Причины возникновения
Современную жизнь невозможно представить без электрифицированных объектов. Энергопотребление растет с каждым годом, что влечет за собой строительство новых трансформаторных и распределительных подстанций, кабельных и воздушных ЛЭП, внешних контактных сетей для электропоездов и контактных рельсов для метро. Так как земля сама по себе является проводником, а все эти объекты находятся на ее поверхности или под ней, то между ними возникает определенный вид связи.
Для возникновения электрического тока необходима разность потенциалов между двумя точками проводника. То же самое утверждение справедливо и для блуждающих токов, за исключением того, что проводником в этом случае выступает земля. В системе с изолированной нейтралью, разность потенциалов обеспечивается контурами заземления. В случае если нулевой проводник соединен с контуром заземления, его собственное сопротивление, при прохождении заряда по нему, будет причиной падения напряжения. Такой проводник обозначается PEN.
Основание PEN-проводника соединяется с контуром заземления трансформаторной подстанции. На входе к потребителю он соединяется с ЗУ здания. Оба этих ЗУ на противоположных концах кабеля обеспечивают разность потенциалов, которая, в свою очередь, приводит к образованию блуждающего тока между ними.
Сходный процесс наблюдается при повреждении изоляции ЛЭП. Если происходит замыкание на землю, то земля на этом участке становится носителем этого потенциала. Большинство повреждений такого рода устраняется автоматикой. Но это в том случае, если происходит большая утечка. При малых значениях, локализовать и нейтрализовать причину довольно проблематично.
Транспортные средства, работающие на электрической тяге (за исключением автомобилей, которые работают с помощью автономных электродвигателей) являются основной причиной возникновения этого нежелательного явления. Троллейбусы подключаются к электрической сети посредством специальных штанг, которые соединяются с нулевым и фазным проводами и расположены на самом транспортном средстве. Поэтому данный вид транспорта не генерирует большие блуждающие токи.
Питание электропоезда осуществляется несколько по иному принципу. Нулевой проводник подключается к рельсам, а фазный – монтируется над путями. С помощью пантографов, располагающихся на крыше и непосредственно контактирующих с питающим кабелем, осуществляется подача электроэнергии к двигателю.
Питание этих сетей обеспечивают тяговые подстанции, которые располагаются по всему маршруту примерно на одинаковом расстоянии друг от друга. Основной причиной возникновения блуждающих токов в данной системе является искривленность маршрута. Электрический заряд проходит по пути наименьшего сопротивления. Соответственно, если представится возможность «резать углы», то он будет идти по земле, а не по рельсам.
На видео ниже подробно рассматривается, что это за явление и как оно возникает:
Воздействие на металлические объекты
В земле находится множество металлических объектов, таких как: различные системы трубопроводов, бронированные кабельные линии, железобетонные фундаменты строений. Так как металл является лучшим проводником по сравнению с землей, то электроток будет проходить по нему, а не по грунту. Место входа называется «катодная зона». Место выхода – «анодная зона».
Отдельно хотелось бы рассмотреть коррозийные процессы в водопроводных трубах. Подземные воды содержат в себе множество растворимых веществ и являются хорошим проводником. Например, в трубопроводе, находящемся в грунте, образуется коррозия в результате процесса электролиза. Это особенно выражено на участке анодной зоны. В катодной зоне поражения конструкций носят менее разрушительный характер.
В результате крайне разрушительного воздействия на все вышеперечисленные объекты, блуждающие токи способны нанести существенный экономический ущерб.
Способы защиты
Самым распространенным способом борьбы с этим явлением является установка катодной защиты. Для этого нужно исключить образование анодной зоны на защищаемой конструкции и оставить лишь катодную. Станция катодной защиты генерирует постоянный ток, подключаясь отрицательным полюсом к металлоконструкции, которую необходимо защитить, а положительным – к так называемым «жертвенным» анодам, которые забирают на себя основную часть разрушительной силы. Также на защищаемый объект наносятся специальные защитные покрытия, которые препятствуют образованию коррозийного слоя.
Схема СКЗ:
Недостатками данной схемы являются:
- так называемая «перезащита» — когда превышается защитный потенциал и защищаемая металлоконструкция подвергается коррозии;
- неправильный расчет защиты, при котором происходит ускоренное коррозийное поражение близ расположенных металлических объектов.
К сожалению, данная проблема затрагивает не только промышленные объекты, но и обычных людей. В полотенцесушителе, как и в системе отопления в целом, циркулирует горячая вода, которая является отличным проводником (если, конечно, она не дистиллированная). Если трубопроводы и примыкающие к ним элементы, которые находятся в жилом помещении, должным образом не заземлены, то они могут быть подвержены появлению на их поверхности нежелательного потенциала и, соответственно, пятен ржавчины. Грамотное заземление поможет предотвратить все эти негативные последствия, поэтому на сегодняшний день такой способ защиты от блуждающих токов в квартире и частном доме является одним из наиболее эффективных.
Методы измерений
При прокладке трубопровода, блуждающие токи вычисляются путем измерения разности потенциалов между двумя точками поверхности земли, перпендикулярных друг другу и находящимся на равно удалении в 100 м. Измерения производятся через каждый километр.
Приборы для измерений должны обладать классом точности не менее 1,5 и собственным сопротивлением от 1 МОм. Разность потенциалов между измерительными электродами не должна превышать 10 мВ. По времени одно измерение должно продолжаться не менее 10 мин, с фиксированием результата каждые 10 с.
Измерения в зоне действия электротранспорта нужно проводить во время наибольшей нагрузки. Если разность показаний потенциалов будет превышать 0,04В, то это является признаком наличия блуждающих токов.
