Блуждающие токи: Что такое блуждающий ток?

Что такое блуждающий ток?

Что такое блуждающий ток?

Металлические изделия, применяемые в электрике, быстро изнашиваются и теряют свои высокие технические характеристики из-за такого явления, как блуждающие токи. 

Что же такое «блуждающий ток»? Данное явление является одним из видов движения зарядов в определенном направлении. Заряженные частицы при этом появляются в земле, которая является в конкретной ситуации проводником. Блуждающие токи приводят к разрушению металлических изделий, который расположены под землей или же слегка соприкасающиеся с ней. Именно во взаимодействии с почвой и таится опасность. Для того, чтобы понять природу данного явления, необходимо тщательно разобраться в причинах его возникновения, а также в характеристиках и способах защиты от него.  

Блуждающие токи: причина возникновения 

Ежедневно и даже ежечасно люди в современном мире находятся в окружении различных электрических средств. Следовательно, объемы потребляемой электроэнергии неумолимо растут, что приводит к необходимости строительства большего количества КТП (комплектных трансформаторных подстанций) и распределительных установок, а также к монтажу все новых линий электропередач, электросетей для поездов, контактных рельсов метрополитенов и т.п. Известно, что земля не является электропроводной, а все вышеперечисленные объекты электроэнергии, так или иначе, взаимосвязаны с ней, и данная связь очень специфична.

Основа появления электрического тока — разность потенциалов в двух точках электрического проводника. Блуждающие токи возникают по аналогичному принципу, отличие состоит в том, что проводником в данной ситуации является почва. Электрические системы, в которых присутствует изолированная нейтраль, характеризуются тем, что разность потенциалов обеспечивают контуры заземления. При соединении нулевого проводника с данным контуром может возникнуть ситуация падения в напряжении из-за собственного сопротивления, которое появляется во время прохождения заряда. Данный проводник имеет обозначение PEN, что говорит о совмещенном нулевом защитном и нулевом рабочем проводниках. Основание данного совмещенного проводника и контур заземления КТП соединены между собой. Также PEN-проводник соединяется с заземляющим устройством здания. Таким образом, два устройства заземления, а именно ЗУ трансформаторной подстанции и ЗУ объекта, являются основой возникновения разности потенциалов, откуда и появляются блуждающие токи.  

В ситуации повреждения линий электропередач происходит практически аналогичная ситуация. То есть, земля является носителем разности потенциалов в случае возникновения замыканий. Как правило, львиная доля подобных повреждений ликвидируется при помощи автоматики. Важно, что устранение таким способом возможно лишь при масштабных утечках. Нейтрализация данной проблемы при небольших значения более проблематична.

Небольшие блуждающие токи появляются как раз из-за обилия электротранспорта. Например, троллейбус подключен к электросети при помощи специальных конструкций, которые называются «штанги». Они соединены с нулевыми и фазными проводниками и, как известно, находятся на самом троллейбусе. Именно поэтому данное транспортное средство характеризуется невозможностью производства больших блуждающих токов.

Электропитание поездов отличается от приведенного выше примера с троллейбусом. В данном случае, нулевой проводник имеет соединение с рельсами, фазный, в свою очередь, находится над путями. Специальные токосъемники (пантографы) подают электрическую энергию к двигателю данного транспортного средства. Располагается пантограф на крыше электровоза, электропоезда или трамвая и имеет прямой контакт с кабелем питания. Тяговые подстанции – основа электропитания данного типа электросетей. Расстояние между  подстанциями одинаковое и неизменное. Блуждающие токи появляются из-за искривленности маршрутов. В данном случае заряженные частицы идут по траектории с наименьшим сопротивлением. То есть, при появлении возможности «срезать угол» заряд пройдет не через рельсы, а по земле.

Блуждающие ток: влияние на металл 

Под землей расположено огромное число различных объектов и изделий из металла: трубопроводы, кабельные линии, железобетон и др. Известно, что металл – это хороший проводник электрического тока, следовательно, заряд в данной ситуации пройдет не через почву, а по имеющемуся в ней металлу. Зона, через которую электрический ток входит в грунт, называется «катодной зоной», а через которую выходит – «анодной зоной».

Относительно водопровода стоит поговорить подробнее. Известно, что процесс коррозии в них неизбежен, а подземные воды отличаются большим содержанием растворимых микроэлементов и служат отличным проводником электричества. Таким образом, в металлических трубах под землей из-за процесса электролиза происходят коррозийные процессы. Очень хорошо коррозия выражается в анодной зоне, а в катодной разрушения менее выражены.

Подводя итог, стоит отметить, что блуждающие токи оказывают разрушительное влияние на металлические изделия, являясь при этом причиной серьезных экономических потерь.

Как избежать пагубного влияния блуждающего тока?

Блуждающие токи устраняются таким способом, как катодная защита. Для того, что борьба с данным явлением происходила с минимумом препятствий, необходимо нейтрализовать вероятность возникновения анодной зоны на объекте защиты.

Катодная защита производит электроток постоянного характера и при этом подключается к металлическим объектам полюсом с отрицательным значением. Положительный полюс присоединяется к анодам («жертвенные аноды»), забирающим львиную долю разрушительного влияния на себя. Кроме того, объекты защиты покрываются специальными антикоррозийными покрытиями.

Минусы катодной защиты:

• вероятность «перезащиты», при которой увеличивается сверх нормы потенциал защиты и начинаются коррозийные процессы;
• неверные расчеты защиты, которые являются причиной ускорения процессов коррозии рядом находящегося металла.

Как измерить блуждающий ток? 

Прежде, чем осуществляется монтаж трубопровода под землей, происходит вычисление блуждающих токов путем измерения разности потенциалов, о которой говорилось выше. Измерение осуществляется через каждые 1000 метров.

Используемые измерительные приборы должны иметь степень точности не меньше 1,5, а минимальное собственное сопротивление равняется 1 МОм. Максимальный показатель разности потенциалов – 10 мВ. Продолжительность одного измерения должна быть не меньше 10 минут, а фиксация должна осуществляться каждые 10 секунд.

Стоит отметить, что измерения в области действия электрического транспорта необходимо осуществлять в период пиковых нагрузок. Разность потенциалов, превышающая 0,04 В, говорит от том, что присутствуют блуждающие токи.

Измерительными приборами могут выступать электроды сравнения, а именно: медно-сульфатный переносного типа и медно-сульфатный соединительного типа. Кроме того, необходим мультиметр цифрового типа и гибкий провод с хорошей изоляцией длиной не меньше 100м.

Блуждающие токи таят в себе опасность даже при самых незначительных показателях и подразумевают под собой разрушительное воздействие подземных и других коммуникаций. Во избежание подобных ситуаций необходимо осуществлять профилактику по выявлению и последующему устранению данного явления.

Блуждающие токи, защита трубопровода и газопровода от блуждающих токов: поиск и проверка

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 непредсказуемом месте. От их направления зависит какой процесс происходит в объекте, через который протекает электрический 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, обычно неизвестна, то неизвестно время и место появления блуждающего тока. Как считается сейчас, наличие его 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 их 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 трубопроводах. В известных технических решениях на трубу подается потенциал 6 кВ. Считается, что при любых реальных значениях среды и электролита в цепи отсутствует положительный ток, который вызывает коррозию. Происходит, так называемая защита трубопровода от блуждающих токов, которая достаточно эффективна, но имеет 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 (удаления отложений парафина) обычно применяют механические методы очистки, с помощью своеобразных «ершей».

Единственно эффективной мерой защиты трубы от коррозии блуждающими токами, является сведение к нулевому значению токов, которые протекают по ней на различных участках. Для этого труба разбивается на участки, на которые подаются напряжения, обеспечивающие «нулевые» (малые) 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, специальных средств аналоговой электроники. Значение выходного напряжения у операционных усилителей будет зависеть от значений блуждающих токов и расстояния, на котором они размещены. При большом 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 отсутствовать (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.

Набор блуждающие токи и приборы для измерение блуждающих токов в земле, цены в Москве и РФ с доставкой!

Наибольшее влияние на условия эксплуатации и срок службы подземных металлических сооружений оказывает коррозионная и биокоррозионная агрессивность окружающей среды, а также блуждающие постоянные и переменные токи от рельсового электрофицированного транспорта и переменные токи промышленной частоты. Как видно, воздействие блуждающих токов велико.
Измерения величины блуждающих токов производятся специальными приборами. При этом выбирается время, на которое приходится максимальный трафик рельсового электротранспорта.

Назначение прибора Блуждающие токи:

• определение наличия постоянных токов в земле при проектировании подземных трубопроводов;
• определение опасного влияния блуждающего постоянного тока;
• определение опасного влияния переменного тока.

Используется при опасности коррозии блуждающими токами.

Опасное влияние электрического блуждающего постоянного тока выявляют, определяя изменение потенциала трубопровода под действием блуждающего тока по отношению к стационарному потенциалу трубопровода.

Определение появления блуждающих постоянных токов по трассе проектируемого трубопровода при отсутствии проложенных подземных металлических сооружений следует проводить, измеряя наличие разности, разность потенциалов между двумя точками земли через каждые 1000 м по двум взаимно перпендикулярным направлениям при разносе измерительных электродов на 100 м.

Минимальный комплект приборов для измерения блуждающих постоянных токов при проектировании трубопроводов состоит:

• универсальный мультиметр (1 шт.)
• электрод сравнения медно-сульфатный переносной (2 шт.)
• соединительный изолированный гибкий провод длиной не менее 100 м.

Купить прибор для определения наличия блуждающих электрических токов, а также другие электрохимические товары (электрохимическая защита) и прочее оборудование в Москве и других регионах вы можете в нашем интернет-магазине по доступным ценам.

Основным нормативным документами для оценки влияния блуждающих токов для подземных сооружений является ГОСТ 9.602-2005. Его положения уточняются:

1. для стальных магистральных трубопроводов — ГОСТ Р 51164-98;
2. для городских подземных трубопроводов — инструкция РД 153-39.4-091-01.

Гарантийный срок — 12 месяцев.

