Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Как заземлить полотенцесушитель из нержавеющей стали

Блуждающие токи, защита трубопровода и газопровода от блуждающих токов: поиск и проверка

автор Администратор Главный

Электрические токи, время и место появления которых пока не поддается предварительному прогнозу, называются блуждающими. В отличие от тех электрических токов, которые действуют стационарно и влияние которых на объект можно скомпенсировать с помощью тех или иных мер, блуждающие токи появляются непредсказуемо в непредсказуемом месте.

От их направления зависит какой процесс происходит в объекте, через который протекает электрический ток. Если объект имеет положительный потенциал относительно другого объекта или среды, при контакте с которой возникают электрические токи, то наблюдается коррозия (окисление).

Если объект имеет отрицательный потенциал, то на нем происходит восстановление параметров того вещества, которое имеется в жидкости, входящей в состав среды, через которую протекает электрический ток. Так как химическая активность элементов, находящихся в контакте с жидкой средой, представляющей электролит, обычно неизвестна, то неизвестно время и место появления блуждающего тока.

Как считается сейчас, наличие его приводит к коррозии того объекта, который имеет положительный потенциал относительно жидкой среды, по которой протекает ток ионов. 

В качестве основной меры, обеспечивающей устранение коррозии в протяженных трубопроводах, применяют их катодную защиту. Для этого на трубу подается достаточно высокое значение отрицательного потенциала, который гарантирует отрицательный потенциал на трубе при любых значениях параметров, которые вызывают блуждающие токи в трубопроводах.

В известных технических решениях на трубу подается потенциал 6 кВ. Считается, что при любых реальных значениях среды и электролита в цепи отсутствует положительный ток, который вызывает коррозию.

Происходит, так называемая защита трубопровода от блуждающих токов, которая достаточно эффективна, но имеет недостаток: компоненты, входящие в состав прокачиваемой среды, осаждаются на ее внутренней поверхности.

Единственно эффективной мерой защиты трубы от коррозии блуждающими токами, является сведение к нулевому значению токов, которые протекают по ней на различных участках. Для этого труба разбивается на участки, на которые подаются напряжения, обеспечивающие «нулевые» (малые) токи между трубой и окружающей ее средой.

«Уравнительный» ток между участками будет протекать по трубе, и не будет вызывать коррозию. Причем нулевое значение тока между трубой и окружающей средой можно поддерживать автоматически, с помощью, специальных средств аналоговой электроники.

Значение выходного напряжения у операционных усилителей будет зависеть от значений блуждающих токов и расстояния, на котором они размещены. При большом количестве источников блуждающего тока, количество участков между усилителями их компенсации будет существенно больше и больше динамический диапазон изменений их выходных напряжений.

Усилители должны быть охвачены стопроцентной отрицательной обратной связью и иметь малый собственный дрейф нуля.

При динамическом диапазоне усилителей, выходное напряжение которых может достигать десятков вольт, возможен случай, когда коррозия от электрических токов и осаждение на стенку перекачиваемого продукта будут практически отсутствовать (при использовании усилителей мало чувствительных к синфазному сигналу). Уравнительный ток между участками будет протекать по трубе и по «земле», не вызывая коррозии у трубы.

Уровень блуждающих токов зависит:

  • от электрохимического потенциала объектов, между которыми протекает электрический ток;
  • от состава среды (электролита) между объектами;
  • от расстояния, по которому протекает электрический ток;
  • от наличия электромагнитных полей, пронизывающих объекты и электролит, которые могут создавать выделение радианной энергии (феномен Тесла).

Последнее — особенно опасно, если электромагнитные поля изменяются достаточно быстро.

Защита труб от блуждающих токов

Металлические трубы ещё популярны, хотя они и вытесняются более современными аналогами. Главная задача – борьба с коррозией. Одной из причин её образования являются блуждающие токи. Защита от них строится по разным принципам.

Какое действие оказывает ток?

