Блуждающие токи в водопроводных трубах что это такое


Заземление полотенцесушителя от блуждающих токов

Заземление полотенцесушителя необходимо для нескольких целей. Во-первых, чтобы защититься от блуждающих токов, тем самым сделав сушилку безопасной в эксплуатации. Во-вторых, заземление позволяет избежать электрохимической и гальванической коррозии, что продлевает срок службы полотенцесушителя.

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.

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.
к содержанию ↑

Типы коррозии нержавеющей стали

Владельцы сушилок из нержавейки часто жалуются, что устройство стало покрываться ржавчиной. Постепенно на поверхности полотенцесушителя появляется все больше пятен диаметром с пару спичечных головок. Если место ржавления протереть, останется едва заметная отметина, которая со временем захватывает все большую поверхность.

Будучи пораженным коррозией, водяной полотенцесушитель начинает протекать. Первопричина разрушительного процесса — блуждающие токи. Металлоконструкции, постоянно контактирующие с водой, подвержены двум типам коррозии: электрохимической и гальванической.

Электрокоррозия развивается, когда металл, по которому проходит электричество, контактирует с водой. Из-за высокой нагрузки возникают так называемые пробои металла, что ведет к развитию коррозийных процессов.

Гальваническая коррозия появляется вследствие взаимодействия разнородных металлов, одному из которых свойственна более высокая химическая активность. При этом электролитом выступает вода вместе с содержащимися в ней минералами и солями. Особенно усиливает электропроводимость горячая вода. В этом случае металл разрушается намного быстрее.

к содержанию ↑

Необходимость заземления

В многоэтажных домах старого (советского) образца металлические отопительные стояки изначально заземлены в следующих случаях:

  1. Полотенцесушитель связан с отопительной системой посредством металлической трубы.
  2. В ходе реконструкции установлена индивидуальная система отопления.

Если все трубы изготовлены из стали, с заземлением батарей проблем не возникало, так как все трубопроводы обычно заземлены в двух местах подвала. Кроме того, ванная заземлена отдельными проводниками, имеющими электросвязь с водопроводной системой.

В заземлении полотенцесушителя есть необходимость в таких случаях:

  1. Устройство подключено к отопительной системе через металлопластиковую трубу, которая оснащена алюминиевой прослойкой, проводящей токи. Однако на участке фитинга происходит разрыв электроцепи.
  2. Домовой стояк изготовлен из металлопластиковых труб.

к содержанию ↑

Создание заземлительной системы

Необходимо создать прочную металлосвязь между трубами стояка и полотенцесушителем. Заземлить его сможет даже начинающий мастер. Простота работы объясняется устройством сушилок для полотенец, изначально приспособленных для подключения к заземленной розетке. Если розетка установлена в ванной, понадобится специальный водоустойчивый корпус.

Работа выполняется в следующем порядке:

  1. Определить надежность соединения сушилки с водопроводом.
  2. Проверить, из какого материала изготовлены трубы горячего водоснабжения. Если это сталь, в заземлении обычно нет необходимости. В случае с пластиковыми трубами понадобится заземление.
  3. С помощью стального проводника соединить все металлические предметы в помещении.
  4. Сделать перемычку для заземления. Присоединить провод из распредщита с перемычкой.
  5. Зафиксировать заземленный проводник к змеевику. Для этого использовать хомут.

На этом создание заземлительной системы закончено. После проверки уровня сопротивления она готова к эксплуатации.

Заземление полотенцесушителя от блуждающих токов

0,00 / 0

220.guru

Полезные новости от Mirosan.ru » Блуждающие токи и электрохимическая коррозия

9 ноября 2017Денис

В последнее десятилетие участились случаи немотивированной ускоренной коррозии трубопроводов систем водоснабжения и отопления зданий. Все чаще и чаще люди слышат страшные слова от сантехников или производителей полотенцесушителей - виноваты в протечках полотенцесушителей на блуждающих токах, или как их по другому называют, электрохимическая коррозия (Хим. коррозия). При соблюдении основных требований к составу воды (включая содержание растворенного кислорода), материалу труб и температурному режиму коррозия ускоряется в 2-10 раз по сравнению с проектными расчетными данными. Одной из причин ускоренной коррозии трубопроводов в современных условиях являются несанкционированно протекающие по ним токи промышленной частоты, источниками которых являются токи утечки системы электроснабжения этих же зданий.

Термин «коррозия, вызванная токами (блуждающими токами)» обычно связывают с постоянным током в подземном металлическом сооружении. Источники таких токов находятся вне поврежденной конструкции: электрифицированный транспорт (трамваи, метрополитен, железная дорога), системы катодной защиты, шахтные системы электроснабжения постоянным током и т.д. [1-5] При этом интенсивные коррозионные разрушения происходят в местах стекания постоянного тока с внешней поверхности металла в электролит (воду или грунт). Отечественная и мировая практика эксплуатации систем водоснабжения признает эту проблему и учитывает ее.

Однако на внутренней поверхности определенных участков трубопроводов, проложенных внутри зданий и находящихся вне зоны растекания блуждающих токов в обычном их понимании, также возникают и повторяются характерные «свищи», что требует специального рассмотрения и объяснения.

В период с 1996 по 2002 год были выполнены прямые осциллографические измерения токов, протекающих по внутренним трубопроводам систем отопления и водоснабжения зданий на более чем 200 объектах г. Москвы. Измерения проводились с помощью специально разработанной методики «Проведение работ по определению наличия источников и основных путей попадания токов утечки от системы электроснабжения на металлоконструкции и трубопроводные системы зданий» и аппаратуры на основе многоканального аппаратурно-компьютерного комплекса регистрации токов. В ходе работ было зафиксировано, что по трубопроводам протекают переменные токи промышленной частоты с от 0,1 до 18,2 А. Распределение токов приведено на рис. 1.

