Αδέσποτα ρεύματα, προστασία από αδέσποτα ρεύματα

Τα φέροντα στοιχεία της υποδομής μεταφορών, για παράδειγμα οι γραμμές τρένων και τραμ, δεν έχουν αξιόπιστη ηλεκτρική μόνωση από το έδαφος. Και καθώς το ρεύμα ταξιδεύει πίσω κατά μήκος των σιδηροτροχιών προς τον υποσταθμό έλξης, μέρος αυτού του ρεύματος περνά επίσης από το έδαφος.

Οι γειωμένες εγκαταστάσεις υψηλού ρεύματος, καθώς και οι διαρροές από γραμμές ηλεκτροδότησης, συμβάλλουν επίσης στην εμφάνιση ρευμάτων γείωσης. Τέτοια ρεύματα, που απλώς μεταφέρουν ηλεκτρισμό στο έδαφος, δεν έχουν σταθερό σχήμα, πλάτος και κατεύθυνση, οι διαδρομές διάδοσής τους στο έδαφος είναι ποικίλες, επομένως ονομάζονται αδέσποτα ρεύματα.

Αδέσποτα ρεύματα — επιβλαβή ηλεκτρικά ρεύματα στο έδαφος όταν χρησιμοποιούνται ως αγώγιμο περιβάλλον (για παράδειγμα, σε εγκαταστάσεις τηλεπικοινωνιών, συστήματα ισχύος τραμ, ηλεκτρικές ατμομηχανές εξόρυξης, κ.λπ.). Κάτω από τη δράση τους, συμβαίνει ηλεκτρόλυση και ταχεία οξείδωση. και καταστροφή μεταλλικών υπόγειων συσκευών (θηκάρια καλωδίων, αγωγοί, κτιριακές κατασκευές).

Είναι σαφές ότι σε αυτές τις περιπτώσεις το έδαφος παίζει το ρόλο ενός αγώγιμου μέσου και δεν είναι μόνο το έδαφος αγωγός εδώ, αλλά και μεταλλικές κατασκευές που είναι πλήρως ή εν μέρει υπόγειες, όπως αγωγοί, καλωδιακές γραμμές, υποστηρίγματα κυλινδρικών κ.λπ. . Ακόμη και οι μεταλλικές κατασκευές που απλώς έρχονται σε επαφή με το έδαφος υπόκεινται σε αδέσποτα ρεύματα.

Σε σχέση με αγώγιμες δομές που βρίσκονται στο έδαφος, το ίδιο το έδαφος έχει μικρότερο δυναμικό. Και αν, για παράδειγμα, μια εγκατάσταση υψηλού ρεύματος χρησιμοποιεί γείωση ή το ρεύμα από αυτήν εκτρέπεται στο έδαφος, τότε ακολουθεί τη διαδρομή της ελάχιστης αντίστασης, δηλαδή περνά μέσα από τις μεταλλικές κατασκευές στο έδαφος, που οδηγεί σε διάβρωση.

Το ίδιο ισχύει και για το ρεύμα έλξης που ρέει κατά μήκος των σιδηροτροχιών. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των σιδηροτροχιών και του εδάφους, δεδομένης της έλλειψης μόνωσης, προκαλεί μέρος των ρευμάτων έλξης να ρέει μέσω του εδάφους με παρόμοιες συνέπειες για τις μεταλλικές κατασκευές που πέφτουν στη διαδρομή αυτών των ρευμάτων.

Συναντώντας στο δρόμο του έναν σωλήνα αποχέτευσης, έναν αγωγό αερίου ή μια θήκη καλωδίου, που έχουν πολύ λιγότερα αντίστασηαπό το περιβάλλον έδαφος, τα αδέσποτα ρεύματα ρέουν μέσα από αυτά και τέτοιες θέσεις ονομάζονται καθοδικές ζώνες. Αφού περάσει από τη μεταλλική διαδρομή χαμηλής αντίστασης, το αδέσποτο ρεύμα την εγκαταλείπει και η θέση αυτή ονομάζεται ζώνη ανόδου και εκεί γίνεται η διαβρωτική ηλεκτροχημική αντίδραση.

Παρόμοια διάβρωση λαμβάνει χώρα στην ανοδική ζώνη όταν το ρεύμα εισέρχεται στο έδαφος από την ίδια την πηγή του αδέσποτου ρεύματος, για παράδειγμα από τις ίδιες τις ράγες, και οι ράγες υποφέρουν επίσης από αυτό. Με αυτόν τον τρόπο, οι ράγες καταστρέφονται στα σημεία όπου τα ρεύματα εξέρχονται από αυτές στο έδαφος και οι υπόγειες επικοινωνίες - στα σημεία όπου το ρεύμα επιστρέφει στις ράγες.

