Bludný proud

Svět kolem nás je nasycen elektrifikovanými objekty. Jsou to transformační a distribuční stanice, nadzemní a kabelová elektrická vedení. Přidejme k tomuto seznamu dopravu poháněnou elektřinou. Tyto objekty mají jednu společnou vlastnost: nacházejí se na povrchu ZeměDíky tomu se mezi nimi vytváří spojení.

Typ spojení objektu se zemí

Zemský povrch je vodičem elektrického prouduNení náhodou, že se používá jako médium pro uspořádání uzemňovacích obvodů energetických zařízení. Elektricky vodivé vlastnosti země však také vedou k jejímu vzniku. bludné proudy – jev, který má škodlivý vliv na komunikace v něm umístěné.

Jak vznikají bludné proudy?

Podívejme se na mechanismus vzniku bludných proudů. Pro jejich výskyt je potřeba znát potenciálový rozdíl mezi dvěma body na zemském povrchuV systémech s izolovaným nulovým vodičem jsou hlavními zdroji potenciálového rozdílu obvody uzemňovacích zařízení. V uzemňovacích systémech TN-C Jsou vzájemně propojeny nulovým vodičem (PEN), kterým protéká pracovní proud spotřebiče. Protože tento vodič má svůj vlastní odpor, průchod proudu vede k úbytku napětí na něm.

Vodič PEN začíná v transformátorové rozvodně, kde je připojen k jejímu uzemňovacímu obvodu. Při vstupu do budovy je připojen k přípojnici, která je připojena k uzemňovacímu zařízení dané budovy. Rozdíl potenciálů na koncích vodiče (jádro v kabelu nebo drát nadzemního vedení) se přenáší na uzemňovací zařízení umístěná v zemi. V důsledku toho mezi nimi vzniká proud.

Většina provozního proudu zátěže samozřejmě protéká vodičem PEN, ale v zemi je vždy proud.

Podobný mechanismus pro vznik bludných proudů poškození izolace kabelů nebo nadzemního vedeníV případě jednofázového zemního zkratu nebo selhání izolace jedné z fází získává zem v místě poškození svůj potenciál nebo jeho část. Proud z místa poškození teče k nejblíže k němu umístěnému uzemňovacímu zařízení, které má potenciál nulového vodiče.

Tento proces je však krátkodobý: poškození je nalezeno a odstraněno. V případě zkratů v sítích s izolovaným nulovým vodičem jsou na to pravidla vyhrazena maximálně 2 hodiny a většina poškození je lokalizována a odpojena automatikou. Pokud je však zkratový proud malý a nejedná se o nouzový stav, bude trvat dlouho.

Hlavním zdrojem bludných proudů je však elektrifikovaná doprava: tramvaje, elektrické vlaky. Trolejbusy jsou napájeny dvěma vodiči s osobními sběrači proudu, takže jejich elektrické sítě nevytvářejí silné bludné proudy. Pro napájení jiných druhů dopravy je jeden z vodičů připojen ke kolejnicím položeným na zemi. Druhý vodič je natažen přes kolejnice a proud je z něj sbírán pomocí pantografů jedoucích vozidel.

Zdroji energie pro tyto sítě jsou trakční rozvodny, rovnoměrně rozmístěné podél dopravní trasy. Kolejnice však nemusí nutně probíhat přímo: na trati se mohou vyskytovat zatáčky nebo oblouky. Proud sleduje cestu nejmenšího odporu a pokud se naskytne příležitost k zatáčení, nepohybuje se po kolejnicích, ale po zemi. Poté se může vrátit zpět a poté znovu propadnout do země. Samozřejmě touto cestou neprochází celý proud zátěže, ale pouze jeho část. Bludný proud může také procházet mezi trakčními rozvodnami, přesněji řečeno mezi body, kde jsou kabely z nich připojeny ke kolejím.

Působení bludných proudů

Na dráze bludných proudů se mohou vyskytovat kovové předměty:

• potrubí (plyn, voda, pára, kanalizace);
• kabelová vedení s kovovým pancířem nebo pláštěm;
• kovové konstrukce pro základy staveb a budov.

Protože kov má menší odpor než zem, proud jím prochází. Bod, kde stejnosměrný proud vstupuje do kovové struktury, na kterou na své cestě narazí, se nazývá katodová zónaa místo výstupu z něj je anoda.

V zemi je vždy voda a soli a minerály jsou ve vodě rozpuštěny. Díky tomu je zemí vodičem elektrického proudu. Proto V anodové zóně dochází k jevu elektrolýzy, v důsledku čehož dochází ke korodování kovových strukturKoroze je v menší míře pozorována v katodové zóně. Mezi anodickou a katodickou zónou u střídavého proudu nejsou žádné rozdíly, ale bludné proudy v takových elektrických instalacích jsou slabší.

Samotné zdroje také korodují v místech, kde z nich vycházejí (nebo vstupují) bludné proudy.

Výsledkem je zničení nejen kovových konstrukcí železničních tratí, uzemňovacích obvodů, ale i provozuschopných kabelových vedení a potrubí procházejících v blízkosti. A v konečném důsledku – nutnost oprav kabelů, výměny trubek, což vede k finančním nákladům.

Ochrana proti bludnému proudu

Aby se zabránilo poškození způsobenému bludnými proudy, je zařízení před nimi chráněno pomocí katodická ochranaPrincip jeho činnosti je založen na vyloučení tvorby anodových zón na chráněném objektu a ponechání pouze katodových. K tomu se používá další zdroj stejnosměrného proudu, jehož záporný pól je připojen k chráněnému objektu (kolejnicím) a kladný pól k dalším elektrodám (ochranným anodám) umístěným podél chráněného objektu. Zdrojem proudu je stanice katodické ochrany.

V důsledku působení katodické ochrany se destrukce přenáší z užitečných kovových struktur na pomocné anody, nazývané také „obětní„Kromě toho na kovových konstrukcích chráněného objektu nanášet ochranné nátěry, čímž se zabrání korozi.

Ale katodická ochrana má nedostatky:

• přeochrana – při překročení ochranného potenciálu dochází ke korozi chráněného objektu;
• Pokud není ochrana správně vypočítána, je možná urychlená koroze blízkých potrubí a kabelů.

Další ochranná opatření z bludných proudů jsou:

• použití kabelových vedení vyrobených ze síťovaného polyethylenu, pokrytých nevodivým ochranným pláštěm;
• použití potrubí z nevodivých materiálů nebo jimi potažených;
• použití uzemňovacího systému TN-S, ve kterém je neutrální pracovní vodič na přijímací straně izolován od země. Tím se eliminuje řetězec vzniku bludných proudů v důsledku rozdílu potenciálů na uzemňovacích obrysech objektů v důsledku toku nulového pracovního proudu.