Нужно ли ставить защиту от блуждающих токов на газовую трубу?

Содержание

Блуждающие токи. Зачем определяют их величину?

Разовое прохождение тока через металлические конструкции не оказывает большого вреда. Электролитическую коррозию вызывают постоянно действующие блуждающие токи определенных параметров.

Если появление блуждающих токов вызвано нарушением изоляции в энергосистеме или неправильным подключением электроустановок, то наиболее грамотным решением будет детальное обследование всей электрической схемы, устранение источника утечки. В случае выявления напряжений в грунтах вблизи электротранспортных магистралей, необходимо принять меры по защите металлоконструкций (трубопроводов) от их влияния (установка дренажа, изоляция металла специальными защитными покрытиями).

Определение наличия блуждающих постоянных токов в земле

для вновь сооружаемых трубопроводов тепловых сетей

4.12. Определение наличия блуждающих постоянных токов по трассе вновь сооружаемых

теплопроводов при отсутствии проложенных смежных подземных металлических сооружений

следует проводить, измеряя разность потенциалов между двумя точками земли через каждые 1000 м

по двум взаимно перпендикулярным направлениям при разносе измерительных электродов на 100 м.

Схема измерений приведена на рис. 3.

4.13. При наличии подземных металлических сооружений, проложенных вблизи трассы вновь

сооружаемых теплопроводов на расстоянии не более 100 м, определение наличия блуждающих токов

осуществляется путем измерения разности потенциалов между существующим сооружением и землей

с шагом измерений не более 200 м.

4.14. Для измерения напряжения и силы тока используются показывающие и регистрирующие

приборы классом точности не ниже 1,5. Следует применять вольтметры с внутренним

Виды и появления блуждающих токов

Одна из причин связана с массовым применением рельсового электротранспорта. Электрифицированные ЖД магистрали, трамваи и метро, рудничная локомотивная контактная откатка становятся причиной появления блуждающих токов и наносят ущерб газовым трубопроводам, водопроводным линиям, бронированным кабельным сетям, металлоконструкциям.

Общая схема происходящего в этом случае следующая:

Рельсовый путь используется в качестве проводника, по которому ток возвращается к обратному фидеру тяговой подстанции.
На участках, которые плохо изолированы от земной поверхности, происходит утечка части энергии в грунт. Так как потенциал в этой точке максимален, появляется блуждающий ток, который движется в зону с небольшим потенциалом. А таким участком и становится труба или кабель в оплётке, любая металлическая конструкция, расположенная в земле.
Пройдя по металлу, как по пути наименьшего сопротивления, в зону, где потенциал существенно уменьшается, ток выходит в грунт и возвращается в рельсовый путь.

В результате таких процессов в анодных зонах, участки выхода токов из рельсов и трубопровода, возникает процесс электрохимической коррозии. При этом скорость разрушения металлов может достигать десятка миллиметров в год. Для рельсового пути такие повреждения несущественны из-за большой толщины стали, хотя также снижают срок службы конструкции.

А вот для труб с небольшой стенкой такие повреждения становятся критичными. Выглядят они как сквозные отверстия небольшого диаметра. Если трубопровод находится в зоне длительного воздействия блуждающих токов без надлежащей защиты, может возникнуть ситуация, когда его поверхность напоминает решето.

Среди двух других потенциальных источников возникновения блуждающих токов выделяют:

Трансформаторные подстанции, распределительные устройства с заземляющим оборудованием, линии ЛЭП с глухозаземлённой нейтралью. В случае постоянных небольших утечек на землю, уровень которых не достигает предела срабатывания защитных устройств, в зоне вокруг этих сооружений также возникают паразитные блуждающие токи.
Электрокабельные сети подземного заложения также становятся причиной подобного эффекта при снижении диэлектрических свойств изоляции или её пробое.

Объяснение схемы выше: нулевой провод (PEN) одним концом соединен с ЗУ электроподстанции, а вторым подключен к шине PEN потребителя, которая соединена с заземляющим устройством объекта. Соответственно, разница электрических потенциалов между выводами нулевого проводника будет передаваться ЗУ, что создаст условия для образования цепи. Величина утечки будет незначительной, поскольку основная нагрузка пойдет по пути наименьшего сопротивления (нулевому проводнику), но, тем не менее, часть ее пойдет по земле.

Понятно, что в большинстве случаев разрушающее воздействие в таких условиях будет меньше, чем в зонах расположения рельсовых путей электротранспорта, но оно также оказывает своё влияние.

