Что такое блуждающий ток?

Блуждающие токи: причины возникновения

Блуждающие токи: Причины и защита от них

Фото

Для металлических деталей, используемых в электротехнике, явление блуждающих токов может стать причиной быстрого износа и привести к потере высоких эксплуатационных характеристик изделия.

Что такое блуждающие токи “Блуждающие токи”? ? Это явление представляет собой форму направленного движения заряда. Заряженные частицы появляются в земле, которая в данной ситуации является проводником. Блуждающие токи разрушают металлические предметы, которые находятся под землей или имеют незначительный контакт с землей. Именно во взаимодействии с землей кроется опасность. Чтобы понять природу этого явления, необходимо точно знать, что его вызывает, а также характеристики и средства защиты от него.

Блуждающие токи: причины

Каждый день или даже каждый час люди в современном мире окружены различными формами электрической энергии. Следовательно, количество потребляемой электроэнергии неумолимо растет, что приводит к необходимости строить все больше НТП (комплектных трансформаторных подстанций) и распределительных станций, а также прокладывать все больше линий электропередач, электросетей для поездов, ходовых рельсов для метрополитена и т.д. Известно, что земля не является проводником электричества, и все вышеупомянутые объекты электричества так или иначе связаны с ней, причем связь эта весьма специфична.

Основой для образования электрического тока является разность потенциалов в двух точках электрического проводника. Блуждающие токи возникают по аналогичному принципу, за исключением того, что проводником в данной ситуации является земля. Электрические системы с изолированной нейтральной точкой характеризуются тем, что разность потенциалов обеспечивается контурами заземления. При подключении нейтрального провода к этой цепи может наблюдаться падение напряжения из-за его собственного сопротивления, которое возникает при протекании заряда. Этот проводник обозначается как PEN, что означает комбинацию нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. Основание этого комбинированного проводника и контур заземления ТЭЦ соединены друг с другом. PEN-проводник также подключен к заземлению здания. Таким образом, оба заземляющих устройства, а именно заземление трансформаторной подстанции и заземление строительной площадки, формируют основу разности потенциалов, из которой возникают блуждающие токи.

В случае повреждения линии электропередачи возникает почти такая же ситуация. Другими словами, земля является носителем разности потенциалов в случае неисправностей. Как правило, львиная доля таких неисправностей может быть устранена с помощью автоматизации. Важно отметить, что ликвидация таким способом возможна только для крупных утечек. Нейтрализация этой проблемы для малых значений является более проблематичной.

Небольшие блуждающие токи возникают именно из-за высокой интенсивности движения электромобилей. Например, троллейбус подключается к сети с помощью специальных конструкций, называемых “штангами”. Они подключаются к нейтральному и фазному проводам и, как известно, находятся внутри самого троллейбуса. Поэтому данное транспортное средство характеризуется неспособностью генерировать большие блуждающие токи.

Электропитание поездов отличается от электропитания троллейбусов. В этом случае нулевой провод подключается к рельсам, а фазный провод, в свою очередь, располагается над рельсами. Специальные токоприемники (пантографы) подают электроэнергию на двигатель автомобиля. Пантограф расположен на крыше электровоза, электропоезда или трамвая и находится в непосредственном контакте с силовым кабелем. Тяговые подстанции являются основой электроснабжения для данного типа электрических сетей. Расстояние между подстанциями одинаковое и неизменное. Блуждающие токи возникают из-за изогнутых трасс. В этом случае заряженные частицы следуют по пути наименьшего сопротивления. Другими словами, когда появится возможность “срезать угол”, заряд пойдет не по рельсам, а по земле.

Блуждающие токи: воздействие на металл

Под землей находится огромное количество различных объектов и изделий из металла: трубопроводы, кабельные линии, железобетон и т.д. Известно, что металл является хорошим проводником электричества, следовательно, заряд в данной ситуации будет проходить не через землю, а через металл в ней. Область, через которую электрический ток входит в землю, называется “катодной зоной”, а через которую он выходит из земли, называется “анодной зоной”.

