Was sind Streuströme und wie können sie beseitigt werden?
Ursachen
Das moderne Leben ist ohne elektrifizierte Einrichtungen nicht vorstellbar. Der Energieverbrauch wächst jedes Jahr, was den Bau neuer Transformator- und Verteilerstationen, Kabel- und Freileitungen, externer Kontaktnetze für elektrische Züge und Kontaktschienen für die U-Bahn umfasst. Da die Erde selbst ein Leiter ist und sich alle diese Objekte auf ihrer Oberfläche oder darunter befinden, entsteht eine bestimmte Art von Verbindung zwischen ihnen.
Damit ein elektrischer Strom auftritt, ist eine Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten des Leiters erforderlich. Die gleiche Aussage gilt für Streuströme, außer dass die Erde in diesem Fall als Leiter fungiert. In einem isolierten neutralen System wird die Potentialdifferenz durch Erdschleifen bereitgestellt. Wenn der Neutralleiter an die Erdschleife angeschlossen ist, verursacht sein eigener Widerstand beim Durchgang der Ladung einen Spannungsabfall. Ein solcher Leiter wird als PEN bezeichnet.
Die Basis des PEN-Leiters ist mit dem Erdungskreis des Umspannwerks verbunden. Am Eingang zum Verbraucher verbindet es sich mit dem Gebäudespeicher. Diese beiden Speicher an gegenüberliegenden Enden des Kabels stellen eine Potentialdifferenz bereit, die wiederum zur Bildung von Streustrom zwischen ihnen führt.
Ein ähnlicher Vorgang wird beobachtet, wenn die Isolierung von Stromleitungen beschädigt ist. Wenn ein Erdschluss auftritt, wird die Erde in diesem Bereich zum Träger dieses Potentials. Die meisten Schäden dieser Art werden automatisch repariert. Dies ist jedoch der Fall, wenn ein großes Leck vorliegt. Bei kleinen Werten ist das Lokalisieren und Neutralisieren der Ursache ziemlich problematisch.
Fahrzeuge mit elektrischer Traktion (mit Ausnahme von Fahrzeugen, die mit autonomen Elektromotoren betrieben werden) sind die Hauptursache für dieses unerwünschte Phänomen. Obusse werden über spezielle Stangen an das Stromnetz angeschlossen, die an die Neutral- und Phasendrähte angeschlossen sind und sich am Fahrzeug selbst befinden. Daher erzeugt diese Art des Transports keine großen Streuströme.
Elektrische Züge werden nach einem etwas anderen Prinzip angetrieben. Der Nullleiter ist mit den Schienen verbunden und der Phasenleiter ist über den Schienen montiert.Mit Hilfe von Stromabnehmern, die sich auf dem Dach befinden und direkt mit dem Stromkabel in Kontakt stehen, wird der Motor mit Strom versorgt.
Die Stromversorgung dieser Netze erfolgt über Umspannwerke, die sich entlang der gesamten Strecke in etwa gleichem Abstand voneinander befinden. Die Hauptursache für Streuströme in diesem System ist die Krümmung der Route. Eine elektrische Ladung verläuft auf dem Weg des geringsten Widerstands. Wenn sich die Gelegenheit ergibt, „Ecken zu schneiden“, geht er dementsprechend auf dem Boden und nicht auf Schienen.
Das folgende Video zeigt, was dieses Phänomen ist und wie es auftritt:
Auswirkungen auf Metallgegenstände
Es gibt viele Metallgegenstände auf der Erde, wie zum Beispiel: verschiedene Rohrleitungssysteme, gepanzerte Kabelleitungen, Stahlbetonfundamente von Gebäuden. Da Metall im Vergleich zur Erde ein besserer Leiter ist, fließt der elektrische Strom durch ihn und nicht durch die Erde. Der Einstiegspunkt wird als "Kathodenzone" bezeichnet. Der Austrittspunkt ist die „Anodenzone“.
Separat möchte ich die Korrosionsprozesse in Wasserleitungen betrachten. Grundwasser enthält viele lösliche Substanzen und ist ein guter Leiter. Beispielsweise bildet sich in einer Rohrleitung im Boden durch den Elektrolyseprozess Korrosion. Dies ist besonders im Bereich der Anodenzone ausgeprägt. Strukturen in der Kathodenzone sind weniger zerstörerisch.