На все изделия, представленные на сайте, действует гарантия качества. Гарантийный срок зависит от типа оборудования. В течение гарантийного срока Покупатель имеет право на ремонт изделия за счет Изготовителя при условии соблюдения всех правил эксплуатации, хранения и транспортирования изделия.

Ваши действия при возникновении гарантийного случая:

1. организовать доставку неисправного прибора до нашего склада по адресу — 450076, РФ, г. Уфа, ул. Аксакова, 58/1, тел. (347) 225-00-52 доб. 126;
2. приложить сопроводительное письмо, в котором указать выявленные дефекты и неполадки в работе;

Блуждающие токи и борьба с ними

Блуждающие токи, называемые также токами Фуко, являются одной из самых серьезных проблем для находящихся в земле металлоконструкций. Ещё совсем недавно, в XIX и начале XX века этого никогда не возникало. Причиной появления стали многочисленные мощнейшие источники постоянного тока, контактирующие с поверхностью земли. Метрополитен, троллейбусы и трамваи, различные электролитические установки, контуры заземления и прочие источники с электрическими полями порождают небольшие разряды, способные путешествовать на большие расстояния. Когда на их пути встречается металл, то происходит простейшая электролитическая коррозия.

Необходимо привести пример, для полного понимания этого явления. В одном из гаражей города, семья решила использовать недавно приобретенную бочку из нержавеющей стали для засолки овощей. Весной ёмкость дала сильную течь, а вскоре дно, которое от 2 мм истончилось до толщины фольги, полностью выпало. Эту работу проделали блуждающие токи. Это явление являются одним из самых каверзных, потому что оно не щадит ни один металл. Алюминий, медь, цинк и прочие элементы быстро разлагаются под действием сильнейшей коррозии.

Методы защиты от токов Фуко

Сделать это очень сложно, но многочисленные компании постоянно разрабатывают средства защиты. Они обладают определенной эффективностью, но также имеют большое количество нюансов, которые необходимо учитывать при использовании:

• Катодная защита металлоконструкций. На поверхность наносится специализированное напыление, а затем по всему корпусу пропускается электрический ток. Эта сложная мера эффективна только на особо крупных конструкциях. Например, так защищают нефтяные танкеры, протяженные ограды, большие ёмкости и хранилища, зарытые в земле. Единственным существенным недостатком такого метода является то, что вся система сама начинает порождать блуждающие токи. Тогда необходимо каждому находящемуся в грунте металлическому элементу придавать одинаковый отрицательный потенциал.
• Специализированные антистатические краски и покрытия. Их основная задача не допустить электролитических явлений на поверхности. Это позволяет быстро достичь определенного уровня защиты, но она неудобна тем, что рано или поздно слой вспучит ржавчина. А эти открытые места станут особо уязвимыми для коррозии.
• Подъём на диэлектрический фундамент. Именно с этой целью рекламные щиты прикручивают на шпильки, залитые в бетон. Большое количество различных изделий имеют конструкцию из двух материалов. В землю заглубляется твердый армированный пластик, а над землей находится металл.
• Отказ от металлов в конструкции. С учетом роста количества современных композитных материалов, это становится реальностью. Но стальным сплавам отдают предпочтение благодаря возможности сваривания металлов, чего нельзя сделать с пластиком.
• Тотальная гидроизоляция. Она позволяет избежать доступа реакций электролитической диссоциации к поверхности металлического объекта. А это значит, что токи не смогут вызвать электрохимическую коррозию.

Какие условия являются наиболее благоприятными

Наличие солей в почве способствует распространению токов с огромной скоростью. Как показывает практика, распространение практически не происходит в песках. Это обусловлено сухостью грунта, где токи сразу же теряются. Поэтому проблема практически не актуальна для стран Ближнего Востока, где конструкции в грунтах почти не страдают. Также токи не могут распространяться в условиях сухого климата. Заболоченные просоленные почвы, которыми изобилуют Карелия и Финляндия — это идеальный вариант.

Где нет блуждающих токов?

Они практически полностью отсутствуют в сельской местности, а также на различных удаленных объектах. Но если будет использован заземленный трансформатор, то тогда повреждений не избежать. Правда они будут значительно меньше, чем в условиях города. Сейчас борьба с этим явлением является одним из приоритетных направлений в своде наук, изучающих коррозию металлов. Особенно подвержены таким явлениям комплексные сплавы. В чистом виде не используется ни один металл, поэтому вопрос остаётся открытым.

Принцип возникновения вредного влияния систем ЭХЗ на сторонние объекты или как ЭХЗ может навредить — блуждающие токи, защита трубопроводов, коррозионное влияние, коррозия, система ЭХЗ, электрохимическая защита, электрохимическая коррозия, ЭХЗ

Электрохимическая защита от коррозии (ЭХЗ) — хорошо известное и могущественное оружие для защиты от электрохимической коррозии разнообразных объектов. Однако, как и всякий инструмент, она должна применяться обдуманно, иначе вред от ее использования может существенно превысить положительный эффект. Основным вредным последствием работы систем ЭХЗ, возникающим вследствие ошибок при проектировании и строительстве подобных систем, может быть ускоренная коррозия соседних с защищаемым металлических объектов. Обычно такая ситуация реализуется в многониточных близкорасположенных трубопроводных системах различного назначения, например, на нефтепромысловых трубопроводах, но может быть встречена и на других объектах, где выборочно применяются системы ЭХЗ, например, на промышленных площадках, нефтебазах и др.

Рис. 1. Распределение токов утечки с постороннего трубопровода при сближении с трубопроводом, защищенным катодными установками

Вредное влияние системы ЭХЗ защищаемого трубопровода на сторонние трубопроводы реализуется вследствие возникновения блуждающих токов. Величина такого тока может быть довольно велика, из практики до 50 А. Однако, сама по себе величина тока, протекающего на подземном сооружении, не определяет опасности коррозионного влияния. Существенной является плотность тока, которая возникает на анодных поверхностях при стекании тока с металлического сооружения в окружающую почву. Эта плотность зависит не только от величины тока, но и от площади поверхности анодной зоны. Согласно практике защиты подземных сооружений от блуждающих токов опасной средней суточной плотностью блуждающего тока для стальных трубопроводов считается 75 мА/м².

При этом та часть металлического сооружения, из которой ток выходит в землю, является анодом, а та часть сооружения, где постоянный ток входит в него, является катодом. В анодных зонах при условии контакта сооружения с влажной почвой блуждающие токи вызывают электролиз и причиняют сооружению чрезвычайно большие коррозионные разрушения. Блуждающий ток в 1 А за один год «разъедает» в анодной зоне металлического сооружения около 9 кг железа.

Рис. 2. Повреждение трубопровода блуждающими токами

Скорость и интенсивность коррозии блуждающими токами совместно с почвенной коррозией особенно сильно возрастает при наличии частых и резких перепадов значений электрического сопротивления почв вдоль линейного сооружения. Объясняется это тем, что в этих условиях блуждающие и гальванические токи то входят в сооружение и проходят по нему, то выходят из сооружения и проходят по почве, создавая тем самым множество анодных и катодных зон. Установлено, что в почвах с высоким сопротивлением блуждающие токи более или менее полно собираются металлическим сооружением и протекают по нему. На участках, где почва имеет низкое сопротивление, эти токи покидают сооружение и частично переходят в почву. Места наиболее сильных утечек тока из сооружения, совпадающие с участками низкого сопротивления почвы, характеризуются наиболее интенсивными явлениями коррозии.

Таким образом, при наличии систем ЭХЗ на одном трубопроводе в коридоре и при отсутствии компенсирующих мероприятий сторонний трубопровод, находясь в зоне распространения токов ЭХЗ, привлекает на себя эти токи, передает их как проводник более низкого омического сопротивления и возвращает их через землю к источнику в анодных зонах, в которых и происходит его интенсивное разрушение (Рис. 1).

Решение подобной проблемы на существующих объектах должно начинаться с комплексного электрометрического обследования системы трубопроводов для оценки непосредственной опасности коррозионного разрушения стороннего трубопровода и поиска существующих анодных зон. После этого необходимо либо организовать полноценную совместную защиту объектов, либо разработать технические решения по снятию существующего вредного влияния. Последнее, кстати, лучше всего получается при проведении предварительных полевых испытаний применяемых решений, так как очевидная установка перемычек в районе точке дренажа действующей катодной станции может просто переместить анодную зону на соседний участок трубы, тем самым стимулировав электрокоррозию в другом месте. А самый лучший способ избежать таких проблем, это конечно предусмотреть все заранее при проектировании объекта на основании качественных, а не формальных инженерных коррозионных изысканий. Сделать хорошо сразу всегда проще, чем переделывать уже построенный объект!

причины возникновения и методы защиты

Блуждающие токи – разновидность тока, возникающая в земле, которая является и проводником. При попадании блуждающего тока на металлическую оболочку проложенных в земле кабелей происходит постепенное разрушение оболочки. В этом и заключается основная проблема этого явления. В этой статье мы рассмотрим это явление в целом, причины его возникновения, а также способы защиты.

Почему возникают блуждающие токи

Любой современный город имеет сложнейшую сеть различных электрических коммуникаций, многие из которых проложены в земле. Более крупные города имеют также контактные рельсы для трамваев и метро. Так как земля сама по себе способна проводить электрический ток, то зачастую между различными коммуникациями возникают определенные связи.

Напомним, что для появления электрического тока, то есть направленного движения заряженных частиц, необходима разность потенциалов между двумя различными точками проводника. В данном случае, проводником является земля, а разность потенциалов возникает благодаря наличию контуров заземления в системах с изолированной нейтралью. То есть, если нейтральный проводник присоединен к заземляющему контуру, то при прохождении через него электрического тока из-за сопротивления этого проводника напряжение снизится. Такой проводник называется PEN. Один его конец соединен с системой заземления подстанции, а другой – с контуром заземления здания, куда ведет ЛЭП. В итоге обе системы заземления, к которым подключен PEN-проводник, обеспечивают разность потенциалов между его концами. Что в свою очередь вызывает блуждающие токи.

