強直流干擾保護器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本實用新型公開了一種強直流干擾保護器，是一種恒電位儀受外界強直流干擾時的保護裝置，屬于金屬管道的電化學腐蝕領(lǐng)域，尤其適用于長輸管道強制電流陰極保護系統(tǒng)受到外界直流輸電系統(tǒng)接地極的強干擾的陰保站。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)濟的持續(xù)增長使能源的需求量越來越大，輸電線路和輸油氣管道的建設(shè)都在快速發(fā)展。受人口密度、土地資源狀況以及電力行業(yè)和石化行業(yè)對傳輸路徑的擇優(yōu)原則相近等因素影響，使得埋地管道無法避開超高壓直流輸電系統(tǒng)接地極的影響，從南方電網(wǎng)超高壓輸電公司了解到：直流輸電系統(tǒng)故障時，接地極入地電流在一千多安培甚至幾千安培，影響范圍可達幾十甚至上百公里。其直流輸電系統(tǒng)對長輸管道陰極保護系統(tǒng)的強電干擾越來越頻繁，甚至導致恒電位儀損壞，而常規(guī)浪涌保護器保護效果不明顯，甚至由于長時間的強干擾導致把避雷器燒毀，在國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)多起由于直流輸電系統(tǒng)故障或檢修時通過接地極向大地釋放高達幾千安培強大電流，導致附近長輸管道企業(yè)陰極保護系統(tǒng)恒電位儀損壞的事故，我國西氣東輸二線廣州站恒電位儀，廣東管網(wǎng)鰲頭站、廣州站恒電位儀等也多次受到南方電網(wǎng)魚龍嶺接地極的影響被燒毀。
[0003]恒電位儀是陰極保護系統(tǒng)的主要設(shè)備，通過給管道一個負電壓，使金屬管道陰極極化，從而保護管道不受腐蝕。恒電位儀一端連接在管道上，另一端連接在陽極地床上。工作時一般只有幾伏特或者十幾伏的電壓，但在超高壓直流輸電系統(tǒng)故障時，接地極排流達到一千多安培甚至幾千安培，持續(xù)時間從十幾分鐘到幾個小時不等。感應(yīng)到管道上的干擾電流也達到100A以上，管道和陽極地床間電壓達到80V以上，該干擾電壓和電流足以燒毀恒電位儀的浪涌保護器或者其他電子器件。目前，現(xiàn)有技術(shù)普遍采用排流法和陰極保護裝置消除干擾。在排流法中應(yīng)用較多的是鉗位排流和犧牲陽極排流，但無論哪種方法，都需要一個排流地床，但一般的排流地床無法排除如此強大的電流。
[0004]在2010年第五期《天然氣與石油》雜志中，公開一篇由中國石油集團工程設(shè)計有限責任公司西南分公司寫的論文《魚龍嶺接地極入地電流對西氣東輸二線埋地鋼制管道的影響分析》（文章編號：1006-5539 (2010)-5-0022-05)，論文詳細地從理論角度分析說明了強直流干擾對管道產(chǎn)生腐蝕的機理和危害，但對接地極的強直流干擾采用的是加強級防腐，盡量保證管道防腐層的完整性；增加絕緣接頭減少管道在干擾區(qū)域的連續(xù)暴露長度；對干擾采取排流保護等措施。但該設(shè)計方案在實際應(yīng)用中收效甚微，西氣東輸二線廣州末站陰極保護系統(tǒng)投用過程中，多次出現(xiàn)由于魚龍嶺接地極產(chǎn)生的強大入地電流導致恒電位儀損壞故障。其主要原因是對于幾十公里甚至上百公里管道不能確保防腐層的完整性和絕緣性能，而干擾排流保護措施在這種情況下反而成為引流設(shè)施，最終導致干擾無法消除，影響到陰極保護系統(tǒng)的設(shè)備正常運行。
