ما هي التيارات الضالة وكيفية التخلص منها؟
أسباب الحدوث
من المستحيل تخيل الحياة الحديثة بدون مرافق كهربائية. يتزايد استهلاك الطاقة كل عام ، مما يستلزم بناء محطات تحويل وتوزيع فرعية جديدة ، وخطوط كابلات كهربائية وخطوط علوية ، وشبكات اتصال خارجية للقطارات الكهربائية وقضبان اتصال للمترو. بما أن الأرض نفسها هي موصل ، وجميع هذه الأشياء موجودة على سطحها أو تحتها ، ينشأ نوع معين من الاتصال بينهما.
لحدوث تيار كهربائي ، من الضروري وجود فرق بين نقطتين للموصل. نفس البيان ينطبق على التيارات الضالة ، باستثناء أن الأرض تعمل كموصل في هذه الحالة. في نظام محايد معزول ، يتم توفير الفرق المحتمل بواسطة حلقات أرضية. إذا تم توصيل الموصل المحايد بحلقة الأرض ، فإن مقاومته الخاصة ، عندما تمر الشحنة من خلالها ، ستتسبب في انخفاض الجهد. يتم تعيين هذا الموصل PEN.
يتم توصيل قاعدة موصل PEN بالدائرة الأرضية لمحطة المحولات الفرعية. عند مدخل المستهلك ، يتصل بذاكرة المبنى. توفر كل من هذه الذكريات في نهايتي الكبل فرقًا محتملًا ، مما يؤدي بدوره إلى تكوين تيار شارد بينهما.
لوحظت عملية مماثلة عند تلف عزل خطوط الكهرباء. إذا حدث خطأ أرضي ، تصبح الأرض في هذه المنطقة حاملة لهذه الإمكانات. يتم إصلاح معظم الأضرار من هذا النوع تلقائيًا. ولكن هذا في حالة وجود تسرب كبير. بالنسبة للقيم الصغيرة ، فإن توطين السبب وتحييده يمثل مشكلة كبيرة.
تعتبر المركبات التي تعمل بالجر الكهربائي (باستثناء السيارات التي تعمل باستخدام محركات كهربائية مستقلة) السبب الرئيسي لهذه الظاهرة غير المرغوب فيها. يتم توصيل حافلات الترولي بالشبكة الكهربائية عن طريق قضبان خاصة متصلة بالأسلاك المحايدة والمرحلة وتقع على السيارة نفسها. لذلك ، هذا النوع من النقل لا يولد تيارات شاردة كبيرة.
القطارات الكهربائية تعمل بمبدأ مختلف قليلاً. يتم توصيل الموصل الصفري بالقضبان ، ويتم تركيب موصل الطور فوق المسارات.وبمساعدة البانتوغراف الموجودة على السطح والمتصلة بكابل الطاقة مباشرة ، يتم تزويد المحرك بالكهرباء.
يتم توفير الطاقة لهذه الشبكات من خلال محطات الجر الفرعية ، والتي تقع على طول المسار بالكامل على نفس المسافة تقريبًا من بعضها البعض. السبب الرئيسي للتيارات الضالة في هذا النظام هو انحناء الطريق. تمر الشحنة الكهربائية على طول الطريق الأقل مقاومة. وبناء على ذلك ، إذا سنحت الفرصة "لقطع الزوايا" ، فسوف يمشي على الأرض ، وليس على القضبان.
يوضح الفيديو أدناه تفاصيل هذه الظاهرة وكيف تحدث:
التأثير على الأشياء المعدنية
هناك العديد من الأجسام المعدنية في الأرض ، مثل: أنظمة الأنابيب المختلفة ، وخطوط الكابلات المدرعة ، وأسس الخرسانة المسلحة للمباني. بما أن المعدن موصل أفضل مقارنة بالأرض ، فإن التيار الكهربائي سيمر عبره ، وليس عبر الأرض. تسمى نقطة الدخول "منطقة الكاثود". نقطة الخروج هي "منطقة الأنود".
بشكل منفصل ، أود أن أعتبر عمليات التآكل في أنابيب المياه. تحتوي المياه الجوفية على العديد من المواد القابلة للذوبان وهي موصل جيد. على سبيل المثال ، في خط أنابيب في الأرض ، يتشكل التآكل نتيجة لعملية التحليل الكهربائي. هذا واضح بشكل خاص في منطقة منطقة الأنود. الهياكل في منطقة الكاثود أقل تدميرا.