Проблема актуальна на тех участках трубопровода, которые проложены под железнодорожными путями, автомагистралями и городскими дорогами. Создаваемые на поверхности грунта блуждающие токи идут по пути наименьшего сопротивления. Так как металл – прекрасный проводник, заряженные частицы проходят через него и возвращаются к исходной точке.

Обмотка труб для защиты

Это разрушает трубы, так как частицы забирают с собой молекулы металла. Постоянно подвергаясь действию электричества, стенки трубы истончаются

Чтобы исключить проблему, важно правильно выбрать способы защиты изделий от тока

Общая информация

Защита трубы, расположенной под землёй, подразделяется на пассивные и активные меры борьбы.

  • Активная характеризуется установкой устройства, генерируемого встречный электросигнал.
  • Пассивная мера – это изоляторы. Задача – правильно выбрать материалы и учесть ряд свойств.

Блуждающие токи перестают быть опасными, если проводится комплексная защита трубы. Специалисты рекомендуют покрывать изделия полимерными составами – это исключает коррозию металла.

Защита с помощью отвода

Что нужно сделать?

Чтобы защитить трубы устанавливается катодная станция. Эта установка подаёт некоторый потенциал на корпус изделия. Так блуждающие токи компенсируются, они встречают на своём пути противоположный по знаку заряд большей величины. Труба перестаёт быть участком меньшего сопротивления.

Другой способ (менее дорогой) – полная изоляция труб от грунта (делается на этапе строительства). Защита реализуется в виде мастики, порошка, эмалевых щитов и пр. Выполняется изоляция и посредством липких полимерных лент, а также с помощью грунтовки. Основное условие их использования – изоляционные материалы должны быть термически стойкими, не подвержены быстрому гниению, с высокой прочностью и хорошими диэлектрическими свойствами.

Есть и более радикальная защита трубы – замена на пластиковые изделия. Тогда магистрали прослужат долгие годы, менять такие аналоги не приходится, они стойки к внешним факторам, являются прекрасным диэлектриком.

Есть ещё кое-что…

Блуждающие токи опасны в тех регионах, где предусмотрен электротранспорт. Проблема актуальна не всегда. В некоторых уголках нашей родины жители прекрасно обходятся без изоляции подземных труб и пользуются магистралями долгие годы.

Достоинства электрополотенцесушителей

Немаловажное преимущество, которым характеризуется электрический полотенцесушитель для ванной, – это высокий уровень автономности по сравнению с водяной сушилкой. В период летних отключений горячей воды водяной полотенцесушитель превращается в обычную вешалку, в то время как электроприбор функционален вне зависимости от времени года

Другие преимущества электрополотенцесушителей:

  1. Простота монтажных работ. Установка осуществляется без применения сварки, достаточно лишь розетки поблизости.
  2. Нет необходимости в разрешительной документации.
  3. Мобильность. Монтаж устройства можно осуществить в любом месте ванной комнаты.
  4. Экономное расходование электрической энергии. Потребление электричества может составлять от 25 до 100 Вт. Таким образом, потребление прибора соответствует нормам для обычной лампочки.
  5. На некоторых моделях имеется возможность контролировать уровень температуры. Можно устанавливать желаемую температуру на определенный срок.
  6. Длительный срок эксплуатации. Прибор не разрушается под действием агрессивных химических веществ, входящих в состав водопроводной воды.
  7. Воздушные пробки не являются проблемой, так как контур находится в закрытом состоянии.

Виды и появления блуждающих токов

Одна из причин связана с массовым применением рельсового электротранспорта. Электрифицированные ЖД магистрали, трамваи и метро, рудничная локомотивная контактная откатка становятся причиной появления блуждающих токов и наносят ущерб газовым трубопроводам, водопроводным линиям, бронированным кабельным сетям, металлоконструкциям.

