Что такое блуждающие токи и как от них избавиться?


Объяснение простым человеческим языком

Проблема коррозии смесителей и полотенцесушителей состоит в том, что у вас пластиковые трубы к ним подходят, а стояк в доме — из металлических труб. Металлические трубы все заземлены, в новых домах через систему уравнивания потенциалов, в старых — в подвале к контуру заземления. Вы при использовании пластиковых труб разрываете металлосвязь между трубами стояка и металлическим смесителем или полотенцесушителем. Следовательно потенциал разрываете, на стояке у вас один — земля, на полотенцесушителе — другой. Называется — разность потенциалов. Между разными потенциалами появляется что? Ток, — при условии появления между ними проводника, а таким проводником и является текущая по трубам вода. При движении воды по трубам происходит микро трение различных сред — воды и металла, а при трении возникает что? Помните эбонитовую палочку? Правильно — напряжение, т.е. потенциал, тот что в стояке равен потенциалу земли (заземлено) , а тот что в полотенцесушителе — висит на нем сам по себе, а через воду между разными потенциалами и возникают блуждающие токи, и как следствие — коррозия. Вода, совершенно точно, обладает отличной токопроводимостью.


По нашему опыту, лучше всего противостоят блуждающим токам полотенцесушители марио, по этому случаю мы дарим скидку 10% на любую водяную модель.
При оформлении заказа просто введите промо-код mario10 и получите скидку 10%.

ВСЕ что вам НАДО СДЕЛАТЬ — обеспечить надежную металлическую связь между трубами стояка и металлическими оконечными устройствами (смесителем, полотенцесушителем). Проще говоря — заземлите свой полотенцесушитель на металлические трубы стояка, потенциал выравняется и току неоткуда и некуда будет течь.

Что такое блуждающие токи и причины их возникновения научным языком

Причины возникновения в системе отопления и водоснабжения блуждающих электротоков очень различны- начиная от отсутствия или неправильного заземления электроприборов, напрямую связанных со стояком полотенцесушителя, таких как стиральная машинка, электромагнитный фильтр, циркуляционный насос, заканчивая близостью железной дороги и трамвайных путей.

Блуждающие токи возникают не только из-за внешних, но и из-за внутренних источников, а именно в связи с коротким замыканием. Теоретически при правильном строительстве коротких замыканий в системе быть не должно, но на практике получается по-другому. В каких-то местах сварочное соединение заменяют на обычные сгоны или меняют кусок трубы на металлопласт, поэтому возникают блуждающие токи, и все это приводит к электрической и электрохимической коррозии.


Когда весь стояк состоит из металлических труб, а в квартирах их заменяют на пластиковые, возникают блуждающие токи из-за разных видов труб. Все это происходит потому, что все металлические трубы при постройке заземлены. В новых домах, например, заземление происходит через систему уравнения потенциалов, а в старых в подвалах — по контуру заземления. А при установке пластика эта металлосвязь между трубами и полотенцесушителем нивелируется, и появляются блуждающие токи. Следовательно, разрывается уже существующий потенциал: получается, что на стояке он будет один, а на полотенцесушителе — другой.

Еще одной распространенной причиной возникновения электрокоррозии является разность потенциалов двух различных материалов в непосредственной близости друг от друга, в особенности, черной и нержавеющей стали.

Также, вред этой сантехнике наносят блуждающие токи, которые возникают, в случае плохой изоляции проводки, обрыва сети, если кто-то (может даже на другом этаже многоквартирного дома) подключает нулевой провод от электросети на систему отопления в корыстных целях. Также, возможно повреждение, если заземление сделано на систему отопления. Место, где заряд проникает в корпус полотенцесушителя, подвергается химической реакции: она неизбежно и ведет к порче изделия. Решают эти проблемы заземлением полотенцесушителя или уравниванием потенциалов.

Прежде, чем купить полотенцесушитель водяной ознакомьтесь с этой статьей, это будет полезно узнать до того, как ремонт в ванной комнате будет закончен.

Как заземлить полотенцесушитель?


К сожалению, заземление не панацея и не дает 100% гарантии того, что полотенцесушитель не потечет, но у нас есть еще одна возможность защиты изделия — полимерное покрытие полотенцесушителя.

Сушилка подключена к системе отопления через металлопластиковую трубу (схема ниже). Дело в том, что металлопластиковая труба имеет внутри алюминиевый слой, который токи проводит, но в месте подключения фитинга будет разрыв электрической цепи. Поэтому, его нужно заземлять на стояк ГВС или контур заземления.