نتيجة للتأثير المدمر للغاية على جميع الأشياء المذكورة أعلاه ، يمكن للتيارات المتجولة أن تتسبب في أضرار اقتصادية كبيرة.
طرق الحماية
الطريقة الأكثر شيوعًا للتعامل مع هذه الظاهرة هي تثبيت الحماية الكاثودية. للقيام بذلك ، من الضروري استبعاد تشكيل منطقة الأنود على البنية المحمية وترك الكاثود فقط. تولد محطة الحماية الكاثودية تيارًا مباشرًا ، يربط القطب السالب بالهيكل المعدني الذي يحتاج إلى الحماية ، والقطب الإيجابي لما يسمى بقطب "التضحية" ، الذي يأخذ الجزء الأكبر من القوة التدميرية. أيضا ، يتم تطبيق الطلاء الواقي الخاص الذي يمنع تكوين طبقة تآكل على الجسم المحمي.
مخطط VHC:
عيوب هذا المخطط هي:
- ما يسمى "إعادة البناء" - عندما يتم تجاوز إمكانات الحماية وتآكل الهيكل المعدني المحمي ؛
- الحساب غير الصحيح للحماية ، حيث يحدث تلف التآكل المتسارع بالقرب من الأجسام المعدنية الموجودة.
لسوء الحظ ، لا تؤثر هذه المشكلة على المنشآت الصناعية فحسب ، بل تؤثر أيضًا على الناس العاديين. في سكة المناشف المسخنة ، كما هو الحال في نظام التسخين ككل ، يدور الماء الساخن ، وهو موصل ممتاز (ما لم يكن ، بالطبع ، غير مقطر). إذا لم يتم تأريض خطوط الأنابيب والعناصر المجاورة الموجودة في غرفة المعيشة بشكل صحيح ، فقد تكون عرضة لظهور إمكانات غير مرغوب فيها ، وبالتالي ، بقع الصدأ على سطحها. سيساعد التأريض المناسب على منع كل هذه العواقب السلبية ، لذلك فإن طريقة الحماية هذه ضد التيارات الضالة في شقة ومنزل خاص هي واحدة من أكثر الطرق فعالية.
طرق القياس
عند وضع خط الأنابيب ، يتم حساب التيارات الضالة من خلال قياس الفرق المحتمل بين نقطتين على سطح الأرض ، متعامدين مع بعضهما البعض وعلى مسافة متساوية من 100 متر ، ويتم إجراء القياسات كل كيلومتر.
يجب أن يكون لأدوات القياس فئة دقة لا تقل عن 1.5 ومقاومتها الخاصة 1 متر مكعب. يجب ألا يتجاوز الفرق المحتمل بين أقطاب القياس 10 مللي فولت. بمرور الوقت ، يجب أن يستمر قياس واحد لمدة 10 دقائق على الأقل ، مع تسجيل النتيجة كل 10 ثوانٍ.
يجب إجراء القياسات في مجال النقل الكهربائي أثناء الحمل الأكبر.إذا تجاوز الاختلاف المحتمل للقراءات 0.04V ، فهذه علامة على وجود تيارات شاردة.
يمكن استخدام زوج من الأقطاب الكهربائية المرجعية كأدوات قياس: كبريتات النحاس المحمولة والتوصيل. بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج إلى مقياس رقمي متعدد لأخذ القياسات ، بالإضافة إلى سلك معزول مرن ، يجب أن يكون طوله 100 متر على الأقل.
على الرغم من قيمها الصغيرة ، يمكن أن تسبب هذه الظاهرة أضرارًا كبيرة للاتصالات تحت الأرض (وليس فقط). يمكن أن تكون مصادر التيارات الضالة مختلفة جدًا. لذلك ، من الضروري اتخاذ جميع التدابير الوقائية للقضاء على هذا التأثير غير المرغوب فيه.
أخيرًا ، نوصي بمشاهدة فيديو مفيد يوضح بوضوح كيفية حماية نفسك من هذه الظاهرة:
لذلك درسنا أسباب التيارات الضالة والحماية منها. الآن أنت تعرف ما هي وكيف تتخلص من هذه الظاهرة حتى في المنزل!
بالتأكيد أنت لا تعرف:
جار التحميل...