Стоит более подробно поговорить о водопроводных трубах. Известно, что коррозия в них неизбежна, а подземные воды богаты растворимыми микроэлементами и являются отличным проводником электричества. Поэтому коррозионные процессы происходят в металлических трубах под землей в результате электролиза. Коррозия очень хорошо проявляется в анодной зоне и менее сильно в катодной зоне.

Таким образом, блуждающие токи оказывают разрушительное воздействие на металлические изделия и приводят к серьезным экономическим потерям.

Фото

Как избежать блуждающих токов?

Блуждающие токи могут быть устранены с помощью таких средств, как катодная защита. Чтобы бороться с этим явлением с минимальными нарушениями, необходимо нейтрализовать возможность возникновения анодной зоны на защищаемом объекте.

Катодная защита генерирует постоянный электрический ток и подключается к металлическим объектам с отрицательным полюсом. Положительный полюс подключен к анодам (“жертвенным анодам”), которые берут на себя львиную долю разрушительного эффекта. Кроме того, на объекты защиты наносятся специальные антикоррозийные покрытия.

Недостатки катодной защиты:

  • Возможность “чрезмерной защиты”, при которой защитный потенциал повышается сверх нормы и начинают происходить коррозионные процессы;
  • Неправильные расчеты защиты, которые являются причиной ускорения коррозионных процессов в близлежащем металле.

Как измерить блуждающий ток?

Перед прокладкой трубопровода под землей блуждающие токи рассчитываются путем измерения вышеупомянутой разности потенциалов. Измерения проводятся через каждые 1000 метров.

Используемые измерительные приборы должны иметь точность не менее 1,5 и минимальное внутреннее сопротивление 1 МОм. Максимальная разность потенциалов составляет 10 мВ. Продолжительность одного измерения должна составлять не менее 10 минут, а показания должны регистрироваться каждые 10 секунд.

Стоит отметить, что измерения в зоне электротранспорта должны проводиться во время пиковых нагрузок. Разность потенциалов более 0,04 В указывает на наличие блуждающих токов.

Измерительные устройства могут быть контрольные электроды а именно переносной тип сульфата меди и связывающий тип сульфата меди. Дополнительно цифровой мультиметр и гибкий кабель с хорошей изоляцией и минимальной длиной 100 м.

Блуждающие токи опасны даже при самых низких значениях и оказывают разрушительное воздействие на подземное и другое оборудование. Чтобы избежать подобных ситуаций, необходимо принять превентивные меры для обнаружения и последующего устранения этого явления.

Мы используем файлы cookie, как наши собственные, так и сторонних производителей, чтобы улучшить ваши впечатления от сайта и наших услуг, анализируя, как вы перемещаетесь по нашему сайту. Если вы продолжите навигацию, мы будем считать, что вы согласны с их использованием. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей Политикой использования файлов cookie.

При активизации инфекции и появлении опоясывающего лишая может произойти повреждение нервов, в том числе необратимое, что провоцирует приступы боли. Вакцинация против опоясывающего лишая и укрепление иммунитета могут защитить от этой проблемы.

10 причин невралгии

Существует множество причин повреждения нервов, некоторые из которых встречаются довольно часто, а другие – довольно редко. К ним относятся:

  • Возрастные изменения, процессы старения, дегенерация костей и окружающих тканей;
  • Заболевания почек;
  • Диабет;
  • Давление на нервы сосудистых пучков;
  • Развитие опухолей;
  • Голи (вирус простого герпеса типа 3);
  • Болезнь Лайма;
  • ВИЧ-инфекция;
  • Остеохондроз и его осложнения;
  • Рассеянный склероз;

Отдельно выделяют так называемые неопределенные причины, которые являются результатом одновременного действия нескольких факторов. В зависимости от места повреждения нерва и возникновения болевого синдрома, существует несколько типичных форм невралгии. Они имеют свои типичные причины, характерные симптомы и способы борьбы с болью и повреждением нервов.

После анестезии прокалывается вена или артерия, через которую в сердце пациента вводятся диагностические катетеры. С помощью этих катетеров проводится электрофизиологическое исследование сердца (ЭФИ). Электрофизиологическое исследование позволяет определить местонахождение аритмогенного субстрата в сердце и поставить точный диагноз.

