Домой Электрика Блуждающие токи и защита водопроводных труб от коррозии

Блуждающие токи и защита водопроводных труб от коррозии

153
0

Катодная защита

Катодный метод защиты трубопроводов от блуждающих токов считается наиболее эффективным в промышленности и на магистральных участках жилых объектов. Суть этого приема заключается в создании постоянного тока, за счет которого компенсируется формирование анодной зоны на защищаемом объекте. Для этого отрицательный полюс защитной станции подключается к металлоконструкции, а положительный – к дополнительному электроду. В результате анодная зона образующейся системы перемещается на этот электрод, а оставшаяся катодная зона корродирует заметно слабее.

По мере разрушения дополнительного электрода его просто меняют на новый.

Эффект “перезащиты” при построении таких систем компенсируется подбором напряжения, генерируемого станцией на основании результатов измерений по специальной методике.

Как возникают блуждающие токи

Рассмотрим механизм появления блуждающих токов. Для их появления нужна разность потенциалов между двумя точками на земной поверхности. В системах с изолированной нейтралью основными источниками разности потенциалов являются контура заземляющих устройств. В системах заземления TN-C они соединены между собой нулевым проводником (PEN), по которому протекает рабочий ток нагрузки потребителей. Поскольку проводник этот имеет собственное сопротивление, прохождение тока приводит к падению напряжения на нем.

Начинается PEN-проводник на трансформаторной подстанции, там он соединен с ее контуром заземления. При вводе в здание он присоединяется к шине, которая соединяется с заземляющим устройством этого здания. Разность потенциалов на концах проводника (жилы в кабеле или провода воздушной линии) передается на заземляющие устройства, расположенные в земле. В итоге между ними возникает ток.

49a678a426e380a32f75a9f8113bfdba.pngБлуждающие токи между контурами заземления

Конечно, большая часть рабочего тока нагрузки протекает по PEN-проводнику, но ток в земле существует всегда.

Похожий механизм появления блуждающих токов при нарушении изоляции кабельных или воздушных линий. При однофазном замыкании на землю или при нарушении изоляции одной из фаз земля в точке повреждения приобретает ее потенциал или его часть. Ток от места повреждения течет к ближайшему к нему заземляющему устройству, имеющему потенциал нулевого проводника.

Но процесс этот недолгий: повреждение отыскивают и устраняют. При замыканиях в сетях с изолированной нейтралью правилами отводится на это не более 2 часов, а большую часть повреждений локализует и отключает автоматика. Но, если ток замыкания небольшой и аварийным не является, то длиться он будет долго.

Но основным источником блуждающих токов является электрифицированный транспорт: трамваи, электрички. Питание троллейбусов производится по двум проводам с персональными токосъемниками, поэтому их сети питания не создают сильных блуждающих токов. Для питания же остальных видов транспорта один из проводников подключают к рельсам, проложенным по земле. Второй проводник натянут над рельсами, с него осуществляется токосъем с помощью пантографов движущегося транспорта.

e215b38f9d14d5dc7c3cdfeb11c956c3.pngМеханизм появления блуждающих токов от электрифицированного транспорта

Источниками питания для этих сетей являются тяговые подстанции, расположенные равномерно на маршруте следования транспорта. Но рельсы не обязательно идут по прямой линии: на трассе возможны повороты или искривления. Ток же следует по пути наименьшего сопротивления, и, если предоставляется возможность срезать угол, движется не по рельсам, а по земле. Затем он может вернуться назад, затем снова уйти в землю. Конечно, так проходит не весть ток нагрузки, а только часть его. Блуждающий ток может проходить и между тяговыми подстанциями, точнее – точками подключения кабелей от них к путям.

Как происходит заземление

Выяснив все физические особенности нержавеющих устройств и причины возникновения в них проблем, пришла пора разобраться в том, как заземлить полотенцесушитель. Сделать это самостоятельно несложно даже новичку в подобных работах.

Простота связана с устройством самих моделей полотенцесушителей, которые приспособлены для подключения к заземленной розетке. В случае если розетка вмонтирована в саму ванну, то обеспечьте ее специальным корпусом, который защищает от попадания жидкости, влаги. Для такой модели достаточно вмонтировать розетку и закрыть колпаком.

