующих мероприятий сторонний трубопровод, находясь в зоне распространения токов ЭХЗ, привлекает на себя эти токи, передает их как проводник более низкого омического сопротивления и возвращает их через землю к источнику в анодных зонах, в которых и происходит его интенсивное разрушение (Рис. 1).

Решение подобной проблемы на существующих объектах должно начинаться с комплексного электрометрического обследования системы трубопроводов для оценки непосредственной опасности коррозионного разрушения стороннего трубопровода и поиска существующих анодных зон. После этого необходимо либо организовать полноценную совместную защиту объектов, либо разработать технические решения по снятию существующего вредного влияния. Последнее, кстати, лучше всего получается при проведении предварительных полевых испытаний применяемых решений, так как очевидная установка перемычек в районе точке дренажа действующей катодной станции может просто переместить анодную зону на соседний участок трубы, тем самым стимулировав электрокоррозию в другом месте. А самый лучший способ избежать таких проблем, это конечно предусмотреть все заранее при проектировании объекта на основании качественных, а не формальных инженерных коррозионных изысканий. Сделать хорошо сразу всегда проще, чем переделывать уже построенный объект!

Блуждающие токи, измерение интенсивности блуждающих токов в грунтах

Меры для защиты подземных кабельных линий и металлических сооружений должны приниматься со сторон обеих эксплуатирующих организаций: рельсового электротранспорта и кабельной сети (или иного сооружения).

Со стороны эксплуатирующей организации рельсового электротранспорта производится сварка стыков рельс для понижения продольного омического сопротивления рельсового полотна, а также изоляция рельс для повышения переходного сопротивления в местах контакта рельс с землей. В результате применения упомянутых мер удается уменьшить величину блуждающих токов, ответвляющихся от рельс, что в свою очередь уменьшает опасность коррозионного воздействия на оболочки кабелей и риск выхода кабельной линии из строя.

Снижение падения напряжения в рельсах может быть достигнуто и путем применения отсасывающих линий, которые представляют собой соединения рельсового полотна с отрицательной шиной тяговой подстанции с помощью одножильного изолированного кабеля. Обустройство отсасывающих линий тяговые токовые нагрузки возвращаются на подстанцию по специальному одножильному кабелю большого сечения. Таким образом токовая нагрузка на рельсовую сеть понижается, а вместе с ней уменьшаются и величины блуждающих токов.

Для оценки опасности коррозии на кабельных линиях проводится комплекс измерений в который включают:

измерения величины и направления токов, протекающих по оболочкам кабеля;
измерения разности потенциалов между рельсовыми путями, оболочками кабелей и прочими токопроводящими подземными сооружениями;
измерения поверхностной плотности токов, переходящих в землю с оболочки кабеля;
измерения разности потенциалов оболочек кабеля относительно земли.

Измерения разности потенциалов позволяют выявить наличие и направление блуждающих токов для обнаружения анодных зон, где оболочки кабеля относительно земли заряжены положительно. Как показала практика, разрушение свинцовой оболочки и повреждения кабельных линий происходят при наличии в анодной зоне потенциала величиной от 0,1 В. Важным параметром тока, указывающим на процессы электролитической коррозии является плотность тока на выходе из оболочки кабеля. Для подземных кабелей критичная плотность тока в анодной зоне составляет 0,15 мА/дм².

Способы измерения потенциала оболочек кабеля относительно земли и плотности тока в анодной зоне

Измерения для определения максимальных параметров блуждающего тока производятся в часы с наиболее интенсивной транспортной нагрузкой со стороны электротранспорта. Для обнаружения блуждающих токов на оболочках кабельных линий производятся предварительные измерения. Поскольку разрытие и восстановление дорожных покрытий довольно дороги и не всегда себя оправдывают, измерения проводят из тяговых подстанций, ремонтных депо, а также трансформаторных пунктов, расположенных в зоне электрифицированных рельсовых путей. Один полюс измерительного прибора при этом подключают к контуру заземления, электрически соединенному с оболочками кабеля, для подключения второго полюса на расстоянии 7-10 м от ТП в землю вбивают металлический колышек – заземлитель. В остальных случаях измерения блуждающих токов производятся через специальные котлованы 1х0,7 м, расположенные на расстоянии 100-300 м вдоль исследуемой трассы. На кабельных линиях, проложенных в блочной канализации, измерение блуждающих токов производится в смотровых колодцах, где размещены соединительные муфты.

Результаты измерения эксплуатирующая кабельные линии организация берет за основу для следующих мероприятий:

выявления зон, потенциально коррозионноопасных для кабельных линий, составления карты анодных зон;
организации регулярных измерений в контрольных пунктах для наблюдения за состоянием кабельных линий;
выявления повреждений кабельных линий в процессах профилактических испытаний и эксплуатации, анализа причин повреждаемости оболочек.

Помимо упомянутых мер, предпринимаются шаги по физической защите кабельных линий от разрушительного воздействия блуждающих токов. При обнаружении цепей блуждающего тока для их разрыва на кабелях устанавливаются изолирующие муфты из эпоксидного компаунда. В частности, такими муфтами обязательно оснащаются все кабеля, выходящие из сооружений метрополитена.

Для уменьшения плотности блуждающего тока металлические оболочки кабельных линий электрически соединяют между собой.

Что такое блуждающие токи, их вредные и способы защиты | Энергофиксик

Вы когда-нибудь слышали такое выражение как «Блуждающие токи»? Нет? Так вот это направленное движение заряженных частиц. И на самом деле это очень опасное нежелательное явление. В этой статье я расскажу, каким образом они ведут себя как с ними ведут борьбу. Итак, поехали.

yandex.ru

Что такое блуждающие токи и как они формируются

Все мы с вами знаем, что условием для формирования электрического тока является наличие потенциалов между двумя точками и наличие специально предназначенного для передачи электроэнергии проводника.

С принципом появления этих токов вроде все просто, теперь давайте узнаем, что формирует их.