Подобное же явление можно увидеть при нарушении изоляции силового кабеля, проложенного в земле. В этом случае если происходит замыкание с землей, то земля получает определенный электрический потенциал. Если это серьезная авария, то неисправность будет быстро устранена автоматическими устройствами защиты. Но при малых значения утечки тока найти подобную проблему достаточно сложно, поэтому она может существовать достаточно долго.

Одной из основных причин появления блуждающих токов являются сети трамваев и метро. Троллейбусы, в свою очередь, подключаются к электросети с помощью «вилки», которая расположена на самом троллейбусе. Поэтому этот вид транспорта блуждающие токи не генерирует.

А вот электропитание для электричек подается немного по-другому. Нейтральный проводник присоединяется к рельсам, а фазный – прокладывается над ж/д дорогой. Электропоезд соединяется с ним с помощью пантографов.

Питание для электропоездов генерируют тяговые подстанции, расположенные вдоль всей трассы. При наличии поворотов ток как бы «срезает угол», то есть идет не по рельсам, а напрямую, через землю.

Воздействие блуждающих токов

Как уже говорилось выше, в земле расположено множество металлических конструкций, устройств и объектов: инженерные коммуникации, кабельные линии, ж/б строения. Так как металлы гораздо лучше проводят ток, чем земля, то блуждающие токи тут же перейдут на эти металлические конструкции. Зона входа токов на конструкцию называется катодной. Зона выхода – анодной. Обычно наибольшие разрушения происходят в анодной зоне.

Помимо грунта и металлических конструкций в земле есть и подземные воды, которые также являются отличным проводником тока.

Защита от блуждающих токов

Наиболее популярным средством защиты от блуждающих токов является установка катодной защиты (на фото ниже). Для этого необходимо предотвратить возникновение анодной зоны, оставив лишь катодную. Установка катодной защиты подает постоянный ток, будучи подключена своим «минусом» к металлоконструкции, а «плюсом» — к анодам, которые и получают на себя основной удар тока.

Для дополнительной защиты поверхность конструкции покрывается специальным составом, который защищает ее от коррозии.

Минусами установки катодной защиты являются:

• «перезащита», когда потенциал установки оказывается слишком высок, и в итоге защищаемая конструкция все равно подвергается воздействию токов;
• неправильный расчет или монтаж станции, вследствие чего также усиливаются процессы коррозии.

Стоит также сказать, что эта проблема актуальна не только для промышленных и коммерческих конструкций и трубопроводов, но и для обычных жилых домов. Например, в системе отопления постоянно циркулирует горячая вода, которая, как мы уже говорили, является отличным проводником тока. И если трубы, и примыкающие к ним элементы не заземлены, то с течением времени на их наружной поверхности может появиться ржавчина. Правильное заземление решает все подобные проблемы, поэтому в настоящее время этот метод защиты является одним из наиболее популярных.

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.

Что такое блуждающие токи, их вред и способы защиты | Энергофиксик

Вы когда-нибудь слышали такое выражение как «Блуждающие токи»? Нет? Так вот это направленное движение заряженных частиц, возникающее в естественном проводнике. И на самом деле это очень опасное и крайне нежелательное явление. В этой статье я расскажу, каким образом они появляются и как с ними ведут борьбу. Итак, поехали.

yandex.ru

yandex.ru

Что такое блуждающие токи и как они формируются

Все мы с вами знаем, что условием для формирования электрического тока является наличие разности потенциалов между двумя точками и наличие специально предназначенного для передачи электроэнергии проводника.

Так вот, блуждающие токи формируются по такому же принципу, только вот для транспортировки энергии используется естественный проводник (земля) либо металлическая конструкция, помещенная в эту землю.

С принципом появления этих токов вроде все просто, теперь давайте узнаем, что формирует их.

Источники блуждающих токов

Если мы с вами посмотрим на современный мегаполис, то найдем там просто огромное количество электрифицированных объектов, начиная от крупных питающих подстанций с отходящими линиями электропередач, заканчивая электричками и метро.

И все эти энергообъекты расположены на земле или под землей, что, безусловно, приводит к их довольно сложному взаимодействию через землю и формированию блуждающих токов.

yandex.ru

yandex.ru

Выше в таблице представлены основные источники блуждающих токов, давайте для лучшего понимания механизма формирования рассмотрим пример.

Итак, для формирования точек с разными потенциалами идеально подходят заземляющие контура в системе с глухо заземленной нейтралью.

При этом нулевой провод PEN с одной стороны соединен с ЗУ на подстанции, а с другой к заземляющей шине у потребителя.

Конечно, практически вся нагрузка нагрузка будет идти по пути наименьшего сопротивления, то есть через нулевой проводник, но незначительная часть все равно будет стекать в заземляющий контур, так и появится блуждающий ток.

yandex.ru

yandex.ru

Повреждение изоляции кабелей, проложенных в земле так же создают условия для формирования этих токов. Ну, сформировались они и что дальше? А вот затем начинается самое интересное.

Влияние блуждающих токов на металл

Скажите, что происходит с куском металла, если его закопать в землю? Правильно, под действием влаги и растворенных в ней солей запускается процесс коррозии.

А ток сформировался и отправился впить от одного заземления к другому и если на его пути появится металлический предмет, то блуждающий ток потечет именно по нему, так как металл обладает гораздо меньшим сопротивлением, чем грунт.

yandex.ru

yandex.ru

А сочетание: растворенные соли, протекающий электрический ток и металл (играющий роль электродов) запускают электролитический процесс, причем скорость протекания электрохимической реакции, по закону Фарадея, имеет прямую зависимость от величины тока проходящего между анодом и катодом.

А это значит, что на скорость коррозии, например, металлической водопроводной трубы будет оказывать влияние электрическое сопротивление грунта и сложные процессы, проходящие, в анодной и катодной зоне.

Что происходит в катодно-анодной зоне

Итак, наш ток по земле дошел до металлической трубы и нашел «точку входа» (свободные электроны втекают в проводник), эта область называется катодной и для металлической конструкции не представляет угрозы.

Но наш ток продолжает путь к другому полюсы разностей потенциалов и рано или поздно выходит из металла обратно в почву, так вот место выхода блуждающего тока называется анодной областью и вылетающие электроны «вымывают» атомы металла в данной области, тем самым в значительной степени ускоряя процесс коррозии.

И труба, которая должна по всем нормативам прослужить минимум 20 лет через пару лет может приобрести такой вид

yandex.ru

yandex.ru

Как защититься от блуждающих токов

Как вы уже поняли блуждающие токи крайне опасное и нежелательное явление и от него существуют два способа защиты:

1. Пассивная защита.

2. Активная защита.

Пассивная защита

Итак, к пассивной защите, например, трубопровода относят нанесение на трубу специального изоляционного материала, который отгораживает металл от агрессивной среды. В качестве изоляции обычно используются разнообразные полимерные соединения, эпоксидные смолы, битумная пропитка и т.п.

yandex.ru

yandex.ru

Но такая изоляция не дает стопроцентной защиты, да и при укладке и в процессе эксплуатации можно повредить оболочку и тем самым процесс коррозии будет протекать в этом месте очень интенсивно.

Гораздо эффективней себя показала активная защита

Активная защита

В таком варианте защиты берется под контроль изначально неуправляемый процесс протекания блуждающих токов. Здесь используется катодная поляризация, при которой отрицательный потенциал смещает естественный.

yandex.ru

yandex.ru

А в зависимости от сопротивления грунта используется гальванический метод или применяется источник постоянного тока.

В первом варианте используется так называемый «жертвенный» анод, который принимает на себя весь блуждающий ток, тем самым сохраняя от разрушения защищаемую металлоконструкцию. Но такой вариант используется для грунтов с сопротивлением не более 50 Ом на метр. Если сопротивление больше этого значения, то используется источник постоянного тока.

Активная защита позволяет более качественно защитить металлические конструкции, расположенные в земле.

yandex.ru

yandex.ru

Это все что я хотел вам рассказать о том, что такое блуждающие токи, как они формируются и как с ними борются, если статья оказалась вам полезна, то оцените ее лайком и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за уделенное время, процветания и удачи вам!

Что такое рассеянный ток? (с изображением)

Блуждающий ток — это прохождение электричества через оборудование, здания или землю из-за дисбаланса в системах электроснабжения или из-за повреждения проводки. Электрические системы заземляются через равные промежутки времени как на нейтрали, так и на фазах или проводах заземления. Электропитание подается через горячие фазы с различным напряжением в зависимости от местоположения. Неиспользованный электрический ток возвращается поставщику через нейтральный провод или фазу, а электрические нормы во многих областях требуют отдельного заземляющего провода, который подключается к стержню, помещенному в землю.

Когда электрическая система установлена ​​или обслуживается неправильно, электрический ток может течь в землю или через здание или само оборудование.Блуждающий ток может доставлять неудобства, если присутствует небольшое количество, но он может вызвать поражение электрическим током и убить, если он достигнет небезопасного уровня. Наряду с потенциальной опасностью поражения электрическим током небольшие паразитные токи могут также вызвать повреждение из-за коррозии металлов в земле.

Системы постоянного тока (DC) используются для железных дорог, метро и некоторых систем распределения электроэнергии.Блуждающие токи могут возникать в местах соприкосновения рельсовых систем с землей, особенно во влажных помещениях. Наличие паразитного тока может вызвать ускоренную коррозию металла, потому что электрический поток заставляет металл распадаться на ионы и попадать в землю. При отсутствии ремонта металлические трубы и конструкции могут быть разрушены в короткие сроки.

Коррозия, вызванная рассеянным током, является широко распространенной проблемой в морских системах, особенно в маринах или портах, где пришвартовано большое количество судов.Лодка, имеющая плохие электрические соединения, может разрядить постоянный ток от своих батарей прямо в воду. Другие лодки, подключенные к электрической системе марины, имеют общую проводку, и паразитный ток может проникать в другие лодки через подводные приспособления или гребные валы. Теперь, когда электрический поток установлен в неисправной лодочной системе, может произойти ускоренная коррозия и довольно быстро разрушить металлическую арматуру.