Общая схема происходящего в этом случае следующая:

  1. Рельсовый путь используется в качестве проводника, по которому ток возвращается к обратному фидеру тяговой подстанции.
  2. На участках, которые плохо изолированы от земной поверхности, происходит утечка части энергии в грунт. Так как потенциал в этой точке максимален, появляется блуждающий ток, который движется в зону с небольшим потенциалом. А таким участком и становится труба или кабель в оплётке, любая металлическая конструкция, расположенная в земле.
  3. Пройдя по металлу, как по пути наименьшего сопротивления, в зону, где потенциал существенно уменьшается, ток выходит в грунт и возвращается в рельсовый путь.

В результате таких процессов в анодных зонах, участки выхода токов из рельсов и трубопровода, возникает процесс электрохимической коррозии. При этом скорость разрушения металлов может достигать десятка миллиметров в год. Для рельсового пути такие повреждения несущественны из-за большой толщины стали, хотя также снижают срок службы конструкции.

А вот для труб с небольшой стенкой такие повреждения становятся критичными. Выглядят они как сквозные отверстия небольшого диаметра. Если трубопровод находится в зоне длительного воздействия блуждающих токов без надлежащей защиты, может возникнуть ситуация, когда его поверхность напоминает решето.

Среди двух других потенциальных источников возникновения блуждающих токов выделяют:

  1. Трансформаторные подстанции, распределительные устройства с заземляющим оборудованием, линии ЛЭП с глухозаземлённой нейтралью. В случае постоянных небольших утечек на землю, уровень которых не достигает предела срабатывания защитных устройств, в зоне вокруг этих сооружений также возникают паразитные блуждающие токи.
  2. Электрокабельные сети подземного заложения также становятся причиной подобного эффекта при снижении диэлектрических свойств изоляции или её пробое.

Объяснение схемы выше: нулевой провод (PEN) одним концом соединен с ЗУ электроподстанции, а вторым подключен к шине PEN потребителя, которая соединена с заземляющим устройством объекта. Соответственно, разница электрических потенциалов между выводами нулевого проводника будет передаваться ЗУ, что создаст условия для образования цепи. Величина утечки будет незначительной, поскольку основная нагрузка пойдет по пути наименьшего сопротивления (нулевому проводнику), но, тем не менее, часть ее пойдет по земле.

Понятно, что в большинстве случаев разрушающее воздействие в таких условиях будет меньше, чем в зонах расположения рельсовых путей электротранспорта, но оно также оказывает своё влияние.

Причина появления тока в домашнем быту

Существует ещё один вид блуждающего тока, который правда не связан с процессами, происходящими в земле. Речь идёт о появлении аналогичных повреждений на стальных полотенцесушителях, радиаторов отопления, установленных в обычных зданиях. Основной причиной становится разница потенциалов на этих устройствах и заземлённых участках водопровода или системы отопления.

Раньше все эти сети монтировались из металлических труб и обязательно заземлялись. Поэтому в пределах одного здания разницы потенциалов на отдельных участках или элементах системы не существовало или она была настолько минимальной, что не приносила никакого вреда.

Сейчас ситуация кардинально изменилась, и причиной этого стало массовое применение полипропиленовых и металлопластиковых труб. Полимерные материалы обладают высоким удельным сопротивлением, поэтому их можно считать хорошими диэлектриками. В результате получают изолированные друг от друга участки сети. При этом вода остаётся хорошим проводником, она отлично переносит скапливающийся статический заряд.

Поэтому и происходит появление эффекта блуждающих токов, вызванного разницей потенциалов на заземлённом участке сети и отдельных полотенцесушителях или батареях. В этом случае электрохимическая коррозия быстро разрушает тонкостенные металлические устройства.

Правила проведения работ

Подключение электрического полотенцесушителя значительно проще с технологической точки зрения, чем в случае с водяными приборами, которые нужно врезать в водопроводную систему. Самое главное, что нужно учитывать, — изоляция электричества. Во влажном помещении, каким является санузел, любой ток — источник повышенной опасности для жизни и здоровья человека. При проведении монтажных работ осуществляется заземление и подключение УЗО. Эти меры обезопасят как жильцов, так и обеспечат стабильное функционирование техники при перепадах напряжения.

Подключение электрического полотенцесушителя

Применяется два типа подключения электрического полотенцесушителя:

  • в розетку, расположенную в санузле;
  • в розетку вне ванной комнаты.

Первый вариант

Подключение к розетке, расположенной непосредственно в ванной, практикуется при отсутствии термостата, который отключает сушилку, когда температура достигнет нужного уровня. В таком случае во избежание ненужных затрат электроэнергии вилка вынимается из розетки, когда ванную комнату не используют по прямому назначению.

К розетке в ванной комнате предъявляется одно, но очень важное требование — она должна быть влагозащищенной. Кабель подводится от осветительного прибора в санузле или из другого помещения поблизости, например, кухни

Откуда бы ни подводился кабель, его нужно прятать в штробу. Розетку же необходимо в максимальной степени утопить в стену и оснастить изоляционной крышкой.

Обратите внимание! Необходимость проводить ремонт электрических полотенцесушителей зачастую возникает из-за отсутствия УЗО (устройство защитного отключения) или в результате неправильного выбора места для розетки. В последнем случае розетка размещается на холодной наружной стене, на которой образуется конденсат, что приводит к короткому замыканию и поломке оборудования

Второй вариант

Этот способ предусматривает вывод розетки за пределы ванной комнаты. Установка электрического полотенцесушителя с отдаленной розеткой — более предпочтительный вариант с точки зрения безопасности. В особенности это относится к тем случаям, когда хозяева долго парятся в ванной (создавая влажную атмосферу в помещении), а не ограничиваются приемом душа.

С помощью перфоратора проделываем отверстие в помещение, где будет установлена розетка. Обычно речь идет о кухне. Если нужна прокладка кабеля и в пределах ванной комнаты, его нужно поднять на 10 или больше сантиметров над уровнем пола

Это критически важное условие, так как в случае затопления помещения из-за низко расположенного кабеля может произойти короткое замыкание

Второй способ

Более грамотный вариант решения проблемы электрохимической коррозии – организация дополнительной системы уравнивания потенциалов (ДСУП) в ванной комнате. Именно такой способ поможет не только избежать электрокоррозии, но и обезопасить людей от поражения электрическим током, который может внезапно появиться на трубах из-за грубейших ошибок электриков или умышленного воровства электричества.

1. В доступном для обслуживания месте устанавливается коробка уравнивания потенциалов (КУП), представляющая собой пластиковый корпус, в котором расположена заземляющая шина.

Коробка уравнивания потенциалов

2. К ней присоединяются медные провода сечением 4 мм2 от всех токопроводящих элементов: водопроводной, отопительной, газовой и вентиляционной систем, а также от всех находящихся в ванной комнате электроприборов и электрических розеток (если последние не имеют штатного заземления).

Если разводка выполнена полимерными трубами (металлопластиковыми, полипропиленовыми, полиэтиленовыми), то в КУП также подсоединяются заземляющие провода от водопроводных кранов и смесителей.

Провода с перечисленными компонентами соединяются с помощью хомутов или болтовых соединений. Важный момент: чтобы ДСУП бесперебойно срабатывала во всех потенциально опасных ситуациях, нужно обеспечить надёжный контакт между всеми токопроводящими объектами.

3. После этого саму заземляющую шину соединяют медным проводом сечением не менее 6 мм2 с РЕ-шиной квартирного электрического щита, а он уже подключается к главной заземляющей шине (ГЗШ) во вводном распределительном устройстве (ВРУ) здания

Очень важно проложить этот провод так, чтобы он не пересекался с другими кабелями

Схема организации дополнительной системы уравнивания потенциалов (ДСУП) в ванной комнате

Чтобы грамотно устранить такую серьёзную проблему как электрохимическая коррозия, необходимо прежде всего обратиться к инженеру вашей управляющей компании. Именно он даст вам первичную консультацию и посоветует, какой водяной полотенцесушитель лучше всего подойдет для использования в вашей квартире.

