礦用雜散電流測試儀

又稱為礦用雜散電流測定儀

礦用雜散電流測定儀是一種靈敏度高，多量程保護(hù)電路的便攜式整流儀表。其特點(diǎn)是：測量范圍廣，共有二十個(gè)量程，能分別測量交直流雜散電壓和雜散電流，不需要電源，安全可靠。適宜測試煤礦井下鋼軌、水管、電纜等產(chǎn)生的電流及電壓，預(yù)防雜散電流放電引起的電雷管早爆及其它燃爆事故，使礦內(nèi)火源降至最低限度。

測量范圍 電流檔 0-50mA-250mA -1A-5A-10A

電壓檔 0-0.2V-1V -4V-20V-40V

電氣設(shè)備絕緣破損或接地不當(dāng)，也會(huì)產(chǎn)生雜散電流。金屬物體與鹽溶液接觸則產(chǎn)生電化學(xué)雜散電流，爆破時(shí)由硝銨炸藥溶于礦坑水中，在鐵軌上可測到20-80mA的電流，用鋁炮棍裝硝銨炸藥，鋁與硝酸銨產(chǎn)生的電化學(xué)電流引起過電雷管早爆，改用木炮棍避免了事故重復(fù)。大地自然電流一般為微安級(jí)，危害不大，但在磁力異常區(qū)應(yīng)予注意。

雜散電流主要指不按照規(guī)定途徑移動(dòng)的電流，它存在于土壤中，與需要保護(hù)的設(shè)備系統(tǒng)沒有關(guān)聯(lián)。這種在土壤中的雜散電流會(huì)通過管道某一部位進(jìn)入管道，并在管道中移動(dòng)一段距離后在從管道中離開回到土壤中，這些電流離開管道的地方就會(huì)發(fā)生腐蝕， 也因此被稱為雜散電流腐蝕。雜散電流的輸出點(diǎn)有很多包括有外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)，DC電車系統(tǒng)，DC開礦以及焊接系統(tǒng)，高壓DC、AC傳輸線路。雜散電流有動(dòng)態(tài)與靜態(tài)之分，隨時(shí)間變化大小或方向的為動(dòng)態(tài)雜散電流，不發(fā)生改變的為靜態(tài)雜散電流。在雜散電流進(jìn)入管道的部分，管道為陰極而得到保護(hù)，但是過大的電流進(jìn)入時(shí)，這部分管道就會(huì)發(fā)生過保護(hù)。同時(shí)雜散電流離開管道的地方就會(huì)因?yàn)槭ル娮佣g。確定管道是否已經(jīng)受到雜散電流的干擾，可以通過檢測管道電位的變化與歷史數(shù)據(jù)比較來判斷。

分類

根據(jù)干擾源的性質(zhì)，可以將雜散電流分為靜態(tài)干擾源和動(dòng)態(tài)干擾源。靜態(tài)雜散電流指其他外加電流系統(tǒng)的電流被強(qiáng)制施加到埋地管線上，例如其他管道的陽極地床電流。動(dòng)態(tài)雜散電流是指某電力傳輸系統(tǒng)（如火車、地鐵、采礦作業(yè)等）通過管道外防腐層失效的區(qū)域進(jìn)入埋地管道的電流。

根據(jù)干擾源的來源可以分為直流雜散電流、交流直流電流和地電流。直流雜散電流主要來源于直流電氣化鐵路、直流電解系統(tǒng)、直流電焊系統(tǒng)、高壓直流輸電線路、其他管道外加的陰極保護(hù)系統(tǒng)等。交流雜散電流主要來源于交流電氣化鐵路，高壓交流輸電線路等。而地電流是由于地磁場的變化感應(yīng)產(chǎn)生的，它也會(huì)腐蝕埋地管線、對電氣設(shè)備和操作人員安全有一定的影響，但是相對而言數(shù)量比較小。

原因

雜散電流產(chǎn)生的原因很多也很復(fù)雜，并且容易受到外界環(huán)境因素的影響，但主要可以歸納為以下兩點(diǎn)：

（1）電位梯度。如果電場分布不均勻，存在電位梯度，那么金屬內(nèi)部的自由電子會(huì)在電場力的作用發(fā)生定向移動(dòng)，使金屬陽離子與電子分離，從而造成對埋地金屬管線的腐蝕。另外由于存在著電位梯度，電場會(huì)迫使部分電流從鐵軌中流出并流入土壤和埋地金屬管線中，然后再使電流從埋地金屬物中流出，流向大地再返回到牽引變電所的負(fù)極，形成對埋地管線的雜散電流腐蝕。

（2）電流泄露。電流泄露是雜散電流形成的一個(gè)主要原因，電流泄露主要是因?yàn)榻^緣不良或接觸不好等原因造成的。電流泄露到埋地管道中時(shí)，由于電流的流動(dòng)迫使金屬內(nèi)部的自由電子發(fā)生定向移動(dòng)，使金屬離子與電子分離，使得埋地金屬管線遭受腐蝕。

存在環(huán)境

雜散電流就是一種因外界條件影響而產(chǎn)生的一種電流.例如在電氣的高壓試驗(yàn)中,直流泄漏或直流耐壓試驗(yàn)中,因?yàn)楦邏翰糠謱Φ卮嬖陔娙?從而有電流從這個(gè)電容流過.

由于電氣化鐵路、礦山、工廠、港口各種用電設(shè)備接地與漏電，在土壤當(dāng)中也會(huì)形成雜散電流的循環(huán)。

指存在于預(yù)設(shè)的電源網(wǎng)路之外的電流，其主要來源一般為：1.電氣牽引網(wǎng)路流經(jīng)金屬物（指鋪軌以外的金屬物）或大地返回直流變電所的電流；2.動(dòng)力和照明交流電路的漏電；3.大地自然電流；4.雷電和電磁輻射的感應(yīng)電流等。

電化學(xué)腐蝕過程

當(dāng)雜散電流從走行軌泄露出去再通過道床、大地流入埋地金屬管線中，其中走行軌的A區(qū)是陽極，管道的B區(qū)為陰極；當(dāng)雜散電路從管道中流出并通過大地、道床流入走行軌中時(shí)，管道的C區(qū)為陽極，走行軌的D區(qū)為陰極。由此可知，雜散電流所經(jīng)過的通路實(shí)質(zhì)上就是構(gòu)成了兩個(gè)串聯(lián)的腐蝕電池。即：

電池1：A走行軌（陽極區(qū)）→道床、大地→B埋地金屬管線（陰極區(qū)）

電池2：C埋地金屬管線（陽極區(qū)）→大地、道床→D走行軌（陰極區(qū)）

根據(jù)電化學(xué)腐蝕特點(diǎn)，可知埋地管線的陰極區(qū)帶負(fù)電，一般不會(huì)受到腐蝕的而影響，但是若電位過負(fù)，有可能發(fā)生析氫腐蝕，造成管線防腐層的剝離；而在埋地管線的陽極區(qū)則會(huì)發(fā)生激烈的電化學(xué)腐蝕，若管道上比較潮濕，可以很明顯的看見反應(yīng)現(xiàn)象。

當(dāng)外界環(huán)境不同時(shí)，在管道上會(huì)發(fā)生不同的電化學(xué)反應(yīng)，其腐蝕反應(yīng)方程如下：

（1） 析氫腐蝕

陽極：2Fe→2Fe 4e

陰極：4H 4e→2H₂↑ （無氧酸性）

4H₂O 4e→4OH 2H₂↑ （無氧中性、堿性）

（2） 吸氧腐蝕

陽極：2Fe→2Fe 4e

陰極：O₂ 2H₂O 4e→4OH （有氧酸性）

上述兩種反應(yīng)通常都會(huì)生成Fe(OH)₂,但是Fe(OH)₂很不穩(wěn)定，從管道表面析出時(shí)很容易受到氧化變成Fe(OH)₃。生成的Fe(OH)₂會(huì)繼續(xù)被介質(zhì)中的氧氣氧化成棕色的Fe₂O₃·2xH₂O（紅鐵銹的主要成分），而Fe(OH)₃可以進(jìn)一步生成Fe₃O₄（黑鐵銹的主要成分）。雜散電流會(huì)將金屬電解分解成氧化物或鹽類，雜散電流具有集中腐蝕的特點(diǎn)，若雜散電流集中于管道的某一點(diǎn)，那么經(jīng)過很長的時(shí)間后，管道很容易被腐蝕形成貫穿性小孔，導(dǎo)致管道的腐蝕穿孔。若防腐層破損點(diǎn)面積越小，管道越容易被腐蝕穿孔。