В 20 веке дома были обычным делом заземлять свои электрические системы на медные трубы с питьевой водой, входящие в дома.Дефекты электропроводки создавали электрические потоки через системы медных трубопроводов и вызвали обширную коррозию коммунальных систем водоснабжения. Понимание этих проблем привело к созданию более совершенных систем заземления с использованием металлических стержней заземления, вбитых глубоко в землю, чтобы обеспечить путь для прохождения тока.

Подземные трубопроводы, используемые для подачи нефти, газа или воды, могут быть повреждены блуждающими токами.Во многих системах трубопроводов используются изоляторы, непроводящие соединители или прокладки, которые разделяют трубопровод на более мелкие участки, чтобы предотвратить прохождение тока на больших расстояниях. Покрытие внешней части трубы пластиковым или полимерным покрытием может уменьшить коррозию за счет отделения трубы от ближайшего грунта. Жертвенные аноды, которые представляют собой стержни из цинка или других металлов, которые подвержены коррозии легче, чем трубы, могут быть прикреплены через регулярные промежутки времени для защиты трубопроводов от электрической коррозии. Эти аноды также используются на лодках для защиты подводных компонентов лодки.

Коррозия рассеянным током — Matergenics Inc.

Блуждающий ток — это ток, который течет в другом месте, а не по заданному пути.Это важная причина коррозии и утечки подземных металлических трубопроводов. Коррозия рассеянным током — это, по сути, электрохимическая коррозия. Из-за высокой электропроводности подземных стальных трубопроводов возникают разности потенциалов с менее проводящей средой, когда блуждающий ток течет по трубе, эффективно создавая коррозионную ячейку. Коррозия, вызванная блуждающим током, более серьезна, чем коррозия почвы при нормальных условиях. Блуждающий ток оказывает сильное влияние на коррозию, а значит, влияет на срок службы и безопасность подземных трубопроводов.Следовательно, важно уменьшить коррозию, вызванную паразитными токами.

Коррозия от рассеянного тока на трубопроводе подстанции

Коррозия паразитным током постоянного тока на трубе с покрытием FBE

Идентификация и измерение паразитных токов постоянного тока должны включать следующее:

• Запись потенциалов
• Измерение / запись линейного тока постоянного тока
• Измерение линейного тока методом токовых клещей
• Помехи между системами CP
• Сравнение схем записи на источнике паразитного тока и на самом трубопроводе

Новости катодной защиты Team Matergenics 2019

2019 Катодная защита Matergenics

Жертвенные аноды или связки

Жертвенные или гальванические аноды могут использоваться для смягчения эффектов паразитных токов в ситуациях, когда существуют небольшие токи или небольшие градиенты напряжения.Фактически, поле градиента потенциала, создаваемое гальваническим анодом (анодами), противодействует току помех. Эффект — это чистый ток, протекающий к структуре, подвергшейся воздействию.

Еще одним соображением при использовании гальванической анодной системы для преодоления паразитных токов является ожидаемый срок службы анодов. По мере рассеивания анодов их сопротивление относительно земли увеличивается. Повышенное сопротивление уменьшает ток от анода и уменьшает возникающие градиенты напряжения. Размеры расходуемых анодов должны быть такими, чтобы обеспечить достаточный ожидаемый срок службы.Как и в случае любой другой процедуры уменьшения паразитных токов, аноды должны быть включены в график активного мониторинга.

Гальванические анодные стоки обычно используются вместо соединений, где есть небольшие токи стока. В областях с большими токопроводами использование гальванических анодных стоков нецелесообразно из-за высокого расхода материала анода; потребуется частая замена анода. Гальванические аноды также не применимы там, где встречаются градиенты напряжения, которые больше, чем могут дать гальванические аноды.

Коррозия при воздействии переменного тока

• Контролируйте плотность тока, а не только напряжение переменного тока, чтобы определить опасность коррозии, связанную с переменным током.
• Контролируйте плотность переменного тока, устанавливая тестовые станции (CTS) вдоль пораженного участка трубопровода. Купонные испытательные станции можно использовать для измерения плотности переменного тока, а не только тока в земле. Кроме того, исходя из рейтинга серьезности множества взаимодействующих переменных, клиенту следует рассмотреть возможность установки испытательных станций переменного тока в определенных областях.
• Критерии смягчения должны делать упор на снижение плотности переменного тока, а не только на напряжение переменного тока.
• Запишите потенциалы переменного тока между трубой и почвой вместе с потенциалами постоянного тока между трубой и почвой во время ежегодного обследования катодной защиты на участках, где могут существовать угрозы помех переменного тока. Это может предоставить информацию, если компания по передаче электроэнергии изменит свои рабочие параметры или возникнут неожиданные изменения между трубопроводом и линией передачи.
• Запросите нагрузку линии электропередачи, соответствующую времени измерения потенциала переменного тока между трубой и почвой, чтобы обеспечить полное понимание измерений помех.
• Измерьте удельное сопротивление почвы в местах, где могут существовать угрозы помех переменным током. Эти данные можно использовать с измеренными потенциалами переменного тока для оценки теоретической плотности переменного тока в определенных местах при отсутствии купонов.

Мы здесь, чтобы помочь

Пожалуйста, позвоните доктору.Зи, нашему сертифицированному NACE специалисту по защите от коррозии / катодной защиты по телефону 412-952-9441, и сообщите нам, как мы можем помочь вам в расследовании блуждающих токов. Вы также можете отправить свой запрос на [email protected].

Будем рады услышать от вас!

Блуждающий постоянный ток |

Подвижные рельсы в электрифицированной тяговой системе постоянного тока являются одним из основных источников электромагнитных помех для внутренних и внешних металлических конструкций и сооружений, таких как строительные работы (путепроводы и туннели), трубопроводы и кабели.Основная электрическая роль ходовых рельсов состоит в том, чтобы формировать цепь возврата тока, а также составлять часть цепи сигнализации для управления движением поезда. Однако из-за несовершенной изоляции обратного контура от земли токи, протекающие по ходовым рельсам, могут протекать на землю, течь в почву и передаваться на близлежащие оголенные или несовершенно изолированные заглубленные металлические конструкции, которые предлагают пути с низким электрическим сопротивлением к земле. Текущий. Если блуждающие токи покидают металлические конструкции, могут возникнуть коррозия и повреждение, а также перегрев, искрение и пожар; Помехи в системах сигнализации и связи с низким уровнем защиты, создавая опасность для людей и оборудования как внутри, так и снаружи железной дороги или поездов.

Задача проектирования по ограничению силы тока, утекающего на землю, основана на требовании принудить обратный ток обратно к тяговой подстанции (TPS, источник постоянного тока) через намеченный обратный путь, то есть по ходовым рельсам. Когда четвертый рельс не используется в качестве выделенного проводника для обратного тока, требуется соответствующая изоляция ходовых рельсов от земли и, кроме того, низкое сопротивление ходового рельса (то есть низкое продольное сопротивление возвратной цепи).По сути, паразитный ток зависит от значения проводимости на единицу длины ходовых рельсов. Стандарт EN 50122-2 издания 1999 г. рекомендует значения удельной проводимости на единицу длины для областей, где существует эффективный риск значительных блуждающих токов. Эти значения могут быть достигнуты с помощью мер, принятых на стадии проектирования, таких как чистый балласт, изолированные шпалы, достаточный зазор между ходовыми рельсами и балластом, эффективный отвод воды, ходовые рельсы, встроенные в изолирующий слой, и размещение изоляционных слоев между гусеницы и поддерживаемая конструкция.Этот подход был пересмотрен в новой версии стандарта (издание 2010 г.), где в качестве практического значения вводится максимальное среднее значение паразитного тока на единицу длины 2,5 мА / м для однопутной линии. Предел допустимого блуждающего тока, указанный в, основан на практическом опыте эксплуатации железных дорог, электрифицированных постоянным током, и, как показано, представляет собой незначительный риск коррозии в течение 25 лет.

Поскольку непрактично измерять паразитные токи напрямую, оцениваются проводимость и потенциал бегущих рельсов относительно земли; кроме того, стандарт также определяет значения проводимости на единицу длины и среднего потенциала рельса (в течение 24 часов или кратных), которые нельзя превышать.Если эти требования не выполняются, необходимы дальнейшие исследования. В любом случае, когда такие положения, как расстояние между подстанциями, проектирование строительных конструкций и перекрестное соединение ходовых рельсов, недостаточны для минимизации эффектов паразитного тока, можно рассмотреть возможность использования коврика для сбора паразитного тока. Устройства ограничения напряжения (VLD) также могут быть предусмотрены в качестве защитной меры для предотвращения недопустимых напряжений.

---

Коррозия, вызванная рассеянным током

Когда обратный ток, протекающий по направляющим рельсам к TPS, находит альтернативный путь с низким сопротивлением намеченного пути, например, обнаженная или не полностью изолированная металлическая конструкция, закопанная в почве или в бетоне (например,g., трубопроводы, резервуары, арматурные стержни, кабели), он может протекать на землю или бетон и течь в металлической конструкции, которая действует как жертва помех. Величина утечки зависит от падения напряжения в шине (в зависимости от тока, протекающего по шинам, и сопротивления рельсов) и сопротивления рельсов относительно земли. Каждый электрический разрыв рельсовых цепей увеличивает утечку паразитных токов (даже до 50% обратных токов), и их мгновенная сила в земле может достигать сотен ампер.

Тяговые паразитные токи имеют динамический характер: их интенсивность и направление потока непрерывно меняются в зависимости от тяговой нагрузки и расположения электровозов по отношению к ТЭЦ. Следствием этого являются динамические изменения потенциала подземных конструкций и их случайные периоды анодной (коррозия) и катодной (отсутствие коррозии) поляризации. Почва, окружающая заглубленные конструкции, так же как и бетон, является электролитом. В случае паразитного тока, выделяемого системой тяги постоянного тока, электрические помехи приводят к катодной реакции восстановления кислорода, когда ток входит в металлическую структуру, и к анодной реакции растворения металла, когда ток выходит из металлической структуры.В анодных точках коррозионное воздействие локализовано и обычно начинается с образования ямок, которые затем могут увеличиваться в количестве и размере. Ситуация с электрическими помехами, создаваемыми железной дорогой постоянного тока на металлической конструкции, проиллюстрирована на следующем рисунке.

