блуждающий ток в квартире что делать
Почему кран с водой и ванна бьют током? Поиск причин и как избавиться.
Практически каждый из нас хотя бы раз в жизни сталкивался с небольшими разрядами электрического тока от стен, мокрого пола, водопроводного крана или просто воды в ванной комнате.
Особенно это ощущается если на теле есть не зажившие ранки и в тех местах, где тонкая кожа. Если не придавать этому значение, то со временем ситуация может значительно измениться в худшую сторону.
Что же делать, если в ванной бьет током? Прежде чем устранить проблему, необходимо выяснить причину ее появления. Если от крана «щипает» только один раз, а при повторном касании уже ничего не происходит, то вы скорее всего имеете дело со статикой. А вот когда бьет постоянно, то это «переменка» и действовать нужно незамедлительно.
Первой и самой распространенной причиной на которую грешат люди — недобросовестные соседи. Сразу возникают подозрения, что они пытаются украсть немного эл.энергии и сэкономить лишние киловатты. Это может быть вызвано проведением у них капитальных работ по ремонту квартиры и связанных с этим подключением больших нагрузок — сварочные аппараты, электрические тепловые пушки и т.д.
Либо в зимний период времени при недостаточной температуре батарей центрального отопления, очень часто начинают пользоваться мощными обогревателями и отопителями. Естественно все это можно попытаться подключить путем незаконного наброса проводов к проводке помимо счетчика.
Самая основная причина появления напряжения и потенциала у вас в ванной в этом случае — это наброс нулевого провода на радиаторы, водопроводные трубы, канализацию и отопление.
Правда не всегда соседи могут быть виноваты сознательно! Поэтому сразу обвинять их в воровстве электроэнергии не спешите.
В домах старой постройки с системой заземления TN-C, нет отдельного заземляющего проводника. Но многие в последнее время, все равно выполняют проводку трехжильными кабелями.
И это с одной стороны правильно. Попадет дом под реконструкцию, изменится система заземления на TN-C-S, а у вас уже все будет готово. Но до этого момента подключать такой проводник не спешите.
Однако некоторые, не дожидаясь реконструкций, в качестве заземлителей банально используют стояки ближайшего водопровода. И сразу подключают к нему, ту самую третью жилу заземления. Которую в свою очередь подсоединяют на корпус электроприбора.
И если у этого прибора пробивает изоляцию, то фаза как раз таки и попадет через трубы в соседние квартиры.
Вторая причина — плохая изоляция существующей проводки, которая уже отработала свой гарантийный срок, высохла и потрескалась в нескольких местах.
Благодаря этому, время от времени происходят утечки электрического тока на поверхности стен, труб и другого оборудования подключенного в ванной. Чаще всего подобная ситуация происходит в квартирах старой постройки.
Если вы живете на втором этаже или выше, то ваш пол в ванной, по сути является потолком у соседей снизу. И как раз таки в нем может быть заложена старая проводка на освещение.
Они конечно ничего у себя могут и не ощутить, а вот у вас при попадании воды на пол, может заметно начинать бить током. Причем при касании к любой поверхности. Вы то, в санузел заходите не в обуви с изолирующей поверхностью, а зачастую с босыми ногами.
Иногда протертый провод в стене может соприкасаться с трубами и по ним напряжение будет попадать к вам в квартиру.
Но чаще всего, удары электрического тока возможны по причине неисправности таких простых бытовых приборов как стиральная машинка, бойлер-титан, проточные водонагреватели, посудомоечная машинка.
Если они не имеют защитного заземления, любой из них рано или поздно начинает биться током. При этом достаточно их просто включить в розетку и даже не запускать. И когда вы коснетесь поверхности этого прибора или просто воды, вас начнет существенным образом «щипать».
При небольшой утечке, будет ощущаться небольшое вибрирование прибора.
