Co jsou bludné proudy a jak se jich zbavit? Elektrikář sám

Vedoucí a šéfredaktor webu, autor článků.
Zkušenosti 5 let.

Bludné proudy jsou typem směrovaného pohybu nabitých částic, ke kterým dochází v zemi, když působí jako vodič. Tento jev vede k destrukci kovu v půdě nebo i jen v kontaktu s ní, což představuje hlavní nebezpečí. Níže se podrobně budeme zabývat fyzikálním jevem zvaným bludné proudy, příčinami tohoto jevu a opatřeními k jeho ochraně.

Příčiny

Moderní život si nelze představit bez elektrifikovaných předmětů. Spotřeba energie každým rokem roste, což s sebou nese výstavbu nových transformačních a distribučních stanic, kabelových a venkovních elektrických vedení, vnějších kontaktních sítí pro elektrické vlaky a trolejí pro metro. Protože samotná země je vodič a všechny tyto předměty jsou na jejím povrchu nebo pod ní, vzniká mezi nimi určitý typ spojení.

Pro vznik elektrického proudu je nutný rozdíl potenciálů mezi dvěma body na vodiči. Totéž platí pro bludné proudy, až na to, že vodičem je v tomto případě zem. V systému s izolovaným neutrálem je rozdíl potenciálů zajištěn zemními smyčkami. Pokud je nulový vodič připojen k zemní smyčce, jeho vlastní odpor, když jím prochází náboj, způsobí pokles napětí. Takový vodič je označen PEN.

Základna vodiče PEN je připojena k zemní smyčce trafostanice. Na vstupu ke spotřebiči je napojen na paměťovou jednotku budovy. Obě tyto nabíječky na opačných koncích kabelu poskytují rozdíl potenciálů, což zase vede k vytvoření bludného proudu mezi nimi.

Podobný proces je pozorován při poškození izolace elektrického vedení. Pokud dojde ke zkratu se zemí, pak se země v této oblasti stane nositelem tohoto potenciálu. Většina poškození tohoto druhu je eliminována automaticky. Ale to pouze v případě velkého úniku. Při malých hodnotách je lokalizace a neutralizace příčiny značně problematická.

Hlavní příčinou tohoto nežádoucího jevu jsou elektrická vozidla (kromě automobilů, které pracují s elektrickými motory s vlastním pohonem). Trolejbusy jsou připojeny k elektrické síti prostřednictvím speciálních tyčí, které jsou připojeny k nulovému a fázovému vodiči a jsou umístěny na vlastním vozidle. Proto tento druh dopravy nevytváří velké bludné proudy.

Elektrický vlak je poháněn podle trochu jiného principu. Nulový vodič je připojen ke kolejnicím a fázový vodič je namontován nad kolejemi. Pomocí pantografů umístěných na střeše a v přímém kontaktu s napájecím kabelem je do motoru přiváděna elektřina.

Tyto sítě jsou napájeny z trakčních měníren, které jsou umístěny po celé trase přibližně ve stejné vzdálenosti od sebe. Hlavním důvodem výskytu bludných proudů v tomto systému je zakřivení trasy. Elektrický náboj jde cestou nejmenšího odporu. Pokud se tedy naskytne příležitost „zatknout“, bude chodit po zemi a ne po kolejích.

Níže uvedené video podrobně popisuje, co tento jev je a jak k němu dochází:

Náraz na kovové předměty

V zemi je mnoho kovových předmětů, např.: různé potrubní systémy, pancéřová kabelová vedení, železobetonové základy budov. Vzhledem k tomu, že kov je lepší vodič ve srovnání se zemí, elektrický proud bude protékat skrz něj a ne skrz zem. Vstupní bod se nazývá „katodová zóna“. Výstupním bodem je „anodická zóna“.

Samostatně bych chtěl zvážit korozní procesy ve vodovodních potrubích. Podzemní voda obsahuje mnoho rozpustných látek a je dobrým vodičem. Například v potrubí umístěném v zemi se v důsledku procesu elektrolýzy tvoří koroze. To je zvláště výrazné v anodické zóně. V katodové zóně je poškození struktur méně destruktivní.

V důsledku extrémně ničivého dopadu na všechny výše uvedené objekty mohou bludné proudy způsobit značné ekonomické škody.

Metody ochrany

Nejběžnějším způsobem boje proti tomuto jevu je instalace katodické ochrany. K tomu je nutné vyloučit tvorbu anodické zóny na chráněné konstrukci a ponechat pouze katodovou zónu. Katodická ochranná stanice generuje stejnosměrný proud, spojuje záporný pól s kovovou konstrukcí, kterou je třeba chránit, a kladný pól s takzvanými „obětovými“ anodami, které absorbují většinu ničivé síly. Také se na chráněný předmět nanášejí speciální ochranné nátěry, které zabraňují vzniku korozivní vrstvy.

Schéma SCZ:

Nevýhody tohoto schématu jsou:

• tzv. „overprotection“ – když je překročen ochranný potenciál a chráněná kovová konstrukce podléhá korozi;
• nesprávný výpočet ochrany, který způsobuje zrychlené korozní poškození blízkých kovových předmětů.

Bohužel se tento problém týká nejen průmyslových zařízení, ale i obyčejných lidí. Ve vyhřívaném věšáku na ručníky, stejně jako v topném systému jako celku, cirkuluje horká voda, která je vynikajícím vodičem (pokud samozřejmě není destilovaná). Pokud potrubí a přilehlé součásti umístěné v obytné oblasti nejsou řádně uzemněny, mohou být vystaveny nežádoucímu potenciálu a na jejich povrchu se mohou objevit skvrny od rzi. Správné uzemnění pomůže zabránit všem těmto negativním důsledkům, takže dnes je tento způsob ochrany před bludnými proudy v bytě nebo soukromém domě jedním z nejúčinnějších.

Metody měření

Při pokládce potrubí se bludné proudy vypočítávají měřením rozdílu potenciálů mezi dvěma body na zemském povrchu, které jsou na sebe kolmé a nacházejí se ve stejné vzdálenosti 100 m. Měření se provádí každý kilometr.

Měřicí přístroje musí mít třídu přesnosti minimálně 1,5 a vlastní odpor 1 MOhm. Rozdíl potenciálů mezi měřicími elektrodami by neměl překročit 10 mV. Z časového hlediska by jedno měření mělo trvat minimálně 10 minut s tím, že výsledek se zaznamenává každých 10 sekund.

Měření v oblasti pokryté elektrickou dopravou by měla být prováděna v době špičky. Pokud rozdíl potenciálů překročí 0,04 V, pak je to známka přítomnosti bludných proudů.

Jako měřící přístroj lze použít dvojici referenčních elektrod: síran měďnatý přenosný a spojovací. Kromě toho budete k měření potřebovat digitální multimetr a ohebný izolovaný vodič, jehož délka musí být alespoň 100 metrů.

Přes svůj malý význam může tento jev způsobit značné škody na podzemních (i jiných) komunikacích. Zdroje bludných proudů mohou být velmi různé. Proto je nutné přijmout veškerá preventivní opatření k eliminaci tohoto nežádoucího efektu.

Na závěr doporučujeme zhlédnout užitečné video, které názorně ukazuje, jak se před tímto jevem chránit:

Podívali jsme se tedy na příčiny bludných proudů a ochranu před nimi. Nyní víte, co to je a jak se tohoto jevu zbavit i doma!

Asi nevíš:

• Proč je únik proudu v bytě nebezpečný?
• Jak udělat uzemnění v domě vlastníma rukama
• Co je systém vyrovnání potenciálu

Zveřejněno 30.03.2017 Aktualizováno 03.11.2017 Alexandrem (administrátorem)

Koroze nerezové oceli bludnými proudy (elektrokoroze) je typ koroze, ke které dochází za přítomnosti bludného proudu. Bludný proud je proud, který protéká jinými cestami, než které poskytuje obvod. Jedinečnost koroze nerezové oceli bludnými proudy spočívá v tom, že k ní může docházet pouze v místě výboje.

Koroze způsobená bludnými proudy je dynamický a přechodný typ koroze. Je elektricky podmíněná a může být způsobena i tradičními metodami prevence koroze. I když se proto zdá nevyhnutelná, její katastrofální následky nelze tolerovat ani ignorovat.

Tato koroze může být rychlá, pokud je proud generovaný galvanickými články menší než bludný proud. Když proud opouští kov a teče do elektrolytického média, část, ze které proud opouští, je vystavena silné korozi. Některé druhy nerezové oceli se mohou zničit poměrně rychle.

Bludné proudy mohou být vnější i vnitřní, přičemž vnitřní způsobují zkraty v elektrickém vedení.

Velmi často se „bludivý proud“ nazývá „nulovým proudem“, který existuje v kovových neuzemněných (nenulovaných) konstrukcích. Nesprávné použití tohoto termínu nesnižuje destruktivní schopnosti takových elektrických proudů.

Koroze bludných proudů nerezové oceli: Charakteristika

Nerezová ocel, ačkoli je v mnoha prostředích odolná vůči korozi, může být náchylná ke korozi bludnými proudy.

Existují dva hlavní typy koroze nerezové oceli způsobené bludnými proudy:

• Lokální galvanická koroze: K tomuto typu koroze dochází, když bludný proud přechází z nerezové oceli na jiný, elektronegativnější kov, jako je ocel nebo litina. V těchto oblastech se nerezová ocel rychle rozpouští.
• Podzemní koroze: K tomuto typu koroze dochází, když bludný proud prochází půdou. Ionty chlóru a další agresivní látky v půdě mohou korozi urychlit.

Když se nerezová ocel dostane do kontaktu s bludnými proudy, může se stát anodou, což způsobí její elektrochemické rozpuštění. Tento jev je známý jako koroze způsobená bludnými proudy.

• Nejedná se o přirozenou korozi, protože ji může způsobit vnější a nezávislý faktor, který není závislý na prostředí.
• Potenciální rozdíl s méně vodivým prostředím vzniká při průchodu bludného proudu, čímž vzniká korozní buňka.
• To může ovlivnit životnost a bezpečnost potrubí a dalších kovových konstrukcí.
• Ve skutečnosti se jedná o elektrochemickou korozi.
• Mezi hlavní faktory, které přispívají ke vzniku koroze způsobené bludnými proudy, patří vysoký elektrický odpor, špatná instalace kovů v zemi a úbytky napětí způsobené příliš velkou vzdáleností mezi rozvodnami.

Koroze způsobená bludnými proudy je relativně běžnou formou koroze nerezové oceli, která může být v případě neprodlené řešení v nerezových konstrukcích – zejména v potrubí – zničující.

Detekce koroze nerezové oceli bludnými proudy

Identifikace tohoto konkrétního typu koroze vyžaduje určité dovednosti a zkušenosti. Jiné typy koroze jsou nekvalifikovanými konzultanty v oblasti koroze často chybně diagnostikovány jako koroze způsobená bludnými proudy. Tato koroze způsobená bludnými proudy je určena vizuální kontrolou certifikovaným konzultantem v oblasti koroze. Koroze způsobená bludnými proudy se liší od jiných typů/druhů koroze způsobené nebludnými proudy v důsledku procesu elektrolýzy. Faktory prostředí nejsou faktorem, i když obvykle hrají významnou roli u jiných typů koroze nerezové oceli.

Jakákoli kovová konstrukce uložená v zemi je náchylná ke korozi způsobené bludnými proudy. Nejčastěji postihuje železnice, potrubí, skladovací nádrže a další velké konstrukce vyrobené z nerezové oceli.

Koroze bludnými proudy se často zaměňuje s galvanickou korozí. Od galvanické koroze se výrazně liší tím, že se jedná o korozi mezi dvěma odlišnými kovy, zatímco bludné proudy nepodléhají korozi vlivem prostředí a mohou způsobit mnohem větší škody.

Známky koroze nerezové oceli bludnými proudy:

• Rezavé skvrny nebo vředy na povrchu nerezové oceli.
• Zdokonalení stěny trubek nebo jiných konstrukcí z nerezové oceli.
• Trhliny v konstrukcích z nerezové oceli.
• „Perforace“ z nerezové oceli.

Příčiny koroze nerezové oceli v důsledku bludných proudů

Koroze způsobená bludnými proudy, jak již bylo zmíněno, je specifickou formou koroze. Není způsobena faktory prostředí. Dochází k ní, když proud protéká jinou cestou, než je zamýšleno.

Bludný proud nastává, když elektřina neteče správně. K tomu může dojít v mnoha situacích. Jednou z nejčastějších příčin bludných proudů je nesprávná instalace nebo nedostatečná údržba elektrického systému. Existuje mnoho věcí, které mohou způsobit, že se elektrický proud odchýlí od zamýšlené trasy. Mezi zdroje bludných proudů patří:

• Systémy protikorozní ochrany s katodickou ochranou.
• Stejnosměrné proudy, které rozvádějí energii, jsou uzemněny.
• Systémy elektrické rychlé přepravy.
• Zařízení pro elektrické svařování.

Jak mohou tyto bludné proudy vznikat? Představte si nerezový vyhřívaný věšák na ručníky připojený k trubkám z kovu a plastu/plastu. Při pohybu se voda v důsledku tření o stěny (dielektrikum) elektrizuje a na kovových prvcích se hromadí statický náboj, čímž vzniká jakýsi kondenzátor (pokud by trubky byly z vodivého kovu, náboj by se nehromadil). Následně se tento kondenzátor vybije, protéká jím malý proud a jeden z kovů se začne zhoršovat, podobně jako při elektrochemické korozi.

Problém koroze nerezových kohoutků a vyhřívaných věšáků na ručníky spočívá právě v tom, že jsou k nim připojeny plastové trubky. Stoupačka je samozřejmě vyrobena z kovových trubek. Všechny kovové trubky jsou uzemněny, v nových domech systémem vyrovnávání potenciálů, ve starých domech – v suterénu k zemní smyčce. Při použití plastových trubek je kovové spojení mezi stoupačkou a nerezovým vyhřívaným věšákem na ručníky přerušeno. V důsledku toho je potenciál přerušen: na stoupačce máte jeden – zem, na kohoutku (vyhřívaném věšáku na ručníky) – druhý. Tento jev se nazývá – rozdíl potenciálů. Elektrický proud se objeví mezi různými potenciály, když se mezi nimi objeví vodič. Takovým vodičem je voda. Když se voda pohybuje trubkami, dochází k mikrotření různých médií: vody a kovu a tření generuje napětí. To znamená, že potenciál se rovná potenciálu země ve stoupačce (uzemněné), a ten ve vyhřívaném věšáku na ručníky je sám o sobě, a skrze vodu mezi různými potenciály vznikají „bludivé proudy“, a v důsledku toho koroze.

Metody a způsoby prevence koroze nerezové oceli způsobené bludnými proudy

Začněme tím, že pokud jsou všechny prvky potrubí správně nainstalovány, neměly by se vyskytovat žádné bludné proudy. Správná instalace znamená uzemnění všech kovových prvků (topné baterie, vyhřívané věšáky na ručníky, umyvadla, vany, baterie).

Jak se vyhnout: uzemněte všechny kovové prvky systému. Zejména při použití plastových trubek.

Voda má vynikající vodivost. Stačí zajistit spolehlivé kovové spojení mezi stoupacím potrubím a kovovými koncovými zařízeními (směšovač, vyhřívaný věšák na ručníky). Jednoduše řečeno – uzemněte vyhřívaný věšák na ručníky k kovovému stoupacímu potrubí a všechny problémy s blouděním vás okamžitě opustí, potenciál se vyrovná a proud nebude mít kudy odtékat.

Katodická ochrana často nedostatečně zabraňuje korozi bludnými proudy na rizikových konstrukcích z nerezové oceli. Investice do mapování bludných proudů je pro prevenci nezbytná.

Mapování bludných proudů je bezpečný způsob, jak zmapovat dráhu bludných proudů. Znalost dráhy bludných proudů a pravidelně monitorovaný spolehlivý systém katodické ochrany pomůže předcházet problémům spojeným s tvorbou korozních buněk v důsledku bludných proudů.

Katodická ochrana může způsobit bludné proudy, které mohou vést ke korozi. Katodická ochrana je navržena tak, aby chránila konstrukce před korozí, ale ve skutečnosti může způsobit korozi způsobenou bludnými proudy. Pro dosažení nejlepších výsledků by měla být monitorována a posuzována certifikovanými konzultanty pro korozi.

Koroze nerezové oceli v důsledku svodových proudů

Svodový proud není bludný proud, je to něco jiného. Z nějakého důvodu proud protéká nerezovou trubkou a ocel se ničí, stejně jako při galvanické korozi.

Koroze nerezové oceli v důsledku svodových proudů může vést k vážným problémům, jako například:

• Poškození zařízení: Koroze může způsobit poškození součástí z nerezové oceli, což může vést k selhání zařízení a nákladným opravám.
• Snížení síly: Koroze může oslabit nerezovou ocel, což ji může učinit náchylnější k praskání a lomu.
• Únik: V některých případech může koroze vést k úniku kapaliny nebo plynu ze zařízení, což může být nebezpečné pro lidi a životní prostředí.

Pokud je instalace provedena správně, neměl by potrubím protékat žádný proud. Proud však potrubím protékat může, pokud někdo připojil uzemnění elektrického spotřebiče ke stoupačce. To je nebezpečné především nikoli kvůli korozi, ale kvůli ohrožení života. Představte si, že stoupačka byla během opravy odpojena a uzemnění neexistuje. Proud může potrubím protékat v důsledku poruch v systémech uzemnění, nulování a vyrovnání potenciálů.

Jak se vyhnout:

1. Nepoužívejte vodovodní potrubí ani topné trubky jako uzemnění pro elektrické spotřebiče.
2. Správně nainstalujte systém uzemnění, nulování a vyrovnání potenciálů.
3. Používejte diferenciální jističe, které reagují na svodové proudy až do 30 miliampérů.

Koroze bludnými proudy je srovnatelná s galvanickou korozí, kde proud vzniká interně, ačkoli lze přijmout jiná opatření k jeho eliminaci. Chemické a elektrické reakce na rozhraní mezi elektrolytem a kovem jsou také podobné. Korodující kov je považován za anodu a proud teče ke katodě.

Pokud máte podezření, že nerezová ocel je náchylná ke korozi způsobené bludnými proudy, doporučuje se kontaktovat specialistu na korozi, který provede diagnostiku a vypracuje plán na ochranu vaší konstrukce, produktu nebo zařízení.

• ADRESÁŘ
• RECENZE / KOMENTÁŘE
• NEREZOVÉ POTRUBÍ