---

Система сбора случайных токов

Система сбора паразитного тока — это средство для улавливания паразитного тока, который течет из ходовых рельсов, чтобы обеспечить путь с низким сопротивлением для самого паразитного тока, тем самым избегая возможных помех сторонним инфраструктурам.Для этого можно использовать верхний слой арматурных стержней в бетонном полотне пути тягово-сцепной системы. Такой мат для сбора паразитного тока выполняет двоякую функцию: он работает как структурная опора и как проводящий путь для паразитного тока. Арматурные стержни свариваются друг с другом в секции, и секции соединяются вместе таким образом, чтобы обеспечить непрерывный путь с низким сопротивлением для собранного паразитного тока. Философия проектирования паразитных токов основана на требовании минимизировать начальную генерацию паразитных токов, контролировать течение тока утечки и гарантировать адекватное электрическое разделение между системой сбора паразитных токов и железнодорожными и внешними конструкциями.Это достигается за счет следующих проектных мероприятий:

• Сведение к минимуму потенциала паразитных токов за счет эффективной конструкции тяговой подстанции (TPS) и цепи обратного тока рельса;
• Сведение к минимуму утечки тока за счет обеспечения высокой изоляции между рельсом и конструкцией.
• Управление распределением паразитного тока путем строительства и обслуживания систем сбора паразитного тока, чтобы обеспечить эффективный предпочтительный путь с низким сопротивлением для сбора и возврата тока;
• Поддержание либо электрического разделения между системой сбора и другими проводящими частями конструкции
  (туннели и Cut and Cover), либо полное включение всех потенциальных путей к земле внутри системы; и
• Минимизация продольной электропроводности несущих конструкций.

Полная реализованная система сбора паразитных токов схематично показана на следующем рисунке.

---

Источник: https://www.researchgate.net/publication/261132423 Снижение электромагнитных помех, создаваемых паразитными токами от системы тягового движения рельсов постоянного тока.

Блуждающий электрический ток — Sea Magazine

Оцинки на лодке вашего приятеля прослужат всего несколько месяцев, прежде чем их нужно будет заменить, и он уверен, что в старой лодке в следующем стапеле протекает паразитный электрический ток.Или вы отвозите лодку на верфь для планового технического обслуживания и замечаете, что необрастающая краска высыпалась или «приготовилась» вокруг металлических сквозных корпусов и там, где триммеры прикрепляются к корпусу. Вы немедленно диагностируете проблему и объявляете, что в марине должно быть блуждающее течение, и объявляете, что она «горячая».

Не ставьте на это. Источником большинства проблем со случайным током является лодка, на которой они возникают. В противном случае у всех в марине была бы такая же проблема. Но как узнать наверняка, что это за источник? Есть несколько тестов, которые можно выполнить, чтобы определить источник проблемы.

Испытание переменного тока утечки

Блуждающий ток — это самая сложная проблема коррозии для выявления и устранения, поскольку источником может быть любое место среди массы проводки на вашем судне. Первое, что нужно сделать, это измерить цепь док-станции, чтобы убедиться, что это не обратная связь от системы заземления док-станции. Испытание должно проводиться на пристани для яхт с включенным береговым источником питания и потребляемым питанием (например, оборудование на 120 В или работающее устройство). Наша пристань ежегодно проверяет каждый блок берегового питания, чтобы убедиться в отсутствии блуждающего тока.

Коррозия переменным током происходит гораздо реже, в основном из-за того, что высокое напряжение опасно, и к нему относятся с большим уважением. Более того, если есть утечка 120 В, есть вероятность, что ее обнаружат довольно быстро — большинство владельцев лодок не ценит случайных ударов. Количество замыканий на землю переменного тока невелико.

Тест рассеянного тока постоянным током

Утечки постоянного тока являются наиболее распространенной формой проблем, связанных с паразитными токами. Любая лодка, в которой используются высококачественные подводные металлы и имеет хорошую систему соединения, может выдерживать довольно большое количество паразитных токов, потому что ток низкого напряжения быстро рассеивается по всей системе.Небольшое количество, попадающее в подводные металлы, обычно покрывается цинком или рассеивается большим количеством металла.

Чтобы проверить наличие паразитного постоянного тока, проводится исследование коррозии с использованием хлоридсеребряного электрода, которое позволяет определить наличие паразитного тока, а иногда и его источник.

Защита

Лучшая защита от блуждающих токов — это хорошо обслуживаемая система заземления, но из-за того, что она скрыта от глаз, ее часто упускают из виду, когда дело доходит до технического обслуживания.

Назначение склеивающей системы — уравнять электрический потенциал разнородных подводных металлов, связав их все вместе проволокой. Преимущества системы скрепления широки, но малоизвестны. Во-первых, он служит для рассеивания утечек паразитного тока. Ток в двенадцать вольт, направленный на небольшой кусок металла, приведет к быстрому разрушению. Но те же 12 вольт, распределенные по гораздо большей поверхности, вызывают меньше повреждений пропорционально размеру открытой поверхности металла.Системы склеивания могут снизить вероятность коррозии металлов внутри и на дне лодки. Лодка, на которой установлено все оборудование, будет меньше подвержена коррозии.

Зеленый провод системы заземления не имеет ничего общего с электрической системой 120 В или 12 В, и поэтому никакое электрическое оборудование никогда не должно быть заземлено на систему заземления. Эти зеленые провода служат только для соединения или скрепления всех металлических деталей на лодке. К сожалению, некоторые капитаны-самоделки этого не понимают и используют это для заземления оборудования.

Фактически, существует четыре отдельных системы заземления: заземление постоянного тока, заземление переменного тока, заземление переменного тока (или соединение) и система заземления лодки. Можно добавить молнию и КВ радиоземли.

На большинстве прогулочных катеров зеленый соединительный кабель представляет собой тонкопроволочную луженую медь толщиной от 4 до 10 мм. Проблема, с которой сталкиваются многие владельцы лодок, заключается в том, что система соединения соединена в гирляндную цепь; следовательно, при обрыве провода или высоком сопротивлении резервирования не будет. Система соединения должна быть спроектирована с использованием качественных шин и луженой медной тонкопроволочной проволоки, а все фитинги должны быть возвращены к шинам.

Системы склеивания не требуют обслуживания. В них используются провода и обычные кольцевые зажимы с обжимом. Соединения проводов подвержены коррозии, и, поскольку электрический ток не очень хорошо протекает через корродированный металл, соединения необходимо периодически восстанавливать, для чего нужно отрезать старые клеммы и соединения и установить новую.

Когда фитинг подвергается коррозии и он прикреплен к системе защиты, ваш жертвенный анод будет усерднее работать, чтобы защитить его, и в конечном итоге анод быстро изнашивается, что может иметь дальнейшие последствия.Новый цинковый анод может исчезнуть через два-три месяца из-за неисправности в системе склеивания.

Нижняя краска

Какое отношение краска дна имеет к электрическим системам? С красками на медной основе много. Посмотрите на свои металлические сквозные корпуса, когда в следующий раз выйдете на верфь. Если вы видите большие уродливые ожоги вокруг всех ваших металлических сквозных корпусов — ореол — у вас проблема с блуждающим током. Краска для днища на медной основе сильно реагирует на рассеянный ток и служит отличным индикатором.Ореол легче увидеть с помощью черной краски, поскольку ореол обычно зеленый из-за содержания меди в необрастающей краске.

Продолжить чтение

(PDF) Анализ рассеянного тока

1

Анализ рассеянного тока

Авторские права Материал IEEE

Документ № ESW2011-28

Питер Э. Сазерленд, доктор философии, PE,

Сотрудник, IEEE

GE Energy Services

180 Индустриальный парк Роттердама

Скенектади, Нью-Йорк 12306

США

Питер[email protected]

Аннотация — Блуждающие токи, иногда называемые «нежелательными токами

», являются частью того же явления, которое называется «паразитное напряжение

». Блуждающие токи могут вызвать поражение людей электрическим током

в плавательных бассейнах. Паразитные напряжения, вызванные системой с заземленной нейтралью

, могут иметь серьезные последствия как для людей

, так и для сельскохозяйственных животных. Они могут причинить травмы

людям и сельскохозяйственным животным аналогично шаговым и

контактным потенциалам на подстанциях, только дома и на ферме

.Несчастные случаи с людьми обычно возникают в результате поражения электрическим током

опасности в плавательных бассейнах, ваннах, подвалах и других

влажных местах. Этот документ начнется с обсуждения типовой системы распределения электроэнергии

для домов и ферм

в США, а также внутренней системы электропроводки, которую она питает. Поток токов

как для несимметричных нагрузок, так и для замыканий на землю

будет оценен. Будет рассчитан уровень опасности для различных конфигураций

.Наконец, будут изучены методы восстановления

.

Термины индекса — Блуждающий ток, паразитное напряжение, многозаземленный

нейтраль.

I. ВВЕДЕНИЕ

Блуждающие токи, иногда называемые «нежелательными токами»

, являются частью того же явления, которое называется «паразитное напряжение».

Поражение людей электрическим током задокументировано в EPRI Technical

Brief on бассейны [1]. Подробное описание паразитных напряжений

, вызванных многозаземленной нейтралью, и

их воздействия на людей и сельскохозяйственных животных можно найти в справочнике

USDA [2].Они могут причинить травмы людям

и сельскохозяйственным животным, подобным образом шагая и касаясь потенциалов

на подстанциях, только дома и на ферме

. Несчастные случаи с людьми обычно возникают в результате поражения электрическим током

опасности в плавательных бассейнах, ваннах, подвалах и других

влажных местах. Это привело к разработке прерывателя тока замыкания на землю

(GFCI). Несчастные случаи на ферме

животных обычно происходят от коров, получивших удары в коровниках

от контакта с металлическими предметами, особенно во время доения.

