迷走電流、迷走電流に対する保護
電車や路面電車の線路など、輸送インフラの耐荷重要素には、地面からの信頼できる電気絶縁がありません。そして、電流がレールに沿って変電所に戻ると、その電流の一部は地面も通過します。
接地された大電流設備や電力線からの漏れも、地電流の発生に寄与します。このような電流は単に地面に電気を流すだけですが、形状、振幅、方向が一定ではなく、地面での伝播経路が多様であるため、迷走電流と呼ばれます。
迷走電流 — 導電性環境 (電気通信施設、路面電車の電力システム、鉱山用電気機関車など) として使用された場合に地面に流れる有害な電流。それらの作用により、電気分解が起こり、急速な酸化が起こります。金属製の地下装置（ケーブル被覆、パイプライン、建物構造）の破壊。
このような場合、地面が導電性媒体の役割を果たすことは明らかであり、ここでは土壌だけでなく、パイプライン、ケーブル線、架線支持体など、完全または部分的に地下にある金属構造物も導電体です。 。単に地面に接触しているだけの金属構造であっても、迷走電流の影響を受けます。
地面にある導電性構造物に比べて、土壌自体の電位は低くなります。そして、たとえば、大電流設備で接地が使用されている場合、またはそこからの電流が接地に迂回される場合、電流は最も抵抗の少ない経路をたどります。つまり、接地内の金属構造物を通過し、その結果、腐食。
レールに沿って流れる牽引電流にも同じことが当てはまります。絶縁が欠如していると、レールと地面の間の電位差により、牽引電流の一部が地面を流れ、これらの電流の経路にある金属構造物に同様の影響が生じます。
途中で、下水管、ガスパイプライン、またはケーブルの被覆がはるかに少ないものに遭遇します。 抵抗周囲の土壌よりも迷走電流が流れ、そのような場所は陰極帯と呼ばれます。低抵抗の金属経路を通過した後、迷走電流はそこから出ます。この場所はアノードゾーンと呼ばれ、腐食性の電気化学反応が起こる場所です。
電流が迷走電流自体の源、たとえばレール自体から地面に流入するときに、同様の腐食が陽極ゾーンで発生し、レールもこれに悩まされます。このようにして、レールは、電流がレールから地面に流出する地点で破壊され、地下通信は電流がレールに戻る地点で破壊されます。
問題は、迷走電流の漏れが一定である場合、金属が徐々に劣化し、そのような電食が非常に激しくなる可能性があることです。新しい鋼鉄パイプラインは 3 年で劣化する可能性があり、通信ケーブルはさらに早く故障します。さまざまな用途の橋やレールのレール固定具も同様の方法で破壊されます。 DC または整流された電流源は、腐食性の観点から特に危険です。陽極ゾーンでは、金属の破壊速度は年間 10 mm に達することがあります。
原則として、金属構造には腐食から保護するように設計された特別な保護コーティングが施されていますが、コーティングが損傷した場合、通信への損傷は避けられず、陽極面積が小さい場所には特徴的な潰瘍や穴が現れます。
上記のマイナスの現象に対処するために、専門家は特殊な機器を使用して電気的研究を実行します。絶縁損傷の場所は特別なファインダーで特定され、電気排水、つまりパイプラインから電流源への電気の除去が使用されます。
分極ドレンの設置の概略図: 1 — 保護ガスパイプライン、2 — ドレンケーブル、3 — ドレン設置 (バルブタイプ)、4 — レオスタット、5 — バルブ (整流器) 要素、6 — 電流計、7 — ヒューズ、8 — 変電所の発電機、9 — 電源ユニット、10 — 接触トロリー、11 — 迷走電流の移動経路
最も単純な場合の保護対策は次のとおりです。潜在的に危険な施設からの電流が周囲の土壌に流れるのを防ぐために、保護された構造物と施設の各点の間にケーブル接続が行われます。ケーブル接続は、十分な負の電位を持つ迷走電流の発生源となります。以前は地面を流れていた電流は、腐食の危険を引き起こすことなく、ケーブル接続を通ってソースに戻ります。
鋼製パイプラインを迷走電流の影響から保護するには、陰極防食を使用します。これは、外部電源からの直流電流を使用して実行されます。電流源の負極は保護されたパイプラインに接続され、正極は特別な接地、つまりアノードに接続されます。陰極保護回路 — ケーブルの金属シースを腐食から保護する方法
レールに関連する迷走電流を減らすために、トラックの導電率が増加し、レールとグランドの間の接合抵抗が増加します。このため、本線には重量型レールが敷設され、連続溶接軌道への移行が行われ、レール接合部は断面を大きくした銅橋で分路され、複数のレールセクションが並列に接続されます。
レールは砕石や砂利道床の上に敷設され、レールと鉄筋コンクリートまくらぎの鉄筋との間に断熱部品が設置され、木製まくらぎには防腐油等が含浸されています。