Здесь вся вина лежит на ТЭНе. Его изоляция разрушается, появляются трещины, нагревательная спираль оголяется и начинает непосредственно соприкасаться с водой. Отсюда и удары током.
Если это одна маленькая микротрещина, то при разогреве ТЭНа она будет раскрываться и биться током будет сильнее. При отключении титана, ТЭН остывает и трещинка как бы закрывается, скрывая спираль. Пощипывания могут быть малозаметными, либо вовсе исчезнуть. По мере разрушения тэна, напряжение на воде из под крана будет постоянно.
Чтобы это выяснить, нужно «прозвонить» ТЭН индикаторной отверткой, либо мультиметром.
Выяснить это очень легко. Отключаете автомат или вилку с розетки нагревателя и проверяете наличие напряжения. Если оно не исчезло, то идете к соседям и просите их сделать то же самое. При отключении питания с неисправного водонагревателя, пропадет и потенциал на трубах с водой.
Четвертая причина встречается довольно редко,но может быть это именно ваш случай. Например у вас в ванной могут вообще отсутствовать любые эл.приборы — нет ни стиралки, ни бойлера и т.д. При этом соседей также нет, а вы живете в своем отдельном деревянном доме. Вся проводка выполнена трехжильным кабелем с заземляющей жилой, схема щитка собрана по правилам.
И тем не менее, в ванной у вас все равно бьет током. Как такое возможно?
- замыкание фазы на заземляющий проводник, причем в любой из линии проводки, не обязательно в ванной
Ну и как правило, УЗО в электрощитке у вас при этом естественно отсутствует. Простой автомат в этом случае не отключится, так как ток для него маловат.
Блуждающие токи и способы борьбы с ними
Всем знакомо понятие электрического тока. Есть проводник, по нем движутся заряженный частицы, на противоположных концах (или в двух произвольных точках) возникает разность потенциалов. Использование этого физического явления для организации электропитания — безусловное благо цивилизации. Появляется возможность передавать электроэнергию на значительные расстояния, приводить в движение механизмы, получать тепло, изображение, звук, преобразовывать электрическую энергию в механическую.
А если движение заряженных частиц возникает в естественном проводнике, например — в грунте? Это явление называется «блуждающие токи». Их появление не сулит ничего хорошего: возникает опасность поражения электротоком, разрушаются элементы металлических конструкций, расположенных в земле. Кроме того, на «обеспечение» блуждающих токов тратится определенное количество энергии. То есть, возникает незапланированный перерасход.
Как возникает это явление
Рассмотрим блуждающие токи на примере электрифицированной железной дороги, под которой проложен трубопровод.
Питание электропоезда осуществляется с помощью двух контактных линий: фазный провод — это контактная сеть, расположенная на опорах-столбах и подвешенная на массивных изоляторах. А нулевой «провод» — это рельсы. На всем пути следования располагаются тяговые подстанции, которые работают по одинаковому принципу: нулевой потенциал соединен с физической «землей» в качестве заземления (зануления).
Поскольку рабочее заземление в любом случае имеет физический контакт с грунтом, это абсолютно безопасно.
Не следует путать прохождение виртуальной линии проводника заземления с шаговым напряжением, возникающим из-за разности потенциалов на небольшом участке. Точки разности потенциалов в ситуации с блуждающими токами разнесены на сотни метров, а то и километры.
Между нулевым и фазным проводниками (рельсы и контактный провод) протекает рабочий электрический ток. Он штатно возникает при соединении колес с рельсами и пантографа электровоза с контактной линией. Поскольку рельсы непосредственно связаны с грунтом, можно предположить, что в земле также возникает потенциал, равный потенциалу нулевого проводника. Если он одинаковый на всем протяжении рельсового пути – нет проблем, это нормальная и безопасная ситуация. Но железная дорога редко прокладывается по прямой. Кроме того, электрическая связь между физической землей и металлом ж/д пути не всегда стабильна. Получается, что от одной тяговой подстанции до рядом стоящей (несколько десятков километров) электрический ток может протекать как по рельсу, так и по грунту. То есть, электроны могут блуждать по кратчайшему пути.