Рис. 1

Анализ полученных данных позволил установить корреляцию между величиной протекающего тока и скоростью коррозии трубопроводов. В таблице 1 приводятся типичные данные о сроках службы трубопроводов до начала проявившегося выраженного коррозионного процесса (критерий – появление первого «свища») в сопоставлении с зафиксированными токами, протекающими по трубопроводам.

Таблица 1

На основании данных, приведенных в таблице 1, а также экспертных заключений ВНИИ Коррозии и Ассоциации разработчиков и производителей средств противокоррозионной защиты для топливно-энергетического комплекса (КАРТЭК) [6,7], можно сделать вывод о прямой корреляции между скоростью коррозии внутренних трубопроводов зданий и величиной протекающих по ним переменных и постоянных токов.

Необходимо обратить особое внимание на то, что одной из особенностей токов, протекающих по трубопроводам, является изменение их величины (вплоть до полного исчезновения в определенные моменты времени) в зависимости от изменения электрических нагрузок в здании.

Типичный пример измерения тока, протекающего по трубопроводу, приведен на рис. 2. Характерные причины попадания токов утечки на трубопроводы показаны на рис. 2-5.

Причины возникновения токов утечки

Основными причинами возникновения токов утечки и попадания их на трубопроводы являются:

  • непрофессиональная эксплуатация действующей системы электроснабжения, например, преднамеренное использование трубопроводных систем в качестве нулевых рабочих проводников (см. рис. 3,4);
  • некорректное подключение электропотребителей (стерилизаторы, стиральные машины гидромассажные ванны, душевые кабины, водонагревательные котлы, посудомоечные машины и т.д.), связывающих трубопроводные системы с системой электроснабжения зданий (см. рис. 5);
  • возникающие в процессе эксплуатации повреждения изоляции кабельных линий и/или электрооборудования, ослабление, отгорание и механические повреждения нулевых рабочих проводников.

При реконструкции старых систем электроснабжения и монтаже новых в соответствии с требованиями [6,7] внедряется 3-х и 5-ти проводная схема подключения электрооборудования, то есть фактически к фазным и нулевому рабочему проводникам добавляется нулевой защитный проводник.

Любая неочевидная ошибка в подключении электрооборудования в этих схемах (чаще встречается подключение нулевого рабочего проводника к клемме нулевого защитного и наоборот, либо подключение под один контактный зажим обоих проводников) приводит к неконтролируемому растеканию токов по металлоконструкциям и трубопроводам систем водоснабжения и отопления, которое не только увеличивает скорость точечной коррозии трубопроводов, но и представляет опасность поражения людей электрическим током. В отчетах эксплуатирующих водопроводы организаций указывается на искрение между разъединенными концами трубопровода, жалобы обслуживающего персонала на «удары» током.

Рис. 2

Рис. 3, 4

Рис. 5

Пути решения проблемы электрокоррозии (для сантехников и электриков)

Обычно для решения проблемы неконтролируемого растекания токов электрически изолируют все внутренние водопроводные линии от подводяшей магистрали или проводят замену подверженных ускоренной электрохимической коррозии металлических труб на пластиковые.

Однако нельзя забывать, что трубопроводы фактически являются элементами системы электроснабжения, поэтому при замене металлических труб на пластиковые решается вопрос об устранении их электрохимической коррозии, но одновременно может существенно возрасти нагрузка на нулевые рабочие проводники и в значительной степени увеличиться сопротивление петли «фаза-ноль», что приводит к уменьшению величины токов короткого замыкания.

Вышеуказанные обстоятельства могут привести к отгоранию нулевых рабочих проводников, вследствие чего напряжение у потребителей наименее нагруженных фаз резко возрастает, что зачастую приводит к выходу из строя электрооборудования и пожарам.

При увеличении сопротивления петли «фаза-ноль» возможно несрабатывание устройств защиты от коротких замыканий (автоматических выключателей) вследствие возникшего после замены труб несоответствия уставок автоматических выключателей и уменьшившихся величин токов К.З.

ПУЭ допускает использование водопроводных труб в качестве защитного заземляющего проводника. Поэтому в целях обеспечения электробезопасности при замене металлических труб на пластиковые требуется особенно тщательная проверка наличия и измерения величины сопротивления цепей заземления электропотребителей.

Наиболее технически грамотным и эффективным методом борьбы с вышеуказанными является не ликвидация последствий, а устранение первопричины возникновения токов утечки, т.е. полное обследование системы электроснабжения зданий с определением источников и конкретных мест возникновения таких токов.

Очевидно, что исследования связи коррозии с протекающими по трубопроводам токами промышленной частоты должны быть продолжены, как в направлении разработки физической модели механизма, так и в направлении накопления фактического статистически значимого материала. Однако для эксплуатирующих служб, по нашему мнению, в первую очередь целесообразно выполнять работы по обследованию системы электроснабжения зданий, в целях выявления ошибок в подключении электрооборудования и их устранения, что, несомненно, приведет к существенному снижению скорости интенсивной точечной коррозии трубопроводов систем водоснабжения и отопления зданий.

Пути решения проблемы электрокоррозии (для клиентов)

Удобство проживания в многоквартирном доме со всеми благами цивилизации нередко имеет и отрицательные стороны. Одной из них является возникновения так называемых блуждающих токов, которые и становятся причиной появления ржавчины и свищей на поверхности полотенцесушителей (особенно в точках сварки)

Любой многоэтажный дом имеет систему уравнивания потенциалов (напряжения). Она реализуется путем подключения всех металлических конструкций к нулевой точке ВРУ или ГРШ (вводные электрические щиты).

