矿用杂散电流测试仪矿用杂散电流测试仪

又称为矿用杂散电流测定仪

测量范围 电流档 0-50mA-250mA -1A-5A-10A

电压档 0-0.2V-1V -4V-20V-40V

矿用杂散电流测定仪是一种灵敏度高，多量程保护电路的便携式整流仪表。其特点是：测量范围广，共有二十个量程，能分别测量交直流杂散电压和杂散电流，不需要电源，安全可靠。适宜测试煤矿井下钢轨、水管、电缆等产生的电流及电压，预防杂散电流放电引起的电雷管早爆及其它燃爆事故，使矿内火源降至最低限度。

电气设备绝缘破损或接地不当，也会产生杂散电流。金属物体与盐溶液接触则产生电化学杂散电流，爆破时由硝铵炸药溶于矿坑水中，在铁轨上可测到20-80mA的电流，用铝炮棍装硝铵炸药，铝与硝酸铵产生的电化学电流引起过电雷管早爆，改用木炮棍避免了事故重复。大地自然电流一般为微安级，危害不大，但在磁力异常区应予注意。

杂散电流主要指不按照规定途径移动的电流，它存在于土壤中，与需要保护的设备系统没有关联。这种在土壤中的杂散电流会通过管道某一部位进入管道，并在管道中移动一段距离后在从管道中离开回到土壤中，这些电流离开管道的地方就会发生腐蚀， 也因此被称为杂散电流腐蚀。杂散电流的输出点有很多包括有外加电流阴极保护系统，DC电车系统，DC开矿以及焊接系统，高压DC、AC传输线路。杂散电流有动态与静态之分，随时间变化大小或方向的为动态杂散电流，不发生改变的为静态杂散电流。在杂散电流进入管道的部分，管道为阴极而得到保护，但是过大的电流进入时，这部分管道就会发生过保护。同时杂散电流离开管道的地方就会因为失去电子而腐蚀。确定管道是否已经受到杂散电流的干扰，可以通过检测管道电位的变化与历史数据比较来判断。

分类

根据干扰源的性质，可以将杂散电流分为静态干扰源和动态干扰源。静态杂散电流指其他外加电流系统的电流被强制施加到埋地管线上，例如其他管道的阳极地床电流。动态杂散电流是指某电力传输系统（如火车、地铁、采矿作业等）通过管道外防腐层失效的区域进入埋地管道的电流。

根据干扰源的来源可以分为直流杂散电流、交流直流电流和地电流。直流杂散电流主要来源于直流电气化铁路、直流电解系统、直流电焊系统、高压直流输电线路、其他管道外加的阴极保护系统等。交流杂散电流主要来源于交流电气化铁路，高压交流输电线路等。而地电流是由于地磁场的变化感应产生的，它也会腐蚀埋地管线、对电气设备和操作人员安全有一定的影响，但是相对而言数量比较小。

原因

杂散电流产生的原因很多也很复杂，并且容易受到外界环境因素的影响，但主要可以归纳为以下两点：

（1）电位梯度。如果电场分布不均匀，存在电位梯度，那么金属内部的自由电子会在电场力的作用发生定向移动，使金属阳离子与电子分离，从而造成对埋地金属管线的腐蚀。另外由于存在着电位梯度，电场会迫使部分电流从铁轨中流出并流入土壤和埋地金属管线中，然后再使电流从埋地金属物中流出，流向大地再返回到牵引变电所的负极，形成对埋地管线的杂散电流腐蚀。

（2）电流泄露。电流泄露是杂散电流形成的一个主要原因，电流泄露主要是因为绝缘不良或接触不好等原因造成的。电流泄露到埋地管道中时，由于电流的流动迫使金属内部的自由电子发生定向移动，使金属离子与电子分离，使得埋地金属管线遭受腐蚀。

存在环境

杂散电流就是一种因外界条件影响而产生的一种电流.例如在电气的高压试验中,直流泄漏或直流耐压试验中,因为高压部分对地存在电容,从而有电流从这个电容流过.

由于电气化铁路、矿山、工厂、港口各种用电设备接地与漏电，在土壤当中也会形成杂散电流的循环。

指存在于预设的电源网路之外的电流，其主要来源一般为：1.电气牵引网路流经金属物（指铺轨以外的金属物）或大地返回直流变电所的电流；2.动力和照明交流电路的漏电；3.大地自然电流；4.雷电和电磁辐射的感应电流等。

电化学腐蚀过程

当杂散电流从走行轨泄露出去再通过道床、大地流入埋地金属管线中，其中走行轨的A区是阳极，管道的B区为阴极；当杂散电路从管道中流出并通过大地、道床流入走行轨中时，管道的C区为阳极，走行轨的D区为阴极。由此可知，杂散电流所经过的通路实质上就是构成了两个串联的腐蚀电池。即：

电池1：A走行轨（阳极区）→道床、大地→B埋地金属管线（阴极区）

电池2：C埋地金属管线（阳极区）→大地、道床→D走行轨（阴极区）

根据电化学腐蚀特点，可知埋地管线的阴极区带负电，一般不会受到腐蚀的而影响，但是若电位过负，有可能发生析氢腐蚀，造成管线防腐层的剥离；而在埋地管线的阳极区则会发生激烈的电化学腐蚀，若管道上比较潮湿，可以很明显的看见反应现象。

当外界环境不同时，在管道上会发生不同的电化学反应，其腐蚀反应方程如下：

（1） 析氢腐蚀

阳极：2Fe→2Fe 4e

阴极：4H 4e→2H₂↑ （无氧酸性）

4H₂O 4e→4OH 2H₂↑ （无氧中性、碱性）

（2） 吸氧腐蚀

阳极：2Fe→2Fe 4e

阴极：O₂ 2H₂O 4e→4OH （有氧酸性）

上述两种反应通常都会生成Fe(OH)₂,但是Fe(OH)₂很不稳定，从管道表面析出时很容易受到氧化变成Fe(OH)₃。生成的Fe(OH)₂会继续被介质中的氧气氧化成棕色的Fe₂O₃·2xH₂O（红铁锈的主要成分），而Fe(OH)₃可以进一步生成Fe₃O₄（黑铁锈的主要成分）。杂散电流会将金属电解分解成氧化物或盐类，杂散电流具有集中腐蚀的特点，若杂散电流集中于管道的某一点，那么经过很长的时间后，管道很容易被腐蚀形成贯穿性小孔，导致管道的腐蚀穿孔。若防腐层破损点面积越小，管道越容易被腐蚀穿孔。