Вспоминаем про кривизну ж/д пути, и получаем те самые блуждающие токи, протекающие в толще грунта.
А если в этом месте проложены коммуникации (например, стальной трубопровод), то электроны протекают по его стенкам (смотреть иллюстрацию).
Где проблема
По аналогии с обычными электрическими процессами, возникает электрохимическая реакция. Блуждающий ток стремится по пути наименьшего сопротивления (мы же понимаем, что грунт в сравнение с металлической трубой является худшим проводником). В том месте, где проводимость между рельсами и трубопроводом самая высокая (мокрая земля, железистый грунт, и другие причины), возникает так называемая катодная зона с точки зрения трубопровода. Электрический ток как бы «затекает» в трубу. Пока еще это не опасно: трубопровод расположен в грунте, разницы потенциалов нет, у вас из крана не потечет вода под напряжением 3000 вольт.
Пройдя по трубе до благоприятного места перетекания в рельсы, электроны устремляются по грунту в сторону «штатного» проводника. Возникает анодная зона, электроток «вытекает» из трубы, прихватывая за собой частички металла (на молекулярном уровне).
По всем законам протекания электрохимических процессов, на этом участке интенсивно развивается коррозия. Водопроводчики недоумевают: труба из качественной стали, прошла все возможные антикоррозийные обработки, уложена согласно техническим условиям, срок эксплуатации минимум 50 лет. И вдруг прорыв и проржавевшая дыра размером с ладонь. И это все за каких-то пару лет. Причем электрохимической коррозии подвергается любой металл, будь то сталь, медь или алюминий.
Никакой связи с влажностью почвы нет, разве что блуждающие токи выбирают «мокрое место» для формирования анодной и катодной зоны. Это страшный сон аварийных бригад водоканала. Если не согласовывать проекты между отраслевыми ведомствами — проблема становится неконтролируемой.
Побочный эффект, усугубляющий потери
Напротив катодной зоны «жертвы», то есть трубопровода, возникает анодная зона рельсового пути. Это логично: если электроток куда-то входит, он должен откуда-то выходить, точнее вытекать. Это ближайшее с точки зрения электропроводности грунта место, где рельс имеет электрический контакт с физической землей (грунтом). В этой точке происходят аналогичные электрохимические разрушения металла железнодорожного полотна. А вот это уже проблема, связанная с безопасностью людей.
Кстати, эта ситуация характерна не только для магистральных железных дорог и трубопроводов. Да и прокладываются они не всегда параллельно друг другу. А вот в городе, где рядом с многочисленными подземными коммуникациями проходят трамвайные пути, возникает такое количество разнонаправленных блуждающих токов, что впору задуматься о комплексных мерах защиты.
На примере железной дороги, мы разобрали принцип негативного влияния паразитных токов. Эти процессы запрограммированы (если можно так сказать) самой конструкцией,
А где еще существует «блуждающая» проблема
Там, где генерируется электрическая энергия (что довольно логично). Разумеется, в эту «группу риска» входят не только электростанции. Там более, что на таких объектах подобных проблем практически не существует. Блуждающие токи возникают на пути следования электроэнергии к потребителю. Точнее, в точках преобразования напряжения: в зонах действия трансформаторных подстанций.
Нам уже понятно, что для появления этих самых паразитных токов необходима разность потенциалов. Представим типовую трансформаторную подстанцию, в которой применяется система заземления TN-C. При изолированной нейтрали, заземляющие контуры соединены между собой нулевым проводником, обозначаемым аббревиатурой PEN.
Получается, что по этому проводнику протекает рабочий ток всех потребителей на линии, с одновременным их заземлением. Эта линия (PEN) имеет собственное сопротивление, соответственно в разных ее точках происходит падение напряжения.