Причина появления тока в домашнем быту

Существует ещё один вид блуждающего тока, который правда не связан с процессами, происходящими в земле. Речь идёт о появлении аналогичных повреждений на стальных полотенцесушителях, радиаторов отопления, установленных в обычных зданиях. Основной причиной становится разница потенциалов на этих устройствах и заземлённых участках водопровода или системы отопления.

Раньше все эти сети монтировались из металлических труб и обязательно заземлялись. Поэтому в пределах одного здания разницы потенциалов на отдельных участках или элементах системы не существовало или она была настолько минимальной, что не приносила никакого вреда.

Сейчас ситуация кардинально изменилась, и причиной этого стало массовое применение полипропиленовых и металлопластиковых труб. Полимерные материалы обладают высоким удельным сопротивлением, поэтому их можно считать хорошими диэлектриками. В результате получают изолированные друг от друга участки сети. При этом вода остаётся хорошим проводником, она отлично переносит скапливающийся статический заряд.

Поэтому и происходит появление эффекта блуждающих токов, вызванного разницей потенциалов на заземлённом участке сети и отдельных полотенцесушителях или батареях. В этом случае электрохимическая коррозия быстро разрушает тонкостенные металлические устройства.

Способы защиты

Для защиты могут применяться различные методы Их разделяют на две основных разновидности: пассивные и активные. В первом случае речь идёт о надёжной изоляции труб от окружающего грунта. Для этого можно использовать несколько слоёв защиты.

Наземный городской электрический транспортИсточник amperof.ru

Когда нужно исключить блуждающие токи в водопроводных трубах, могут применяться битумные мастики, специальные оболочки, изоляционные ленты

Работы нужно проводить с осторожностью, так как механические повреждения защитного слоя могут стать местами, где происходит активное разрушение объекта.. Эффективным способом защиты является замена металлических труб на пластиковые

После этого они перестанут быть местом, где протекает ток. В результате прекратятся электролитические процессы, разрушающие конструкцию.

Эффективным способом защиты является замена металлических труб на пластиковые. После этого они перестанут быть местом, где протекает ток. В результате прекратятся электролитические процессы, разрушающие конструкцию.

Для изоляции рельсов от грунта прокладывают специальную защиту. В результате пути располагаются выше, чем обычно. Обычно для этой цели используются насыпи из не проводящего электричество материала. Это приводит к увеличению затрат и не всегда приемлемо для электротранспорта, маршрут которого находится в городской черте.

При проектировании трубопроводов, расположения электрических кабелей, маршрутов электротранспорта стараются по возможности разнести их на значительное расстояние.

На практике редко удаётся сделать пассивную защиту от блуждающих токов достаточно надёжной. Поэтому наибольшее распространение получили активные методы. Их использование требует установки дополнительных рабочих конструкций и связано с дополнительными затратами электроэнергии. Действие такой защиты охватывает всего несколько десятков метров.

Принцип работы таких методов связан с ликвидацией анодных зон на защищаемых объектах. При этом разрушительное воздействие тока переключается на специальные объекты, разрушение которых не причинит вреда защищаемой конструкции. Для этого в нужных местах устанавливают станции катодной защиты. Знание того, что такое блуждающие токи, позволяет выстроить эффективную защиту от них.

Стоимость их использования пренебрежимо мала по сравнению с возможными проблемами. Поэтому их применение считается очень выгодным.

При использовании катодных станций подают положительный потенциал на защищаемый объект. Недалеко от него располагают катоды. На них дают отрицательный. Вследствие перераспределения энергии анодные зоны создаются на дополнительно установленных катодах. Металлические молекулы с них активно испарятся, постепенно приводя детали в негодность. В этом случае их сразу заменяют.

Результат воздействия блуждающих токовИсточник asutpp.ru

На объекте из-за блуждающих токов исключается образование анодных зон и разрушение не происходит

При установке защиты важно правильно произвести расчёты. При ошибке конструкция станет действовать противоположным образом — станет источником разрушения защищаемого объекта

Поэтому для каждого объекта планирование нужно производить с учётом его особенностей.

Пассивная защита с использованием нескольких слоёвИсточник asutpp.ru

Защита от блуждающих токов может быть создана следующим образом. Для этого нужно подать определённый потенциал на защищаемый объект. В результате прекратится протекание через него блуждающих токов.

Для защиты может быть использован электродренажный метод. В этом случае в месте, где ожидается появление анодной зоны трубу соединяют проводником с местом, которой является источником проблемы и создаёт соответствующий потенциал. В этом месте исчезает разность потенциалов, которая была причиной для образования анодной зоны.