Установку доверяйте исключительно квалифицированному специалисту, имеющему соответствующий допуск к работам. После установки прибора инженер проведёт необходимую опрессовку (проверку избыточным давлением на герметичность), подтвердит исправность полотенцесушителя и оформит акт ввода в эксплуатацию.

Можно ли обезопасить полотенцесушитель?

Преимуществом нержавеющих полотенцесушителей является неограниченный срок использования. Их блеск спровоцирован полировкой при изготовлении. Особенности полотенцесушителей:

  • они устойчивы перед механическим воздействием, в отличие от устройств из меди и латуни;
  • любые повреждения в виде царапин можно устранить мастикой и тряпочкой из войлока;
  • противостоять токам могут бесшовные устройства, гарантия которых дается на 20 лет.

Полотенцесушитель устойчив к механическим воздействиям Однако, даже такие прочные устройства подвергаются электро-коррозиям, определить которые можно исключительно с помощью профессиональных приборов. Чтобы устранить блуждающие токи, надо заняться обеспечением надежной металлической связи труб стояка и металлических конечных устройств. Простыми словами, процесс называется заземление полотенцесушителя. Все, что требуется от вас – заземлить ваше устройство на трубы из металла. Заземление избавит от блуждающих токов сразу же: произойдет выравнивание потенциала, и ток не сможет «просочиться».

Когда все трубопроводы были выполнены из стали – проблема заземления батарей никогда не возникала. Это объясняется заземлением каждого трубопровода, как протяженного элемента, в двух участках подвала. К тому же ранее происходило заземление ванной с помощью отдельных проводников, которые обеспечивали электрическую связь с водопроводом.

Способы защиты от блуждающих токов

Для предотвращения пагубного воздействия электрохимического потенциала применяются методы защиты, которые могут отличаться в зависимости от особенностей металлических конструкций. Рассмотрим в качестве примера способы защиты водопроводных труб, полотенцесушителей и газопроводов, начнем в порядке данной очередности.

Видео про различные защиты от блуждающих токов

Защита водопроводных труб

Для проложенных в земле металлоконструкций, в частности водопроводных труб, применяются две методики защиты: пассивная и активная. Подробно опишем каждую из них.

Пассивная защита

Данная методика предусматривает нанесение на поверхность металлоконструкций специального изолирующего слоя, образующего защитный барьер между землей и металлической оболочкой. В качестве изоляционного материала используются полимеры, различные виды эпоксидных смол, битумное покрытие и т.д.


Пример защитного покрытия трубы для подземной укладки

К сожалению, современная технология не позволяет создать защитный барьер, обеспечивающий полную изоляцию. Любое покрытие обладает определенной диффузионной проницаемостью, поэтому при данном способе возможна только частичная изоляция от грунта. Помимо этого следует учитывать, что в процессе транспортировки и монтажа может быть нанесено повреждение защитному слою. В результате на нем образуются различные дефекты изоляции в виде микротрещин, царапин, вмятин и сквозных повреждений.

Поскольку рассмотренный метод не обладает достаточной эффективностью, он применяется в качестве дополнения активной защиты, о которой пойдет речь далее.

Активная защита

Под данным термином подразумевается управление механизмами электрохимических процессов, которые протекают в местах контакта металлических конструкций с образующимся в грунте электролитом. Для этой цели применяется катодная поляризация, при которой отрицательный потенциал смещает естественный.

Реализовать такую защиту можно гальваническим методом или используя источник постоянного тока. В первом случае применяется эффект гальванической пары, в которой анод, подвергается разрушению (жертвенный анод), защищая при этом металлоконструкцию, у которой потенциал несколько ниже (см. 1 на рис.5). Описанный способ эффективен для грунтов с низким сопротивлением (не более 50,0 Ом*м), при более низком уровне проводимости данный метод не применяется.

