Co jsou bludné proudy: úvod z amatérských odhadů

Pro začátečníka o základech z oblasti bezpečnosti života (zdraví a bezpečnosti), osobní bezpečnosti, extrémních a mimořádných situací, přežití, turistiky. Hodí se i pro ty, kteří žijí na venkově, pro rybáře, myslivce a další milovníky přírody a outdoorových aktivit.

Čtvrtek 13. února 2020

Co jsou to bludné proudy?

Bludné proudy jsou proudy, které vznikají v zemi, když je použita jako vodivé médium.

Způsobují korozi kovových předmětů, které jsou zcela nebo částečně pod zemí a někdy jsou v kontaktu pouze s povrchem země (potrubí pro přívod teplé a studené vody, topné systémy atd.). Jsou typické zejména pro tramvajové a železniční tratě elektrifikovaných železnic, které nejsou řádně udržovány.
V některých případech jsou bludné proudy důsledkem nouzového úniku z elektrického vedení.

Příčiny vzniku bludných proudů

Aby se mezi dvěma body na zemi objevil bludný proud, musí vzniknout rozdíl potenciálů. Takové podmínky jsou vytvářeny obrysy uzemňovacích zařízení.

Nulový vodič (PEN) je jedním koncem připojen k uzemňovacímu zařízení elektrické rozvodny a druhým koncem k PEN sběrnici spotřebitele, která je připojena k uzemňovacímu zařízení zařízení. Rozdíl elektrických potenciálů mezi svorkami nulového vodiče bude tedy přenášen na uzemněné zařízení, což vytvoří podmínky pro vznik obvodu. Velikost úniku bude nevýznamná, protože hlavní zátěž bude vést po cestě nejmenšího odporu (nulový vodič), ale část z ní bude vést po zemi.

Vznik bludných proudů mezi uzemňovacími zařízeními (GD) neutrálního vodiče

Téměř identické podmínky vznikají při problémech s izolací vodičů (poškození plášťů) nadzemních kabelových vedení. Při zkratu k zemi je potenciál v tomto bodě roven fázovému nebo blízký. To způsobuje vznik svodového proudu k nejbližšímu uzemňovacímu zařízení s potenciálem vodiče PEN.

V uvedeném příkladu se nejedná o neustálý únik střídavých proudů; ochrana (jistič atd.) se aktivuje dříve. Proces se však může výrazně zpozdit, pokud je zkratový proud pod nouzovou hodnotou.

Jak ukazuje praxe, největší podíl zdrojů konstantních svodových proudů připadá na městskou a příměstskou železniční elektrickou dopravu: konstantní napětí vstupuje do trakční sítě z rozvodny a vrací se po kolejích. Pokud je odpor kolejnic vůči zemi nedostatečný, vznikají v půdě bludné elektrické proudy. Pokud se v cestě bludných svodových proudů nachází potrubí nebo jiná kovová konstrukce, stává se elektrickým vodičem.
Je to proto, že proud se šíří po cestě nejmenšího odporu. Jakmile se tedy objeví vodič, proud bude procházet kovem, protože jeho elektrický odpor je nižší než odpor země. V důsledku toho bude část potrubí, kterou proud prochází, náchylnější ke korozi kovu.

Vztah mezi bludnými proudy a korozí kovu

Vzhledem k tomu, že se v zemi nachází voda a rozpuštěné soli, je jakákoli kovová konstrukce v půdě náchylná ke korozi. Pokud je však kov vystaven i bludným proudům, proces nabývá elektrolytické povahy. Rychlost elektrochemické reakce přímo závisí na proudu protékajícím mezi anodou a katodou. V důsledku toho bude rychlost koroze kovového potrubí uloženého v zemi ovlivněna elektrickým odporem půdy a také složitou povahou procesů probíhajících v katodové a anodové zóně.

V důsledku toho je kovová konstrukce kromě běžné koroze vystavena i svodovým proudům. To může způsobit vznik galvanického páru, který proces koroze výrazně urychlí. V praxi se vyskytly případy, kdy úsek potrubí vodovodního systému vystavený galvanické korozi selhal po dvou letech s odhadovanou životností 20 let.

Potrubí po vystavení bludným proudům

Metody ochrany proti bludným proudům

Aby se zabránilo škodlivým účinkům elektrochemického potenciálu, používají se ochranné metody, které se mohou lišit v závislosti na vlastnostech kovových konstrukcí. Lze je rozdělit na pasivní a aktivní.

Pasivní ochrana proti bludným proudům

Na povrch kovových konstrukcí se nanáší speciální izolační vrstva, která tvoří ochrannou bariéru mezi zemí a kovovým pláštěm. Jako izolační materiály se používají polymery, různé druhy epoxidových pryskyřic, bitumenové nátěry atd.

Moderní technologie bohužel neumožňují vytvořit ochrannou bariéru, která by zajistila úplnou izolaci. Jakýkoli nátěr má určitou propustnost, takže tato metoda umožňuje pouze částečnou izolaci od země. Kromě toho je třeba vzít v úvahu, že ochranná vrstva může být během přepravy a instalace poškozena. V důsledku toho se na ní tvoří různé vady izolace v podobě mikrotrhlin, škrábanců, promáčklin a průrazů.

Aktivní ochrana proti bludným proudům

Aktivní ochrana znamená řízení mechanismů elektrochemických procesů, které probíhají v místech, kde kovové konstrukce přicházejí do kontaktu s elektrolytem vytvořeným v půdě. K tomuto účelu se využívá katodická polarizace, při které negativní potenciál vytlačuje ten přirozený.

Takovou ochranu lze realizovat galvanickou metodou nebo zdrojem stejnosměrného proudu.
V prvním případě se využívá efekt galvanického článku, při kterém je anoda zničena (obětní anoda), čímž je chráněna kovová struktura, která má mírně nižší potenciál (viz obrázek níže, 1). Popsaná metoda je účinná pro půdy s nízkým odporem (ne více než 50,0 Ohm*m), při nižší úrovni vodivosti se tato metoda nepoužívá.
Použití zdroje stejnosměrného proudu v katodové ochraně umožňuje nezáviset na odporu půdy. Zdroj je zpravidla vyroben na bázi měniče napájeného ze střídavého elektrického obvodu. Konstrukce zdroje umožňuje nastavit úroveň ochranných proudů v souladu s převládajícími podmínkami.

Ochrana kovových zařízení na vodovodních potrubích v domech a bytech

Patří mezi ně například vyhřívané věšáky na ručníky, vodovodní baterie atd. Koroze způsobená bludnými proudy nepředstavovala pro tato zařízení hrozbu, dokud se plastové trubky nezačaly hojně používat v každodenním životě. I když má vaše stoupačka kovové trubky, není pravda, že váš soused dole nebo nahoře nemá plastové a na odbočky do koupelny a kuchyně se pravděpodobně používá plast.

Pro zajištění ochrany před nouzovými úniky proudu a zabránění elektrokoroze je nutné vyrovnat potenciály uzemněním vyhřívané věšáky na ručníky, vodovodních trubek ve stoupačce a také topné baterie.