Использование активной защиты при помощи постоянного токаИсточник oooevna.ru

Определение коррозионной опасности для подземных сооружений

Для определения коррозионной опасности для подземных сооружений проводятся следующие геофизические работы:

определение сопротивления грунта;
определение наличия блуждающих токов в земле;
определение наличия блуждающих токов в подземных сооружениях;

Определение сопротивления грунта необходимо при различных инженерных работах, в том числе при прокладке трубопроводов и газопроводов, стальных подземных резервуаров и сооружений, силовых кабелей и кабелей связи в металлической оболочке для оценки коррозионной активности грунта.

Методика работ реализуется согласно ГОСТ 9.602-89 и ГОСТ 9.602-2005. Работы проводятся методом электрического профилирования установкой Венера, с расстоянием между электродами (а), равным глубине (для кабелей связи – двойной глубине) прокладки подземного сооружения. Электроды размещают на поверхности земли на одной линии с осью трассы для проектируемого сооружения, а для сооружения уже уложенного в землю, – на линии, проходящей перпендикулярно или параллельно, на расстоянии в пределах от 2 до 4 м от оси сооружения (рис.1.). Расстояние между точками наблюдения составляет 100 – 200 м.

Рис. 1. Установка Венера для определения кажущегося удельного сопротивления грунта

По результатам работ рассчитывается кажущееся сопротивление, которое по своим значениям близко к удельному электрическому сопротивлению (УЭС) грунта. , где k=2pa – коэффициент установки Венера, dU – разность потенциалов на приемных электродах, I – ток в питающей линии. После расчетов согласно таблице 1 определяют коррозионную активность грунта.

Таблица 1. Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и низколегированной стали

УЭС грунта, Ом*м

Средняя плотность катодного тока, А/м^2

Определение наличия блуждающих токов в земле. Блуждающие токи опасны, прежде всего, своей электрохимической активностью, которая приводит к ускоренной коррозии подземных металлических сооружений, в том числе трубопроводов и газопроводов.

Определение наличия блуждающих токов производится в полевых условиях методом естественного поля. Методика работ реализуется согласно ГОСТ 9.602-89 и ГОСТ 9.602-2005. В работе используются неполяризующиеся электроды, представляющие собой пористый керамический сосуд, в который заливается насыщенный раствор медного купороса, а в раствор погружается стрежень (рис.2.). Контакт в таком электроде осуществляется фильтрации раствора медного купороса в землю, через пористую поверхность электрода.

Рис.2. Неполяризующийся электрод. 1 – пористая часть электрода, 2 – глазированная часть электрода, 3 – медный стержень, 4 – пробка, 5 – клемма, 6 – насыщенный раствор медного купороса (CuSO4).

Для проектируемого сооружения разность потенциалов на трассе проектируемого сооружения измеряют между двумя точками земли через каждые 1000 м по двум взаимно перпендикулярным направлениям (рис.3.) при разносе измерительных электродов – 100 м. Значение разности потенциалов в каждой точки регистрируют через каждые 10 секунд в течение 10 минут.

Блуждающие топи в быту (в квартире)

При рассмотрении вопроса нельзя исключать появление блуждающих токов в жилых объектах. Они могут появиться в полотенцесушителях, водопроводных трубах, отопительной системе, газовой колонке и даже бойлере. Рассмотрим основные варианты.

Блуждающие токи в полотенцесушителе

При правильном строительстве появление блуждающих токов исключено. Это связано с тем, что все конструкции по стояку являются металлическим и заземляются в подвальном помещении.

Проблема появилась с постепенной заменой металлических труб на пластиковые. В таком случае цепочка разрывается и появляются блуждающие токи.

Получается, что действующий потенциал делится, и между стояком и полотенцесушителем может появиться напряжение.

Существуют и другие причины появления блуждающих токов в таких конструкциях:

близкое применение двух видов стали: нержавейки и черной;
плохая изоляция проводки;
обрыв сети;
выполнение заземления на систему отопления и т. д.

Лучшее решение проблемы — заземление полотенцесушителя. Если изделие сделано из нержавеющей стали, алгоритм действий такой:

Подготовьте провод сечением 2,5 кв. мм.
Объедините все металлические части ванной с помощью провода.
Сделайте перемычку, а именно соедините проводник и провод на распредщитке.
Зафиксируйте заземление на полотенцесушитель с помощью хомута из металла.