PEN (он же заземляющий проводник) получает банальную разность потенциалов между ближайшими контурами заземления. Возникает «неучтенный» ток, который по описанному выше принципу протекает и по физической земле, то есть в грунте. Если на его пути появляется попутный металлический проводник, блуждающий ток ведет себя так же точно, как в трубе под железнодорожным полотном. То есть, в анодной зоне разрушает металл проводника (трубопровод, арматура железобетонных конструкций, оболочка кабеля), а в катодной зоне уничтожает PEN-проводник.
Пробой изоляции
Ситуация с нарушением изолирующей оболочки кабеля может возникнуть где угодно. Вопрос в том, какие будут последствия.
Предположим утечку фазы в грунт на значительном расстоянии от рабочего контура заземления. Если сила тока достаточно большая (точка пробоя большой площади), созданы «благоприятные» условия: влажный грунт, и прочее — достаточно быстро сработает защитная автоматика, и линия будет отключена. А если сила тока меньше, чем ток «отсечки» автомата? Тогда между «пятном» утечки и «землей» возникают долгоиграющие блуждающие токи. А дальше вы знаете: попутный трубопровод, кабель в металлической оболочке, анодная зона, электрохимическая коррозия…
Собственно, группа риска определена:
Защита от блуждающих токов
На самом деле, полноценной защиты от этой проблемы нет. Ее просто не может быть с точки зрения физики. Единственный действенный метод — подсунуть всепожирающим блуждающим токам иную жертву, которую не так жалко. Мало того, у этого приспособления и название соответствующее: «жертвенный анод». А методика именуется катодной защитой.
Принцип работы в исключении анодных зон на защищаемом объекте. Вместо них используются те самые жертвенные аноды, которые меняют по мере их электрохимического разрушения. А вокруг объекта формируются лишь безопасные для него катодные зоны.
Для того, чтобы система функционировала, требуется дополнительная энергия. В критических местах устанавливаются так называемые станции катодной защиты, которые запитаны от линий электропередач.
Это связано с некоторыми затратами, которые несравнимы с потерями на ремонт и восстановление испорченных объектов (трубопровода, кабеля и прочего).
А если защищаемый объект относится к опасной категории (например, нефтехранилище, в котором в результате электрохимической коррозии может произойти утечка продукта), то стоимость защитных устройств вообще не берется во внимание.
Недостатки систем катодной защиты
Методика отнюдь не универсальна, необходимо строить каждый объект под конкретные условия эксплуатации. При неправильных расчетах силы защитного тока, происходит так называемая «перезащита», и уже катодная станция является источником блуждающих токов. Поэтому, даже после монтажа и введения в строй, катодные системы постоянно контролируются. Для этого в разных точках монтируются специальные колодцы для замера силы тока защиты.
Контроль может быть ручным или автоматическим. В последнем случае устанавливается система слежения за параметрами, соединенная с аппаратурой управления катодной станцией.
Дополнительные способы защиты от блуждающих токов
Видео по теме
Блуждающие токи
Блуждающие токи — электрический ток, возникающий в толще грунта, при использовании его в качестве токопроводящей среды. Простейший пример, при пробое изоляции электрических силовых кабелей происходит утечка на землю. Грунт обладает высоким удельным сопротивлением, поэтому, если в процессе растекания заряда на его пути встречается металлический трубопровод, возникает электрический ток, который начинает двигаться по пути наименьшего сопротивления.
Опасность связана с тем, что в месте выхода блуждающего тока из металлического проводника активизируются коррозионные процессы. Причём ущерб, получаемый в данном случае, достигает такой величины, что приходится продумывать и реализовать системы защиты от воздействия.
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:
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:
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.
