O que são correntes dispersas e como se livrar delas?
Causas
É impossível imaginar a vida moderna sem instalações eletrificadas. O consumo de energia está crescendo a cada ano, o que implica a construção de novas subestações de transformação e distribuição, linhas de cabos e cabos, redes de contatos externos para trens elétricos e trilhos de contato para o metrô. Como a própria terra é um condutor, e todos esses objetos estão em sua superfície ou debaixo dela, um certo tipo de conexão surge entre eles.
Para que uma corrente elétrica ocorra, é necessária uma diferença de potencial entre dois pontos do condutor. A mesma afirmação é verdadeira para correntes dispersas, exceto que a Terra atua como condutor neste caso. Em um sistema neutro isolado, a diferença de potencial é fornecida por loops de terra. Se o condutor neutro estiver conectado ao circuito de aterramento, sua própria resistência, quando a carga passar por ele, causará uma queda de tensão. Esse condutor é designado PEN.
A base do condutor PEN é conectada ao circuito de aterramento da subestação do transformador. Na entrada do consumidor, ele se conecta à memória do edifício. Ambas as memórias em extremidades opostas do cabo fornecem uma diferença de potencial que, por sua vez, leva à formação de corrente perdida entre elas.
Um processo semelhante é observado quando o isolamento das linhas de energia é danificado. Se ocorrer uma falta à terra, a terra nesta área se torna portadora desse potencial. A maioria dos danos desse tipo é reparada automaticamente. Mas isso é caso haja um grande vazamento. Para valores pequenos, localizar e neutralizar a causa é bastante problemático.
Os veículos movidos a tração elétrica (com exceção dos carros que operam com motores elétricos autônomos) são a principal causa desse fenômeno indesejável. Os trólebus são conectados à rede elétrica por meio de hastes especiais conectadas aos fios neutro e de fase e localizadas no próprio veículo. Portanto, esse tipo de transporte não gera grandes correntes dispersas.
Os trens elétricos são movidos por um princípio um pouco diferente. O condutor zero é conectado aos trilhos e o condutor de fase é montado acima dos trilhos.Com a ajuda de pantógrafos localizados no teto e diretamente em contato com o cabo de alimentação, a eletricidade é fornecida ao motor.
A fonte de alimentação para essas redes é fornecida por subestações de tração, localizadas ao longo de toda a rota aproximadamente à mesma distância entre si. A principal causa de correntes dispersas neste sistema é a curvatura da rota. Uma carga elétrica passa pelo caminho de menor resistência. Consequentemente, se surgir a oportunidade de "cortar custos", ele caminhará no chão, e não nos trilhos.
O vídeo abaixo detalha o que é esse fenômeno e como ele ocorre:
Impacto em objetos metálicos
Existem muitos objetos metálicos na terra, como: vários sistemas de tubulações, linhas de cabos blindados, fundações de concreto armado de edifícios. Como o metal é um condutor melhor comparado à terra, a corrente elétrica passará por ele e não pelo solo. O ponto de entrada é chamado de "zona do cátodo". O ponto de saída é a "zona do ânodo".
Separadamente, gostaria de considerar os processos de corrosão em tubulações de água. A água subterrânea contém muitas substâncias solúveis e é um bom condutor. Por exemplo, em uma tubulação no solo, a corrosão se forma como resultado do processo de eletrólise. Isto é especialmente pronunciado na área da zona do ânodo. Estruturas na zona do cátodo são menos destrutivas.
Como resultado do efeito extremamente destrutivo em todos os objetos acima, correntes errantes podem causar danos econômicos significativos.
Métodos de proteção
A maneira mais comum de lidar com esse fenômeno é instalar proteção catódica. Para fazer isso, é necessário excluir a formação da zona de ânodo na estrutura protegida e deixar apenas o cátodo. A estação de proteção catódica gera corrente direta, conectando o pólo negativo à estrutura metálica que precisa ser protegida, e o positivo aos chamados ânodos "sacrificiais", que assumem a maior parte da força destrutiva. Além disso, revestimentos de proteção especiais que impedem a formação de uma camada de corrosão são aplicados ao objeto protegido.
Esquema VHC:
As desvantagens deste esquema são:
- a chamada "reconstrução" - quando o potencial de proteção é excedido e a estrutura metálica protegida é corroída;
- cálculo incorreto da proteção, no qual ocorrem danos por corrosão acelerada perto de objetos metálicos localizados.
Infelizmente, esse problema afeta não apenas instalações industriais, mas também pessoas comuns. No toalheiro aquecido, como no sistema de aquecimento como um todo, a água quente circula, o que é um excelente condutor (a menos que, é claro, não seja destilado). Se os dutos e elementos adjacentes que estão na sala de estar não estiverem adequadamente aterrados, eles podem ser suscetíveis ao aparecimento de um potencial indesejável e, portanto, a ferrugem na superfície. O aterramento adequado ajudará a evitar todas essas consequências negativas; hoje, esse método de proteção contra correntes dispersas em um apartamento e em uma casa particular é um dos mais eficazes.
Métodos de medição
Ao instalar um oleoduto, as correntes dispersas são calculadas medindo-se a diferença de potencial entre dois pontos da superfície da Terra, perpendiculares entre si e a uma distância igual de 100 m. As medições são feitas a cada quilômetro.
Os instrumentos de medição devem ter uma classe de precisão de pelo menos 1,5 e sua própria resistência de 1 MΩ. A diferença de potencial entre os eletrodos de medição não deve exceder 10 mV. Com o tempo, uma medição deve durar pelo menos 10 minutos, com o resultado sendo registrado a cada 10 segundos.
As medições na área de transporte elétrico devem ser realizadas durante a maior carga.Se a diferença de potencial das leituras exceder 0,04V, isso é um sinal da presença de correntes dispersas.
Um par de eletrodos de referência pode ser usado como instrumento de medição: sulfato de cobre portátil e de conexão. Além disso, você precisará de um multímetro digital para fazer medições, além de um fio isolado flexível, cujo comprimento deve ser de pelo menos 100 metros.
Apesar de seus pequenos valores, esse fenômeno pode causar danos significativos às comunicações subterrâneas (e não apenas). As fontes de correntes dispersas podem ser muito diferentes. Portanto, é necessário tomar todas as medidas preventivas para eliminar esse efeito indesejável.
Por fim, recomendamos assistir a um vídeo útil, que mostra claramente como se proteger desse fenômeno:
Por isso, examinamos as causas das correntes dispersas e a proteção contra elas. Agora você sabe o que é e como se livrar desse fenômeno, mesmo em casa!
Certamente você não sabe:
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