Aufgrund der äußerst zerstörerischen Wirkung auf alle oben genannten Objekte können Wanderströme erhebliche wirtschaftliche Schäden verursachen.
Schutzmethoden
Der häufigste Weg, um mit diesem Phänomen umzugehen, ist die Installation eines kathodischen Schutzes. Dazu ist es notwendig, die Bildung der Anodenzone auf der geschützten Struktur auszuschließen und nur die Kathode zu belassen. Die kathodische Schutzstation erzeugt Gleichstrom und verbindet den negativen Pol mit der zu schützenden Metallstruktur und den positiven mit den sogenannten "Opfer" -Anoden, die den größten Teil der Zerstörungskraft aufnehmen. Außerdem werden spezielle Schutzbeschichtungen auf das geschützte Objekt aufgebracht, die die Bildung einer Korrosionsschicht verhindern.
VHC-Schema:
Die Nachteile dieses Schemas sind:
- der sogenannte "Wiederaufbau" - wenn das Schutzpotential überschritten wird und die geschützte Metallstruktur korrodiert;
- falsche Berechnung des Schutzes, bei der beschleunigte Korrosionsschäden in der Nähe von lokalisierten Metallgegenständen auftreten.
Leider betrifft dieses Problem nicht nur Industrieanlagen, sondern auch normale Menschen. Im beheizten Handtuchhalter zirkuliert wie im gesamten Heizsystem heißes Wasser, das ein ausgezeichneter Leiter ist (es sei denn, es wird natürlich nicht destilliert). Wenn die Rohrleitungen und angrenzenden Elemente im Wohnzimmer nicht ordnungsgemäß geerdet sind, können sie möglicherweise unerwünscht sein und dementsprechend Rostflecken auf ihrer Oberfläche aufweisen. Eine ordnungsgemäße Erdung trägt dazu bei, all diese negativen Folgen zu vermeiden. Daher ist diese Methode zum Schutz vor Streuströmen in einer Wohnung und einem Privathaus heute eine der effektivsten.
Messmethoden
Beim Verlegen einer Rohrleitung werden Streuströme berechnet, indem die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten der Erdoberfläche senkrecht zueinander und in gleicher Entfernung von 100 m gemessen wird. Die Messungen werden jeden Kilometer durchgeführt.
Messgeräte müssen eine Genauigkeitsklasse von mindestens 1,5 und einen eigenen Widerstand von 1 MΩ haben. Die Potentialdifferenz zwischen den Messelektroden sollte 10 mV nicht überschreiten. Mit der Zeit sollte eine Messung mindestens 10 Minuten dauern, wobei das Ergebnis alle 10 Sekunden aufgezeichnet wird.
Messungen im Bereich des elektrischen Transports müssen bei größter Belastung durchgeführt werden.Wenn die Potentialdifferenz der Messwerte 0,04 V überschreitet, ist dies ein Zeichen für das Vorhandensein von Streuströmen.
Ein Paar Referenzelektroden kann als Messinstrument verwendet werden: Kupfersulfat tragbar und verbindend. Zusätzlich benötigen Sie ein digitales Multimeter, um Messungen durchzuführen, sowie einen flexiblen isolierten Draht, dessen Länge mindestens 100 Meter betragen sollte.
Trotz seiner geringen Werte kann dieses Phänomen die unterirdische (und nicht nur) Kommunikation erheblich schädigen. Streustromquellen können sehr unterschiedlich sein. Daher müssen alle vorbeugenden Maßnahmen getroffen werden, um diesen unerwünschten Effekt zu beseitigen.
Schließlich empfehlen wir Ihnen, sich ein nützliches Video anzusehen, das deutlich zeigt, wie Sie sich vor diesem Phänomen schützen können:
Deshalb haben wir die Ursachen von Streuströmen und deren Schutz untersucht. Jetzt wissen Sie, was es ist und wie Sie dieses Phänomen auch zu Hause loswerden können!
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