Противопоказания к РЧА

Абсолютных противопоказаний нет: РЧА можно проводить даже в случае аритмии и вышеупомянутых состояний, также у пожилых людей и детей. Однако РЧА не показана при таких аномалиях, как:

  • Тяжелое состояние пациента;
  • Воспаление в сердце;
  • Почечная недостаточность;
  • дыхательная недостаточность;
  • беременность;
  • нарушения свертываемости крови;
  • прогрессирующая гипертония;
  • лихорадка;
  • стадия активного эндокардита;
  • сгустки крови в сердце;
  • высокое кровяное давление.

Диагностические критерии синдрома рассеченного переднего нерва включают следующее:

Синдром рассеченного переднего нерва как причина боли в животе

Харитонов Андрей Геннадьевич

Боль в животе или нижней части брюшной полости является распространенной причиной обращения пациентов за медицинской помощью. До половины людей испытывают боли в животе в течение 5-летнего периода наблюдения.

Существует несколько типов болей в животе:

1) висцеральный – Висцеральная боль в животе обычно связана с повреждением внутренних органов, чаще всего органов пищеварения. Она характеризуется нечеткой локализацией, т.е. область боли лишь приблизительно соответствует пораженному участку. Боль часто связана с приемом пищи, дефекацией и т.д.

2) Париеталь – Возникает при наличии пристеночного перитонита. Боль обычно хорошо локализована, острая, колющая и сопровождается признаками раздражения брюшины.

3) возвратная боль – Возникает, когда несколько областей иннервируются одним и тем же сегментом спинного мозга. Например, боль в животе может наблюдаться при инфаркте миокарда.

4) проективная боль – вызвана повреждением нерва, и место возникновения болевых ощущений соответствует области, иннервируемой этим нервом.

В этой статье будет рассмотрено одно из состояний, характеризующихся проективной болью, а именно Синдром ущемления переднего кожного нерва. Это заболевание также называют синдромом прямой мышцы живота. Термин ACNES (anterior cutaneous nerve entrapment syndrome) используется в англоязычной медицинской литературе и будет использоваться в данной статье.

ACNES – является одной из наиболее распространенных причин боли в животе, которая остается недиагностированной. Средняя частота этого синдрома составляет 1:1800-2000. У подростков один из восьми случаев хронической боли в животе обусловлен синдромом ущемления переднего кожного нерва. До 2% пациентов, поступающих в отделение неотложной помощи с острой болью в животе, вызваны АКНЕС.

Патогенез АКНЕС.

При ACNES в патологический процесс вовлекаются межреберные нервы нижней части торакоабдоминальной области (Th8-Th12). Они проходят между внутренней косой и поперечной мышцами живота до места, где достигают прямой мышцы живота. Здесь нервы перекручиваются, чтобы войти в каналы прямой мышцы живота. Считается, что сдавление нерва в области стержня является ведущим механизмом в развитии ACNES. Сдавливание происходит из-за сокращения мышц, что может вызвать дополнительное сдавливание нерва, ишемию нерва и, в конечном итоге, привести к сильной боли.

Клиническая картина ACNES.

Боль (тупая или острая) обычно локализуется в определенной области – по краю прямой мышцы живота в периумбиликальной области или в правом подреберье. Боль обычно хроническая и постоянная или частая, реже в виде единичных эпизодов. Область боли в большинстве случаев можно легко определить путем пальпации в болезненной области. В редких случаях сдавления подвздошного и подвздошно-подключичного нерва (Th12-L1) боль может быть нетипичной в области бедра и паха. Расположение боли в правом подреберье может имитировать приступ желчной колики.

Боль может меняться в зависимости от позы, усиливаясь в положении лежа на боку на животе или сидя. Боль уменьшается в положении лежа. Кашель, смех, дрочка, бег, ношение тугих поясов и корсетов, а также физические упражнения приводят к усилению болей в животе.

Диагностика АКНЕС.

