Так называемые блуждающие токи опасны, прежде всего, своей электрохимической активностью, которая приводит к ускоренной коррозии подземных металлических сооружений, в том числе трубопроводов и газопроводов.
О том, что представляет собой это явление, и как с ним бороться, мы попросили рассказать директора НПК СЕВМОРГЕОСТРОЙ Юрия Смирнова.
Рис. 1. Юрий Смирнов
— Юрий Владимирович, как возникают блуждающие токи?
— Их источниками являются трамвай, метрополитен, электрифицированный на постоянном токе пригородный рельсовый транспорт. Провод для питания этих транспортных средств соединяется обычно с плюсом источника постоянного тока, а минус — с обратным проводом, которым являются рельсовые пути (или один из рельсов).
Вследствие слабой изоляции полотна дороги от земли, большого омического сопротивления рельсовых путей, нарушения контакта в стыках рельсов, часть тока, ответвляясь, проходит к минусу источника питания по земле. Встречая на своем пути проводник, каким являются металлические оболочки кабельных линий, трубопроводы и другие подземные сооружения, блуждающие токи могут пройти по этому проводнику, а затем выйти из него снова в землю, чтобы вернуться к отрицательному полюсу тяговой подстанции.
— Каким образом выявляется наличие блуждающих токов?
— Это делается в полевых условиях методом естественного поля.
В работе используются неполяризующиеся электроды, представляющие собой пористый керамический сосуд, в который заливается насыщенный раствор медного купороса, а в раствор погружается стрежень.
Перед началом работ необходимо определить стационарный потенциал подземного сооружения. Это делается при выключенных средствах электрохимической защиты путем непрерывного измерения и регистрации разности потенциалов между сооружением и медно-сульфатным электродом. Рекомендуется производить измерения во время перерыва в движении электрифицированного транспорта, например, в ночное время суток, когда блуждающий ток отсутствует. За стационарный потенциал сооружения принимают среднее значение потенциала при разности измеренных значений не более 0,04 В.
Рис.2. Схема, иллюстрирующая принцип возникновения блуждающих токов
— Расскажите, пожалуйста, о технологиях и тонкостях этой работы?
— Первое измерение можно производить, располагая электроды сравнения вдоль будущей оси трассы. При втором (перпендикулярном) измерении электроды сравнения можно расположить в любую сторону от оси трассы (один остается над осью трассы). Если рельеф на местности не позволяет, то можно располагать оба электрода в стороне от оси. Например, один — на 20 м влево, а второй — на 80 м вправо.
При измерениях используют переносные медно-сульфатные электроды сравнения, которые подбирают так, чтобы разность потенциалов между двумя электродами по паспорту не превышала 10 мВ.
Переносный медно-сульфатный электрод сравнения состоит из неметаллического полого корпуса с пористым дном и крышкой. Внутри полого корпуса находится стержень из красной меди. В корпус заливают насыщенный раствор медного купороса.
Рис. 3. Защита трубопроводов от блуждающих токов
Заливать электроды раствором купороса следует за сутки до начала измерений. После заливки все электроды необходимо установить в один сосуд. Он может быть стеклянным или эмалированным, с насыщенным раствором медного купороса так, чтобы пористое дно электродов было полностью погружено в раствор.
Измерения в каждом пункте должны проводиться не менее 10 минут с непрерывной регистрацией или с помощью ручной записи результатов через каждые 10 секунд.
В зоне влияния блуждающих токов от электротранспорта измерения необходимо производить в часы пиковой нагрузки или во время прохождения электропоездов в обе стороны между двумя ближайшими станциями.
Если наибольший размах колебаний разности потенциалов между наибольшим и наименьшим ее значениями превышает 0,04 В, это характеризует наличие блуждающих токов. Как в отсутствии, так и при наличии сооружений, проложенных вблизи трассы проектируемого трубопровода.
При измерениях в зоне действия блуждающих токов и амплитуде колебаний разности потенциалов, превышающей 0,5 В, в качестве электродов сравнения вместо медно-сульфатных электродов могут быть использованы стальные электроды длиной от 300 мм и диаметром 15-20 мм.
— Какие приборы применяют для этих исследований?
— Минимальный комплект приборов и приспособлений для определения наличия блуждающих постоянных токов при проектировании трубопроводов включает: универсальный мультиметр, два электрода сравнения медно-сульфатный переносной и соединительный, изолированный гибкий провод диной не менее 100 м.
Для измерения напряжения используют показывающие и регистрирующие приборы. Удобства в работе добавляет функция удержания или регистрации показаний, которая присутствует во многих современных цифровых мультиметрах.
Источник:
