Teres-1t.ru

Инженерные решения
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое блуждающие токи и как от них избавиться

Что такое блуждающие токи и как от них избавиться?

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.

Воздействие ЛЭП

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.

Читайте так же:
Замена выключателя теплого пола

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.

Движение заряженных частиц

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:

Что такое заземление и зачем оно нужно

Что такое заземление ванны и зачем оно нужно? Заземление – это намеренное присоединение точки электросети либо электрического устройства к заземляющему устройству.

Существует два вида заземления:

  1. Искусственное – проводится специально для защиты людей и электрических устройств. Для такого заземления обычно используются металлические трубы (диаметр до 5 сантиметров).
  2. Естественное – применяются только в том случае, если находятся в непосредственной близости с объектом, требующим защиты. Обычно защитой служат металлические трубопроводы, скрытые в грунте.

Зачем необходимо заземление ванны? У многих людей был момент, когда при принятии душа либо мытье рук ощущается неприятное покалывание кожи при прикосновении с водой. Когда в сети происходит пробой, из-за контакта воды и тока создается напряжение, приводящее к этому покалыванию. Такое, казалось бы, безобидное явление в любой момент может превратиться в мощный разряд электроэнергии и привести к плачевным последствиям. Из этого следует вывод, что нужно обеспечить собственную безопасность в ванной комнате и провести требующиеся работы по заземлению ванны.

Читайте так же:
Расчет тока теплового реле для асинхронного двигателя

Связь блуждающего тока и коррозии на металле

Так как в земле есть вода и растворенные в ней соли, то любая металлическая конструкция в почве подвержена коррозии. Но если металл помимо этого подвергается воздействию блуждающих токов, то процесс приобретает электролитическую природу. Скорость электрохимической реакции напрямую зависит от тока, протекающего между анодом и катодом. Следовательно, на скорость коррозии уложенной в грунте металлической трубы будет влиять электрическое сопротивление почвы, а также сложная природа процессов, протекающих в катодной и анодной зоне.

В результате металлическая конструкция помимо обычной коррозии подвергается воздействию токов утечки. Это может стать причиной образования гальванической пары, что существенно ускорит процесс коррозии. На практике отмечались случаи, когда участок трубопровода системы водоснабжения, подвергавшийся гальванической коррозии выходил из строя через два года, при расчетном сроке эксплуатации 20 лет.

Что такое блуждающие токи
Труба после воздействия блуждающих токов

Связь токов и коррозийных процессов

Любой водомерный узел, который находится в почве, повреждается коррозией за счёт влияния на него влаги и солей, но если сюда еще присоединить и активность токов, то появляется электролитический процесс. При этом на скорость электрохимической реакции действует заряд, текущий между анодом и катодом. Отсюда следует, что на активность повреждения металлических изделий будет влиять сопротивление почвы движению зарядов, а еще сложность течений, присутствующих в анодной и катодной зоне.

В этой обстановке система водообеспечения предрасположена обыкновенной коррозии под воздействием токов утечки. Влияние сформировывает гальваническую пару, ускоряющую развитие коррозии. В истории есть большое количество факторов, когда укладываемый трубопровод должен был служить 20 лет, а в действительности разрушение было через 2 года.

Требования к защитным мерам по СНиП

Согласно СНиП, антикоррозийная защита трубопроводов должна соответствовать ряду нормативов:

  1. Меры, направленные на предотвращение коррозии конструкций, должны гарантировать их безаварийное функционирование в течение заявленных производителем сроков.
  2. Подземные сооружения требуют комплексных мер (использования покрытий и электрохимических средств).
  3. Интенсивность протекции определяется степенью агрессивности условий эксплуатации сооружения (нормальная или усиленная).
  4. Защита от коррозии трубопроводов проводится по ГОСТ 25812 – 83.
Читайте так же:
Тепловое реле для розетки

Блуждающие токи в грунтах. Причины возникновения

Электрический ток возникает в сети между двумя точками, когда они имеют разность потенциалов. Блуждающие токи возникают в грунте по той же причине, только проводником в такой ситуации выступает земля. Источник появления напряжения — устройства, работающие на электрической энергии. Чаще всего это — рельсовый электротранспорт (поезда, трамваи), работающий на постоянном токе.

Из-за слабого контакта между стыками, недостаточной изоляции рельсов от земли, происходит утечка электротока в землю (рельсы выступают в качестве нулевого проводника).

Возможны и другие причины. В практике наших специалистов встречалось:

  • нарушение изоляции у действующей системы электроснабжения;
  • некорректное подключение электрических устройств;
  • преднамеренное заземление электроприборов на металлический трубопровод (водоснабжения, отопления, канализации), что является преступным действием, способным повлечь весьма серьезные последствия.

Блуждающие токи в грунтах

Измерение интенсивности блуждающих токов в грунтах

Принципиальные схемы электродренажной защиты

image227

а — прямой дренаж; б —поляризованный дренаж; в — усиленный дренаж

Прямой электрический дренаж — это дренажное устройство двусторонней проводимости. Схема прямого электрического дренажа включает: реостат К, рубильник К, плавкий предохранитель Пр и сигнальное реле С. Сила тока в цепи «трубопровод — рельс* регулируется реостатом. Если величина тока превысит допустимую величину, то плавкий предохранитель сгорит, ток потечет по обмотке реле, при включении которого включается звуковой или световой сигнал.

Прямой электрический дренаж применяется в тех случаях, когда потенциал трубопровода постоянно выше потенциала рельсовой сети, куда отводятся блуждающие токи. В противном случае дренаж превратится в канал для натекания блуждающих токов на трубопровод.

Поляризованный электрический дренаж — это дренажное устройство, обладающее односторонней проводимостью. От прямого дренажа поляризованный отличается наличием элемента односторонней проводимости (вентильный элемент) ВЭ. При поляризованном дренаже ток протекает только от трубопровода к рельсу, что исключает натекание блуждающих токов на трубопровод по дренажному проводу.

Читайте так же:
Прибор для измерения количества теплоты электрического тока

Усиленный дренаж применяется в тех случаях, когда нужно не только отводить блуждающие токи с трубопровода, но и обеспечить на нем необходимую величину защитного потенциала. Усиленный дренаж представляет собой обычную катодную станцию, подключенную отрицательным полюсом к защищаемому сооружению, а положительным — не к анодному заземлению, а к рельсам электрифицированного транспорта.

За счет такой схемы подключения обеспечивается: вопервых, поляризованный дренаж (за счет работы вентильных элементов в схеме СКЗ), а во-вторых, катодная станция удерживает необходимый защитный потенциал трубопровода.

После ввода трубопровода в эксплуатацию производится регулировка параметров работы системы их защиты от коррозии. При необходимости с учетом фактического положения дел могут вводиться в эксплуатацию дополнительные станции катодной и дренажной защиты, а также протекторные установки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector