Elektrická energie je aktivně využívána na každém kroku. V některých případech však jeho působení probíhá skrytě. Protože půda je schopna vést proud, vyskytuje se vždy, když existuje rozdíl potenciálů. V některých situacích mohou bludné proudy vést k ničivým následkům. Abyste tomu zabránili, je důležité vědět, co je bludný proud a jaké účinné ochranné metody se v takových případech používají.
Co jsou bludné proudy?
Lidé používají elektřinu k různým účelům:
- Pro vytvoření komfortu (topení, používání klimatizace).
- Pro práci s informacemi (počítač, smartphone, TV).
- Používání domácích spotřebičů (myčka, pračka, vysavač).
- Provádění úklidových prací (elektromotory).
Rozšířené používání elektřiny vytváří další problémy pro lidi. Jedním z nich je výskyt bludných proudů. Pokaždé, když se elektřina dostane do půdy, vytváří příležitost pro jejich výskyt a destruktivní účinky.
Půda obvykle obsahuje vlhkost s látkami rozpuštěnými v ní. Je to dobrá průvodkyně. Jakmile se na pozemku z toho či onoho důvodu vytvoří potenciálový rozdíl, začne zemí protékat proud. Jeho sílu a směr je obtížné předvídat, protože je náhodný.
Jak víte z kurzů fyziky, proud teče tam, kde je odpor minimální. Protože v zemi je velké množství kovových trubek pro různé účely, proud často protéká jejich různými sekcemi. To může vést k významnému zničení potrubí. Například v průběhu roku se i v silné a kvalitní dýmce může nečekaně objevit díra o velikosti dlaně.
Bludné proudy se tak nazývají, protože protékají náhodnými oblastmi země. Je těžké předem přesně odhadnout, kam je jejich cesta povede. Vývojový diagram vypadá takto:
Existují různé druhy zdrojů elektrické energie, které jsou v přímém kontaktu se zemí. Pokud je v bezprostřední blízkosti potrubí, proud nejprve projde půdou, poté potrubím a poté z něj v určitém bodě vystoupí. Dále po půdě půjde k objektu s menším potenciálem instalovaným na zemi.
Je třeba vzít v úvahu, že proud teče od vyššího k nižšímu potenciálu. V popsaném schématu jsou začátkem a koncem cesty místa, kde unikla elektřina.
Zvláštní pozornost je třeba věnovat oblastem, kde bludné proudy vstupují a vystupují z potrubí. První se nazývá anodický, druhý – katodický. V těchto místech se ke koroznímu procesu přidává ještě elektrolytický účinek proudu.
Je třeba mít na paměti, že anodická část je pro potrubí nebezpečnější než katoda. Faktem je, že vlivem bludného proudu dojde k přenosu molekul kovu do okolní půdy. V důsledku toho se skořápka rychle ztenčí a pak se vytvoří díra.
Je téměř nemožné předpovědět, na jakém konkrétním místě se anodické místo vytvoří. To výrazně závisí na chemickém složení a vlhkosti půdy. V praxi se k potírání tohoto jevu používají různé pasivní nebo aktivní metody. Škody, které bludné proudy způsobují, tkví také v tom, že představují úniky elektřiny, které mohou někdy dosahovat značných rozměrů.
O jakých únikech energie mluvíme?
Napájecí sítě používají fázové a nulové vodiče. Poslední jmenovaný je mnohými považován za uzemnění, ale ve skutečnosti je složitější. Tento vodič není připojen k zemi, ale k napájecí rozvodně. Zde je nakonec spojen se zemí. K němu jsou připojeny nulové vodiče všech spotřebitelů rozvodny.
Takové uzemnění má nenulový potenciál a je přímo spojeno se zemí. Může se stát jedním ze zdrojů bludných proudů.
Další rozšířenou možností jsou elektromobily. Když se pohybuje, fázový vodič je umístěn nahoře. Mezi ním a kolejnicemi v přímém kontaktu se zemí vzniká potenciální rozdíl. Tato půda je dalším zdrojem elektřiny pro bludné proudy.