Основная задача системы — обезопасить человека от поражения электрическим током при прикосновении к металлической конструкции, имеющей контакт с конструкцией дома. Сюда же относится и полотенцесушитель. Если магистраль, к которой он подключен, не имеет контакта с системой уравнивания потенциалов, то велика вероятность появления коррозии от блуждающих токов.

Распространенная причина этого явления заключается в том, что когда выполняют разводку с помощью пластиковых труб, полотенцесушитель забывают подключить к системе заземления. В этом случае под воздействием блуждающих токов нержавейка начинает разрушаться, появляются ржавые пятна или даже свищи. Обычно ржавчина возникает на самом «слабом» месте, то есть, там, где защитный слой самый тонкий.

Методов решения проблемы существует два.

  • Заземление полотенцесушителя на этапе установки. Достаточно закрепить один конец провода на стояк водопровода, а другой на корпус полотенцесушителя. Однако если вы уже сделали чистовой ремонт, провод заземления не станет украшением санузла.
  • Купить водяной полотенцесушитель с защитой от блуждающих токов. Суть защиты в том что внутренняя стенка нержавеющей трубы полотенцесушителя покрывается полимерной пленкой, благодаря этому устраняется контакт теплоносителя с металлом. Этот материал не проводит электрический ток, поэтому выступает отличным изолятором. При этом полимер не токсичен, безвреден для человека и окружающей среды, устойчив к воздействию высоких температур и долговечен.

mirosan.ru

Блуждающие токи в водопроводных трубах как устранить, что это такое, причина возникновения

Как показывают исследования, ускоренное разрушение коммуникаций под землей из металла выполняется по причине появления электрохимической коррозийности. Ее основой считается целенаправленное перемещение заряженных частиц, являющихся блуждающими токами. Данная ситуация указывает на то, что чтобы обеспечить сохранность конструкций из металла нужно разобраться, как убрать блуждающие токи под землёй в трубах для водообеспечения.

Обозначение понятия

Блуждающие токи – это заряженные электрочастицы с конкретной траекторией движения, появляющиеся в земля, являющейся проводником. Термин блуждающие появился в виду того, что невозможно предугадать локализацию частиц и начало появления процесса. Воздействие блуждающих электрочастиц очень плохо проявляется на железных изделиях, присутствующих над землёй и под ней.

Такие же процессы появляются из-за растущего количества электрифицированных объектов, являющихся основой современных стран. А так как почва проводник для электричества, выполняется взаимное действие между элементами.

Появляются блуждающие частицы сродни электрическим, для взаимного действия которых требуется сравнение разности потенциалов в 2-х произвольных точках, исключительно для блуждающего варианта проводник – это земля. В результате находящийся железный материал вблизи процесса рушиться быстрее из-за коррозии.

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

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.

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.

Варианты предполагаемой защиты

Чтобы обезопасить металлические изделия от плохого влияния используются разные способы, разделяющиеся по природе их использования на неактивные и энергичные.

Пассивный вариант

Такой вариант считается использованием разного материала для изоляции, формирующего защиту между проводником и металлом. Как изоляция применяется:

  • эпоксидная смоляные смеси;
  • включение в состав полимерных материалов;
  • покрытие из битума.

Однако если обойтись только этим вариантом, то полноценной защиты не выйдет, так как материал для изоляции не считается стопроцентным барьером благодаря наличию диффузионной проницаемости. Благодаря этому изоляция происходит в выборочный способ. По мимо этого в процессе перемещения труб такой слой может быть повреждён, из-за чего появляются существенные царапины, надрезы, сквозные дыры и другие дефекты.

Важно! Благодаря этому применить пассивный способ защиты можно лишь как дополнение.

Энергичная защита

Указывает на использование активных способ локализации источника влияния при помощи использования катодной поляризации, где негативный заряд смещает природный.

Чтобы такую защиту осуществить нужно использование одного из 2-ух инструментов:

  • Гальванического способа – эффект гальванической пары, исполняется разрушение жертвенного анода, обеспечивая таким образом защиту конструкции из металла. Способ энергичен при сопротивляемости грунта до 50 Ом на метр, если сопротивляемость ниже способ не действенен.
  • Источника непрерывного тока – обеспечивает избегание зависимости от силы сопротивляемости грунта. Применяется электрохимическая защита от коррозии, источник которой заключен в сформированном преобразователе, подключенному к электрической цепи электрического тока. Так как источник именно сформировался при помощи его регулирования можно задать нужный уровень защиты тока, в зависимости от сложившихся обстоятельств.

Энергичная изоляция

Аналогичный способ может обеспечить и неблагоприятное воздействие:

  • перезащита – превышение нужного потенциала, в конечном итоге происходит разрушение изделия из металла;
  • неправильный расчет защиты – приводящий к ускоренному коррозийному разрушению недалеко от размещенных железных объектов.

Приведенные варианты можно рассмотреть на защите подобного изделия как змеевик.

Процессы которые связаны с коррозией на подобных изделиях или прочих оконечных водопроводных изделиях никогда не происходили, однако это было по настоящему до начала использования металлопластиковой трубы, где есть контакт с алюминием в середине стены. В результате становление блуждающих компонентов происходит не только из-за использования пластмассовых труб в непосредственном помещении, но также и в прочих, так как в доме на несколько квартир они могут быть использованы у соседа с иного этажа.

Важно! Во избежание неблагоприятного воздействия появившихся токов на свою конструкцию нужно поровнять потенциалы, за счёт оснащения сушителя полотенец, батареи и труб водопровода элементом заземления.

При этом применение так нужного заземления происходит в отношении любой коммуникации, которая сделана из труб сделанных из металла, к примеру, газопровода в земля.