Как заземлить водный полотенцесушитель по схеме? Следуйте предложенному порядку, и у вас все получится.

  1. Для начала следует внимательно проверить надежность прикрепления полотенцесушителя к трубам стояка.
  2. После тщательно проанализируйте материал труб, относящихся к системе горячего водоснабжения. Обнаружив стальной материал, заземление, преимущественно, не требуется. При металлопластиковых аналогах дела обстоят противоположно: несмотря на их проводимость тока, цепь прерывается на участке соединения фитингов. Для таких моделей выполнить обеспечение максимально необходимо. Обследовав пластиковый материал, приступайте к следующему шагу.
  3. При помощи проводника объедините любые металлические элементы в комнате.
  4. Займитесь изготовлением перемычки для заземления: соедините проводок из распределительного щитка с проводником.
  5. Закрепите заземленный провод на змеевик, используя специальный хомут.
  6. Эксплуатируйте устройство без проблем.

Помните, что, применяя пластиковые и металлопластиковые трубы, вы обязаны заземлить любые металлические части системы. Это касается не только полотенцесушителей, но и батарей, раковин, ванн, смесителей, чугунных бачков унитазов. Устраненный блуждающий ток гарантирует долгосрочную исправность нержавеющему полотенцесушителю.

Блуждающие токи — Энциклопедия

БЛУЖДАЮЩИЕ ТОКИ, электрические токи, протекающие в земле и в подземных сооружениях при использовании ходовых рельсов в качестве второго провода тяговой сети. Тяговый ток, протекающий по рельсам, обусловливает в них потерю напряжения и, следовательно, возникновение разности потенциалов между рельсами и землёй. Из-за отсутствия изоляции рельсов от земли часть тяговых токов из рельсов переходит (ответвляется) в грунт, протекает по грунту и расположенным в нём металлическим сооружениям (кабельные линии, трубопроводы, опоры контактной сети и т.п.), а затем вновь возвращается в рельсы (отсюда название «блуждающие токи») вблизи пунктов присоединения отрицательных питающих (отсасывающих) кабелей. Величина блуждающих токов пропорциональна длине участка, потере напряжения в рельсах и обратно пропорциональна переходному сопротивлению между рельсами и грунтом; составляет обычно несколько процентов от общего тягового тока для городского транспорта и до десятков процентов — для магистрального железнодорожного транспорта.

Реклама

641b02371f49c02e1f59a2ae6c8dce4a.pngУпрощённая картина протекания токов и распределения потенциалов (потенциальные диаграммы) в рельсах и подземном сооружении (ПС) представлены на рисунке. Участок рельсов (подземного сооружения), где ток ответвляется в землю, называется анодной зоной. При положительной полярности контактной сети анодная зона на рельсах формируется на удалённой от подстанции части рельсовой сети, а на ПС — вблизи пунктов присоединения к рельсам отсасывающих кабелей. В местах выхода блуждающих токов из ПС происходит электрохимическая реакция, вызывающая электрокоррозию металлических частей сооружения, поэтому необходимы меры по снижению блуждающих токов и защите ПС в области анодной зоны. Уменьшение блуждающих токов достигается увеличением продольной проводимости рельсовых нитей (путём снижения электрического сопротивления рельсовых стыков, перехода на бесстыковой путь и др.), а также поддержанием высокого переходного сопротивления между рельсами и землёй (обеспечивается, например, укладкой рельсов на щебёночном или гравийном балласте, установкой изолирующих деталей между рельсами и арматурой шпал, изоляцией рельсов от заземлённых конструкций).

