Блуждающие токи

Так называемые блуждающие токи представляют собой упорядоченное перемещение электрических зарядов в толще грунта, возникающее при использовании последнего в качестве проводника. Под воздействием этих перемещений происходит неконтролируемое коррозийное разрушение металлических объектов, имеющих непосредственный контакт с землёй. Как правило, они появляются в проложенных в грунте трубах, а также распространяются по элементам строительных коммуникаций и оболочкам электрических кабелей.

Картинка 1 Образное представление

Источники наблюдаемого явления

Блуждающие токи возникают вне зоны их воздействия на данный металлический объект или конструкцию. Наиболее распространённой причиной их появления являются расположенные поблизости от объекта путевые железнодорожные или трамвайные линии, по элементам которых происходит стекание во влажный грунт.

Конкретными источниками протекающих в земле токов являются проводящие участки, входящие в состав следующих образцов действующего электрооборудования:

• Линии метрополитена;
• Трамвайные и железнодорожные пути;
• Электрические подстанции постоянного и переменного напряжения, оборудованные «мощными» заземлителями.

К этому перечню может быть причислен ряд других энергетических систем, при работе которых образуются блуждающие токи.

Провода во всех перечисленных выше видах транспорта соединены с плюсовой клеммой генератора тяговой подстанции, минус же подключается непосредственно к рельсовым путям или другим заземлённым конструкциям.

Образование блуждающих токов

Причины их появления

Блуждающие токи образуются в грунте по следующим основным причинам:

• Неграмотный подход к заземлению путевых подстанций и другого электрооборудования, состоящий в умышленном выборе в качестве нулевых проводников размещённых в земле трубных магистралей;
• Неправильное подключение электрических потребителей, через которые возможно образование разрушительных электрических связей;
• Выход из строя изоляции кабелей, а также проводки эксплуатируемого электрооборудования;
• Деформация, ослабление контактов или аварийное «отгорание» имеющихся в схеме нулевых проводников.

Любое из перечисленных выше нарушений приводит к опасному растеканию по расположенным в грунте водопроводным магистралям, не только усиливающему коррозию, но и представляющему серьёзную угрозу для живых организмов.

Методы борьбы с этим явлением

Один из самых действенных способов борьбы со стекающими в землю (или блуждающими) зарядами – создание электрического барьера на пути их распространения. Этот метод состоит в надёжной изоляции элементов водопроводных линий от действующих электрических магистралей или же в замене подверженных коррозии стальных труб на пластиковые аналоги.

Помимо этого, возможны следующие приёмы устранения эффекта стекания:

• Максимально возможное снижение сопротивления участков рельсовых путей, осуществляемое путём тщательной сварки стыков и изоляции самих рельс от земли;
• Использование намеренно организованной анодной защиты, обеспечивающей получение нейтрализующего тока противоположного знака.

Все перечисленные методы обеспечивают частичную разгрузку рельсовых магистралей в части образования блуждающих токов. Рассмотрим каждый из этих подходов более подробно.

Изоляция от токов стекания

Такое решение имеет не только положительные стороны, но и определённые недостатки, причём последние проявляются чаще всего в электрическом заземлении конструкций. В данном случае в оборудовании подстанций повышается загруженность нулевых проводников, а также увеличивается сопротивление участка «фаза-ноль». Следствием этого может стать нежелательное их отгорание, со временем приводящее к перекосу фаз и выходу оборудования из строя.

Дополнительная информация. ПУЭ допускается вариант использования водопроводных коммуникаций в качестве заземляющих проводников.

Так что при их изоляции от земли, а также в случае замены пластиковыми изделиями, необходимо тщательно проверить (измерить) величину переходного сопротивления защитного заземления электрических подстанций.

Катодная защита

В этом случае для надёжной защиты стальных трубопроводов от распространения по ним блуждающих токов применяется специально организованная система анодных заземлителей. Для выполнения поставленной задачи используется дополнительный источник постоянного тока, включаемый в защищаемую цепь особым образом.

Его минусовой контакт подсоединяется непосредственно к защищаемому от блуждающих токов трубопроводу, а положительный полюс – к специальной системе заземлителей, используемых в качестве анода. При работе такого комплекса вредное явление стекания компенсируется постоянными токами противоположного направления.

Катодная защита

В заключение отметим, что с практической точки зрения наиболее эффективным методом достижения требуемой цели является не устранение последствий явлений стекания, а предупреждение их проявления и дальнейшего развития. Для этого специалистами соответствующих организаций производятся комплексные обследования всей системы электроснабжения с выявлением источников их образования.

В качестве превентивной меры защиты коммуникаций и трубопроводов от коррозии (блуждающих токов) на главных путях электрических линий укладываются рельсы новейшей конструкции. С той же целью дорожные организации переходят на более совершенные бесстыковочные способы укладки рельсов, в которых имеющиеся контакты шунтируют медными перемычками из провода повышенного сечения. Одновременно с этим на сильно разветвлённых магистралях отдельные участки соединяются в параллельные схемы.

Видео