Правила выполнения замеров

Чтобы оценить всю степень получившейся ситуации с утечкой электрозарядов нужно сделать ряд мероприятий:

  • измерение напряжения и устремление тока по оболочкам кабелей магистрали;
  • обозначение разности потенциалов между контактными рельсами и находящимися в почве трубопроводами;
  • проверка уровня изоляции рельсов от грунтового покрытия, применив для эксперимента участок полотна;
  • оценка плотности утечки энергии с оболочки кабелей в почву.

Чтобы сделать обмеры, применяется специализированный прибор, если мероприятия проводить на ЖД полотнах следует подбирать час пик движения транспорта.

Инструменты для замеров

Что бы проверить используют преобразователи электрической энергии и подстанции у линии движения – электрод, подключенный к прибору, объединяют с ЗУ и втыкают в 10 метрах от подстанции. Вся появляющаяся разница крепится прибором.

Если предстоит кладка линии труб для водообеспечения важно обнаружить локацию блуждающих токов, для этой цели определяется разница потенциалов между 2-мя выборочными точками поверхности земли, расположенными перпендикулярно друг к другу с соблюдением равного расстояния. Такое обозначение важно исполнять систематично с разрывом в километр.

При этом применяемые приборы непременно должны иметь класс точности не ниже 1,5, а сопротивление оборудования от 1 МОм. Использование измеряющих электродов с разностью потенциалов выше 10 мВ. Время проведения одного замера в первую очередь проходит в границах 10 мин, а разрыв между процессами 10 сек.

Заключение

Вычислением потенциала и определением места локализации блуждающих электрических частиц не пренебрегайте, потому что от этого может зависеть качество работы системы водопровода, по мимо этого необходимо использовать одновременно два варианта защиты, которые урегулируют возникающее напряжение и обеспечивают полную защиту трубопровода.

offthevylc.ru

Блуждающий ток в системе водоснабжения - evroterm32.com

Современный человек постоянно имеет дело с устройствами, в той или иной форме использующими электрическую энергию в процессе своего функционирования. С её помощью решается ряд практически важных задач, в том числе:

  • передача и обработка информации (телефон, компьютер, телевизор);
  • обогрев (электрокамин, электрические печь и духовка);
  • создание комфортной обстановки (кондиционер);
  • решение бытовых проблем (фен, стиральная машина);
  • выполнение различной механической работы (электродвигатели).

Всё это делает жизнь человека заметно более комфортной. Однако, наряду с достоинствами внедрение электроприборов сопровождается появлением определенных проблем, наличие которых приходится в обязательном порядке учитывать при выборе тех или иных решений. Электрический ток это:

  • электромагнитное поле, значительная напряженность которого оказывает вредное влияние на здоровье;
  • опасность поражения человека и животных;
  • появление многочисленных проводов и кабелей, которые портят интерьер дома, усложняют строительные решения и т.д.

Одним из таких неприятных факторов является блуждающая составляющая. Это токи, протекающие в земле и вызывающие коррозию электрохимического типа полностью или частично находящихся в ней или хотя бы соприкасающихся с землей металлических предметов. Наиболее подвержены ей трубопроводы, защитные и экранирующие металлические покровы кабелей, элементы конструкции зданий. Возникновение блуждающих токов в земле неизбежно:

  • часть электрооборудования использует землю в качестве второго провода;
  • подавляющее большинство электрических устройств в соответствии с требованиями ПУЭ заземляется;
  • нередки случаи утечки на землю за счет повреждения изоляции и неправильного включения электроприборов.

В жилом секторе причинами появления “блуждающего электричества” становятся:

  • использование водопроводных труб в качестве шин заземления;
  • “отматывание” показаний счетчика.

Все эти эффекты обычно не создают прямой угрозы для здоровья. Однако, интенсивный характер вызываемой ими электрохимической коррозии заставляет уделять большое внимание мероприятиям по защите от блуждающих токов.

Влияние на систему водоснабжения

При построении системы отопления и водоснабжения в массовом масштабе используются стальные трубы. За счёт заметно более высокой проводимости стали по сравнению с грунтом такие трубы начинают “притягивать” электрические заряды, а в местах входа и выхода тока (катодная и анодная зоны, соответственно) происходит интенсивная коррозия.

Физика возникновения явления сразу же определяет способы защиты от него. Подавить блуждающие токи в водопроводных трубах можно:

  • совершенствованием и поддержанием в исправном состоянии изоляции;
  • применением пластиковых вставок при условии обязательного дополнительного выравнивания потенциалов;
  • установкой катодной защиты.

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.

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.

Источник: http://StroikaDialog.ru/articles/communikacii/bluzhdayushie-toki

Блуждающие токи и их воздействие на трубопровод

В последнее десятилетие участились случаи немотивированной ускоренной коррозии трубопроводов систем водоснабжения и отопления зданий.

При соблюдении основных требований к составу воды (включая содержание растворенного кислорода), материалу труб и температурному режиму коррозия ускоряется в 2-10 раз по сравнению с проектными расчетными данными.

Опыт работы специалистов Центра электромагнитной безопасности (ЦЭМБ) позволяет утверждать, что одной из причин ускоренной коррозии трубопроводов в современных условиях являются несанкционированно протекающие по ним токи промышленной частоты, источниками которых являются токи утечки системы электроснабжения этих же зданий.

Взаимосвязь протекающих токов и коррозии

Термин «коррозия, вызванная токами (блуждающими токами)» обычно связывают с постоянным током в подземном металлическом сооружении.

Источники таких токов находятся вне поврежденной конструкции: электрифицированный транспорт (трамваи, метрополитен, железная дорога), системы катодной защиты, шахтные системы электроснабжения постоянным током и т.д.