Защита подземных сооружений от коррозии. Методы защиты от коррозии блуждающих токов подразделяются на пассивные и активные. К пассивным методам относятся нанесение антикоррозионных покрытий, увеличение продольного сопротивления ПС секционированием его на электрически не связанные участки посредством врезки специальных изоляционных муфт и фланцев и др. В качестве активной защиты наиболее широко применяется электрический дренаж. Защита основана на изменении распределения потенциалов на защищаемом объекте; осуществляется прямым соединением ПС с помощью проводника (электродренажа) через резистор с пунктом присоединения отрицательного кабеля к рельсовой сети, в результате чего токи с сооружения возвращаются в рельсы не через грунт, а по дренажному проводу. Для повышения эффективности защиты в цепь электродренажа вводят выпрямитель, получающий питание от независимого источника переменного тока (усиленный дренаж). Чрезмерные отрицательные потенциалы на ПС нежелательны, поэтому наиболее совершенным является автоматизированный усиленный дренаж, обеспечивающий непрерывное слежение за изменением потенциала на ПС.

Катодная защита, в отличие от электрического дренажа, не связана с тяговыми рельсами; основана на формировании на ПС потенциалов, отрицательных по отношению к земле, с помощью внешнего источника эдс — так называемой катодной станции. Отрицательный вывод катодной станции соединяют с ПС, а положительный — со специальным металлическим анодным заземлителем; ток из ПС поступает на подвергающийся разрушению анодный заземлитель, из которого через грунт возвращается в рельс. При небольших положительных потенциалах на ПС их защита может быть выполнена протекторами. Основным элементом этой защиты является анодный электрод (из цинка, магния, алюминия или их сплавов), соединяемый через полупроводниковый диод с ПС. Для стабилизации работы протекторы помещают в специальную массу-активатор, способствующую растворению продуктов коррозии и снижающую сопротивление растеканию тока.

Лит.: Марквардт К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М., 1982; Защита подземных металлических сооружений от коррозии. М., 1990; Афанасьев А. С., Долаберидзе Г. П., Шевченко В. В. Контактные и кабельные сети трамваев и троллейбусов. М., 1992.

Г. П. Долаберидзе.

knowledge.su

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.

f2a8a0c57a9ecb611d902e0fa266860a.jpg

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.

75aa59ed0f7c71bbdd2c3f556671b7ce.jpg

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

Как известно из школьного курса физики, для любого тока какие-либо металлические объекты служат лучшим проводником, нежели земля. Именно по этой причине блуждающий ток проходит по металлу, а не по почве. Токи, встречая на своём пути любой металлический объект, имеющий меньшее удельное сопротивление, чем окружающий его грунт, натекают на него. Место входа называется катодной зоной. Пройдя по металлическому пути, блуждающий ток выходит из него. И это место выхода принято называть анодной зоной. Именно здесь и происходит реакция, вызывающая коррозию. Такая коррозия может встречаться и в месте входа тока в землю из источника блуждающего тока.

2bfc3437f7e7efaac479a2f4cd815136.jpg

Главная проблема заключается в том, что, в основном, блуждающий ток носит постоянный характер. Это служит причиной быстрого разрушения металлических объектов. Таким образом, разрушаются не только рельсы, но и, например, их скрепления.

Если повреждено защитное покрытие металлических конструкций, то в местах таких анодных зон возникают дыры. Читая всё вышеперечисленное, можно сделать вывод, что блуждающий ток может нанести не только достаточно серьёзные повреждения изделиям из металла, но и существенный экономический ущерб.

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.

Блуждающими они названы потому, что проходят совершенно не тем путем, которым задумано инженерными строительными схемами.

Поверхность земли имеет более низкий электрический потенциал относительно любых проложенных в ней токопроводящих конструкций. Электрические заряды проходят по пути наименьшего сопротивления, т.е. по находящимся в земле металлическим системам, приводя их к электрохимической коррозии и разрушению структуры металла. Сопротивление земли – величина непостоянная: в дождливую погоду оно меньше, и наполненная влагой земля отлично проводит электрический ток, в сухую погоду – наоборот.

Маленькое отступление: Возникла надобность купить щиты АВВ? Мой вам совет: обращайтесь в ЭнергоДром.

Источниками возникновения подобных электрических аномалий являются, как правило, три основных пункта:

  1. Сама земля, используемая в качестве токопроводящей среды, — крупные электростанции, электрифицированные железные дороги.
  2. Нарушенная изоляция проводов, в том числе замыкание на землю высоковольтных линий электропередач.
  3. Телевизионные вышки, обладающие высокой мощностью радиосигналы которых могут вызвать возникновение серьезных блуждающих токов.