К сожалению, на поверхности полотенцесушителей из нержавеющей стали иногда появляется ржавчина! В чем причина этого, и что можно сделать? Об этом далее.

Причина появления ржавчины.

Удобство проживания в многоквартирном доме со всеми благами цивилизации зачастую имеет и отрицательные стороны. Одной из них является возникновения так называемых блуждающих токов, которые и становятся причиной появления ржавчины на поверхности полотенцесушителей.

Любой многоэтажный дом имеет систему уравнивания потенциалов (напряжения). Она реализуется путем подключения всех металлических конструкций к нулевой точке ВРУ или ГРШ (вводные электрические щиты). Основная задача системы — обезопасить человека от поражения электрическим током при прикосновении к металлической конструкции, имеющей контакт с конструкцией дома.


Сюда же относится и полотенцесушитель. Если магистраль, к которой он подключен, не имеет контакта с системой уравнивания потенциалов, то велика вероятность появления коррозии от блуждающих токов.

Распространенная причина этого явления заключается в том, что когда выполняют разводку с помощью пластиковых труб, полотенцесушитель забывают подключить к системе заземления. В этом случае под воздействием блуждающих токов нержавейка начинает разрушаться, появляются ржавые пятна или даже свищи. Обычно ржавчина возникает на самом «слабом» месте, то есть, там, где защитный слой самый тонкий.

ЭЛЕКТРОКОРРОЗИЯ — Методы решения проблемы

Методов решения проблемы существует два. Первый заключается в банальном заземлении полотенцесушителя. Достаточно закрепить один конец провода на стояк водопровода, а другой на корпус полотенцесушителя. Однако в этом случае возникают некоторые сложности, если вы уже сделали чистовой ремонт, провод заземления не станет украшением санузла. Поэтому лучше пойти по другому, более легкому пути.
Полимерная защита.

Внутренняя стенка нержавеющей трубы покрывается полимерной пленкой, благодаря этому устраняется контакт теплоносителя с металлом. Этот материал не проводит электрический ток, поэтому выступает отличным изолятором. При этом полимер не токсичен, безвреден для человека и окружающей среды, устойчив к воздействию высоких температур и долговечен.

Причины и источники возникновения


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.

Определение понятия

Что такое блуждающие токи и как от них избавиться?
Блуждающие токи
Блуждающие токи – это заряженные электрочастицы с определенной траекторией движения, возникающие в земле, являющейся проводником. Термин блуждающие возник из-за того, что невозможно предугадать локализацию частиц и начало возникновения процесса. Влияние блуждающих электрочастиц крайне негативно сказывается на металлических изделиях, находящихся над землей и под ней.

Подобные процессы возникают из-за растущего количества электрифицированных объектов, являющихся основой современных стран. А так как почва проводник для электричества, происходит взаимодействие между элементами.

Возникают блуждающие частицы подобно электрическим, для взаимодействия которых требуется сопоставление разности потенциалов в 2-х произвольных точках, только для блуждающего варианта проводник – это земля. В результате находящийся металлический материал вблизи процесса разрушается быстрее из-за коррозии.

Механизм образования блуждающих токов

В таблице мы привели в качестве примера несколько источников, теперь рассмотрим подробно, как в них образуется интересующий нас процесс. Как уже упоминалось выше, чтобы он появился, между двумя точками на земле должно произойти возникновение разности потенциалов. Такие условия создаются контурами ЗУ систем с глухоизолированной нейтралью.


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.

Образование блуждающих токов между ЗУ нулевого провода
Образование блуждающих токов между ЗУ нулевого провода

Практически аналогичные условия образуются, когда возникают проблемы с изоляцией проводов (разрушение оболочек) кабельных магистралей или ВЛ. При возникновении КЗ на землю, в этой точке потенциал равный или близкий к фазе. Это вызывает образование тока утечки к ближайшему ЗУ с потенциалом PEN-провода.

В приведенном примере о постоянной утечке переменных токов речь не идет, поскольку согласно действующим нормам на поиск и устранение повреждения отводится два часа. При этом, в большинстве случаев, отключение поврежденной линии или локализация участка с КЗ производится автоматически. Процесс может существенно затянуться, если сила тока КЗ ниже аварийного порога.

Как показывает практика, наибольшая доля источников токов постоянной утечки приходится на городской и пригородный рельсовый электротранспорт. Механизм их образования продемонстрирован ниже.