Применение источника постоянного тока в катодной защите позволяет не зависеть от сопротивления грунта. Как правило, источник изготовлен на базе преобразователя, запитанного от электрической цепи переменного тока. Конструктивное исполнение источника позволяет задать уровень защитных токов в соответствии со сложившимися условиями.


Рисунок 5. Варианты реализации катодной защиты

Обозначения:

  1. Применение жертвенного анода.
  2. Метод поляризации.
  3. Проложенная в земле металлоконструкция.
  4. Закладка в грунте жертвенного анода.
  5. Источник постоянного тока.
  6. Подключение к источнику малорастворимого анода.

Защита полотенцесушителей

Полотенцесушителям и другим оконечным металлическим устройствам на водопроводных трубах (смесителям) коррозия, вызванная блуждающими токами, не угрожала до тех пор, пока в быту не стали широко применяться пластиковые трубы. Даже, если в Вашем стояке установлены металлические трубы, не факт, что у соседа снизу они не пластиковые, да и для отводов в ванную и кухню наверняка используется пластик.

Чтобы обеспечить защиту от аварийных утечек тока и не допустить электрокоррозии, необходимо выровнять потенциалы, заземлив полотенцесушитель, водопроводные трубы в стояке, а также батарею отопления.

Защита газопроводов

Защита подземных газопроводов от блуждающих токов, которые вызывают коррозию, осуществляется точно так же, как и для водопроводных труб. То есть применяется один из двух вариантов активной катодной защиты, принцип работы которой рассматривался выше.

Источники в водопроводе

Главные источники блуждающего земельного электротока это электрифицированная железная магистральная и пригородная железная дорога, трамвай, промышленный с карьерным и рудным транспортом.

Уровень их зависит от того, какой имеется электрохимический потенциал у объекта протекания электротока. Также он зависит от того, какой есть электролит у объекта, есть ли электромагнитное поле, которое бы пронизывало объект и его электролит. Кроме того, блуждающий ток в системе водоснабжения зависит от расстояния, изменения электромагнитного поля и радианной энергии.

Список источников

Выбор электрического полотенцесушителя

Выбор полотенцесушителя по мощности определяется из соображений о целях, для которых он будет нужен. Прибор небольшой мощности можно приобрести и его будет достаточно, если он необходим только для сушки полотенец и белья. При желании использовать электрический полотенцесушитель в качестве отопительного прибора, нужно купить конструкцию большой мощности, тогда и цена его будет значительно выше. Правильную мощность сможет помочь подобрать консультант, нужно только знать площадь помещения, которое будет отапливаться данным устройством.

Сегодня есть большое количество моделей электрических полотенцесушителей, которые различаются по:

  • мощности;
  • внешнему виду;
  • присутствию дополнительных элементов (таймера, терморегулятора и других).

Также выпускаются напольные и навесные электрические полотенцесушители. Самым популярным является устройство, имеющее дополнительные возможности. Приобрести электрический полотенцесушитель с терморегулятором можно во всех магазинах, торгующих сантехникой. Очень удобно выставлять необходимую температуру, она будет медленнее или быстрее высушивать полотенца, еще и прогревать ванную комнату до комфортного состояния.

Электрический полотенцесушитель, имеющий таймер, поможет с помощью настроек включать и выключать устройство в необходимое пользователю время и настраивать назначенные параметры. Это прекрасно подходит для тех, кто встает рано, и для зимнего времени года.

Напольные и навесные полотенцесушители имеют довольно существенные отличия. Напольные более удобные, так как есть возможность передвигать их по всей поверхности пола и поставить в любое комфортное для человека положение. Но если нет уверенности в том, что пол сухой, лучше остановить свой выбор на навесном устройстве.

В настоящее время в магазинах встречается электрический полотенцесушитель с полкой. Эта модель оснащена удобным устройством, позволяющим за счет отсутствия дополнительных поверхностей в виде полки сэкономить место в ванной комнате. На нее можно положить высохшие полотенца и различные моющие средства.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации