تيارات طائشة ، حماية ضد التيارات الشاردة

لا تحتوي العناصر الحاملة للبنية التحتية للنقل ، على سبيل المثال مسارات القطارات والترام ، على عزل كهربائي موثوق من الأرض. وبينما ينتقل التيار مرة أخرى على طول القضبان إلى محطة الجر ، يمر بعض هذا التيار أيضًا عبر الأرض.

كما تساهم التركيبات الأرضية عالية التيار ، وكذلك التسربات من خطوط الكهرباء ، في حدوث التيارات الأرضية. هذه التيارات ، التي تحمل الكهرباء ببساطة إلى الأرض ، ليس لها شكل وسعة واتجاه ثابتان ، ومسارات انتشارها على الأرض متنوعة ، لذلك تسمى التيارات الشاردة.

التيارات الشاردة - التيارات الكهربائية الضارة في الأرض عند استخدامها كبيئة موصلة (على سبيل المثال ، في منشآت الاتصالات السلكية واللاسلكية ، وأنظمة طاقة الترام ، وقاطرات التعدين الكهربائية ، وما إلى ذلك). تحت تأثيرها ، يحدث التحليل الكهربائي وتحدث أكسدة سريعة. وتدمير الأجهزة المعدنية تحت الأرض (أغلفة الكابلات ، وخطوط الأنابيب ، وهياكل المباني).

من الواضح أنه في هذه الحالات ، تلعب الأرض دور وسيط موصل ، وليس فقط التربة هي موصل هنا ، ولكن أيضًا الهياكل المعدنية الموجودة تحت الأرض كليًا أو جزئيًا ، مثل خطوط الأنابيب وخطوط الكابلات ودعامات سلسال ، إلخ. . حتى الهياكل المعدنية التي تلامس الأرض ببساطة تخضع لتيارات شاردة.

فيما يتعلق بالتركيبات الموصلة الموجودة في الأرض ، فإن التربة نفسها لديها إمكانات أقل. وإذا ، على سبيل المثال ، يستخدم التثبيت عالي التيار التأريض أو يتم تحويل التيار منه إلى الأرض ، فإنه يتبع المسار الأقل مقاومة ، أي أنه يمر عبر الهياكل المعدنية في الأرض ، مما يؤدي إلى تآكل.

الأمر نفسه ينطبق على تيار السحب المتدفق على طول القضبان. يؤدي الاختلاف المحتمل بين القضبان والأرض ، نظرًا لنقص العزل ، إلى تدفق جزء من تيارات الجر عبر الأرض مع عواقب مماثلة على الهياكل المعدنية التي تقع في مسار هذه التيارات.

مواجهة في طريقها أنبوب مجاري أو خط أنابيب غاز أو غلاف كابل ، والتي تحتوي على أقل من ذلك بكثير مقاومةمن التربة المحيطة بها ، تتدفق التيارات الشاردة من خلالها وتسمى هذه الأماكن بالمناطق الكاثودية. بعد المرور عبر المسار المعدني ذي المقاومة المنخفضة ، يتركه التيار الشارد ويسمى هذا المكان منطقة الأنود وهذا هو المكان الذي يحدث فيه التفاعل الكهروكيميائي المسبب للتآكل.

يحدث تآكل مماثل في المنطقة الأنودية عندما يدخل التيار إلى الأرض من مصدر التيار الشارد نفسه ، على سبيل المثال من القضبان نفسها ، وتعاني القضبان أيضًا من هذا. بهذه الطريقة ، يتم تدمير القضبان في النقاط التي تخرج منها التيارات إلى الأرض ، والاتصالات تحت الأرض - في الأماكن التي يعود فيها التيار إلى القضبان.

المشكلة هي أنه عندما يكون تسرب التيار الشارد ثابتًا ، فإن المعدن سوف يتدهور تدريجيًا ، ويمكن أن يكون هذا التآكل الكهربائي شديدًا جدًا. يمكن أن تتدهور خطوط الأنابيب الفولاذية الجديدة في غضون ثلاث سنوات ، وتفشل كابلات الاتصالات بشكل أسرع. يتم تدمير مثبتات السكك الحديدية للجسور والقضبان لأغراض مختلفة بطريقة مماثلة. تعتبر مصادر التيار المستمر أو التيار المعدل خطرة بشكل خاص من حيث التآكل. في المناطق الأنودية ، يمكن أن يصل معدل تدمير المعدن إلى 10 ملم في السنة.

كقاعدة عامة ، يتم تجهيز الهياكل المعدنية بطبقة واقية خاصة مصممة للحماية من التآكل ، ولكن في حالة حدوث تلف للطلاء ، فإن تلف الاتصالات أمر لا مفر منه ، وتظهر القرحات والثقوب المميزة في الأماكن ذات مناطق الأنود الصغيرة.
لمكافحة الظواهر السلبية الموصوفة ، يقوم المتخصصون بإجراء دراسات كهربائية باستخدام معدات متخصصة. يتم تحديد أماكن تلف العزل بمكتشف خاص ويتم استخدام الصرف الكهربائي - إزالة الكهرباء من خطوط الأنابيب إلى مصدر التيار.

رسم تخطيطي لتركيب استنزاف الاستقطاب: 1 - خط أنابيب غاز واقي ، 2 - كابل تصريف ، 3 - تركيب تصريف (نوع الصمام) ، 4 - ريوستات ، 5 - عنصر صمام (مقوم) ، 6 - مقياس التيار ، 7 - فتيل ، 8 - مولد لمحطة الجر ، 9 - وحدة إمداد الطاقة ، 10 - عربة ملامسة ، 11 - مسارات حركة التيارات الشاردة

في أبسط الحالات ، التدابير الوقائية هي التالية.لمنع التيارات من المنشآت التي يحتمل أن تكون خطرة من التدفق إلى التربة المحيطة ، يتم إجراء اتصال كبل بين الهيكل المحمي وكل نقطة من نقاط التثبيت - وهو مصدر للتيارات الشاردة التي لها إمكانات سلبية كافية. يعود التيار الذي كان يتدفق سابقًا عبر الأرض الآن إلى مصدره من خلال اتصال الكابل دون التسبب في أي خطر من التآكل.

لحماية خطوط الأنابيب الفولاذية من تأثيرات التيارات الشاردة ، استخدم الحماية الكاثودية ... يتم تنفيذها باستخدام تيار كهربائي مباشر من مصدر خارجي. يتم توصيل القطب السالب للمصدر الحالي بخط الأنابيب المحمي ، والقطب الموجب بأرض خاصة - الأنود. دائرة الحماية الكاثودية - كيفية حماية الأغلفة المعدنية للكابلات من التآكل

لتقليل التيارات الشاردة المرتبطة بالقضبان ، يتم زيادة موصلية المسار وزيادة مقاومة الوصلات بين القضبان والأرض. لهذا الغرض ، يتم وضع قضبان من النوع الثقيل على المسارات الرئيسية ، ويتم الانتقال إلى مسار ملحوم بشكل مستمر ، ويتم تحويل مفاصل السكك الحديدية بجسور نحاسية ذات مقطع عرضي متزايد ، ويتم توصيل أقسام متعددة السكك بالتوازي.

يتم وضع القضبان على الحجر المكسر أو الحصى ، ويتم تثبيت الأجزاء المعزولة بين القضبان وتقوية عوارض الخرسانة المسلحة ، ويتم تشريب العوارض الخشبية بمطهرات الزيت ، إلخ.