Низкие уровни электрического тока, недостаточно большие, чтобы вызвать

болезненных ударов, могут вызвать снижение надоев молока. Этот документ

начнется с обсуждения типичной системы распределения электроэнергии

для домов и ферм в США, а также внутренней системы электропроводки

, которую она питает. Будет оценен поток токов для

, как несбалансированных нагрузок, так и замыканий на землю,

вместе с напряжениями, связанными с токами.

Уровень опасности для различных конфигураций будет равен

. Наконец, будут изучены методы восстановления.

II. ТРЕХФАЗНАЯ МНОГОЗАЗЕМЛЕННАЯ НЕЙТРАЛЬНАЯ ЛИНИЯ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ

Многопозиционная заземленная нейтраль общего назначения, широко используемая в

в США, предназначена для распределения тока нагрузки между землей и проводником

. Фазовые жилы монтируются на изоляторах

сверху полюсов. Однофазная версия аналогична

, за исключением того, что на полюсах имеется только один фазный провод.

Нейтральный провод монтируется на изоляторах со стороны

полюса. Примерно через каждые мили (0,4 км) наносится грунт

. Заземление состоит из заземляющего стержня с сопротивлением заземления

не более 25 Ом. Он соединен с нулевым проводом

с помощью провода, идущего вверх по полюсу.

Таким образом, нейтральный проводник используется как нейтральный провод

, так и провод заземления системы.

Используемый здесь анализ основан на методе

Kersting [3].

Проблемы безопасности с этой системой:

• Шаговое напряжение и напряжение прикосновения, которые могут возникнуть из-за

чрезмерных токов заземления

• Перенапряжения на нейтральном проводе системы, которые

могут представлять опасность для коммунальных работников.

III. ВТОРИЧНЫЕ СИСТЕМЫ: ОДИНАРНАЯ СИСТЕМА 120/240 В

ФАЗА

Большинство бытовых услуг питаются от знакомого однофазного трансформатора на 120/240 В с центральным отводом

.[4]

Электробезопасность в доме связана с двумя основными проблемами

: поражением электрическим током от контакта с проводниками под напряжением

и возгоранием электрического тока из-за коротких замыканий. Здесь мы

рассмотрим опасность поражения электрическим током. Напряжение от проводника

, независимо от того, является ли он горячим или нейтральным по отношению к земле, будет вызывать ток

через тело человека, который затем может вызвать

ощущение шока, травмы или смерти.Чтобы свести к минимуму

опасностей в доме, наложены ограничения на величину напряжения

, величину тока и продолжительность воздействия. Величина напряжения

ограничена посредством заземления, величина тока

— последовательным импедансом системы и

— сопротивлением человеческого тела, а продолжительность — временем до

срабатывания защитного устройства, обычно заземления. неисправность цепи

прерыватель (GFCI).

Опасность поражения электрическим током возникает из-за контура заземления между заземлением

на опоре и землей на служебном входе

, как показано на рисунке 1.Прикоснувшись к заземленной нейтрали, человек

становится параллельно сопротивлению заземления

, через которое может протекать ток, и

«Блуждающие токи» «Нежелательные токи» «Токи утечки» И что между ними

«Хроническая болезнь» промышленной электроэнергетической инфраструктуры

ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Производство и маркетинг систем GES

Содержание:

1.Введение

2. Существующие типы паразитных токов

3. Причины токов в заземлении и токи утечки

4. Причины паразитных токов без включения заземления

5. повреждения и риски от блуждающих токов

6. Законодательство о блуждающих токах

7. Существующие решения проблемы блуждающих токов

8.Связь между блуждающими токами и электромагнитным излучением

9. Опасности электромагнитного излучения (ELF)

10. Список цитируемых источников

11. Резюме

1. Введение

Блуждающие токи , как они определены, представляют собой электрические токи, путь которых не является их естественным и оптимальным маршрутом.

Оптимальное состояние — это когда шнур питания, в котором ток определенной фазы течет по направлению к потребителю, тот же ток возвращается в нейтральный проводник, другими словами, в полностью изолированной электрической цепи от земли и других электрических цепей.

Но на самом деле ситуация иная. например, ток, который достигает коммутационной панели по питающему кабелю через фазные проводники, должен, оптимально, возвращаться к тому же питающему кабелю через «нейтральный» провод.

Если, однако, по какой-либо причине ток возвращается к источнику через другой провод (заземление, нейтральный провод другого кабеля, через любое металлическое приспособление или через землю), это вызывает дисбаланс в питающем кабеле и другом проводе. дирижер, как описано ранее, также выходит из равновесия.

то это блуждающие токи.

Блуждающие токи присутствуют почти в каждой электрической инфраструктуре, промышленных зданиях и

Промышленной инфраструктуре, на заводах, в школах, больницах, офисных зданиях, жилых зданиях и на линиях электропередач общего пользования.

Поскольку электрическая инфраструктура пропускает больший и разветвленный ток, опасность становится все более распространенной.

Эта ситуация наносит серьезный ущерб здоровью и экономике, а также представляет опасность для жизни.Далее в статье я подробно расскажу обо всех убытках и рисках, которые существуют в связи с проблемой паразитных и нежелательных токов.

2. Существующие типы блуждающих токов

2.1. Токи утечки (токи утечки на землю)

2.2. Блуждающие токи в электрических инфраструктурах, не связанных с заземлением.

3. Причины возникновения токов на землю и токов утечки

3.1. Износ и потеря изоляции между фазным и / или нейтральным проводниками и заземлением — в этой ситуации токи, проходящие от оптимальной электрической цепи, утекают на землю и через заземляющие или заземляющие проводники возвращаются к источнику питания.

3.2. Умеренный износ электросети и подключенных электроприборов —

Факторами являются перегрев и ослабление соединений.

3.3. Проникновение воды или проникновение животных. Таким образом, создается соединение с сопротивлением между фазным проводом и заземлением.

3.4. Неисправность в корпусе.

3.4.1. Один или несколько держателей нейтральной шины сломаны и упали на конструкцию заземленного корпуса.

3.4.2. Электропроводка нейтральных проводов прикреплена к конструкции корпуса и может потерять изоляцию, таким образом, касаясь проводящей заземленной области.

3.4.3. Дверь корпуса (коммутационная панель) закрывается на нейтральный провод — из-за плотной и тесной конструкции корпуса.

3.5. Ошибка подключения и переключения между нулевым проводом и заземлением. Я был свидетелем ряда случаев, когда электрик по ошибке подключал нейтральный провод к шине заземления, а заземляющий провод — к нулевой шине.Подключенная таким образом цепь работает нормально, поскольку разность потенциалов между фазой и нейтралью или между фазой и заземлением одинакова.

3.6. Двойная заземленная нейтраль (DGN) — очень распространенная ошибка проектирования, которая может создавать токи в заземлении. ДГН и иногда даже большое количество перемычек в одной электроустановке.

Израильский ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОДЕКС прямо указывает, что в электроустановке должно выполняться только одно соединение (заземление и средства защиты от поражения электрическим током — Глава 7, Раздел 40 C)

Однако, поскольку законы и положения, касающиеся заземления и подключения, многочисленны сложный и незнакомый многим дизайнерам оригинальный дизайн иногда страдает двойным склеиванием.Вот несколько примеров:

3.6.1. Как хорошо известно, при подключении генератора каждый генератор должен выполнять метод заземления, но когда система переключения генератора имеет три полюса, а не четыре (без переключения нейтрали), где есть основное заземление, мостовое кольцо и эквипотенциальность и генератор находится в той же зоне воздействия, запрещается выполнять заземление генератора, поскольку это представляет собой двойное соединение (DGN).

(Источник: Faza Acheret — конфигурации подключения стационарных генераторов к альтернативному источнику питания)

3.6.2. В подъездах жилых домов реализовано резервное соединение с методом защиты TNCS.

Это обычное явление, когда потребление от электросети с использованием метода TNCS, провод PEN должен быть подключен к шине выравнивания потенциалов (соединение). Это также необходимо, если проверка контура короткого замыкания показывает, что сопротивление достаточно низкое для активации защиты. Затем создается ситуация, при которой ток, возвращающийся от потребителя к основной плате, разделяется в этой точке на два разных направления, достигая источника питания, основная часть проходит через проводник PEN, но значительная часть проходит через землю и инфраструктуры заземления, и даже через арматурную сталь здания.

Мне приходилось сталкиваться со случаями, когда на одинаковой конструктивной основе, с одним и тем же основным заземлением и заземляющим кольцом подрядчик строил несколько входов в жилые дома, выполняя соединение в каждом из них. Это привело к появлению большого количества рабочих токов в заземлении и фундаменте, в арматуре, а также к магнитным полям и сильному электромагнитному излучению СНЧ.

IEC проверяла и ошибочно одобряла это здание перед заселением в течение почти 20 лет.

Рисунок 1 Электрическое соединение x4 в конструкции с общим заземлением

3.6.3. В объекте с питанием от TNS — дополнительное соединение выполняется на входе в объект

Когда электрический ввод в структуру осуществляется методом TNS, выполнение другого соединения полностью избыточно, это DGN.

Это особенно актуально, когда проектировщик не обращает внимания на источник заземления в установке, имея мотивацию улучшить заземление.

4.Причины возникновения блуждающих токов — без заземления

4.1. Питание определенной цепи одновременно от двух разных источников питания.

Это довольно распространенное явление. Общие причины:

4.1.1. Электромонтажные работы для настройки — в местах, где недвижимость иногда сдается в аренду различным арендаторам, и для того, чтобы настроить недвижимость в соответствии с потребностями арендатора, недвижимость можно разделить по-разному. В этих ситуациях следует выполнить электромонтажные работы, чтобы разделить свойства и подать питание каждой части на отдельную электрическую панель, отменяя старые источники питания.Во многих случаях работа не выполняется профессионально и скрупулезно. Это может привести к одновременному питанию электрических цепей от двух разных электрических панелей.