Защита полотенцесушителя от блуждающих токов

Блуждающие токи в системе отопления

В любом доме или квартире имеется системы отопления и водопроводная.

Сами по себе они не могут быть источниками блуждающих токов и безопасны. Но со временем в трубах и стенах появляется статическая электроэнергия и, как результат, появляется разность потенциалов.

Это ведет к появлению входящих и исходящих блуждающих токов, негативно влияющих на металл.

Кроме того, к причинам возникновения блуждающих токов в трубах стоит отнести:

повреждение изоляции в стиральной машинке;
проблемы скрытой / открытой проводки;
нарушение целостности ТЭНов;
попадание крепежных элементов в электропроводку;
нахождение рядом ЛЭП и т. д.

Для защиты от блуждающих токов пройдите такие шаги:

Замените трубы из металла пластиковыми (в системе отопления).
Если первый вариант не подходит, используйте пластиковые вставки.
Выполните заземление.
Установите катодную защиту (может монтироваться в многоэтажных домах).
Проверьте электропроводку, чтобы избежать утечек.

В бойлере

Водонагреватель имеет повышенные риски для здоровья человека, ведь он изготовлен из металла и постоянно контактирует с водой.

Влага является хорошим проводником электричества, поэтому в случае пробоя оборудование может стать источником опасности для жизни.

Нельзя исключать и появление блуждающих токов, возникающих в электрооборудовании большой мощности.

Единственный способ защиты — заземление бойлера. Наиболее простой способ состоит в соединении корпуса с каким-либо металлическим элементом, к примеру, трубопроводом. Но такой способ рискован и применять его нельзя.

Правильный способ, следующий:

Сделайте розетку с заземляющим контактом. Она должна быть установлена на высоте от пола более 80 см, от нагревателя — 50 см.
Используйте 3-жильный кабель, в котором одна жила имеет желто-зеленую изоляцию. Именно ее и нужно заземлить. Провод от розетки должен быть доведен до щитка и подведен к заземлению.
При прокладке кабеля сделайте штробу или используйте наружный способ прокладки.
Отключите общий выключатель и выполните подсоединение.

Использовать бойлер без заземления нельзя. Это правило обязательно и указывается в инструкции по эксплуатации такой техники.

В газовой колонке

Еще одним местом возникновения блуждающих токов может быть газовая колонка. Причиной такого явления может быть наличие рядом ЛЭП или электрического транспорта, а также неправильное заземление.

Для устранения проблемы рекомендуется использовать в месте соединения шланга к газовой трубе изолирующий переходник-вставку (диэлектрическая муфта).

Ее монтаж является обязательным условием по СП 402.1325800.2018. Может также потребоваться поиск места неправильного заземления для устранения проблемы.

Как защитить трубы от блуждающих токов

Металлические трубы ещё популярны, хотя они и вытесняются более современными аналогами. Главная задача – борьба с коррозией. Одной из причин её образования являются блуждающие токи. Защита от них строится по разным принципам.

Какое действие оказывает ток?

Проблема актуальна на тех участках трубопровода, которые проложены под железнодорожными путями, автомагистралями и городскими дорогами. Создаваемые на поверхности грунта блуждающие токи идут по пути наименьшего сопротивления. Так как металл – прекрасный проводник, заряженные частицы проходят через него и возвращаются к исходной точке.

Обмотка труб для защиты

Это разрушает трубы, так как частицы забирают с собой молекулы металла. Постоянно подвергаясь действию электричества, стенки трубы истончаются

Чтобы исключить проблему, важно правильно выбрать способы защиты изделий от тока

Общая информация

Защита трубы, расположенной под землёй, подразделяется на пассивные и активные меры борьбы.

Активная характеризуется установкой устройства, генерируемого встречный электросигнал.
Пассивная мера – это изоляторы. Задача – правильно выбрать материалы и учесть ряд свойств.

Блуждающие токи перестают быть опасными, если проводится комплексная защита трубы. Специалисты рекомендуют покрывать изделия полимерными составами – это исключает коррозию металла.

Защита с помощью отвода

Что нужно сделать?

Чтобы защитить трубы устанавливается катодная станция. Эта установка подаёт некоторый потенциал на корпус изделия. Так блуждающие токи компенсируются, они встречают на своём пути противоположный по знаку заряд большей величины. Труба перестаёт быть участком меньшего сопротивления.