Je-li potenciál nulového vodiče po celé dráze stejný, pak potenciálový rozdíl nevznikne. Pokud tomu tak není, vzniká bludný proud. Na kolejnicích jsou vytvořeny anodické a katodové sekce. V prvním z nich jsou kolejnice aktivně ničeny v důsledku elektrolytických reakcí. Pokud takové situace zůstanou bez kontroly, mohou vést ke katastrofám.
Silové kabely vedou pod zemí. Mají silnou izolaci. Časem se však může začít zhoršovat. V důsledku toho začne energie proudit do půdy přes holé oblasti. Někdy takové kabely obsahují velmi vysoké napětí, které může dosáhnout několika tisíc voltů.
Zde hovoříme o nejdůležitějších typech úniků. Existují však i další možnosti.
Bludné proudy v každodenním životě
Tento jev má podobný účinek, ale má různé důvody pro svůj výskyt. Byt nebo soukromý dům musí mít vodovodní systém a topení. Statická elektřina se může náhodně akumulovat v potrubí a okolních stěnách. Existují zde také bludné proudy a mohou vznikat anodické a katodické zóny, které vedou k destrukci potrubí.
Výskyt takových problémů je v některých případech spojen s nedostatečným uzemněním. Pokud jsou použity kovoplastové trubky, izolují kovovou část systému od kontaktu s půdou. V tomto případě statická elektřina nezmizí, ale má destruktivní účinek. K ochraně před bludnými proudy je třeba přijmout vhodná opatření.
Někdy se takové potrubí objeví v domech sousedů v důsledku oprav, které provedli. V některých případech jsou kovoplastové stoupačky instalovány ve vchodu od samého začátku. V tomto případě je vznik bludných proudů otázkou času. V takových situacích je důležité zajistit, aby všechna potrubí používaná v bytě nebo soukromém domě byla uzemněna. Současně jsou připojeny všechny stávající kovové prvky takových systémů: baterie, vyhřívané držáky na ručníky, kohoutky, mixéry a další. Bludné proudy se mohou stát vážným problémem, pokud se s nimi nezachází.
Které předměty jsou nejvíce ohroženy?
Je nemožné zcela kontrolovat tvorbu bludných proudů. Chcete-li se chránit před jejich účinky, musíte nejprve věnovat pozornost objektům, které jsou vůči nim nejzranitelnější:
- Kabelové vedení s kovovým pláštěm.
- Potrubí, jehož stěny jsou vyrobeny z kovu. Pokud jsou trubky vyrobeny z jiných materiálů, bludné proudy na ně nebudou mít vliv. Navíc mluvíme o různých typech takových struktur: vodovod, kanalizace, plyn.
- Kovové části armatur v budovách a jiných konstrukcích.
- Elektrické dopravní cesty. Může být elektrifikovaná městská nebo železniční.
- Podzemní elektrickou dopravu lze využít například při stavbě metra.
- Různé typy celokovových konstrukcí. Jedním z příkladů může být nádrž určená pro skladování ropných produktů.
Ve skutečnosti může dotyčné nebezpečí ohrozit jakékoli kovové prvky v přímém kontaktu se zemí. Pochopení toho, co jsou „bloudivé proudy“, vám pomůže pochopit, jak se jim vyhnout.
Metody ochrany
Pro ochranu lze použít různé metody, které se dělí na dva hlavní typy: pasivní a aktivní. V prvním případě mluvíme o spolehlivé izolaci potrubí od okolní půdy. K tomu můžete použít několik vrstev ochrany.
Pokud je potřeba vyloučit bludné proudy ve vodovodním potrubí, lze použít bitumenové tmely, speciální pouzdra a izolační pásky. Práce musí být prováděny opatrně, protože mechanické poškození ochranné vrstvy se může stát místy, kde dochází k aktivní destrukci předmětu.
Účinným způsobem ochrany je výměna kovových trubek za plastové. Poté již nebudou místem, kde teče proud. V důsledku toho se zastaví elektrolytické procesy, které ničí strukturu.
