זרמים תועים, הגנה מפני זרמים תועים

לאלמנטים נושאי העומס של תשתית התחבורה, למשל פסי רכבות וחשמליות, אין בידוד חשמלי אמין מהקרקע. וכשהזרם חוזר לאורך המסילות אל תחנת המשנה, חלק מהזרם הזה עובר גם דרך האדמה.

מתקני זרם גבוה מקורקעים, כמו גם דליפות מקווי חשמל, תורמים אף הם להתרחשות זרמי קרקע. זרמים כאלה, שפשוט נושאים חשמל לקרקע, אינם בעלי צורה, משרעת וכיוון קבועים, נתיבי ההתפשטות שלהם על הקרקע מגוונים, ולכן הם נקראים זרמים תועים.

זרמים תועים - זרמים חשמליים מזיקים באדמה כשהם משמשים כסביבה מוליכה (לדוגמה, במתקני טלקומוניקציה, מערכות חשמל חשמליות, כריית קטרים ​​חשמליים וכו'). תחת פעולתם, מתרחשת אלקטרוליזה ומתרחשת חמצון מהיר. והרס של התקני מתכת תת-קרקעיים (נדני כבלים, צינורות, מבני בניין).

ברור שבמקרים אלו הקרקע ממלאת תפקיד של תווך מוליך, ולא רק האדמה היא מוליך כאן, אלא גם מבני מתכת שנמצאים לגמרי או חלקם מתחת לאדמה, כמו צינורות, קווי כבלים, תומכי צינור וכו'. . אפילו מבני מתכת שפשוט נמצאים במגע עם הקרקע נתונים לזרמים תועים.

ביחס למבנים מוליכים הממוקמים בקרקע, לאדמה עצמה יש פוטנציאל נמוך יותר. ואם, למשל, מתקן עם זרם גבוה משתמש בהארקה או שהזרם ממנו מופנה לקרקע, אז הוא הולך בנתיב ההתנגדות הקטנה ביותר, כלומר, הוא עובר דרך מבני המתכת באדמה, מה שמוביל אותם קורוזיה.

כך גם לזרם המתיחה הזורם לאורך המסילות. הפרש הפוטנציאלים בין המסילות לקרקע, לאור היעדר בידוד, גורם לחלק מזרמי המתיחה לזרום בקרקע עם השלכות דומות על מבני המתכת הנופלים בנתיב הזרמים הללו.

נתקל בדרכו בצינור ביוב, צינור גז או מעטה כבל, שיש בהם הרבה פחות הִתנַגְדוּתמאשר האדמה שמסביב, זרמים תועים זורמים דרכם ומקומות כאלה נקראים אזורים קתודיים. לאחר מעבר בנתיב המתכת של ההתנגדות הנמוכה, זרם התועה יוצא ממנו והמקום הזה נקרא אזור האנודה וכאן מתרחשת התגובה האלקטרוכימית המאכלת.

קורוזיה דומה מתרחשת באזור האנודי כאשר הזרם נכנס לקרקע ממקור הזרם התועה עצמו, למשל מהמסילות עצמן, וגם המסילות סובלות מכך. כך נהרסות המסילות בנקודות שבהן יוצאים זרמים מהן לקרקע, והתקשורת התת-קרקעית - במקומות שבהם הזרם חוזר למסילות.

הבעיה היא שכאשר הדליפה של זרם תועה קבועה, המתכת תתדרדר בהדרגה, וקורוזיה חשמלית כזו יכולה להיות די אינטנסיבית. צינורות פלדה חדשים יכולים להידרדר תוך שלוש שנים, וכבלי תקשורת נכשלים אפילו מהר יותר. הידוק המסילה של גשרים ומסילות למטרות שונות נהרסים באופן דומה. מקורות זרם DC או מתוקן מסוכנים במיוחד במונחים קורוזיביים. באזורים האנודיים, קצב ההרס של המתכת יכול להגיע ל-10 מ"מ בשנה.

ככלל, מבני מתכת מצוידים בציפוי מגן מיוחד שנועד להגן מפני קורוזיה, אך במקרה של נזק לציפוי, נזק לתקשורת הוא בלתי נמנע, וכיבים וחורים אופייניים מופיעים במקומות עם אזורי אנודה קטנים.
כדי להילחם בתופעות השליליות המתוארות, מומחים מבצעים מחקרים חשמליים באמצעות ציוד מיוחד. המקומות של נזקי הבידוד נקבעים עם מאתר מיוחד ומשתמשים בניקוז חשמלי - פינוי חשמל מהצינורות למקור הזרם.

סכימה של התקנת ניקוז מקוטב: 1 - צינור גז מגן, 2 - כבל ניקוז, 3 - התקנת ניקוז (סוג שסתום), 4 - ריאוסטט, 5 - אלמנט שסתום (מיישר), 6 - מד זרם, 7 - נתיך, 8 - גנרטור של תחנת מתיחה, 9 - יחידת אספקת חשמל, 10 - עגלת מגע, 11 - נתיבי תנועה של זרמים תועים

במקרה הפשוט ביותר, אמצעי ההגנה הם הבאים.כדי למנוע זרימת זרמים של מתקנים שעלולים להיות מסוכנים לאדמה שמסביב, נוצר חיבור כבל בין המבנה המוגן לכל נקודה של המתקן - מקור לזרמי תועה בעל פוטנציאל שלילי מספיק. הזרם שעבר בעבר דרך האדמה חוזר כעת למקורו דרך חיבור הכבל מבלי לגרום לכל סיכון לקורוזיה.

כדי להגן על צינורות פלדה מהשפעות של זרמים תועים, השתמשו בהגנה קתודית... היא מתבצעת באמצעות זרם חשמלי ישיר ממקור חיצוני. הקוטב השלילי של מקור הזרם מחובר לצינור המוגן, והקוטב החיובי להארקה מיוחדת - האנודה. מעגל הגנה קתודי - כיצד להגן על מעטפות המתכת של הכבלים מפני קורוזיה

כדי להפחית זרמי תועה הקשורים למסילות, מוגברת המוליכות של המסילה ומוגברת התנגדות המפגש בין המסילות לאדמה. לשם כך, מסילות מסוג כבד מונחות על המסילות הראשיות, מתבצע מעבר למסילה מרותכת ברציפות, ומפרקי מסילה עוברים עם גשרי נחושת בחתך מוגדל, חלקים מרובי מסילות מחוברים במקביל.

המסילות מונחות על אבן כתוש או נטל חצץ, בין המסילות מותקנים חלקים מבודדים וחיזוק אדני בטון מזוין, אדני העץ מוספגים בחומרי חיטוי בשמן וכו'.