Участок перехода тока из земли в металлоконструкции, полностью или частично находящиеся или соприкасающиеся с землей, называется катодной зоной, участок обратного потока (стекания с сооружений на землю) – анодной зоной. В анодных зонах и наблюдаются наибольшие повреждения, так как носители тока (электроны) прихватывают с собой еще и частицы металла.

Влияние блуждающих токов на токопроводящие конструкции и системы из металла, имеющие любые повреждения антикоррозийного покрытия, весьма пагубно:

  • электрическая коррозия может развиваться весьма интенсивно, уничтожая новые стальные трубопроводы и строительные конструкции в течение всего двух-трех лет;
  • очень быстро под воздействием блуждающих токов разрушаются кабельные линии связи и другие коммуникационные системы;
  • изменивший свою структуру металл железнодорожных рельсов или трамвайных путей несет в себе особый уровень опасности для человеческих жизней.

Для предотвращения подобных негативных явлений квалифицированными специалистами производится электроразведка с использованием необходимого оборудования, призванная обнаружить места повреждения изоляции. Такого же рода исследования проводятся и при проектировании трубопроводов для определения опасного влияния блуждающего переменного или постоянного тока.

Только комплексная защита металлических коммуникаций, коробов, кабелей антикоррозионным покрытием и его периодическая проверка и обновление поможет предотвратить утечку и движение по ним блуждающих токов.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил.
Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Всего доброго.

Блуждающие токи в водопроводе. Задолбало — Обустройство и ремонт

я не заземлял,

но если провод брошен,лучше воспользоваться им для всего.Это не по правилам, но лучше ,чем никак .

А почему Вы не заземляли? И что будет если у кого-нибудь пробьет проводку или фаза случайно упадет на стояк? Своими руками провода подводить к ванной как-то ссыкотно

Если фаза как то долетит до стояка и упадет на него, то повышибает все автоматические выключатели , 1-в Вашем щитке в квартире, 2- в коридорном щитке. Во первых у нас стоит УЗО на каждую квартиру, во вторых -это будет КЗ , а от КЗ мы защищены в старых домах пробками , в новых -автоматическими выключателями. Ванну не заземлял, потому что стоит УЗО на разетку в ванной комнате, у Вас тоже наверняка, все защищено , а по трубам к вам ток точно не придет, трубы заземлены системой уравнивания потенциалов и ток потечет к земле не заходя в вашу ванну

мойтесь спокойно, только в разетку пальцы не суйте лежа в ванной, а то свет погаснет во всей квартире

добавлено спустя 5 минуты

Я такую версию слышала от знакомых мужУков, разбирающихся в сантехнике — водопроводе. Вот только что не понимаю: если кто-то вешает клеммы на стояк, блуждающие токи должны на всем стояке появиться? Или только у соседей ниже/выше? Вообще у нас от счетчика до стояка метров 15 коридорами. Если напрямую тянуть провода — надо стену долбить капитальную кирпичную и все равно не меньше 10 метров получается. Я с трудом представляю, как это можно сделать. А как за руку поймать?

За ссылки спасибо, пошла изучать.

Ну это как обычно … миужики разбирающиеся в сантехнике все валят на электриков, мужики- электрики — валят на сантехников… проза жизни.

У Вас в туалете на стояке коробочка есть пластмассовая круглая , из нее желто-зеленые проводочки отходят к трубам, вот с этой коробочки кинте еще один провод на ваш полотенцесушитель и проблема решена! можно любого цвета провод, на скорость не влияет.

добавлено спустя 4 минуты

кстати о сантехниках,

когда ко мне пришел один металопластиковую разводку делать, принес с собой моток желтого провода сразу.

Я для виду поинтересовался, мол, что это ?

Он хмуро ответил -так надо! чтоб не ржавело.

Понятно, что сам не понимает, что к чему, но делает правильно. Уже радует!!!

www.domodedovo-city.ru

Блуждающие токи

Блуждающими называют токи, появляющиеся в грунте при его использовании в качестве проводящей среды. Причины появления таких токов в отопительной системе и водопроводах разнообразны:

  • неправильно созданное или отсутствующее заземление электроустановок, имеющих связь с сушилкой;
  • близкое расположение токоведущих магистралей (к примеру, железной дороги, трамвайных путей);
  • короткие замыкания.