Pro izolaci kolejnic od země je položena speciální ochrana. V důsledku toho jsou cesty umístěny výše než obvykle. Obvykle se pro tento účel používají násypy vyrobené z elektricky nevodivého materiálu. To vede ke zvýšeným nákladům a není vždy přijatelné pro elektrickou dopravu, jejíž trasa se nachází uvnitř města.
Při projektování potrubí, umístění elektrických kabelů a elektrických dopravních cest se je snaží pokud možno rozložit na značnou vzdálenost.
V praxi je málokdy možné učinit pasivní ochranu proti bludným proudům dostatečně spolehlivou. Nejrozšířenější jsou proto aktivní metody. Jejich použití vyžaduje instalaci dalších pracovních konstrukcí a je spojeno s dodatečnými náklady na energii. Účinek takové ochrany pokrývá jen několik desítek metrů.
Princip fungování těchto metod je spojen s eliminací anodických zón na chráněných objektech. V tomto případě se destruktivní účinek proudu přepne na speciální objekty, jejichž zničení nezpůsobí poškození chráněné konstrukce. K tomu jsou na správných místech instalovány stanice katodové ochrany. Znalost toho, co jsou bludné proudy, vám umožňuje vybudovat proti nim účinnou ochranu.
Náklady na jejich použití jsou v porovnání s možnými problémy zanedbatelné. Proto je jejich použití považováno za velmi přínosné.
Při použití katodových stanic je na chráněný objekt aplikován kladný potenciál. Nedaleko od ní jsou umístěny katody. Dávají negativní výsledky. V důsledku redistribuce energie vznikají na dodatečně instalovaných katodách anodové zóny. Molekuly kovů se z nich budou aktivně vypařovat a postupně je učiní nepoužitelnými. V tomto případě jsou okamžitě vyměněny.
Na místě vlivem bludných proudů odpadá tvorba anodických zón a nedochází k destrukci. Při instalaci ochrany je důležité provést výpočty správně. Pokud dojde k chybě, bude se konstrukce chovat opačně – stane se zdrojem destrukce chráněného objektu. Proto musí být pro každý objekt plánováno s ohledem na jeho vlastnosti.
Ochranu proti bludným proudům lze vytvořit následovně. K tomu je potřeba aplikovat na chráněný objekt určitý potenciál. V důsledku toho jím přestanou protékat bludné proudy.
Pro ochranu lze použít metodu elektrického odvodnění. V tomto případě je v místě, kde se předpokládá výskyt anodické zóny, potrubí propojeno vodičem s místem, kde se nachází problém a vytváří odpovídající potenciál. V tomto okamžiku mizí potenciální rozdíl, který byl důvodem vzniku anodické zóny.
Metody měření
Aby bylo možné určit místa, kde se s největší pravděpodobností tvoří bludné proudy, je třeba provést měření. Získané informace o bludných stejnosměrných proudech umožňují efektivněji konstruovat ochranná opatření. Měření je systém měření, který zahrnuje následující prvky:
- Stanovení odporu mezi zeminou a kolejemi elektrické dopravy.
- Výpočet potenciálního rozdílu mezi kolejnicemi, po kterých se pohybují elektrická vozidla, a podzemním potrubím.
- Podrobná studie možných úniků energie z kabelu po celé jeho délce.
Při měření na elektrických dopravních trasách je třeba zvolit dobu největší aktivity. Používaná zařízení musí mít třídu přesnosti minimálně 1,5.
Při pokládání podzemních potrubí se měření bludných proudů provádí každých 1000 m. Pokud jsou podobné konstrukce umístěny paralelně, pak se měření provádějí s intervalem 200 m. V tomto případě se ukazatele porovnávají podél každého potrubí. Navíc se měří potenciální rozdíl mezi nimi.
Závěr
Vznik bludných proudů vede k urychlené destrukci kovových konstrukcí. K jejich ochraně je nutné komplexně uplatňovat metody pasivní nebo aktivní ochrany. Měření je třeba provádět pravidelně, aby se určila závažnost daného problému.