[1-5] При этом интенсивные коррозионные разрушения происходят в местах стекания постоянного тока с внешней поверхности металла в электролит (воду или грунт). Отечественная и мировая практика эксплуатации систем водоснабжения признает эту проблему и учитывает ее.

Однако на внутренней поверхности определенных участков трубопроводов, проложенных внутри зданий и находящихся вне зоны растекания блуждающих токов в обычном их понимании, также возникают и повторяются характерные «свищи», что требует специального рассмотрения и объяснения.

В период с 1996 по 2002 год были выполнены прямые осциллографические измерения токов, протекающих по внутренним трубопроводам систем отопления и водоснабжения зданий на более чем 200 объектах г. Москвы.

Измерения проводились с помощью специально разработанной методики «Проведение работ по определению наличия источников и основных путей попадания токов утечки от системы электроснабжения на металлоконструкции и трубопроводные системы зданий» и аппаратуры на основе многоканального аппаратурно-компьютерного комплекса регистрации токов.

В ходе работ было зафиксировано, что по трубопроводам протекают переменные токи промышленной частоты с от 0,1 до 18,2 А. Распределение токов приведено на рис. 1.

Рис. 1

Анализ полученных данных позволил установить корреляцию между величиной протекающего тока и скоростью коррозии трубопроводов. В таблице 1 приводятся типичные данные о сроках службы трубопроводов до начала проявившегося выраженного коррозионного процесса (критерий – появление первого «свища») в сопоставлении с зафиксированными токами, протекающими по трубопроводам.

Таблица 1

На основании данных, приведенных в таблице 1, а также экспертных заключений ВНИИ Коррозии и Ассоциации разработчиков и производителей средств противокоррозионной защиты для топливно-энергетического комплекса (КАРТЭК) [6,7], можно сделать вывод о прямой корреляции между скоростью коррозии внутренних трубопроводов зданий и величиной протекающих по ним переменных и постоянных токов.

Необходимо обратить особое внимание на то, что одной из особенностей токов, протекающих по трубопроводам, является изменение их величины (вплоть до полного исчезновения в определенные моменты времени) в зависимости от изменения электрических нагрузок в здании.

Типичный пример измерения тока, протекающего по трубопроводу, приведен на рис. 2. Характерные причины попадания токов утечки на трубопроводы показаны на рис. 2-5.

Причины возникновения токов утечки

Основными причинами возникновения токов утечки и попадания их на трубопроводы являются:

  • непрофессиональная эксплуатация действующей системы электроснабжения, например, преднамеренное использование трубопроводных систем в качестве нулевых рабочих проводников (см. рис. 3,4);
  • некорректное подключение электропотребителей (стерилизаторы, стиральные машины гидромассажные ванны, душевые кабины, водонагревательные котлы, посудомоечные машины и т.д.), связывающих трубопроводные системы с системой электроснабжения зданий (см. рис. 5);
  • возникающие в процессе эксплуатации повреждения изоляции кабельных линий и/или электрооборудования, ослабление, отгорание и механические повреждения нулевых рабочих проводников.
Читайте также  Дренажные системы для частного дома

При реконструкции старых систем электроснабжения и монтаже новых в соответствии с требованиями [6,7] внедряется 3-х и 5-ти проводная схема подключения электрооборудования, то есть фактически к фазным и нулевому рабочему проводникам добавляется нулевой защитный проводник.

Любая неочевидная ошибка в подключении электрооборудования в этих схемах (чаще встречается подключение нулевого рабочего проводника к клемме нулевого защитного и наоборот, либо подключение под один контактный зажим обоих проводников) приводит к неконтролируемому растеканию токов по металлоконструкциям и трубопроводам систем водоснабжения и отопления, которое не только увеличивает скорость точечной коррозии трубопроводов, но и представляет опасность поражения людей электрическим током. В отчетах эксплуатирующих водопроводы организаций указывается на искрение между разъединенными концами трубопровода, жалобы обслуживающего персонала на «удары» током.

Рис. 2

Рис. 3, 4

Рис. 5

Коррозию легче предотвратить, чем «лечить»

Обычно для решения проблемы неконтролируемого растекания токов электрически изолируют все внутренние водопроводные линии от подводяшей магистрали или проводят замену подверженных ускоренной электрохимической коррозии металлических труб на пластиковые.

Однако нельзя забывать, что трубопроводы фактически являются элементами системы электроснабжения, поэтому при замене металлических труб на пластиковые решается вопрос об устранении их электрохимической коррозии, но одновременно может существенно возрасти нагрузка на нулевые рабочие проводники и в значительной степени увеличиться сопротивление петли «фаза-ноль», что приводит к уменьшению величины токов короткого замыкания.

Вышеуказанные обстоятельства могут привести к отгоранию нулевых рабочих проводников, вследствие чего напряжение у потребителей наименее нагруженных фаз резко возрастает, что зачастую приводит к выходу из строя электрооборудования и пожарам.

При увеличении сопротивления петли «фаза-ноль» возможно несрабатывание устройств защиты от коротких замыканий (автоматических выключателей) вследствие возникшего после замены труб несоответствия уставок автоматических выключателей и уменьшившихся величин токов К.З.

ПУЭ допускает использование водопроводных труб в качестве защитного заземляющего проводника. Поэтому в целях обеспечения электробезопасности при замене металлических труб на пластиковые требуется особенно тщательная проверка наличия и измерения величины сопротивления цепей заземления электропотребителей.

Мы считаем, что наиболее технически грамотным и эффективным методом борьбы с вышеуказанными является не ликвидация последствий, а устранение первопричины возникновения токов утечки, т.е. полное обследование системы электроснабжения зданий с определением источников и конкретных мест возникновения таких токов.

Очевидно, что исследования связи коррозии с протекающими по трубопроводам токами промышленной частоты должны быть продолжены, как в направлении разработки физической модели механизма, так и в направлении накопления фактического статистически значимого материала.