Диагностические критерии синдрома ущемления переднего кожного нерва включают следующее:

1) Односторонняя локальная боль в брюшной стенке продолжительностью не менее 1 месяца;

2) Наличие односторонней болезненной зоны (“триггерной точки”) на передней брюшной стенке площадью около 2 см2 , определяемой при надавливании указательным пальцем на латеральную границу прямой мышцы живота;

3) Положительный знак Карнетта. Признак Карнетта, названный в честь ученого, описавшего его в 1926 году, заключается в следующем: обследующий определяет точное место максимальной боли на брюшной стенке и просит пациента поднять голову и/или туловище, скрестив руки на груди. Усиление боли или постоянная боль во время этого движения указывает на то, что причина боли находится в брюшной стенке (положительный признак Карнетта). И наоборот, отрицательный знак Карнетта указывает на другую причину боли (например, патологию внутренних органов);

4) Положительный щипковый тест: локальная болезненность обнаруживается при захвате пальцами кожи и складок подкожной клетчатки;

5) Изменения тактильной чувствительности кожи в ответ на легкое прикосновение и/или изменения температурной чувствительности кожи с уменьшением ощущения холода в области наиболее сильной боли;

6) Нормальные результаты лабораторных исследований (отсутствие признаков воспаления или инфекции) и отсутствие хирургической причины боли;

7) Отсутствие патологии на визуализирующих исследованиях (например, УЗИ, КТ);

8) Временное снижение интенсивности боли не менее чем на 50% после инъекции местного анестетика (обычно лидокаина) в триггерную точку.

Дифференциальная диагностика АКНЕС

Дифференциальный диагноз включает различные заболевания, чтобы исключить другие причины хронической боли в животе. При осмотре могут быть обнаружены рубцы на коже, вызывающие раздражение и сдавление нервов, а также грыжи передней брюшной стенки (включая признаки сдавления).

В большинстве случаев для исключения патологии брюшной полости требуется тщательное клиническое и лабораторное обследование.

Дифференциальная диагностика с функциональными заболеваниями органов пищеварения, такими как синдром раздраженного кишечника (СРК) и функциональная абдоминальная боль, более сложна. Поскольку для диагностики этих заболеваний не существует специальных методов исследования, врач должен полагаться на типичные клинические симптомы. Даже диагностика ex juvantibus (диагностика, основанная на результатах лечения) мало помогает, поскольку терапия эффективна не у всех пациентов с СРК. Опросник ACNES был разработан, чтобы помочь отличить функциональную боль в кишечнике от боли, вызванной синдромом передней нервной импульсации. Значение индекса более 10 делает диагноз функциональной абдоминальной боли маловероятным.

Терапия ACNES.

Лечение синдрома ущемления переднего кожного нерва включает в себя несколько методов:

1) Системная терапия – Применение нестероидных противовоспалительных препаратов, легких опиоидных анальгетиков (трамадол), парацетамола, противоэпилептических средств (габапентин) и антидепрессантов (амитриптилин). К сожалению, терапия этими препаратами, которая часто помогает при других видах нейропатической боли, обычно неэффективна при АКНЕС.

2) Местная терапия:

А. Инъекции в триггерные точки. Триггерная точка в ACNES – это место сцепления нервов, поэтому инъекция местного анестетика в эту область является как лечебной, так и (в сложных случаях) диагностической. В качестве анестезии обычно используется 1% раствор лидокаина (10 мл) со стероидными гормонами или без них. Лечебный эффект определяется как снижение интенсивности боли на 50% и более, а продолжительность эффекта обычно превышает период полувыведения препарата. Добавление стероидных гормонов может привести к более устойчивому обезболиванию, вероятно, благодаря их противовоспалительному действию и подавлению нервного возбуждения. Однако их применение часто связано с побочными эффектами, в основном с атрофией мышц живота и системными побочными эффектами.

Слепой метод введения анестетика может привести к неправильному месту инъекции, поэтому недавно было рекомендовано использовать ультразвуковой мониторинг. Ультразвуковой аппарат позволит точно ввести лидокаин в пораженную область, избежав осложнений (проникновение в брюшную полость).

