Что такое блуждающие токи и как от них избавиться?

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.

Способы заземления полотенцесушителя

Способ заземления полотенцесушителя на самом деле всего один: использование заземляющего провода с подключением к заземляющему контуру в электрическом щитке. При использовании пластика в монтаже полотенцесушителя, каждый металлический элемент системы заземляется. Для этого:

• Провод необходимо зачистить, после чего загнуть в форме петельки
• Краску счищают с трубы, после чего прислоняют зачищенную часть провода к металлической части трубы.
• Петелька закрепляется с помощью металлического хомута.
• Такими петельками обходят все металлические части конструкции.
• Провод выводится в электрощиток в подъезде и подключается к заземляющему контуру.

Существует только один способ заземления полотенцесушителя

В старых домах, где заземляющий контур не предусмотрен придется обходиться металлическими трубами, чтобы не разрывать контур, уравнивающий потенциалы металлических конструкций.

Процесс формирования

Основой для появления блуждающих токов служит бесчисленное множество оборудования, работающего от электрического заряда, в результате возможными источниками являются такие элементы:

• наличие ЗУ в подобных объектах как подстанции, ВЛ с нулевым проводником, распределители;
• появление активности, в конечном итоге разрушения слоя изоляции проводов, несущих ток в кабелях и ВЛ сетях, где нейтраль изолирована;
• присутствие связующего инновационного звена между проводником и почвой в конструкциях с заземленной нейтралью и рельсовых транспортах, движимых током.

Механизм появления спонтанных разрядов можно рассмотреть на примере одного из приведенных пунктов.

Один конец нулевого провода объединен с ЗУ электрические станции, а другой присоединен к шине PEN потребляющего энергию, обладающей присоединением к ЗУ. Отсюда следует, что разница потенциалов электрического значения между выводами сформировывает блуждающие токи, так как энергия станет передаваться на ЗУ, что со своей стороны сформирует цепь.

В этом случае объем потерь не имеет высокого процента, так как пройдёт по пути самого малого сопротивления, однако конкретная часть попадет в землю.

Точно также происходит утечка энергии и в случае с повреждением изоляции проводки.

При этом неизменная бесперебойная утечка не имеет места, так как о ее появлении сигнализирует система и происходит автоматическая локализация участка, а еще согласно нормативам, есть конкретный временной период, отведенный на удаление поломок.

Важно! Cогласно статистике, центральные места формирования утечки электрической энергии и образования блуждающих токов приходятся на городские и пригородные зоны, где есть наземный транспорт, зависящий от энергосети. Токи на рельсах

Токи на рельсах

При эксплуатации городского электрифицированного транспорта, подается напряжение из подстанции в тяговую систему, переходящее на рельсы и совершающее обратный цикл. Если рельсы как металлическая база относительно проводника не устойчивы, это ведет к появлению в почве размещений блуждающих токов, тогда каждая металлическая конструкция, появившаяся на их пути, к примеру, изделия сантехнические, выступают в качестве проводника.

Важно! Происходит такое взаимное действие в виду того, что ток двигаясь, подбирает путь наименьшего сопротивления, которое у металла меньше, чем у земли. Все это приводит к ускоренному разрушению изделий из металлов

Все это приводит к ускоренному разрушению изделий из металлов.

Способы защиты

Для защиты могут применяться различные методы Их разделяют на две основных разновидности: пассивные и активные. В первом случае речь идёт о надёжной изоляции труб от окружающего грунта. Для этого можно использовать несколько слоёв защиты. 

Наземный городской электрический транспортИсточник amperof.ru

Когда нужно исключить блуждающие токи в водопроводных трубах, могут применяться битумные мастики, специальные оболочки, изоляционные ленты

Работы нужно проводить с осторожностью, так как механические повреждения защитного слоя могут стать местами, где происходит активное разрушение объекта.. Эффективным способом защиты является замена металлических труб на пластиковые

После этого они перестанут быть местом, где протекает ток. В результате прекратятся электролитические процессы, разрушающие конструкцию.

Эффективным способом защиты является замена металлических труб на пластиковые. После этого они перестанут быть местом, где протекает ток. В результате прекратятся электролитические процессы, разрушающие конструкцию.

Для изоляции рельсов от грунта прокладывают специальную защиту. В результате пути располагаются выше, чем обычно. Обычно для этой цели используются насыпи из не проводящего электричество материала. Это приводит к увеличению затрат и не всегда приемлемо для электротранспорта, маршрут которого находится в городской черте.

При проектировании трубопроводов, расположения электрических кабелей, маршрутов электротранспорта стараются по возможности разнести их на значительное расстояние.

На практике редко удаётся сделать пассивную защиту от блуждающих токов достаточно надёжной. Поэтому наибольшее распространение получили активные методы. Их использование требует установки дополнительных рабочих конструкций и связано с дополнительными затратами электроэнергии. Действие такой защиты охватывает всего несколько десятков метров.