Однако для эксплуатирующих служб, по нашему мнению, в первую очередь целесообразно выполнять работы по обследованию системы электроснабжения зданий, в целях выявления ошибок в подключении электрооборудования и их устранения, что, несомненно, приведет к существенному снижению скорости интенсивной точечной коррозии трубопроводов систем водоснабжения и отопления зданий.

г. Москва

Литература:

  1. Исаев Н.И. «Теория коррозионных процессов». – М., Металлургия, 1997.
  2. Стрижевский И.В. и др. «Защита подземных металлических сооружений от коррозии». Справочник. – М., Стройиздат, 1990.
  3. Michael Horton. «Corrosion effects of electrical grounding on water ipe». Corrosion 91 The NACE Annual Conference and Corrosion Show . — March 11-15 1991 Cincinnati, Ohio.
  4. W.F. Bennett, Albert C. Holler, William D. Hurst C.M. //An Unusual Form of Corrosion. Journal AWWA. – 1977, № 1. – pp.26-30.
  5. Петухов В.С. и др. «Коррозионные повреждения трубопроводов зданий, вызванные протеканием по ним токов». – М.: Практика противокоррозионной защиты, №4 (10), 1998.
  6. Письмо Всероссийского НИИ коррозии № 87 от 06.11.2001.

Источник: http://www.Sunerzha.com/technics/articles/?news=452371

Блуждающие токи в полотенцесушителе: как устранить, заземление, защита

Повышенная влажность в ванной комнате не раз сказывалась отрицательно на бытовой технике. Такой атрибут ванной комнаты является ее неотъемлемой частью.

Полотенцесушитель способен не только качественно выполнять предназначенные ему функции, но и вписываться в логично общий интерьер. Для того чтобы продлить его жизнедеятельность, многие покупают устройства, выполненные из нержавейки.

Полотенцесушитель выполняет не только свою основную функцию, но и логично украшает интерьер

Проблемы, связанные с устройством

Если вы являетесь обладателем полотенцесушителя из нержавейки, то проблемы под названием «блуждающие токи» и гальваническая коррозия, вам знакомы, и избежать их вряд ли получится.

Определить их просто: если на вашем устройстве из нержавеющей стали начали появляться небольшие пятна, размером со спичечную головку, которые не только ржавеют, но и распространяются дальше – знайте, что это блуждающие токи в полотенцесушителе. Как устранить проблему и, возможно ли это? Ответ не заставит себя долго ждать.

Замечая протечку в устройстве, многие из владельцев сетуют на некачественное изделие. Преимущественно, такие выводы не являются правдой, так как причина неисправности кроется в электрическом токе, который способен разрушать трубы вашего полотенцесушителя. На разрушение влияют:

  • вода-электролит, включающая соли и минералы;
  • наличие высокой температуры;
  • блуждающие токи.

Преимущественно, проблема токов возникает в результате некачественной проводки, в моменты обрыва сетей. Когда заряд попадает в устройство, происходит химическая реакция, ведущая к поломке или порче полотенцесушителя.

Определение блуждающих токов

Все технические устройства, имеющие контакт с водой, рано или поздно подвергаются коррозиям, одним из видов которых считают блуждающие токи, которые возникают в земле, использующейся, как токопроводящая среда. Коррозия вызывается в результате нахождения металлических устройств под землей или на поверхности. Иногда блуждающие токи могут появиться в результате аварийных утечек.

Иногда блуждающие токи определяют, как нулевые импульсы, которые существуют во всех незаземленных конструкциях из металла. Природа заключается в потенциальной разнице заземленных конструкций по разным частям здания. Чтобы избавиться от блуждающих токов, нужна система, уравнивающая потенциалы.

Благодаря ей, человек обезопасит себя от ударов током. Создать систему можно в момент строения, когда происходит соединение металлических труб и нулевой шины вводно-распределительного устройства. Подобный процесс получил название гальванического контакта.

Старые постройки и дома отличаются от новых тем, что всем водопроводным стоякам присуща металлическая изготовка. Стояки присоединяют к заземляющим шинам, расположенным в подвалах. Касаемо новостройки, то там металлические трубы водопровода подключены по системе, уравнивающей потенциалы.

Таким образом, вода поступает через металлопластиковые и полипропиленовые трубы. Проделывая подобные монтажные работы с водопроводом, можно прервать связь полотенцесушителя и металлического стояка, из-за чего и происходит коррозия. Явление носит название – разница потенциалов.

Заземление полотенцесушителя необходимо для предупреждения появления токов

Потому, обязательным условием для металлических, конструктивных элементов является заземление, препятствующее возникновению токов.

Почему происходит утечка токов?

На любое действие существует определенная причина, которую несложно определить. Чаще всего, попадание тока в полотенцесушитель провоцируют факторы, которые в обязательном порядке специалисты рекомендуют искоренять, если вы не сделали все идеально при монтаже.

  1. Непрофессиональное использование электроснабжающей системы. Когда трубопроводные системы специально используют, как нулевые рабочие проводники.
  2. При некорректном подключении стерилизаторов, стиральных машин, гидромассажных ванн, душевых кабин, водонагревательных котлов, посудомоечных машин, которые связывают системы трубопроводов с электроснабжением здания.
  3. Повреждение кабельной линии, электрооборудования, которое возникает во время использования.
  4. При ослаблении, отгорании и механических повреждениях проводников.

Когда происходит коренное переустройство системы электроснабжения, должна внедряться трех- и пяти проводная схема к электрооборудованию. Объяснять, почему опасно иметь дело с током, взрослому человеку не стоит. А вот напомнить о том, что вода способна провести опасное напряжение – пожалуй, не помешает.

Так, ее проводимость доставит ток в «ненужное» место. Проводимость воды не защитит от поражения током. Прикоснуться к поврежденному полотенцесушителю – значит получить ощутимый удар тока, способный убить пожилого человека.

Можно ли обезопасить полотенцесушитель?

Преимуществом нержавеющих полотенцесушителей является неограниченный срок использования. Их блеск спровоцирован полировкой при изготовлении. Особенности полотенцесушителей:

  • они устойчивы перед механическим воздействием, в отличие от устройств из меди и латуни;
  • любые повреждения в виде царапин можно устранить мастикой и тряпочкой из войлока;
  • противостоять токам могут бесшовные устройства, гарантия которых дается на 20 лет.

Полотенцесушитель устойчив к механическим воздействиям

Однако, даже такие прочные устройства подвергаются электро-коррозиям, определить которые можно исключительно с помощью профессиональных приборов.

Чтобы устранить блуждающие токи, надо заняться обеспечением надежной металлической связи труб стояка и металлических конечных устройств. Простыми словами, процесс называется заземление полотенцесушителя. Все, что требуется от вас – заземлить ваше устройство на трубы из металла. Заземление избавит от блуждающих токов сразу же: произойдет выравнивание потенциала, и ток не сможет «просочиться».

Когда все трубопроводы были выполнены из стали – проблема заземления батарей никогда не возникала. Это объясняется заземлением каждого трубопровода, как протяженного элемента, в двух участках подвала. К тому же ранее происходило заземление ванной с помощью отдельных проводников, которые обеспечивали электрическую связь с водопроводом.

Читайте также  Попутная система отопления радиаторы не греются полностью

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.

Источник: https://vodospec.ru/santekhnika/bluzhdayushchie-toki-v-polotencesushitele.html

Что такое блуждающие токи и как от них избавиться?

Блуждающие токи — это такой вид направленного движения заряженных частиц, возникновение которых происходит в земле, когда она выступает в качестве проводника.

Данное явление приводит к разрушению металла, находящегося в почве или даже просто соприкасающегося с ней, в чем и заключается основная опасность.

Далее будет подробно рассмотрен физический феномен под названием блуждающие токи, причины возникновения этого явления и меры защиты от него.

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:

Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-bluzhdayushhie-toki-i-kak-ot-nix-izbavitsya.html

Что такое блуждающий ток?

Как известно, земля является проводником электрического тока, что позволяет применять это свойство для создания заземляющих устройств. Но в тоже время, когда почва выступает в качестве токопроводящей среды, в ней образуются утечки. Поскольку нельзя спрогнозировать в какое время начнется процесс, и где он будет протекать, то такие проявления получили термин «блуждающие».

Причины и источники возникновения

Как мы помним из школьного курса физики, для образования электрического тока необходимо, чтобы возникла разность потенциалов между двумя участками цепи. Принцип возникновения блуждающих токов – аналогичный. Только роль проводника в данном случае исполняет земля.

Читайте также  Врезка насоса в старую систему отопления

На территории современных городов и населенных пунктов находится множество электрифицированных объектов, начиная от ЛЭП и заканчивая рельсовым транспортом, включая оборудование тяговых подстанций.

Их объединяет один фактор – расположение на земле. Это приводит к довольно специфичному взаимодействию с последней, проявляющемуся в виде появления блуждающих токов.

Ниже представлена таблица, которой приводятся их потенциальные источники и условия образования электросвязи связи с почвой.

Таблица 1. Потенциальные источники.

Название объекта Взаимосвязь с землей
Различные виды распределительных устройств, оборудование подстанций, ВЛ с нулевым проводником (глухозаземленная нейтраль), подключенным к повторным заземлителям. При наличии на объекте ЗУ.
ВЛ сетей с изолированной нейтралью, кабельные магистрали. Возникает при повреждении изоляционного покрытия токонесущих элементов кабелей.
Рельсовый электротранспорт, системы с заземленной нейтралью. Наличие технологической связи между одним из проводников и землей.

Механизм образования блуждающих токов

В таблице мы привели в качестве примера несколько источников, теперь рассмотрим подробно, как в них образуется интересующий нас процесс. Как уже упоминалось выше, чтобы он появился, между двумя точками на земле должно произойти возникновение разности потенциалов. Такие условия создаются контурами ЗУ систем с глухоизолированной нейтралью.

Нулевой провод (PEN) одним концом соединен с ЗУ электроподстанции, а вторым подключен к шине PEN потребителя, которая соединена с заземляющим устройством объекта.

Соответственно, разница электрических потенциалов между выводами нулевого проводника будет передаваться ЗУ, что создаст условия для образования цепи.

Величина утечки будет незначительной, поскольку основная нагрузка пойдет по пути наименьшего сопротивления (нулевому проводнику), но, тем не менее, часть ее пойдет по земле.

Образование блуждающих токов между ЗУ нулевого провода

Практически аналогичные условия образуются, когда возникают проблемы с изоляцией проводов (разрушение оболочек) кабельных магистралей или ВЛ. При возникновении КЗ на землю, в этой точке потенциал равный или близкий к фазе. Это вызывает образование тока утечки к ближайшему ЗУ с потенциалом PEN-провода.

В приведенном примере о постоянной утечке переменных токов речь не идет, поскольку согласно действующим нормам на поиск и устранение повреждения отводится два часа. При этом, в большинстве случаев, отключение поврежденной линии или локализация участка с КЗ производится автоматически. Процесс может существенно затянуться, если сила тока КЗ ниже аварийного порога.

Как показывает практика, наибольшая доля источников токов постоянной утечки приходится на городской и пригородный рельсовый электротранспорт. Механизм их образования продемонстрирован ниже.

Рельсовый электротранспорт в качестве источника блуждающих токов

Обозначения:

  1. Контактный провод, от которого получает питание силовая установка электротранспорта.
  2. Питающий фидер (подключен к контактному проводу).
  3. Одна из тяговых подстанций, питающая сети трамваев.
  4. Дренажный фидер (подключен к рельсам).
  5. Рельсы.
  6. Трубопровод на пути прохождения блуждающих токов.
  7. Анодная зона (положительные потенциалы).
  8. Катодная зона (отрицательные потенциалы).

Как видно из рисунка, постоянное напряжение в тяговую сеть поступает с подстанции и по рельсам возвращается обратно. При недостаточном сопротивлении рельсовых путей относительно земли, в грунте возникают электрические блуждающие токи. Если на пути распространения утечки блуждающих токов находится трубопровод или другая металлическая конструкция, то она становится проводником электричества.

Это связано с тем, что ток распространяется по пути наименьшего сопротивления. Соответственно, как только появляется проводник, ток будет распространяться по металлу, поскольку его электрическое сопротивление меньше, чем у земли. В результате участок трубопровода, через который проходит электроток, будет в большей степени подвержен коррозии металла. О причинах этого рассказано ниже.

Связь блуждающего тока и коррозии на металле

Ввиду наличия в земле воды и растворенных в ней солей любая металлическая конструкция в почве подвержена коррозии. Но если металл помимо этого подвергается воздействию блуждающих токов, то процесс приобретает электролитическую природу.

Согласно закону Фарадея скорость электрохимической реакции напрямую зависит от тока, протекающего между анодом и катодом.

Следовательно, на скорость коррозии металлической трубы (уложенной в грунте) 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.

Пример такого воздействия представлен ниже.

Труба после воздействия блуждающих токов

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.

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.

Как измерить блуждающие токи?

Для оценки опасности от токов утечки производится комплекс измерительных работ, куда входит:

  • Измерение уровня тока и направление его движения по оболочкам кабелей магистральной линии.
  • Измерение разности потенциалов между контактных рельсов (рельсовой сетью) и проложенными в земле металлическими конструкциями.
  • Измерение изоляции рельсов от грунта на контрольных участках рельсового полотна.
  • Оценка плотности тока утечки с оболочки кабельных линий в грунт.

Измерения величины блуждающих токов производятся специальными приборами. При этом выбирается время, на которое приходится максимальный трафик рельсового электротранспорта.

Набор инструментов для измерения блуждающих токов

Процесс измерения блуждающих токов выполняется в трансформаторных и тяговых подстанциях расположенных рядом с рельсовыми путями. При этом один из электродов, подключенных к измерительному прибору, соединяют с ЗУ, а второй, втыкается в землю в 10-и метрах от тяговой подстанции. Если между потенциалами на электродах появляется разность, она фиксируется прибором.

Рекомендуем также почитать:

Источник: https://www.asutpp.ru/bluzhdayuschie-toki.html

evroterm32.com

Защита трубопроводов от блуждающих токов

Защита от блуждающих токов трубопроводов. Как и время, ток не лежит на месте, а старается постоянно течь по пути наименьшего сопротивления. Как известно, в замкнутых цепях он движется от фазы к нулю или от плюса к минусу, а блуждающий сам выбирает направление своего движения. Возникает этот эффект при использовании поверхности земли в качестве проводника (токопроводящей среды) в системах электросвязи, системах электрификации железнодорожного транспорта и электроснабжения. Но если рядом проложен кабель, трубопровод или любая строительная конструкция, он начинает течь через эти конструкции, вызывая их коррозию и повреждение. От этого может возникнуть такая проблема как блуждающий  или непрогнозируемый ток – опасное явление.

Существуют три источника проблемы:

1. неудовлетворительная изоляция электрокабелей,

2. использование поверхности земли в качестве проводника,

3. мощный радиосигнал, например, от вышки.

Ток блуждающий мало потенциален, практически не представляют опасности для здоровья человека, но очень опасны для любых металлических конструкций, находящихся в земле. Наибольший вред наносит постоянный ток, который ускоряет процесс коррозии.

Нулевой провод к электрической подстанции подводится прямо с земли, в обычной ситуации в замкнутой цепи ток по фазному проводу стремится к нулевому, закопанному у подстанции. Но если рядом проложена, теплотрасса, электрокабель, тогда начинает проникать не в землю, а выбирает другой путь, а именно через кабель, по трубопроводу. Наибольшие повреждения возникнут там, где ток опять устремляется в земную часть.

Защита от блуждающих токов

Самый распространенный вид борьбы – заземление электроприборов. Правильно выполненное выровняет потенциалы и исключает их образование. Исключение составляют все металлическое и водяное, вода является хорошим проводником с низким удельным сопротивлением. Заземление не даст результат, даже если будут применены трубы из пластика, напрашивается вывод, надо заземлять смеситель и кран. Нет, этого делать не нужно. Токи блуждающие в быту встречаются при попытке использовать трубы водопровода или отопления в качестве заземления, при отматывании электросчетчика соседями.

Радиовышка излучает ток непрогнозируемый высокой частоты, и снять его можно не простым заземлением, а высокочастотным кабелем.

В промышленности эта проблема решена научным способом, созданием определенного электрического потенциала в месте появления блуждающего тока, чтобы принудительно увеличить сопротивление этому току. Другой существенный способ для магистральных трубопроводов – создать препятствие диэлектрической изоляцией. Особое внимание заземлению и изоляции уделяют на заправочных станциях, поскольку даже протекание жидкости по трубопроводу создает на поверхности трубы статическое электричество. Разность потенциалов является источником искры, а она следствием пожара или взрыва.

ampersite.ru

Блуждающие токи: 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.

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.

220v.guru


Смотрите также