Courants vagabonds, protection contre les courants vagabonds

Les éléments porteurs de l'infrastructure de transport, par exemple les voies des trains et des tramways, ne disposent pas d'une isolation électrique fiable par rapport au sol. Et lorsque le courant revient le long des rails jusqu'à la sous-station de traction, une partie de ce courant traverse également le sol.

Les installations à courant fort mises à la terre, ainsi que les fuites des lignes électriques, contribuent également à l'apparition de courants de terre. De tels courants, qui transportent simplement l'électricité vers le sol, n'ont pas une forme, une amplitude et une direction constantes, leurs chemins de propagation sur le sol sont divers, on les appelle donc courants vagabonds.

Courants vagabonds - courants électriques nocifs dans le sol lorsqu'ils sont utilisés comme environnement conducteur (par exemple, dans les installations de télécommunications, les systèmes d'alimentation des tramways, les locomotives électriques minières, etc.). Sous leur action, une électrolyse se produit et une oxydation rapide se produit. et la destruction d'appareils souterrains métalliques (gaines de câbles, canalisations, structures de bâtiments).

Il est clair que dans ces cas, le sol joue le rôle de milieu conducteur, et non seulement le sol est ici conducteur, mais aussi les structures métalliques totalement ou partiellement souterraines, telles que les canalisations, les lignes de câbles, les supports de caténaire, etc. . Même les structures métalliques qui sont simplement en contact avec le sol sont soumises à des courants vagabonds.

Par rapport aux structures conductrices situées dans le sol, le sol lui-même a un potentiel plus faible. Et si, par exemple, une installation à courant élevé utilise la mise à la terre ou si le courant qui en provient est dévié vers la terre, elle suit alors le chemin de moindre résistance, c'est-à-dire qu'elle traverse les structures métalliques dans le sol, ce qui conduit à leur corrosion.

Il en est de même pour le courant de traction circulant le long des rails. La différence de potentiel entre les rails et le sol, compte tenu du manque d'isolation, fait passer une partie des courants de traction dans le sol avec des conséquences similaires pour les structures métalliques qui tombent sur le trajet de ces courants.

Rencontrer sur son chemin une conduite d'égout, un gazoduc ou une gaine de câble, qui ont beaucoup moins résistanceque le sol environnant, des courants vagabonds les traversent et ces endroits sont appelés zones cathodiques. Après avoir traversé le chemin métallique de faible résistance, le courant vagabond le quitte et cet endroit s'appelle la zone anodique et c'est là que se produit la réaction électrochimique corrosive.

Une corrosion similaire se produit dans la zone anodique lorsque le courant pénètre dans le sol depuis la source du courant vagabond lui-même, par exemple depuis les rails eux-mêmes, et les rails en souffrent également. De cette façon, les rails sont détruits aux points où les courants en sortent dans le sol, et les communications souterraines - aux endroits où le courant retourne aux rails.

Le problème est que lorsque la fuite de courant vagabond est constante, le métal se détériore progressivement et une telle électrocorrosion peut être assez intense. Les nouveaux pipelines en acier peuvent se détériorer en trois ans et les câbles de communication échouent encore plus rapidement. Les fixations des rails des ponts et des rails à des fins diverses sont détruites de la même manière. Les sources de courant continu ou redressé sont particulièrement dangereuses en termes de corrosion. Dans les zones anodiques, la vitesse de destruction du métal peut atteindre 10 mm par an.

En règle générale, les structures métalliques sont équipées d'un revêtement protecteur spécial conçu pour protéger contre la corrosion, mais en cas d'endommagement du revêtement, des dommages aux communications sont inévitables et des ulcères et des trous caractéristiques apparaissent dans des endroits avec de petites zones d'anode.
Pour lutter contre les phénomènes négatifs décrits, des spécialistes réalisent des études électriques à l'aide d'équipements spécialisés. Les endroits où l'isolation a été endommagée sont déterminés à l'aide d'un détecteur spécial et un drainage électrique est utilisé - l'élimination de l'électricité des canalisations vers la source de courant.

Schéma d'installation du drain polarisé: 1 - canalisation de gaz de protection, 2 - câble de vidange, 3 - installation de vidange (type vanne), 4 - rhéostat, 5 - élément vanne (redresseur), 6 - ampèremètre, 7 - fusible, 8 — générateur de sous-station de traction, 9 — bloc d'alimentation, 10 — chariot de contact, 11 — chemins de circulation des courants vagabonds

Dans le cas le plus simple, les mesures de protection sont les suivantes.Pour éviter que les courants d'installations potentiellement dangereuses ne s'écoulent dans le sol environnant, une liaison câblée est réalisée entre l'ouvrage protégé et chaque point de l'installation, source de courants vagabonds au potentiel suffisamment négatif. Le courant qui parcourait auparavant le sol revient désormais à sa source par le câble de liaison sans provoquer de risque de corrosion.

Pour protéger les canalisations en acier des effets des courants vagabonds, utilisez protection cathodique... Elle est réalisée à l'aide d'un courant électrique continu provenant d'une source externe. Le pôle négatif de la source de courant est connecté au pipeline protégé et le pôle positif à une masse spéciale - l'anode. Circuit de protection cathodique — Comment protéger les gaines métalliques des câbles de la corrosion

Pour réduire les courants vagabonds associés aux rails, la conductivité de la voie est augmentée et la résistance de jonction entre les rails et le sol est augmentée. Pour cela, des rails de type lourd sont posés sur les voies principales, une transition vers une voie soudée en continu est effectuée et les joints de rail sont shuntés avec des ponts en cuivre de section accrue, les sections multi-rails sont connectées en parallèle.

Les rails sont posés sur des ballasts en pierre concassée ou en gravier, des pièces isolantes sont installées entre les rails et l'armature des traverses en béton armé, les traverses en bois sont imprégnées d'huiles antiseptiques, etc.