7009f7525cfa48c75de0f9da656237df.jpg

Теоретически короткие замыкания не должны возникать при правильно построенной системе. Однако бывает, что вместо сварки используют обычные сгоны или вместо металлической трубы ставят металлопластиковую. В результате этого и возникают блуждающие токи, ведущие к коррозийным процессам электрического или электрохимического типа.

Блуждающие токи возникают, если стояк выполнен из металла и заземлен, а в квартирах установлены пластиковые трубы. В зданиях новой постройки заземление осуществляется через систему уравнивания потенциалов, а в старых домах — по заземлительному контуру. Если трубы пластиковые, металлосвязь между ними и сушилкой теряется, что приводит к возникновению блуждающих токов: имеющийся потенциал разрывается. Из-за этого на стояке один потенциал, а на “полотенчике” — совсем другой.

Другая частая причина появления блуждающих токов — разные потенциалы двух разных металлов, находящихся в плотном контакте. Особенно активно токи возникают, когда соседствуют обычная сталь и нержавейка.

Наиболее распространенные причины утечки тока на полотенцесушитель:

  1. Неправильное использование системы электроснабжения, когда трубы задействуются в качестве рабочих нулей.
  2. Непрофессиональное подключение гидромассажных ванн, душевых кабин, стиральных и посудомоечных машин, стерилизаторов. В таких случаях трубы связаны с электропитанием здания.
  3. Нарушение целостности кабельных сетей, электроустановок.
  4. Ослабление, отгорание, физическое повреждение проводки.

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.

Недостатки систем катодной защиты

Методика отнюдь не универсальна, необходимо строить каждый объект под конкретные условия эксплуатации. При неправильных расчетах силы защитного тока, происходит так называемая «перезащита», и уже катодная станция является источником блуждающих токов. Поэтому, даже после монтажа и введения в строй, катодные системы постоянно контролируются. Для этого в разных точках монтируются специальные колодцы для замера силы тока защиты.

ef6693628fe9faa1ca22be9d86e634dd.jpg

Контроль может быть ручным или автоматическим. В последнем случае устанавливается система слежения за параметрами, соединенная с аппаратурой управления катодной станцией.

Дополнительные способы защиты от блуждающих токов

  • Применение кабельных магистралей с внешней оболочкой, которая является хорошим диэлектриком. Например, из сшитого полиэтилена.
  • При проектировании систем энергоснабжения, использовать только системы заземления типа TN-S. В случае капитального ремонта сетей, заменять устаревшую систему TN-C.
  • При расчете маршрутов железнодорожных путей и подземных коммуникаций, по возможности разносить эти объекты.
  • Использовать под рельсами изолирующие насыпи, из материалов с минимальной электропроводностью.

Как защитить трубы от блуждающих токов

Металлические трубы ещё популярны, хотя они и вытесняются более современными аналогами. Главная задача – борьба с коррозией. Одной из причин её образования являются блуждающие токи. Защита от них строится по разным принципам.

Какое действие оказывает ток?

Проблема актуальна на тех участках трубопровода, которые проложены под железнодорожными путями, автомагистралями и городскими дорогами. Создаваемые на поверхности грунта блуждающие токи идут по пути наименьшего сопротивления. Так как металл – прекрасный проводник, заряженные частицы проходят через него и возвращаются к исходной точке.

65114076dcee8cdc0d12aec518c5f3cd.jpg

Обмотка труб для защиты

Это разрушает трубы, так как частицы забирают с собой молекулы металла. Постоянно подвергаясь действию электричества, стенки трубы истончаются

Чтобы исключить проблему, важно правильно выбрать способы защиты изделий от тока.

Общая информация

Защита трубы, расположенной под землёй, подразделяется на пассивные и активные меры борьбы.

  • Активная характеризуется установкой устройства, генерируемого встречный электросигнал.
  • Пассивная мера – это изоляторы. Задача – правильно выбрать материалы и учесть ряд свойств.

Блуждающие токи перестают быть опасными, если проводится комплексная защита трубы. Специалисты рекомендуют покрывать изделия полимерными составами – это исключает коррозию металла.

c79b03e004cc6d41c72dd268bdd57586.jpg

Защита с помощью отвода

Что нужно сделать?

Чтобы защитить трубы устанавливается катодная станция. Эта установка подаёт некоторый потенциал на корпус изделия. Так блуждающие токи компенсируются, они встречают на своём пути противоположный по знаку заряд большей величины. Труба перестаёт быть участком меньшего сопротивления.

Другой способ (менее дорогой) – полная изоляция труб от грунта (делается на этапе строительства). Защита реализуется в виде мастики, порошка, эмалевых щитов и пр. Выполняется изоляция и посредством липких полимерных лент, а также с помощью грунтовки. Основное условие их использования – изоляционные материалы должны быть термически стойкими, не подвержены быстрому гниению, с высокой прочностью и хорошими диэлектрическими свойствами.

65f944afbfbe5552796eb5da8dd5aa3c.jpg

Схема изоляции

Есть и более радикальная защита трубы – замена на пластиковые изделия. Тогда магистрали прослужат долгие годы, менять такие аналоги не приходится, они стойки к внешним факторам, являются прекрасным диэлектриком.

db756033eab3216685864679d25e0933.gif

Есть ещё кое-что…

Блуждающие токи опасны в тех регионах, где предусмотрен электротранспорт. Проблема актуальна не всегда. В некоторых уголках нашей родины жители прекрасно обходятся без изоляции подземных труб и пользуются магистралями долгие годы.

trubygid.ru

Действие блуждающих токов

На пути следования блуждающих токов могут оказаться металлические объекты:

  • трубопроводы (газового, водяного, парового снабжения, канализации);
  • кабельные линии с металлической броней или оболочкой;
  • металлоконструкции фундаментов сооружений и зданий.

Поскольку металл имеет меньшее сопротивление, чем грунт, ток проходит по нему. Место входа постоянного тока в металлоконструкцию, встретившуюся ему на пути, называется катодной зоной, а место выхода из нее – анодной.

В земле всегда есть вода, а в воде растворены соли и минералы. За счет этого она и является проводником электрического тока. Поэтому в анодной зоне происходит явление электролиза, в результате которого металлоконструкции коррозируют. В меньшей степени коррозия наблюдается в катодной зоне. На переменном токе различий между анодными и катодными зонами нет, но и блуждающие токи в таких электроустановках слабее.

e5f900b0c6e8b2a7a92ee9c7662404e7.jpgКоррозия трубопроводов

Коррозируют и сами источники в местах выхода (или входа) из них блуждающих токов.

Результат – разрушение не только металлоконструкций рельсовых путей, контуров заземления, но и проходящих рядом исправных кабельных линий и трубопроводов. А в итоге – необходимость ремонта кабелей, замены труб, что приводит к финансовым затратам.

Блуждающие токи и методы борьбы с их взаимодействиями

Электрические токи, время и место появления которых пока не поддается предварительному прогнозу называются блуждающими. В отличие от тех электрических токов, которые действуют стационарно и влияние которых на объект можно скомпенсировать с помощью тех или иных мер, блуждающие токи появляются непредсказуемо в произвольном месте. От направления этих токов зависит какой процесс происходит в объекте, через который протекает ток. Если объект имеет положительный потенциал относительно другого объекта или среды, при контакте с которой возникают электрические токи, то наблюдается коррозия (окисление). Если объект имеет отрицательный потенциал, то на нем происходит восстановление параметров того вещества, которое имеется в жидкости, входящей в состав среды, через которую протекает электрический ток.

Так как химическая активность элементов, находящихся в контакте с жидкой средой, представляющей электролит, как правило, неизвестна, то не представляется возможным предсказать время и место появления блуждающего тока. Как принято считать, наличие блуждающего тока приводит к коррозии того объекта, который имеет положительный потенциал относительно жидкой среды, по которой протекает ток ионов. В качестве основной меры, обеспечивающей устранение коррозии в протяженных трубопроводах, применяют так называемую катодную защиту. Для этого на трубу подается достаточно высокое значение отрицательного потенциала, который гарантирует отрицательный потенциал на трубе при любых значениях параметров, которые вызывают блуждающие токи. В известных технических решениях на трубу подается потенциал приблизительно в 6 кВ.