4.1.2. Бывают случаи, когда из-за жалобы на перебои с электричеством

вызывается электрик, не знакомый с местной схемой электрооборудования.

Таким образом, он не обнаружил, что выключатель вышел из строя, в результате он предпочел подать новый ввод от ближайшего электрического щитка, не прерывая старую подачу.

При первой возможности, когда кто-нибудь проходит мимо электрического щита, где выключатель вышел из строя, включите его, и тогда цепь будет запитана от двух электрических щитов одновременно.

4.1.3. При выполнении модификаций освещения, из-за перераспределения комнат, пространств, были обнаружены соединения между разными цепями только по обратной фазе, а нейтраль осталась от старой цепи, другой цепи освещения. В этой ситуации большая часть осветительных приборов питается одновременно от двух разных цепей.Фаза от контура «А» и нейтраль от контура «В»

4.1.4. Электрические панели, включающие два или более поля, которые четко не разделены, что приводит к неправильным соединениям между полями. Во многих случаях, когда есть электрическая панель, которая содержит более одного поля, например, плата, разделенная на существенное поле и второстепенное поле, если плата четко не разделена и должным образом подписана, возможно, что при добавлении В будущих схемах соединения будут выполняться с участием двух полей.

Например, фаза от существенного поля и нейтраль от несущественного поля. Это явление вызывало в прошлом серьезную аварию, вызванную поражением электрическим током, когда технический специалист IEC, отключавший питание от трансформатора на конструкции, в которой был резервный генератор, получил обратное питание от конструкции, когда определенная цепь была подключена в сюда. Отключение питания в конструкции отключило только нейтральную линию от цепи, и она продолжала получать фазную линию от генератора.При отключении трансформатора на нейтральной линии было создано напряжение 230 В, что и стало причиной аварии.

(Статья Рони Синая — МЭК)

4.1.5. При использовании методов заземления TN для двух или более трансформаторов в одной установке вместо прямого перемычки между точкой звезды трансформатора и подключением ближайшего к шине выравнивателя потенциалов, к каждому трансформатору выполняются отдельные подключения методом заземления, создавая между ними токи паразитного замыкания.(Предполагая, что безобрывный переключатель не отключает нейтраль)

4.1.6. Подключение больших систем ИБП, где соединение нейтрали на входе и соединение нейтрали на выходе из системы подключены к одной и той же шине нейтрали. Поскольку система ИБП имеет гальваническое соединение между входом и выходом нейтрали, необходимо убедиться, что эти две цепи не были соединены вместе вне ИБП.

Это схема случая, с которым я столкнулся. На выходе из ИБП был установлен трехпозиционный переключатель, а точка нейтрали на выходе из ИБП была подключена к шине нейтрали, к которой также был подключен нейтральный проводник системы ИБП.

В этой ситуации на входе и выходе из системы были измерены паразитные токи 17 ампер.

Заказчику посоветовали заменить переключатель на 4-полюсный, а также отключить нейтраль.

4.1.7 Когда в одной электроустановке с резервным генератором, в которой

переключатель не переключает

нейтральный проводник, и имеется более одной панели с таким переключателем

A, поэтому все нейтрали подключены

Среди них на объекте.Это создает ситуацию, когда электрическая панель

получает два нейтральных основных проводника,

от двух разных питающих кабелей, одновременно. Затем токи, возвращающие

к полосе нейтралей на панели

разделяются между двумя нейтралами и, таким образом, разбалансируют два питающих кабеля

.

5. Повреждения и риски от блуждающих токов

5.1. Электромагнитное излучение КНЧ — Каждый случай возникновения паразитных токов, токов в заземлении и токов утечки вызывает сильные магнитные поля и электромагнитное излучение КНЧ.Магнитные поля, излучаемые любым силовым кабелем, ослабляются в квадратичной пропорции по мере удаления от них, в то время как магнитное поле блуждающих токов ослабевает прямо пропорционально расстоянию от них.

В результате уровень электромагнитного излучения от блуждающих токов достигает гораздо больших расстояний и представляет большую опасность для здоровья (см. Опасности электромагнитного излучения)

5.2. Опасность поражения электрическим током — Блуждающие токи вызывают опасность поражения электрическим током, вот некоторые примеры:

5.2.1. Электрическое устройство (потребитель) с утечкой на землю имеет серьезное повреждение изоляции, и поэтому токи текут на землю. В этом случае ток, протекающий на землю, может быть слишком низким для срабатывания защиты. Эта ситуация может представлять две возможные опасности:

1. При случайном или из-за износа заземление отключается, а затем, когда устройство становится электрифицированным, представляет собой реальную опасность поражения электрическим током.

2. Опасное напряжение прикосновения к токопроводящей оболочке, и поскольку ток, протекающий в заземлении, умножается на сопротивление заземления (которое в этом случае, вероятно, велико, иначе сработала бы защита), возникает опасное напряжение прикосновения.

5.2.2. Корпус с двойным скреплением (с целью объяснения опасности, которую он представляет, независимо от того, как она возникла). В этой ситуации предположительно имеется два проводника, которые функционируют как нейтральный провод, через которые ток возвращается к источнику питания, через нейтральный провод и заземляющий провод. Теперь давайте предположим, что по какой-то причине исходный нейтральный проводник отключен, и в этом случае все будет продолжать нормально работать, поскольку заземляющий провод служит нейтральным проводом и теперь является исключительным в этой роли.Это может оставаться незаметно и без всякого указания на долгое время. Затем, в следующей ситуации, прибывает профессионал, такой как сантехник, или подрядчик по ремонту, или электрик, и по некоторым причинам отключает заземление, и не ожидает, что этот электрический проводник будет иметь опасное напряжение, но после отключения заземляющий провод, со стороны потребителя будет опасное напряжение (V230). Это ситуация, которая может плохо кончиться. Было много случаев, когда водопроводчики получали удар током при демонтаже водопровода, который, по всей видимости, служил источником заземления и по которому протекал ток до его демонтажа.

5.2.3. Мы часто встречаем случаи, когда потребитель или цепь подключаются к фазе от существенного поля и нейтрали от второстепенного поля или наоборот. Это может привести к ситуации, когда одно поле заранее отключено, напряжение вернется с другого поля, когда ожидается, что это поле будет отключено от электричества. Тогда электрик может получить удар электрическим током.

Конечно, может возникнуть ситуация, даже если одна цепь временно

питается от двух разных схем.

5.3. Риск возгорания — Предположим, что произошло двойное соединение, возникшее случайно или в результате износа электрической панели или некоторого электрического корпуса проводниками с относительно небольшой площадью поперечного сечения.

Здесь есть два основных риска:

5.3.1. Обычно через эти соединения может проходить большой ток, поэтому часть тока будет течь к заземляющему проводнику. Сильный ток, протекающий в проводниках с малым поперечным сечением, вызовет перегрев, искрение и даже возгорание.

5.3.2. Во время плановой проверки, периодически выполняемой инспектором, он должен измерить полное сопротивление петли короткого замыкания и из-за двойного соединения получит низкий результат, который не отражает сопротивление фактической петли замыкания в установке. Затем, основываясь на этом результате, он настроит магнитную защиту главного выключателя или отменит главное реле утечки (что было большой неприятностью и иногда срабатывало из-за этого очень двойного соединения) с этого момента, ясно что нет защиты от короткого замыкания на землю, и если такое короткое замыкание произойдет, токи будут очень большими и защиты не будет.Эта ситуация может закончиться возгоранием.

5.3.3. В случае удара молнии в землю или в случае короткого замыкания на землю большая часть развивающегося тока будет проходить через двойное соединение к нейтральному проводнику, а оттуда к подключенным электроприборам, и это может вызвать необратимое повреждение устройство и, в худшем случае, даже пожар.

5.3.4. В случае, если это произошло во время проведенного теста, внутри электрической панели был обнаружен свободный нейтральный провод, который касался корпуса платы и генерировал искры (из-за тока, протекающего в двойном соединении).Всем понятно, что искры на электрическом щите могут закончиться возгоранием, особенно во взрывоопасных зонах

5.4. Отходы энергии — неиспользованные заземленные токи — это пустая трата энергии и увеличивает расходы на электроэнергию. Как объяснялось в предыдущих разделах, бывают случаи, когда развивающиеся токи недостаточно высоки для активации защиты, и затем относительно высокие токи постоянно протекают к земле.

5.5. Помехи электронным, контрольным и измерительным устройствам — часто для предотвращения шума из окружающей среды используются экранированные кабели управления (заземленный экран), но что происходит, когда большие токи проходят через заземление и через экран? Это вызывает сильный шум и помехи в работе этих устройств.

Кроме того, сильные магнитные поля способствуют усилению этих возмущений.

5.6. Повторные отключения электроэнергии — в местах, где сопротивление контура короткого замыкания недостаточно низкое для срабатывания защиты, устанавливаются реле утечки, которые более чувствительны к токам утечки и которые довольно часто имеют тенденцию вызывать частые отключения электроэнергии при наличии блуждающих токов. Явления нескольких УЗО, которые срабатывают одновременно без четкого объяснения срабатывания реле утечки и других защит.

5.7. Коррозия в арматуре, водопроводных трубах и других металлических изделиях.

(См. Статью о повышенной коррозии из-за блуждающих токов)

5.8. Ошибка при измерении петли полного сопротивления повреждения (устройством LT) — когда тест проводится в активном месте (не в новой установке), тест выполняется без отключения питания, и если есть DGN, результат не отражают фактическое сопротивление петли короткого замыкания.

Для получения истинного результата необходимо отключить питание и разобрать основной заземляющий провод и проверить его в автономном режиме, без подключения к полосе заземления.

Учтите, что по результату настраивается магнитная защита главного выключателя. Затем, поскольку испытание показало, что сопротивление относительно низкое, регулировка магнитной защиты будет выше, и в результате может произойти реальное короткое замыкание на землю, защита не сработает и возникнет большой ток. течь на землю, что, как уже упоминалось, может вызвать пожар и потерю энергии.