Как измерить величину блуждающего тока
Наличие потенциальной опасности в обязательном порядке проверяют при проектировании новых трубопроводов в зоне их предполагаемой укладки. Для этого используют мультиметры высокого класса точности, внутренне сопротивление которых должно быть не менее 1 МОм, и специальные электроды, с минимальной паспортной разницей потенциалов.
Измерения проводят по следующей схеме:
Основная задача — определить существующую разницу потенциалов между точками. Если этот показатель превышает 0,04 В, на участке действуют блуждающие токи.
В районе расположения действующих рельсовых путей электротранспортной системы контроль выполняют за счёт следующих замеров:
Весь комплекс измерений выполняют при помощи специального оборудования.
Более подробно про измерения можете прочитать в инструкции(откроется в новой вкладке): Читать инструкцию
Коррозия от блуждающих токов
Под воздействием блуждающих токов происходит процесс электрохимической коррозии. Его интенсивность зависит от состава почвы, степени обводнённости и характеристик грунтовых вод. Разрушение металла происходит из-за разности окислительно-восстановительных потенциалов, присущих стали и окружающей её почвы.
Под воздействием проходящего через трубу тока происходит образование гальванической пары в месте его выхода в почву. При этом железо, которое обладает меньшим окислительно-восстановительным потенциалом в результате процесса разрушается. И чем больше вокруг аварийного участка образуется солей, тем быстрее проходят все эти химические процессы.
В отличие от обычной коррозии, связанной с окислительными свойствами кислорода, интенсивность появления ржавчины зависит от величины разницы потенциалов. Поэтому бороться с электрохимической коррозией можно только путём устранения предпосылок, способствующих её появлению.
Способы устранения
Единственный способ предотвращения появления блуждающих токов — убрать возможность утечки из проводников, в качестве которых выступают те же рельсы, в землю. Для этого и устраивают насыпи из щебня, устанавливают деревянные шпалы, которые нужны не только для получения прочного основания под рельсовый путь, но и повышают сопротивление между ним и грунтом.
Дополнительно практикуется монтаж прокладок из диэлектрических материалов. Но все эти способы больше подходят для ЖД магистралей, трамвайные пути изолировать таким способом сложно, так как это приводит к увеличению уровня рельсов, что в городских условиях нежелательно.
В случае с распределительными пунктами и подстанциями, ЛЭП, ситуацию можно исправить применением более совершённых систем автоматического отключения. Но возможности такого оборудования ограничены, да и постоянное отключение электроснабжения, особенно в промышленных условиях, нежелательно.
Поэтому в большинстве случаев прибегают к защите трубопроводов, бронированных кабелей и металлических конструкций, расположенных в зоне действия блуждающих токов.
Активная и пассивная защита
Существует два основных способа защиты:
Активная защита
В различных условиях применяют отличающиеся способы защиты от электрохимической коррозии. Рассмотрим несколько основных примеров.
Защита полотенцесушителей
Главное отличие — находятся на открытом воздухе, поэтому изоляция не поможет, а отвести блуждающие токи некуда. Поэтому единственно допустимый вариант — выравнивание потенциалов.
Для решения этой проблемы применяют простое заземление. То есть восстанавливают те условия, которые были до разрыва цепи при помощи полимерных труб. При этом требуется заземление каждого полотенцесушителя или радиатора отопления.
Защита водопроводных труб
В этом случае больше подходит протекторная защита с применением дополнительного анода. Такой способ применяется и для предотвращения образования накипи в электрических водонагревательных баках.
Анод, чаще всего магниевый, соединяется с металлической поверхностью трубы, образуя гальваническую пару. При этом блуждающие токи выходят не через сталь, а через такой жертвенный анод, постепенно разрушая его. Металлическая труба при этом остаётся целой. Следует понимать, что время от времени требуется замена защитного анода.
Защита газопроводов
Для защиты этих объектов применяют два способа:
Отметим, что ощутимый ущерб, наносимый металлическим конструкциям, требует применения комплексных мер. Они включают защиту и предотвращение появления опасных факторов.