Το πρόβλημα είναι ότι όταν η διαρροή του αδέσποτου ρεύματος είναι σταθερή, το μέταλλο θα αλλοιωθεί σταδιακά και μια τέτοια ηλεκτροδιάβρωση μπορεί να είναι αρκετά έντονη. Οι νέοι αγωγοί χάλυβα μπορεί να φθαρούν σε τρία χρόνια και τα καλώδια επικοινωνίας να αποτυγχάνουν ακόμη πιο γρήγορα. Με παρόμοιο τρόπο καταστρέφονται και οι συνδέσεις σιδηροτροχιών γεφυρών και σιδηροτροχιών για διάφορους σκοπούς. Οι πηγές συνεχούς ρεύματος ή επανορθωμένου ρεύματος είναι ιδιαίτερα επικίνδυνες από διαβρωτικούς όρους. Στις ανοδικές ζώνες, ο ρυθμός καταστροφής του μετάλλου μπορεί να φτάσει τα 10 mm ετησίως.

Κατά κανόνα, οι μεταλλικές κατασκευές είναι εξοπλισμένες με ειδική προστατευτική επίστρωση σχεδιασμένη να προστατεύει από τη διάβρωση, αλλά σε περίπτωση βλάβης της επίστρωσης, η ζημιά στις επικοινωνίες είναι αναπόφευκτη και εμφανίζονται χαρακτηριστικά έλκη και τρύπες σε μέρη με μικρές περιοχές ανόδου.
Για την καταπολέμηση των περιγραφόμενων αρνητικών φαινομένων, οι ειδικοί πραγματοποιούν ηλεκτρολογικές μελέτες χρησιμοποιώντας εξειδικευμένο εξοπλισμό. Τα σημεία της ζημιάς της μόνωσης καθορίζονται με ειδικό ανιχνευτή και χρησιμοποιείται ηλεκτρική αποστράγγιση — η απομάκρυνση του ηλεκτρισμού από τους αγωγούς στην πηγή ρεύματος.

Σχήμα εγκατάστασης πολωμένης αποχέτευσης: 1 — προστατευτικός αγωγός αερίου, 2 — καλώδιο αποστράγγισης, 3 — εγκατάσταση αποστράγγισης (τύπος βαλβίδας), 4 — ρεοστάτης, 5 — στοιχείο βαλβίδας (ανορθωτής), 6 — αμπερόμετρο, 7 — ασφάλεια, 8 — γεννήτρια υποσταθμού έλξης, 9 — μονάδα τροφοδοσίας, 10 — καρότσι επαφής, 11 — διαδρομές κίνησης αδέσποτων ρευμάτων

Στην πιο απλή περίπτωση, τα μέτρα προστασίας είναι τα εξής.Για να αποφευχθεί η ροή ρευμάτων από δυνητικά επικίνδυνες εγκαταστάσεις στο περιβάλλον έδαφος, γίνεται μια σύνδεση καλωδίου μεταξύ της προστατευμένης κατασκευής και κάθε σημείου της εγκατάστασης - μια πηγή αδέσποτων ρευμάτων που έχει επαρκώς αρνητικό δυναμικό. Το ρεύμα που περνούσε προηγουμένως μέσω του εδάφους επιστρέφει τώρα στην πηγή του μέσω της καλωδιακής σύνδεσης χωρίς να προκαλεί κίνδυνο διάβρωσης.

Για την προστασία των χαλύβδινων αγωγών από τις επιπτώσεις των αδέσποτων ρευμάτων, χρησιμοποιήστε καθοδική προστασία... Πραγματοποιείται με χρήση συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος από εξωτερική πηγή. Ο αρνητικός πόλος της πηγής ρεύματος συνδέεται με τον προστατευμένο αγωγό και ο θετικός πόλος σε μια ειδική γείωση - την άνοδο. Κύκλωμα καθοδικής προστασίας — Πώς να προστατέψετε τα μεταλλικά περιβλήματα των καλωδίων από τη διάβρωση

Για να μειωθούν τα αδέσποτα ρεύματα που σχετίζονται με τις ράγες, η αγωγιμότητα της τροχιάς αυξάνεται και η αντίσταση διασταύρωσης μεταξύ των σιδηροτροχιών και του εδάφους αυξάνεται. Για αυτό, τοποθετούνται σιδηροτροχιές βαρέως τύπου στις κύριες ράγες, γίνεται μετάβαση σε μια συνεχώς συγκολλημένη τροχιά και οι αρμοί σιδηροτροχιών διακλαδίζονται με χάλκινες γέφυρες αυξημένης διατομής, τα τμήματα πολλαπλών σιδηροτροχιών συνδέονται παράλληλα.

Οι ράγες τοποθετούνται σε έρμα θρυμματισμένης πέτρας ή χαλίκι, τοποθετούνται μονωμένα μέρη μεταξύ των σιδηροτροχιών και του οπλισμού στρωτήρες από οπλισμένο σκυρόδεμα και οι ξύλινοι στρωτήρες εμποτίζονται με αντισηπτικά λαδιού κ.λπ.