Принцип работы таких методов связан с ликвидацией анодных зон на защищаемых объектах. При этом разрушительное воздействие тока переключается на специальные объекты, разрушение которых не причинит вреда защищаемой конструкции. Для этого в нужных местах устанавливают станции катодной защиты. Знание того, что такое блуждающие токи, позволяет выстроить эффективную защиту от них.

Стоимость их использования пренебрежимо мала по сравнению с возможными проблемами. Поэтому их применение считается очень выгодным.

При использовании катодных станций подают положительный потенциал на защищаемый объект. Недалеко от него располагают катоды. На них дают отрицательный. Вследствие перераспределения энергии анодные зоны создаются на дополнительно установленных катодах. Металлические молекулы с них активно испарятся, постепенно приводя детали в негодность. В этом случае их сразу заменяют.

Результат воздействия блуждающих токовИсточник asutpp.ru

На объекте из-за блуждающих токов исключается образование анодных зон и разрушение не происходит

При установке защиты важно правильно произвести расчёты. При ошибке конструкция станет действовать противоположным образом — станет источником разрушения защищаемого объекта

Поэтому для каждого объекта планирование нужно производить с учётом его особенностей. 

Пассивная защита с использованием нескольких слоёвИсточник asutpp.ru

Защита от блуждающих токов может быть создана следующим образом. Для этого нужно подать определённый потенциал на защищаемый объект. В результате прекратится протекание через него блуждающих токов.

Для защиты может быть использован электродренажный метод. В этом случае в месте, где ожидается появление анодной зоны трубу соединяют проводником с местом, которой является источником проблемы и создаёт соответствующий потенциал. В этом месте исчезает разность потенциалов, которая была причиной для образования анодной зоны.

Использование активной защиты при помощи постоянного токаИсточник oooevna.ru

Способы защиты от блуждающих токов

Для предотвращения пагубного воздействия электрохимического потенциала применяются методы защиты, которые могут отличаться в зависимости от особенностей металлических конструкций. Рассмотрим в качестве примера способы защиты водопроводных труб, полотенцесушителей и газопроводов, начнем в порядке данной очередности.

Видео про различные защиты от блуждающих токов

Защита водопроводных труб

Для проложенных в земле металлоконструкций, в частности водопроводных труб, применяются две методики защиты: пассивная и активная. Подробно опишем каждую из них.

Пассивная защита

Данная методика предусматривает нанесение на поверхность металлоконструкций специального изолирующего слоя, образующего защитный барьер между землей и металлической оболочкой. В качестве изоляционного материала используются полимеры, различные виды эпоксидных смол, битумное покрытие и т.д.

Пример защитного покрытия трубы для подземной укладки

К сожалению, современная технология не позволяет создать защитный барьер, обеспечивающий полную изоляцию. Любое покрытие обладает определенной диффузионной проницаемостью, поэтому при данном способе возможна только частичная изоляция от грунта. Помимо этого следует учитывать, что в процессе транспортировки и монтажа может быть нанесено повреждение защитному слою. В результате на нем образуются различные дефекты изоляции в виде микротрещин, царапин, вмятин и сквозных повреждений.

Поскольку рассмотренный метод не обладает достаточной эффективностью, он применяется в качестве дополнения активной защиты, о которой пойдет речь далее.

Активная защита

Под данным термином подразумевается управление механизмами электрохимических процессов, которые протекают в местах контакта металлических конструкций с образующимся в грунте электролитом. Для этой цели применяется катодная поляризация, при которой отрицательный потенциал смещает естественный.

Реализовать такую защиту можно гальваническим методом или используя источник постоянного тока. В первом случае применяется эффект гальванической пары, в которой анод, подвергается разрушению (жертвенный анод), защищая при этом металлоконструкцию, у которой потенциал несколько ниже (см. 1 на рис.5). Описанный способ эффективен для грунтов с низким сопротивлением (не более 50,0 Ом*м), при более низком уровне проводимости данный метод не применяется.

Применение источника постоянного тока в катодной защите позволяет не зависеть от сопротивления грунта. Как правило, источник изготовлен на базе преобразователя, запитанного от электрической цепи переменного тока. Конструктивное исполнение источника позволяет задать уровень защитных токов в соответствии со сложившимися условиями.

Рисунок 5. Варианты реализации катодной защиты

Обозначения:

1. Применение жертвенного анода.
2. Метод поляризации.
3. Проложенная в земле металлоконструкция.
4. Закладка в грунте жертвенного анода.
5. Источник постоянного тока.
6. Подключение к источнику малорастворимого анода.