Б. Химический невролиз. В литературе сообщалось, что воздействие 96% этанола или 5-6% раствора фенола химически разрушает нервные волокна шва. Однако нет данных о долгосрочной эффективности и безопасности этого метода.

В. Радиочастотная токовая абляция – это лечение нервов или ганглиев высокочастотными электрическими импульсами.

Г. Альтернативным методом является инъекция ботулотоксина в триггерную зону под ультразвуковым наведением, но данных о долгосрочной эффективности этого метода нет.

3) Хирургическое лечение:

А. Лапароскопическая передняя невроэктомия – удаление участка сдавленного нерва.

Б. Наложение армирующей сетки из политетрафторэтилена на проблемную зону для предотвращения сдавливания нервов.

Тяговый ток, протекающий по ходовым рельсам, вызывает падение напряжения на рельсах и, следовательно, разность потенциалов между рельсами и землей. Поскольку рельсы не изолированы от земли, часть тяговых токов от рельсов передается на землю. Пути токов в земле различны (отсюда и название).

Блуждающие токи

Блуждающие токи – Электрические токи, протекающие в земле и подземных сооружениях при использовании ходовых рельсов в качестве второго проводника для передачи энергии от катенера к ЭПС.

Тяговый ток, протекающий по рельсам, вызывает падение напряжения на рельсах и, следовательно, разность потенциалов между рельсами и землей. Поскольку рельсы не изолированы от земли, часть тягового тока от рельсов передается на землю. Пути токов в земле разнообразны (отсюда и название).

Блуждающие токи протекают не только в земле, но и в металлических частях подземных сооружений (кабельные линии, трубопроводы, воздушные столбы и т.д.).

Там, где блуждающие токи покидают подземную конструкцию, происходит электрохимическая реакция, вызывающая электрическую коррозию металлических частей конструкции. При положительной полярности воздушной контактной сети, принятой на национальной железной дороге, зоны электрической коррозии подземных сооружений, называемые анодными зонами, сосредоточены вблизи мест присоединения отсасывающих проводников к рельсам, т.е. в районах тяговых подстанций.

Снижение блуждающих токов достигается за счет увеличения проводимости рельсов и увеличения переходного сопротивления между рельсами и землей. Для повышения проводимости на главных путях укладываются тяжелые рельсы, делается переход на непрерывный путь, рельсовые стыки шунтируются медными поперечинами большого сечения; на многопутных участках рельсы соединяются параллельно.

Сопротивление переходу можно повысить, укладывая рельсы на каменный или гравийный балласт, устанавливая изолирующие элементы между рельсами и арматурой железобетонных шпал, изолируя рельсы от заземленных конструкций, пропитывая деревянные шпалы антисептическим маслом и т.д.

Клапанное секционирование железнодорожных путей используется для снижения электрической коррозии рельсового полотна, вызванной блуждающими токами (например, в железнодорожных тоннелях, путях с сильным загрязнением балластного слоя).

Подземные стальные линии вблизи трамвайных путей, зон сварки или электролизных заводов подвержены этому типу коррозии.

Блуждающие токи

Поверхность Земли является проводником электричества. Не случайно он используется в качестве средства для заземления цепей силовых установок. Однако проводящие свойства земли также приводят к возникновению блуждающих токов, которые оказывают вредное воздействие на расположенное там оборудование.

В таких случаях токопроводящей является не только земля, но и металлические конструкции, полностью или частично находящиеся под землей, такие как трубопроводы, кабельные линии, тяговые столбы и т.д. Даже металлические конструкции, которые просто находятся в контакте с землей, подвержены воздействию блуждающих токов.

Блуждающие токи – это токи, возникающие в земле, когда она используется в качестве проводящей среды. Они вызывают коррозию металлических объектов, которые частично или полностью находятся под землей, а иногда только в контакте с землей.

Блуждающие токи опасны прежде всего своей электрохимической активностью, которая приводит к ускоренной коррозии подземных металлических конструкций, включая трубопроводы и газопроводы. Они могут вывести незащищенные конструкции из строя на многие месяцы. В некоторых случаях эти токи являются результатом случайной утечки из линий электропередач.

