Zwerfstromen, bescherming tegen zwerfstromen

De dragende elementen van de transportinfrastructuur, bijvoorbeeld de rails van treinen en trams, hebben geen betrouwbare elektrische isolatie vanaf de grond. En terwijl de stroom langs de rails teruggaat naar het tractieonderstation, gaat een deel van die stroom ook door de grond.

Geaarde hoogstroominstallaties, evenals lekkages van hoogspanningsleidingen, dragen ook bij aan het ontstaan ​​van aardstromen. Dergelijke stromen, die eenvoudigweg elektriciteit naar de grond transporteren, hebben geen constante vorm, amplitude en richting, hun voortplantingspaden op de grond zijn divers, daarom worden ze zwerfstromen genoemd.

Zwerfstromen — schadelijke elektrische stromen in de grond bij gebruik als geleidende omgeving (bijvoorbeeld in telecommunicatie-installaties, trams, elektrische locomotieven in de mijnbouw, enz.). Onder hun werking vindt elektrolyse plaats en vindt snelle oxidatie plaats. en vernietiging van metalen ondergrondse apparaten (kabelmantels, pijpleidingen, bouwconstructies).

Het is duidelijk dat in deze gevallen de grond de rol van geleidend medium speelt, en niet alleen de grond is hier een geleider, maar ook metalen constructies die geheel of gedeeltelijk ondergronds zijn, zoals pijpleidingen, kabellijnen, bovenleidingsteunen, etc. . Zelfs metalen constructies die gewoon in contact staan ​​met de grond zijn onderhevig aan zwerfstromen.

Ten opzichte van geleidende structuren in de grond heeft de bodem zelf een lager potentieel. En als bijvoorbeeld een installatie met hoge stroomsterkte gebruikmaakt van aarding of de stroom ervan naar de grond wordt afgeleid, dan volgt deze de weg van de minste weerstand, dat wil zeggen, deze gaat door de metalen structuren in de grond, wat leidt tot hun corrosie.

Hetzelfde geldt voor de tractiestroom die langs de rails loopt. Het potentiaalverschil tussen de spoorstaven en de grond, gegeven het ontbreken van isolatie, zorgt ervoor dat een deel van de trekstromen door de grond stroomt met gelijkaardige gevolgen voor de metalen constructies die in het pad van deze stromingen vallen.

Onderweg een rioolbuis, een gasleiding of een kabelmantel tegenkomen, die hebben er veel minder weerstanddan de omringende grond, stromen er zwerfstromen doorheen en dergelijke plaatsen worden kathodische zones genoemd. Na het passeren van het metalen pad met lage weerstand verlaat de zwerfstroom het en deze plaats wordt de anodezone genoemd en hier vindt de corrosieve elektrochemische reactie plaats.

Soortgelijke corrosie vindt plaats in de anodische zone wanneer de stroom de grond binnenkomt vanuit de bron van de zwerfstroom zelf, bijvoorbeeld vanaf de spoorstaven zelf, en ook de spoorstaven hebben daar last van. Op deze manier worden de rails vernietigd op de punten waar de stroming de grond in gaat, en de ondergrondse communicatie - op de plaatsen waar de stroom terugkeert naar de rails.

Het probleem is dat wanneer de lekstroom constant is, het metaal geleidelijk zal verslechteren, en dergelijke elektrocorrosie kan behoorlijk intens zijn. Nieuwe stalen pijpleidingen kunnen in drie jaar tijd verslechteren en communicatiekabels gaan nog sneller kapot. De railbevestigingen van bruggen en spoorstaven voor diverse doeleinden worden op soortgelijke wijze vernietigd. DC- of gelijkgerichte stroombronnen zijn bijzonder gevaarlijk in termen van corrosie. In de anodische zones kan de vernietigingssnelheid van het metaal oplopen tot 10 mm per jaar.

In de regel zijn metalen constructies uitgerust met een speciale beschermende coating die is ontworpen om te beschermen tegen corrosie, maar in het geval van schade aan de coating is schade aan de communicatie onvermijdelijk en verschijnen karakteristieke zweren en gaten op plaatsen met kleine anodegebieden.
Om de beschreven negatieve verschijnselen te bestrijden, voeren specialisten elektrische studies uit met behulp van gespecialiseerde apparatuur. De plaatsen van isolatieschade worden bepaald met een speciale zoeker en elektrische drainage wordt gebruikt - het verwijderen van elektriciteit van de pijpleidingen naar de stroombron.

Schema van installatie van gepolariseerde afvoer: 1 - beschermgasleiding, 2 - afvoerkabel, 3 - afvoerinstallatie (kleptype), 4 - reostaat, 5 - klep (gelijkrichter) ​​element, 6 - ampèremeter, 7 - zekering, 8 — generator van tractieonderstation, 9 — voedingseenheid, 10 — contacttrolley, 11 — bewegingspaden van zwerfstromen

In het eenvoudigste geval zijn de beschermende maatregelen de volgende.Om te voorkomen dat stromingen van potentieel gevaarlijke installaties in de omringende grond wegvloeien, wordt een kabelverbinding gemaakt tussen de beschermde structuur en elk punt van de installatie - een bron van zwerfstromen die een voldoende negatief potentieel heeft. De stroom die voorheen door de grond liep, keert nu via de kabelverbinding terug naar de bron zonder enig risico op corrosie.

Gebruik kathodische bescherming om stalen pijpleidingen te beschermen tegen de effecten van zwerfstromen. Het wordt uitgevoerd met behulp van een directe elektrische stroom van een externe bron. De negatieve pool van de stroombron is verbonden met de beschermde pijpleiding en de positieve pool met een speciale aarde - de anode. Kathodische beschermingsschakeling — Hoe de metalen omhulsels van kabels te beschermen tegen corrosie

Om zwerfstromen in verband met de rails te verminderen, wordt de geleidbaarheid van het spoor verhoogd en wordt de verbindingsweerstand tussen de rails en de grond verhoogd. Hiervoor worden zware spoorstaven op de hoofdsporen gelegd, wordt een overgang naar een continu gelast spoor gemaakt en worden spoorverbindingen overbrugd met koperen bruggen met een grotere dwarsdoorsnede, worden multirailsecties parallel geschakeld.

De spoorstaven worden op steenslag of grindballast gelegd, tussen de spoorstaven en de wapening van dwarsliggers van gewapend beton worden geïsoleerde delen geplaatst, de houten dwarsliggers worden geïmpregneerd met olie-antiseptica, enz.