Считается, что при любых реальных значениях среды и электролита в цепи отсутствует положительный ток, который может вызывать коррозию. Происходит, так называемая катодная защита трубы от коррозии, которая достаточно эффективна, но имеет один недостаток: компоненты, входящие в состав прокачиваемой среды, осаждаются на ее внутренней поверхности. Это различные парафины, которые существенно уменьшают реально используемый диаметр трубы и увеличивают затраты энергии, необходимой для перекачки единицы продукта. Для восстановления исходного внутреннего диаметра трубы необходимо удалять образовавшиеся отложения парафина, для этого применяют механические методы очистки, с помощью специальных «ершей».

Единственно эффективной мерой защиты трубы от коррозии блуждающими токами, является сведение к нулевому значению токов, которые протекают по трубе на различных участках. Для этого трубопровод разбивается на участки, на которые подаются напряжения, обеспечивающие «нулевые» (или стремящиеся к нулю) токи между трубой и окружающей ее средой. «Уравнительный» ток между участками будет протекать по трубе, и не будет вызывать коррозию. Причем нулевое значение тока между трубой и окружающей средой можно поддерживать автоматически, с помощью, специально разработанных средств аналоговой электроники. Значение выходного напряжения у операционных усилителей будет зависеть от значений блуждающих токов и расстояния, на котором они размещены.

При значительном количестве источников блуждающего тока, количество участков между усилителями их компенсации будет существенно больше и больше динамический диапазон изменений их выходных напряжений. Усилители должны быть охвачены стопроцентной отрицательной обратной связью и иметь малый собственный дрейф нуля. При динамическом диапазоне усилителей, выходное напряжение которых может достигать десятков вольт, возможен случай, когда коррозия от электрических токов и осаждение на стенку перекачиваемого продукта будут практически сведена к нулю (при использовании усилителей мало чувствительных к синфазному сигналу). Уравнительный ток между участками будет протекать по трубе и по «земле», не вызывая коррозии у трубы.

Уровень блуждающих токов зависит: — от электрохимического потенциала объектов, между которыми протекает электрический ток; — от состава среды (электролита) между объектами; — от расстояния, по которому протекает электрический ток; — от наличия электромагнитных полей, пронизывающих объекты и электролит, которые могут создавать выделение радианной энергии (феномен Тесла).

Последнее — особенно опасно, если электромагнитные поля изменяются достаточно быстро.

Электрохимическая коррозия в доме

Эффекты электрохимической коррозии в быту чаще всего проявляются в системах обогрева. Свою роль тут играет то, что теплоносителем в таких системах служит горячая вода, проводимость которой быстро увеличивается по мере роста температуры. Блуждающие токи в полотенцесушителе приводят к накапливанию заряда на его поверхности. При интенсивной прокачке воды разность потенциалов и ток стекания достигают больших величин, что сопровождается интенсивным ржавлением.

Аналогичные процессы происходят в радиаторах водяного отопления при неправильно спроектированном или дефектном заземлении. Однако, за счет нахождения полотенцесушителя на виду и его постоянного контакта с влажной тканью его ржавление начинается быстрее и, кроме того, сразу же бросается в глаза.

Оборудовать санузлы квартир и индивидуальных домов станцией катодной защиты нецелесообразно. Поэтому основным средством защиты от коррозии блуждающими токами в данной ситуации становится реализованное по всем правилам выравнивание потенциалов между металлическими поверхностями и их заземление. При выполнении такого заземления заземляющий провод по возможности целесообразно подключать непосредственно на шину электрического щитка.

В жилом секторе большую популярность начинает приобретать разводка пластиковыми трубами. В этой ситуации можно не производить заземление и ограничиться выравниванием потенциалов. Для реализации этой процедуры используется соединение со стояком отдельных элементов водопроводной и отопительной арматуры (полотенцесушитель, смеситель и т.д.). Для такого подключения применяется обычный заземляющий провод.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here