Защита полотенцесушителей

Полотенцесушителям и другим оконечным металлическим устройствам на водопроводных трубах (смесителям) коррозия, вызванная блуждающими токами, не угрожала до тех пор, пока в быту не стали широко применяться пластиковые трубы. Даже, если в Вашем стояке установлены металлические трубы, не факт, что у соседа снизу они не пластиковые, да и для отводов в ванную и кухню наверняка используется пластик.

Чтобы обеспечить защиту от аварийных утечек тока и не допустить электрокоррозии, необходимо выровнять потенциалы, заземлив полотенцесушитель, водопроводные трубы в стояке, а также батарею отопления.

Защита газопроводов

Защита подземных газопроводов от блуждающих токов, которые вызывают коррозию, осуществляется точно так же, как и для водопроводных труб. То есть применяется один из двух вариантов активной катодной защиты, принцип работы которой рассматривался выше.

Объяснение простым человеческим языком

Проблема коррозии смесителей и полотенцесушителей состоит в том, что у вас пластиковые трубы к ним подходят, а стояк в доме — из металлических труб. Металлические трубы все заземлены, в новых домах через систему уравнивания потенциалов, в старых — в подвале к контуру заземления. Вы при использовании пластиковых труб разрываете металлосвязь между трубами стояка и металлическим смесителем или полотенцесушителем. Следовательно потенциал разрываете, на стояке у вас один — земля, на полотенцесушителе — другой. Называется — разность потенциалов. Между разными потенциалами появляется что? Ток, — при условии появления между ними проводника, а таким проводником и является текущая по трубам вода. При движении воды по трубам происходит микро трение различных сред — воды и металла, а при трении возникает что? Помните эбонитовую палочку? Правильно — напряжение, т.е. потенциал, тот что в стояке равен потенциалу земли (заземлено) , а тот что в полотенцесушителе — висит на нем сам по себе, а через воду между разными потенциалами и возникают блуждающие токи, и как следствие — коррозия. Вода, совершенно точно, обладает отличной токопроводимостью.

По нашему опыту, лучше всего противостоят блуждающим токам полотенцесушители марио, по этому случаю мы дарим скидку 10% на любую водяную модель. При оформлении заказа просто введите промо-код mario10 и получите скидку 10%.

ВСЕ что вам НАДО СДЕЛАТЬ — обеспечить надежную металлическую связь между трубами стояка и металлическими оконечными устройствами (смесителем, полотенцесушителем). Проще говоря — заземлите свой полотенцесушитель на металлические трубы стояка, потенциал выравняется и току неоткуда и некуда будет течь.

Методика определения опасного действия переменного тока

1. Сущность метода

Сущность метода заключается в определении смещения среднего, значения разности потенциалов между трубопроводом и медносульфатным электродом сравнения.

2. Требования к образцам

Образцами для измерения являются участки стальных трубопроводов, на которых зафиксированы значения напряжения переменного тока между трубопроводом и землей, превышающие 0,3 В.

3. Аппаратура, материалы

Вольтметр для измерения постоянного и переменного напряжений с входным сопротивлением не менее 10 МОм (например типа В7-41).

Конденсатор емкостью 4 мкФ.

Переносной насыщенный медносульфатный электрод сравнения (МЭС).

4. Подготовка к измерениям

4.1. Вспомогательный электрод (ВЭ) зачищают шкуркой шлифовальной (ГОСТ 6456) зернистостью 40 и меньше, обезжиривают ацетоном, промывают дистиллированной водой.

Методика определения наличия тока в подземных сооружениях связи

1. Сущность метода

Сущность метода заключается в измерении падения напряжения между двумя находящимися на некотором расстоянии друг от друга точками брони (оболочки) кабеля и в определении сопротивления брони (оболочки) между этими точками.

Милливольтметр с внутренним сопротивлением 1 МОм на 1 В шкалы и пределами измерений: 1-0-1 мВ и 10-0-10 мВ.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Электроды стальные или свинцовые.

3. Проведение измерений

3.1. Контакт измерительных проводников с броней (оболочкой) кабеля осуществляется при помощи стальных или свинцовых электродов.

О направлении тока судят по отклонению стрелки прибора от нуля шкалы, исходя из того, что стрелка прибора отклоняется в сторону зажима, имеющего более высокий потенциал.

3.2. Среднюю величину тока, протекающего по кабелю (оболочке и броне), вычисляют по формуле:

где DU_ср – среднее значение падения напряжения на соединенных между собой броне и оболочке (на голой свинцовой оболочке), В;

R – сопротивление 1 м свинцовой оболочки или соединенных между собой свинцовой оболочки и брони, Ом/м;

l – расстояние между точками измерения, м.

3.3. При проведении строительных работ, монтаже и ремонте муфт измерение тока, протекающего по оболочке и броне кабеля, может быть осуществлено непосредственным включением амперметра в разрыв оболочек и брони.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Рекомендуемое