Переменные блуждающие токи также опасны, но менее опасны, чем постоянные токи. Коррозия, вызванная переменными блуждающими токами, менее серьезна.

Подземные стальные линии вблизи трамвайных путей, сварочных цехов и электролизных заводов подвержены этой коррозии.

Источниками блуждающих токов являются трамваи, подземные железные дороги и пригородный железнодорожный транспорт, электрифицированный постоянным током.

Совсем иначе будет обстоять дело в местах, где блуждающие токи проходят от металлических оболочек кабельных линий к земле (розеткам). Потенциал оболочки кабеля в этом случае будет выше, чем потенциал земли (анодная зона). В анодной зоне происходит разрушение металлических оболочек кабельных линий. Количество металла, растворенного в анодной зоне, согласно закону Фарадея, пропорционально величине блуждающего тока, времени его протекания и зависит от типа металла, из которого изготовлены оболочки кабеля.

Влияние блуждающих токов на различные материалы (как правило, металлы, железобетон и бетон) можно оценить по скорости электрической коррозии металла и среднегодовой потере несущей способности металлических и железобетонных конструкций, соотнесенной с напряженностью поля блуждающих токов. Когда подземные металлические трубопроводы подвергаются воздействию блуждающих токов, процесс электролиза сопровождается анодными и катодными реакциями, происходящими на границе раздела металл-почва. Основной анодной реакцией является растворение стали.

Под землей находится огромное количество различных объектов и изделий из металла: трубопроводы, кабельные линии, железобетон и т.д. Известно, что металл является хорошим проводником электричества, следовательно, заряд в данной ситуации будет проходить не через почву, а через металл в ней. Область, через которую электрический ток входит в почву, называется “катодной зоной”, а область, через которую он выходит из почвы, называется “анодной зоной”.

Известно, что процесс коррозии там неизбежен, а грунтовые воды имеют высокое содержание растворимых микроэлементов и служат отличным проводником электричества. Поэтому в металлических трубах под землей в результате процесса электролиза происходят процессы коррозии. В анодной зоне коррозия очень хорошая, в то время как в катодной зоне повреждения менее выражены.

Таким образом, блуждающие токи оказывают разрушительное воздействие на металлические изделия и приводят к серьезным экономическим потерям.

Как можно избежать блуждающих токов?

Существует два метода защиты заглубленных металлических конструкций: пассивный и активный. Каждый из них подробно описан.

Пассивная защита

Метод пассивной защиты предполагает нанесение на поверхность стальной конструкции специального изолирующего слоя, который образует защитный барьер между основанием и металлической оболочкой. В качестве изоляционных материалов используются полимеры, различные виды эпоксидных смол, битумные покрытия и т.д.

К сожалению, современные технологии не позволяют создать защитный барьер, обеспечивающий полную изоляцию. Каждое покрытие имеет определенную проницаемость, поэтому с помощью этого метода возможна только частичная изоляция от грунта. Кроме того, следует учитывать, что защитный слой может быть поврежден во время транспортировки и установки. Это приводит к появлению различных дефектов изоляции в виде микротрещин, царапин, вмятин и механических повреждений.

Поскольку рассматриваемый метод недостаточно эффективен, он используется в качестве дополнения к активной защите, описанной ниже.

Этот термин относится к управлению механизмами электрохимических процессов, происходящих в месте контакта металлических структур с электролитом, сформированным в подложке. Для этого используется катодная поляризация, при которой отрицательный потенциал смещает естественный потенциал.

Такая защита может быть реализована путем гальванизации или с помощью источника постоянного тока. В первом случае используется эффект гальванического испарения, при котором анод разрушается (жертвенный анод), защищая металлическую конструкцию, которая имеет несколько более низкий потенциал. Описанный метод эффективен для почв с низким удельным сопротивлением (не более 50,0 Ом*м), при более низких уровнях проводимости метод неприменим.

Использование источника постоянного тока в катодной защите позволяет не зависеть от удельного сопротивления почвы. Источником обычно является инвертор, питающийся от цепи переменного тока. Конструкция источника позволяет устанавливать уровень защитных токов в зависимости от преобладающих условий.

Читайте далее:
Сохранить статью?