Рельсовый электротранспорт в качестве источника блуждающих токов
Рельсовый электротранспорт в качестве источника блуждающих токов

Обозначения:

  1. Контактный провод, от которого получает питание силовая установка электротранспорта.
  2. Питающий фидер (подключен к контактному проводу).
  3. Одна из тяговых подстанций, питающая сети трамваев.
  4. Дренажный фидер (подключен к рельсам).
  5. Рельсы.
  6. Трубопровод на пути прохождения блуждающих токов.
  7. Анодная зона (положительные потенциалы).
  8. Катодная зона (отрицательные потенциалы).

Как видно из рисунка, постоянное напряжение в тяговую сеть поступает с подстанции и по рельсам возвращается обратно. При недостаточном сопротивлении рельсовых путей относительно земли, в грунте возникают электрические блуждающие токи. Если на пути распространения утечки блуждающих токов находится трубопровод или другая металлическая конструкция, то она становится проводником электричества.

Это связано с тем, что ток распространяется по пути наименьшего сопротивления. Соответственно, как только появляется проводник, ток будет распространяться по металлу, поскольку его электрическое сопротивление меньше, чем у земли. В результате участок трубопровода, через который проходит электроток, будет в большей степени подвержен коррозии металла. О причинах этого рассказано ниже.

Методы измерений


Чтобы проверить наличие БТ, используют устройства, позволяющие определить их присутствие и величину. Комплекс измерений включает в себя:

  • тестирование напряжения и направления тока по оболочкам магистральных кабелей;
  • нахождение разности потенциалов между точками: подземные коммуникации – рельсы;
  • замеры на отдельных участках ж/д величины изоляции рельс от подсыпки;
  • анализ степени утечки энергии с оболочек кабелей в землю.

Важно! Замеры на железнодорожных объектах проводят в часы наибольшей плотности потока составов поездов.

Что такое блуждающие токи и как от них избавиться?
Набор для измерения БТ

Применение комплекса защиты от БТ и правильный расчёт потенциала позволят свести к минимуму негативное воздействие токов. Немаловажную роль играет точное определение мест локализации БТ. Электрокоррозийная защищённость объектов снижает затраты на ремонт и замену пришедших в негодность трубопроводов и других подземных коммуникаций.


Связь блуждающего тока и коррозии на металле

Ввиду наличия в земле воды и растворенных в ней солей любая металлическая конструкция в почве подвержена коррозии. Но если металл помимо этого подвергается воздействию блуждающих токов, то процесс приобретает электролитическую природу. Согласно закону Фарадея скорость электрохимической реакции напрямую зависит от тока, протекающего между анодом и катодом. Следовательно, на скорость коррозии металлической трубы (уложенной в грунте) будет влиять электрическое сопротивление почвы, а также сложная природа процессов, протекающих в катодной и анодной зоне.

В результате металлическая конструкция помимо обычной коррозии подвергается воздействию токов утечки. Это может стать причиной образования гальванической пары, что существенно ускорит процесс коррозии. На практике отмечались случаи, когда участок трубопровода системы водоснабжения, подвергавшийся гальванической коррозии выходил из строя через два года, при расчетном сроке эксплуатации 20 лет. Пример такого воздействия представлен ниже.

Труба после воздействия блуждающих токов
Труба после воздействия блуждающих токов

Для чего заземлять водяной полотенцесушитель

После того, как пластиковые трубы начали вытеснять обычные металлические, на их заземление стали не обращать внимания, ошибочно полагая, что металлическая труба и труба из металлопластика имеют одинаковую токопроводимость. Это не так. Между металлопластиковой трубой и алюминием отсутствует контакт: они не соединены.

Практика показывает, что 90 процентов полотенцесушителей начинают протекать именно в случае замены металлических систем горячего водоснабжения на их пластиковые аналоги (например, полипропилен). Старые металлические трубы меняются на современные пластиковые с целью уменьшения вихревых токов. Однако коррозия продолжает себя проявлять.

Первые симптомы электрической коррозии – возникновение пятен ржавчины на полотенцесушителе, причем ржавчина проявляется даже на устройствах, сделанных из нержавейки. Вообще, все металлические электро-изделия, контактирующие с водой, подвержены как электрохимической так и гальванической коррозии. Электрокоррозия возникает при наличии блуждающих токов. В результате на металл оказывается одновременное воздействие электрического тока и воды, после чего появляются металлические пробои, а уже оттуда начинает свое распространение коррозия.

При контакте двух разных металлов, один из которых более химически активен, чем другой, оба металла вступают в химическую реакцию. Чистая вода является очень плохим проводником электрического тока (диэлектриком), но, благодаря большой концентрации различных примесей, вода превращается в своеобразный электролит.

Не стоит забывать о том, что температура оказывает большое влияние на электропроводимость: чем выше температура воды, тем лучше она проводит электрический ток. Данное явление известно под именем “гальваническая коррозия”, именно она методично приводит полотенцесушитель в негодность.

Способы защиты от блуждающих токов

Для предотвращения пагубного воздействия электрохимического потенциала применяются методы защиты, которые могут отличаться в зависимости от особенностей металлических конструкций. Рассмотрим в качестве примера способы защиты водопроводных труб, полотенцесушителей и газопроводов, начнем в порядке данной очередности.

Видео про различные защиты от блуждающих токов

Защита водопроводных труб

Для проложенных в земле металлоконструкций, в частности водопроводных труб, применяются две методики защиты: пассивная и активная. Подробно опишем каждую из них.

Пассивная защита

Данная методика предусматривает нанесение на поверхность металлоконструкций специального изолирующего слоя, образующего защитный барьер между землей и металлической оболочкой. В качестве изоляционного материала используются полимеры, различные виды эпоксидных смол, битумное покрытие и т.д.

Пример защитного покрытия трубы для подземной укладки
Пример защитного покрытия трубы для подземной укладки

К сожалению, современная технология не позволяет создать защитный барьер, обеспечивающий полную изоляцию. Любое покрытие обладает определенной диффузионной проницаемостью, поэтому при данном способе возможна только частичная изоляция от грунта. Помимо этого следует учитывать, что в процессе транспортировки и монтажа может быть нанесено повреждение защитному слою. В результате на нем образуются различные дефекты изоляции в виде микротрещин, царапин, вмятин и сквозных повреждений.

Поскольку рассмотренный метод не обладает достаточной эффективностью, он применяется в качестве дополнения активной защиты, о которой пойдет речь далее.

Активная защита

Под данным термином подразумевается управление механизмами электрохимических процессов, которые протекают в местах контакта металлических конструкций с образующимся в грунте электролитом. Для этой цели применяется катодная поляризация, при которой отрицательный потенциал смещает естественный.

Реализовать такую защиту можно гальваническим методом или используя источник постоянного тока. В первом случае применяется эффект гальванической пары, в которой анод, подвергается разрушению (жертвенный анод), защищая при этом металлоконструкцию, у которой потенциал несколько ниже (см. 1 на рис.5). Описанный способ эффективен для грунтов с низким сопротивлением (не более 50,0 Ом*м), при более низком уровне проводимости данный метод не применяется.

Применение источника постоянного тока в катодной защите позволяет не зависеть от сопротивления грунта. Как правило, источник изготовлен на базе преобразователя, запитанного от электрической цепи переменного тока. Конструктивное исполнение источника позволяет задать уровень защитных токов в соответствии со сложившимися условиями.

Варианты реализации катодной защиты
Рисунок 5. Варианты реализации катодной защиты

Обозначения:

  1. Применение жертвенного анода.
  2. Метод поляризации.
  3. Проложенная в земле металлоконструкция.
  4. Закладка в грунте жертвенного анода.
  5. Источник постоянного тока.
  6. Подключение к источнику малорастворимого анода.

Защита полотенцесушителей

Полотенцесушителям и другим оконечным металлическим устройствам на водопроводных трубах (смесителям) коррозия, вызванная блуждающими токами, не угрожала до тех пор, пока в быту не стали широко применяться пластиковые трубы. Даже, если в Вашем стояке установлены металлические трубы, не факт, что у соседа снизу они не пластиковые, да и для отводов в ванную и кухню наверняка используется пластик.

Чтобы обеспечить защиту от аварийных утечек тока и не допустить электрокоррозии, необходимо выровнять потенциалы, заземлив полотенцесушитель, водопроводные трубы в стояке, а также батарею отопления.

Защита газопроводов

Защита подземных газопроводов от блуждающих токов, которые вызывают коррозию, осуществляется точно так же, как и для водопроводных труб. То есть применяется один из двух вариантов активной катодной защиты, принцип работы которой рассматривался выше.

Понятие заземление — немного физики

Общеизвестно, что электрический ток при неумелом обращении крайне опасная вещь. Предназначение заземления – защита человека от удара тока в случае внезапной поломки электрического оборудования. Еще одним способом обеспечения безопасности человека является зануление.

Зануление ванны в квартире также пользуется популярностью, но у него есть существенный минус – автомат не срабатывает мгновенно, как в случае с заземлением. Между ударом электрическим разрядом и защитным отключением УЗО проходит время. Конечно это считанные секунды, но ситуация, когда разряд может пройти через сердце, может привести к печальному исходу.

Проводником тока в ванной комнате может быть не только вода, но и, к примеру, повешенное в опасном месте влажное полотенце. Также проводниками тока могут стать:

  • ванны из чугуна, стали. При этом проводить ток может и акриловая ванна, покрытая влагой;
  • трубы из металла;
  • бетон, намоченный водой;
  • намокшие контуры между плиткой, а также и любое намокшее покрытие пола.

заземление схема

Когда неисправный электроприбор находится под напряжением, вероятность поражения электрическим разрядом зависит от следующих обстоятельств:

  1. Качество водопроводной воды. Вода плохого качества содержит в себе различные химические элементы (соли, сульфаты и др.), которые являются прекрасными проводниками тока.
  2. Материал труб систем коммуникаций. Обычно это металл, пластик или металлопластик.
  3. Степень влажности в помещении. В ванной комнате уровень влажности обычно повышен.
  4. Также важным фактором является психофизическое состояние человека, а также состояние покрова кожи.

Особенности заземления ванн из разных материалов

Заземление в ванной комнате – довольно сложный процесс, поэтому желательно обратиться за помощью к специалисту. Но если нет возможности или желания, провести заземление можно и самостоятельно.

Следуя правилам электромонтажа заземлить ванну в квартире следует путем соединения ванны и шины заземления, которая обычно располагается на входном распределительном щитке. Эти действия должно производиться в каждой ванной комнате, независимо он установленного электрического оборудования.

Особенности заземления ванн из разных материалов:

  1. Чугунная ванна. Идеальный проводник тока. Такую ванну необходимо заземлять первоочередно. Если ванна старого образца – провод заземления устанавливается путем присоединения его к металлической ножке ванны. В ножке просверливается отверстие, в котором нужно зафиксировать заземляющую перемычку. Современные ванны заранее оборудованы заводской накладкой на внешней поверхности.
  2. Акриловая ванна. Полиметилметакрилат, из которого производят акриловые ванны — не проводник тока. Однако акриловое покрытие имеет свойство накапливать статическое электричество. Многие акриловые ванны армируются с помощью металлического каркаса, который нуждается в заземлении.
  3. Гидромассажные джакузи. Вода в такие ванны подается под разными уровнями давления посредством системы джетов. Для полноценной работы джакузи требуется насос, который в свою очередь работает от обычной розетки. Правила эксплуатации таких ванн включают в себя локализацию розетки не ближе 0,5 метра от уровня земли и края самой купели и наличие защиты не меньше чем IP44. Помимо стандартных правил необходимо соединить джакузи с устройством заземления, для получения полной безопасности.

О том, как заземлить ванну и какие инструменты необходимы – читайте далее в этой статье.

Почему нужно заземлять ванну в квартире

Зачем заземлять ванну в квартире? Квартира – жилье, в котором человек находится в непосредственной близости с соседями. В случае, когда у невнимательных соседей в жилье находятся незаземленные электроустройства, присоединенные к системе водоснабжения и при этом они имеют пробой на корпусе или есть утечка тока, они становятся опасными для жизни всех жильцов. Поэтому заземление ванной в квартире необходимо.

Если в ванной комнате поверхность, являющаяся проводником тока, либо вода, текущая из водопроводного крана находится под напряжением, человек может замкнуть собой эту цепь, вследствие чего получить удар электрическим разрядом.

Наши полотенцесушители изготовлены из качественной пищевой нержавеющей стали AISI 304 L, адаптированны к любому качеству воды. Но может возникнуть проблема из-за электрохимической коррозии. Причина электрокоррозии в системе водоснабжения — эффект блуждающих токов. Это явление вызвано ошибками при подключении электроприборов в квартирах или повреждением защиты на кабельных линиях дома. В результате полотенцесушитель может выйти из строя, а его замена по гарантии будет невозможна.


Использованные источники

  1. eskimo.com.ua/zazemlenie-polotencesushitelya/
  2. santehprospekt.ru/2018/06/23/trugor-pochemu-rzhaveyut-polotentsesushiteli/
  3. favourite-svet.ru/elektroprovodka/bluzhdayushchie-toki.html
  4. dzgo.ru/blog/zazemlenie-polotencesushitelya.html
  5. toweli.ru/poleznaya-informatsiya/zashchita-ot-elektrokorrozii

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.