Arus nyasar, perlindungan terhadap arus nyasar

Elemen penahan beban infrastruktur transportasi, misalnya rel kereta api dan trem, tidak memiliki insulasi listrik yang dapat diandalkan dari tanah. Dan saat arus mengalir kembali di sepanjang rel ke gardu traksi, sebagian dari arus itu juga melewati tanah.

Instalasi arus tinggi yang ditanahkan, serta kebocoran dari saluran listrik, juga berkontribusi terhadap terjadinya arus tanah. Arus seperti itu, yang hanya membawa listrik ke tanah, tidak memiliki bentuk, amplitudo dan arah yang konstan, jalur perambatannya di tanah beragam, oleh karena itu disebut arus liar.

Arus sesat — arus listrik berbahaya di dalam tanah bila digunakan sebagai lingkungan konduktif (misalnya, di instalasi telekomunikasi, sistem tenaga trem, lokomotif listrik tambang, dll.). Di bawah aksi mereka, elektrolisis terjadi dan oksidasi cepat terjadi. dan penghancuran perangkat logam bawah tanah (selubung kabel, saluran pipa, struktur bangunan).

Jelas bahwa dalam kasus ini tanah memainkan peran sebagai media konduktif, dan tidak hanya tanah yang menjadi konduktor di sini, tetapi juga struktur logam yang seluruhnya atau sebagian berada di bawah tanah, seperti pipa, saluran kabel, penyangga catenary, dll. . Bahkan struktur logam yang hanya bersentuhan dengan tanah dapat terkena arus liar.

Sehubungan dengan struktur konduktif yang terletak di dalam tanah, tanah itu sendiri memiliki potensi yang lebih rendah. Dan jika, misalnya, instalasi arus tinggi menggunakan pentanahan atau arus darinya dialihkan ke tanah, maka ia mengikuti jalur dengan hambatan paling kecil, yaitu melewati struktur logam di dalam tanah, yang mengarah ke mereka korosi.

Hal yang sama berlaku untuk arus traksi yang mengalir di sepanjang rel. Perbedaan potensial antara rel dan tanah, karena kurangnya insulasi, menyebabkan sebagian arus traksi mengalir melalui tanah dengan konsekuensi serupa untuk struktur logam yang berada di jalur arus ini.

Menghadapi pipa saluran pembuangan, pipa gas atau selubung kabel, yang jumlahnya jauh lebih sedikit perlawanandaripada tanah di sekitarnya, arus liar mengalir melaluinya dan tempat-tempat seperti itu disebut zona katodik. Setelah melewati jalur logam dengan resistansi rendah, arus nyasar meninggalkannya dan tempat ini disebut zona anoda dan di sinilah reaksi elektrokimia korosif terjadi.

Korosi serupa terjadi di zona anodik ketika arus masuk ke tanah dari sumber arus nyasar itu sendiri, misalnya dari rel itu sendiri, dan rel juga menderita karenanya. Dengan cara ini, rel dihancurkan di titik di mana arus keluar dari rel ke tanah, dan komunikasi bawah tanah - di tempat arus kembali ke rel.

Masalahnya adalah ketika kebocoran arus nyasar konstan, logam secara bertahap akan memburuk, dan elektrokorosi semacam itu bisa sangat intens. Pipa baja baru dapat rusak dalam tiga tahun, dan kabel komunikasi rusak lebih cepat. Pengencang rel jembatan dan rel untuk berbagai keperluan dihancurkan dengan cara yang sama. DC atau sumber arus yang diperbaiki sangat berbahaya dalam hal korosif. Di zona anodik, laju penghancuran logam bisa mencapai 10 mm per tahun.

Sebagai aturan, struktur logam dilengkapi dengan lapisan pelindung khusus yang dirancang untuk melindungi dari korosi, tetapi jika terjadi kerusakan pada lapisan, kerusakan pada komunikasi tidak dapat dihindari, dan borok dan lubang yang khas muncul di tempat-tempat dengan area anoda kecil.
Untuk memerangi fenomena negatif yang dijelaskan, spesialis melakukan studi kelistrikan menggunakan peralatan khusus. Tempat kerusakan isolasi ditentukan dengan pencari khusus dan drainase listrik digunakan - pemindahan listrik dari pipa ke sumber arus.

Skema pemasangan saluran terpolarisasi: 1 — pipa gas pelindung, 2 — kabel saluran pembuangan, 3 — pemasangan saluran pembuangan (tipe katup), 4 — rheostat, elemen 5 — katup (penyearah), 6 — ammeter, 7 — sekering, 8 — generator gardu traksi, 9 — unit catu daya, 10 — troli kontak, 11 — jalur pergerakan arus liar

Dalam kasus paling sederhana, tindakan perlindungan adalah sebagai berikut.Untuk mencegah arus dari instalasi yang berpotensi berbahaya mengalir ke tanah di sekitarnya, sambungan kabel dibuat antara struktur yang dilindungi dan setiap titik instalasi - sumber arus nyasar yang memiliki potensi negatif yang cukup. Arus yang sebelumnya mengalir melalui tanah kini kembali ke sumbernya melalui sambungan kabel tanpa menimbulkan resiko korosi.

Untuk melindungi pipa baja dari efek arus nyasar, gunakan proteksi katodik... Itu dilakukan dengan menggunakan arus listrik langsung dari sumber eksternal. Kutub negatif dari sumber arus dihubungkan ke pipa yang dilindungi, dan kutub positif ke ground khusus - anoda. Sirkuit proteksi katodik — Bagaimana melindungi selubung logam kabel dari korosi

Untuk mengurangi arus liar yang terkait dengan rel, konduktivitas lintasan ditingkatkan dan resistansi sambungan antara rel dan tanah ditingkatkan. Untuk ini, rel tipe berat diletakkan di jalur utama, transisi ke jalur yang dilas terus menerus dilakukan, dan sambungan rel dilangsir dengan jembatan tembaga dengan penampang yang diperbesar, bagian multi-rel dihubungkan secara paralel.

Rel diletakkan di atas pemberat batu atau kerikil yang dihancurkan, bagian berinsulasi dipasang di antara rel dan penguatan bantalan beton bertulang, dan bantalan kayu diresapi dengan antiseptik minyak, dll.