Другой способ (менее дорогой) – полная изоляция труб от грунта (делается на этапе строительства). Защита реализуется в виде мастики, порошка, эмалевых щитов и пр. Выполняется изоляция и посредством липких полимерных лент, а также с помощью грунтовки. Основное условие их использования – изоляционные материалы должны быть термически стойкими, не подвержены быстрому гниению, с высокой прочностью и хорошими диэлектрическими свойствами.

Схема изоляции

Есть и более радикальная защита трубы – замена на пластиковые изделия. Тогда магистрали прослужат долгие годы, менять такие аналоги не приходится, они стойки к внешним факторам, являются прекрасным диэлектриком.

Есть ещё кое-что…

Блуждающие токи опасны в тех регионах, где предусмотрен электротранспорт. Проблема актуальна не всегда. В некоторых уголках нашей родины жители прекрасно обходятся без изоляции подземных труб и пользуются магистралями долгие годы.

Что такое блуждающий ток?

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

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

На территории современных городов и населенных пунктов находится множество электрифицированных объектов, начиная от ЛЭП и заканчивая рельсовым транспортом, включая оборудование тяговых подстанций. Их объединяет один фактор – расположение на земле. Это приводит к довольно специфичному взаимодействию с последней, проявляющемуся в виде появления блуждающих токов. Ниже представлена таблица, которой приводятся их потенциальные источники и условия образования электросвязи связи с почвой.

Таблица 1. Потенциальные источники.

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

Разрушение металла в зависимости от почвы. Подземная коррозия трубопроводов

Металлические изделия служат нам не только в атмосферных условиях, но часто находятся в земле. Трубопроводы, по которым текут вода, газ, нефть, очень часто делают из металла и прокладывают под землей. Под землей также размещают кабели, по которым подают электрический ток или осуществляют телеграфно-телефонную связь. Почва, как вам известно, представляет собой смесь различных веществ. В ее состав входят минералы и различные органические вещества, являющиеся продуктами гниения. Почвенная вода всегда содержит растворы солей и кислот, т. е. она электролит. Вот почему так тщательно покрывают изоляционными материалами металлические трубы, прежде чем они будут зарыты в почву. Правда, по своим свойствам почва может быть различна. При раскопке трубопроводов в окрестностях Батуми, проложенных в 1878 г., т. е. труб, которые пролежали в почве около ста лет, выяснилась интересная картина. На отдельных участках не осталось и следа от металлических труб, так как они полностью были разрушены. В то же время в тех местах, где трубы проходили по глинистой почве, они полностью сохранились. Вид их был такой, как будто бы они только что были зарыты в землю. Следовательно, в глинистой почве не было доступа к металлу электролитов и кислорода, способствующих разрушению металла. Трубы здесь были изолированы самой почвой. Вот такую же роль играет покрытие труб различного рода смолами. Однако в больших городах такого рода покрытия не всегда сохраняют металл от разрушения. Коварную роль здесь играет электрический ток.

Это интересно: Низкое напряжение в сети – что делать и куда жаловаться

Электромобили

Некоторые электрокары уже активно продвигаются в России: 1. Mitsubishi i-MiEV, мощность 49 кВт (67 л.с.), запас хода — 160 км, цена в России: 1 799 000 руб.; 2. Renault Kangoo Z.E., мощность 44 кВт (60 л.с.), запас хода — 170 км; 3. Renault TWIZY, мощность 4–13 кВт (5–18 л.с.), запас хода — 100 км Некоторые электрокары уже активно продвигаются в России: 1. Mitsubishi i-MiEV, мощность 49 кВт (67 л.с.), запас хода — 160 км, цена в России: 1 799 000 руб.; 2. Renault Kangoo Z.E., мощность 44 кВт (60 л.с.), запас хода — 170 км; 3. Renault TWIZY, мощность 4–13 кВт (5–18 л.с.), запас хода — 100 км

Поводом поговорить об электромобилях стал 60-й международный пресс-брифинг Bosch, где они были одной из главных тем. Предполагается, что мировое производство электрокаров к 2020 году не превысит трех миллионов штук, то есть в масштабах планеты питание от розетки даже через десять лет останется экзотикой. Тем не менее, титаны автомобильного мира уже сегодня вкладывают огромные средства в разработку и стандартизацию компонентов электромобилей.

В прошлом году в южнокорейском городе Ульсан стартовало предприятие SB LiMotive (организованное в партнерстве компаниями Bosch и Samsung SDI) по производству литий-ионных АКБ (их получат электрический Fiat 500 и перспективный BMW i3), а в немецком Хильдесхайме Bosch совместно с Daimler AG открывает предприятие по разработке и производству электродвигателей.