6. Законодательство о паразитных токах

Код, очевидно, запрещает неправильные соединения, двойное соединение, плохую изоляцию и все другие неисправности, вызывающие паразитные токи.Однако на практике подходящего технологического решения проблемы нет. В подавляющем большинстве случаев даже обычные испытания, проводимые электриками, не выявляют вышеуказанных неисправностей. Как описано в статье, даже IEC допускает ошибки, вызывающие сильные паразитные токи.

7. Существующие решения проблемы блуждающих токов

Как правило, в существующих электрических установках нет предупреждения о вышеуказанных неисправностях, и эти неисправности со временем умножаются как из-за неисправных соединений, так и из-за поломки неисправностей.

В большинстве случаев проблемы обнаруживаются только после аварии или при выполнении планового радиационного теста. Тогда выходом обычно является установка перегородок из специальных материалов, предотвращающих проникновение излучения туда, где находятся люди, но это, конечно, не решает проблему, а скорее «заметается под ковер».

На сегодняшний день доступны следующие решения:

7.1. реле утечки (RCM — также есть многоканальные), которые показывают токи утечки, но на заводе, где есть проблема с остановкой производства из-за этих предупреждений, в большинстве случаев эти защиты обходятся и игнорируются.

7.2. УЗО — Проблема будет в том, что потребуется большое количество УЗО, и это будет представлять собой проблему пространства, больших затрат и множества отключений электроэнергии

Технологические решения, существовавшие до сих пор, вызвали индикацию утечки на землю, но как мы узнали из этой статьи, существует широкий спектр ситуаций, которые могут вызвать это, и существующие решения не указывают источник неисправности и причину. Следовательно, из-за непонимания со стороны владельца объекта предупреждения отключаются, и производство продолжается в обычном режиме, не осознавая связанный с этим риск.

8. Связь между паразитными токами и мощным электромагнитным излучением

Силовые кабели содержат фазный и нейтральный проводники.

В оптимальном режиме, согласно первому закону Кирхгофа, общая сумма токов в кабеле должна быть равна нулю (где ток в нейтрали равен сумме токов в фазах и противостоит ей).

В этой ситуации кабель не создает вокруг себя магнитного поля, и в любом случае поле рассеивается и исчезает на расстоянии нескольких десятков сантиметров.(мощность магнитного поля уменьшается квадратично с расстоянием). Это связано с тем, что каждый провод создает вокруг себя магнитное поле с определенной векторной силой, и в сумме всех проводов кабеля они нейтрализуют друг друга, и в целом нейтрален.

В случае, если часть тока, проходящего через кабель, не возвращается через него, рассматриваемый баланс исчезает, и кабель становится проводником, удерживающим вокруг себя магнитное поле, которое является функцией дисбаланса мощности в кабеле.

Эта ситуация может возникнуть, когда часть тока возвращается через заземление или через другую цепь к источнику входа.

В этой ситуации напряженность магнитного поля уменьшается прямо пропорционально расстоянию !! И не в квадратичной пропорции, например, когда есть баланс.

В случае заземляющих кабелей, которые не являются частью цепи, в которой не ожидается протекания рабочего тока. Они предназначены только для случаев отказа, чтобы предотвратить поражение электрическим током, направить ток на землю и активировать защиту.

Но когда через них протекает ток, и его мощность еще не срабатывает, этот заземляющий провод создает вокруг себя магнитное поле, интенсивность которого зависит от тока, протекающего через него.

Так как в случае возникновения паразитных токов и неработающей защиты, индикации срабатывания нет и все потребители предположительно работают в обычном режиме, возникает опасная ситуация, когда люди в непосредственной близости от силовых кабелей подвергаются интенсивному излучению. уровни в течение длительного времени и подвергаются их опасному влиянию.

В большинстве случаев электрические кабели проложены в конструкции над потолком или под землей и на большой длине по всей конструкции, но это не препятствует распространению магнитных полей на большой радиус. Офис, расположенный над потолком, где проходят силовые кабели, воздействие может быть ограничено не только определенной комнатой, но иногда целым этажом или определенной стороной здания (в зависимости от пути кабеля)

9 Опасность электромагнитного излучения (ELF)

Министерство охраны окружающей среды выбрало верхние пороги допустимого воздействия в качестве компромисса и баланса между опасностью и необходимостью удаленности от источников излучения, а также способностью израильского общества финансировать деятельность с этой целью.

Он основан на принципе предосторожности и для сокращения площадей, на которых действуют ограничения на строительство из-за опасности излучения.

Цель министерства — минимизировать, насколько это возможно, с помощью существующих технологических средств и при разумных затратах воздействие на население уровней электромагнитного излучения.

В настоящее время нет обязательных законов или постановлений, определяющих пороговые значения допустимой напряженности магнитного поля. Однако существуют следующие рекомендации: Острое кратковременное воздействие до 1000 миллигаусс и до 4 миллигаусс для среднего непрерывного воздействия в день.

Существуют правила, касающиеся проектирования новых объектов и получения разрешений, в соответствии с ожидаемыми уровнями излучения от систем производства и передачи электроэнергии.

В Законе о радиации и / или в рекомендациях отсутствует ссылка на ситуацию, при которой в вышеуказанных системах возникнут электрические неисправности, что в будущем приведет к увеличению уровней излучения, значительно превышающих расчетные. на момент получения разрешительных документов.

Министерство сформировало комитет экспертов по магнитным полям от электросети, и в марте 2005 года был представлен отчет от их имени.

Комитет получил информацию о том, что воздействие радиации свыше 4 миллигаусс увеличивается в 2 раза, вероятность заболеваемости детским лейкозом.

График показывает максимально допустимый уровень излучения относительно времени воздействия:

В 2013 году решением правительства был создан Центр «Тнуда», цель которого — собрать как можно больше информации по этой теме.Руководителем центра является профессор Сигал Садецки, директор отдела эпидемиологии рака и радиации Института Гертнера.

Ниже приводится цитата с сайта, на котором описывается соответствующая информация:

«Влияние длительного воздействия низкочастотного электромагнитного поля на здоровье населения изучается более 30 лет, с тех пор как пара исследователей , Нэнси Вертхаймер и Эд Липер обнаружили повышенный риск развития лейкемии у детей до 19 лет, когда в их домах измеряли относительно высокий ток, что было связано с магнитным полем, создаваемым электрическим током.«

10. Список цитируемых источников

10.1. Сайт Damada, статья об электромагнитном поле — Часть 1.

10.2. Информационный буклет Faza Acheret — Схема подключения генераторов…

10.3. Информационный буклет Faza Acheret — Поражение электрическим током из-за возврата напряжения в сеть

10.4. Закон об электроэнергии

10.5. Сайт Министерства охраны окружающей среды

10.6. Сайт «Тнуда»

11.Резюме

В заключение я хотел бы подчеркнуть и напомнить всем нам, что неизбежный прогресс всегда влечет за собой новые риски.

Если бы не было электричества или сотовых телефонов, не было бы так много источников радиации, а если бы не было транспортных средств, не было бы дорожно-транспортных происшествий.

В этой статье освещается давняя хроническая проблема промышленной электроэнергетической инфраструктуры, не имеющая подходящего технологического решения. Пришло время, когда эта проблема (блуждающие токи, вызывающие широкий спектр опасностей) возникнет и будет устранена от корня.Сегодня это возможно. наше решение

Система GES может отслеживать эти токи и даже указывать их местоположение и источник в инфраструктуре электроснабжения.

Хотя мы идем на компромисс в отношении рисков, связанных с прогрессом, опасности, описанные в этой статье, можно и нужно предотвратить.

Генерация паразитных токов, влияние помех и контроль | КОРРОЗИЯ NACE

РЕФЕРАТ

Блуждающие токи, в основном известные своим пагубным коррозионным воздействием на подземные конструкции, можно эффективно контролировать путем принятия конкретных мер как в источнике генерации, так и в затронутых структурах.В этой статье обсуждаются наиболее серьезные источники образования паразитных токов, возникающие в результате проблемы и многочисленные методы контроля, которые можно использовать для сведения к минимуму проблем с коррозией и безопасности. Также обсуждаются проблемы безопасности, связанные с системами питания постоянного тока.

ВВЕДЕНИЕ

В индустрии коррозии, когда делается ссылка на рассеянный ток, это означает рассеянный электрический постоянный ток. Блуждающий ток можно определить как ток, отклонившийся от своего обычного или предполагаемого пути.

Постоянный ток, попадающий в землю, улавливается и впоследствии отводится в землю подземными металлическими конструкциями, такими как трубопроводы. Область конструкции, из которой ток выходит в землю, будет подвержена электрохимической коррозии. В зависимости от величины и продолжительности блуждающего тока коррозия конструкции может быть значительной и вызвать серьезные последствия, такие как шины, физические повреждения и травмы персонала.

Поэтому важно понимать, что такое блуждающий ток; как он образуется, как его можно обнаружить и как можно уменьшить и / или смягчить его воздействие на подземные металлические конструкции. Самый большой и самый известный источник паразитных токов — это электрические железные дороги, в которых используется тяговая система постоянного тока. Рельсы используются как проводники для возврата тока к источнику питания. Некоторые другие источники постоянных блуждающих токов: системы катодной защиты с наложенным током, системы постоянного тока высокого напряжения (HVDC) и сварочные работы на постоянном токе.

Контроль / ослабление блуждающих токов можно выполнить с помощью: изменения в объектах транспортной системы (источник паразитного тока), путем применения катодной защиты к поврежденной конструкции, путем подключения конструкций к цепи отрицательного обратного тока тяги, путем электрической изоляции конструкции на короткие участки.

ИСТОЧНИКИ БЕЗОПАСНОГО ТОКА

Наиболее значительными источниками паразитного тока являются: транзитные системы для рельсов постоянного тока, системы шахтных рельсов, системы катодной защиты с подавленным током, системы постоянного тока высокого напряжения и сварочные работы на постоянном токе.

Системы железнодорожного транспорта

Существуют два типа систем железнодорожного транспорта: тяжелая и легкая железная дорога.