В качестве приборов для измерения можно использовать пару электродов сравнения: медно-сульфатный переносной и соединительный. Помимо этого понадобится цифровой мультиметр для выполнения замеров, а также гибкий изолированный провод, длина которого должна быть не менее 100 метров.
Несмотря на свои небольшие значения, это явление может нанести существенный урон подземным (и не только) коммуникациям. Источники блуждающих токов могут быть самые различные. Поэтому необходимо предпринимать все профилактические мероприятия по устранению этого нежелательного эффекта.
Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео, на котором наглядно показывается, как защититься от данного явления:
Вот мы и рассмотрели причины возникновения блуждающих токов и защита от них. Теперь вы знаете, что это такое и как избавиться от данного явления даже в домашних условиях!
Наверняка вы не знаете:
Если Вы проживаете в жилом доме с множеством этажей и квартир,где проложены километры коммуникаций:электрические провода, металлические трубы,короба вентиляции,металлорукава и т.д. В наших квартирах есть различные металлические ванны,мойки,полотенцесушители,трубы отопления. Иными словами,любой многоэтажный дом просто наполнен элементами и конструкциями,которые способны проводить электрический ток,но трубопроводы не предназначены для этого.
Любой проводник тока обладает электрическим потенциалом относительно потенциала земли.Потенциал– величина относительная. Это означает, что электрический потенциал, например,металлической поверхности холодильника или мойки на кухне сам по себе не имеет вообще никакого значения.Разность потенциалов холодильника и водопроводной трубы влияет на величину напряжения и силу блуждающих токов.
Можно предположить,что напряжение между корпусом холодильника,стиральной машины и водопроводной трубой или трубой отопления не опасно: ведь и корпус электроприбора, и водопроводная труба не должны быть «под фазой». Но торопиться с выводами не стоит.
Причинами появления потенциала на корпусе бытовой техники может быть старение изоляции,статическое электричество и другое.Разность потенциалов между трубами отопления или водопроводными трубами ведет к появлению такого явления как блуждающие токи.
Результатом действия блуждающих токов может быть вызвана точечная коррозия полотенцесушителя
Как защитить себя от неприятных сюрпризов?
Вопрос этот решается созданием системы уравнивания потенциалов.Как сделать такую систему уравнивания в квартире?.Если токоведущие части имеют непосредственное электрическое соединение, то потенциал их всегда одинаков, и напряжение между ними не возникнет ни при каких обстоятельствах.
Поэтому в систему уравнивания потенциалов входят все коммуникации:металлические трубы,металлоконструкции здания, устройства молниезащиты, короба, лотки.Все элементы подключаются к главной заземляющей шине(ГЗШ) на вводе здание.Такая система называется основная система уравнивания потенциалов .
Поэтому в каждой квартире создается, дополнительная система уравнивания потенциалов.Элементы, которые входят в нее, подключаются к шине РЕ (или PEN) в квартирном или домовом щитке.К шине уравнивания потенциалов подключаются водопроводные трубы,стиральные машины,бойлеры, а кроме этого,ванны,мойки и прочие объемные металлические предметы.
Не каждый электрик, берущийся за электромонтажные работы,знает как сделать систему уравнивания потенциалов и придает им должное значение. Поэтому следить за состоянием и качеством выполнения такой системы в своей квартире лучше самостоятельно, не надеясь ни на кого другого. Ведь это вопрос, прежде всего, личной безопасности.
Если Вам необходимо заземление в квартире или на даче,интернет-магазин Энергомаг предлагает готовые комплекты заземления для заземления дома своими руками.
Заказать модульное заземление Вы можете через онлайн форму или по телефонам указанным на нашем сайте www.energomag.net (095)235-49-95,(096)262-98-48, (063)103-80-04,(044)362-92-50
Доставка комплектов заземления в любую точку Украины Новой почтой по предоплате или наложенным платежом.
Если Вы сомневаетесь в выборе или не знаете как выбрать комплекты заземления,мы будем рады Вам помочь.
Блужда́ющие то́ки — токи, возникающие в земле при её использовании в качестве токопроводящей среды.
Вызывают коррозию металлических предметов, полностью или частично находящихся под землёй, а иногда и лишь соприкасающихся с поверхностью земли.
Характерны, в частности, для трамвайных и железнодорожных путей электрифицированных железных дорог, не обслуживаемых должным образом.
В ряде случаев блуждающие токи являются следствием аварийной утечки с линий электропередачи.
Содержание
Источники блуждающих токов [ править | править код ]
Основными источниками блуждающих токов в земле для подземных металлических сооружений являются электрифицированные железные дороги (магистральные и пригородные), трамваи, промышленный, карьерный и рудничный транспорт. Тяговая подстанция получает ток от энергосистемы и через питающую линию ток поступает в контактный провод, из которого через токоприемник он проводится к электродвигателю. Затем, пройдя через колеса, ток по рельсам возвращается на тяговую подстанцию.
Так как рельсовый путь не изолирован от земли, то он оказывается источником блуждающего тока. Растекаясь в земле и встречая на своем пути металлические сооружения в виде водо- или газопровода, труб канализации, оболочки кабеля и т. п., удельное сопротивление которых намного меньше удельного сопротивления земли, блуждающие токи натекают на них (катодная зона). Через некоторое время блуждающие токи выходят из подземного сооружения (анодная зона) в землю и через неё вновь поступают в рельс и по отсасывающей линии на подстанцию [1] .
При этом рельсы разрушаются в местах выхода токов в землю, а подземные коммуникации — в местах возвращения тока в рельс. Пройдя один раз, блуждающий ток, не принесет никаких разрушений подземному металлическому сооружению, но в случаях постоянной утечки блуждающего тока (трамвай, железнодорожные поезда и пр.), металл постепенно будет поддаваться коррозии. Для защиты подземных сооружений от воздействия блуждающих токов часто используется дренажная защита.