[0005]專利號ZL200810119163. 6公布了一種埋地管道有源去干擾裝置，包括直流電源單元、管地電位傳感器、給定電位器、電壓控制單元和功率輸出單元，電壓控制單元用于生成PWM脈寬調(diào)制信號，功率輸出單元用于根據(jù)PWM脈寬調(diào)制信號控制其內(nèi)部的逆變器的輸出，向輔助地床和埋地管道輸出經(jīng)過濾波處理且與管道干擾大小相等、方向相反的去干擾電壓。通過采用跟蹤型PWM控制方式，使其輸出能及時跟隨指令電壓處理模塊的參考指令信號的變化，具有輸出靈敏度高、反應(yīng)速度快、動態(tài)性能好等優(yōu)點，特別適用于消除由高壓輸電線和空間天氣變化所引起的交流干擾。但該專利依然是一個恒電位儀性質(zhì)的產(chǎn)品，對于入地電流達幾千安的強直流輸電造成的干擾無效，且有被燒毀的危險。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種強直流干擾保護器，克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的長輸管道上的恒電位儀受強直流干擾易燒毀的缺陷。
[0007]本實用新型包括工作電源及由工作電源提供電源的電壓電流檢測單元、數(shù)顯控制儀、交流接觸器，其中：電壓電流檢測單元由直流電流變送器和電壓變送器組成。直流電流變送器串聯(lián)在交流接觸器上，電壓變送器并聯(lián)在交流接觸器上，直流電流變送器和電壓變送器、通過數(shù)據(jù)線與數(shù)顯控制儀連接，數(shù)顯控制儀與交流接觸器通過數(shù)據(jù)線連接。
[0008]本實用新型的有益效果：在恒電位儀運行過程中能及時觀測到陰極和參比電極輸出/輸入電流、陰極和陽極之間電壓以及參比電極和零位接陰之間的電壓，能及時直觀地判斷外界干擾強度的大??；強直流干擾時，能自動斷開恒電位儀與被保護設(shè)備的連接，保護了恒電位儀不被損壞；對干擾電壓能做實時監(jiān)測。工作人員通過觀測檢測干擾電壓來判斷外界干擾是否消除，從而能夠及時恢復啟用恒電位儀，提高了陰極保護系統(tǒng)運行效率，更好地保護管道等設(shè)施。使恒電位儀受到保護，不被來自管道的強干擾燒毀。并能夠?qū)Ω蓴_進行實時監(jiān)測。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型工作原理示意圖。
[0010]圖2是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面通過附圖，來對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0012]參照圖1和圖2，本實用新型包括工作電源5及由工作電源5提供電源的電壓電流檢測單元1、數(shù)顯控制儀2、交流接觸器4,其中：電壓電流檢測單元1由直流電流變送器11、12和電壓變送器13、14組成。直流電流變送器11、12串聯(lián)在交流接觸器4上，電壓變送器
13、14并聯(lián)在交流接觸器上，直流電流變送器11、12和電壓變送器13、14通過數(shù)據(jù)線與數(shù)顯控制儀2連接，數(shù)顯控制儀2與交流接觸器4通過數(shù)據(jù)線連接。
[0013]所述的數(shù)顯控制儀2為公知公用產(chǎn)品，與報警裝置3連接，可進行聲光報警提醒工作人員。
[0014]將本實用新型的直流電流變送器11、12聯(lián)接在恒電位儀上的陰極和零位接陰線上，交流接觸器4 一端的觸點聯(lián)在恒電位儀的220V電源、陽極和參比線上，另一端觸點與220V電源、管道、陽極地床、參比電極相連接。
[0015]工作原理：直流電流變送器11、12采集從管道流向恒電位儀的干擾電流大小，電壓變送器13采集在管道與參比電極之間電壓值，電壓變送器14采集管道與陽極地床之間電壓值，這4個傳感器把以上參數(shù)變?yōu)?-20mA電流信號分別送給數(shù)顯控制儀2,數(shù)顯控制儀2對以上參數(shù)進行顯示，數(shù)顯控制儀2內(nèi)已經(jīng)預設(shè)好相應(yīng)參數(shù)，把上述參數(shù)與預設(shè)參數(shù)進行對比，若以上4個參數(shù)有任意一個超出預設(shè)值，則認為強干擾來臨，并發(fā)出一個控制信號給交流接觸器4,交流接觸器4即會斷開，切斷恒電位儀與電源、管道、陽極地床、和參比電極的電氣聯(lián)系，從而保證恒電位儀不被干擾電流燒毀?？刂菩盘柌⑼瑫r控制聲光報警燈，發(fā)出聲光報警，通知值班人員。工作電源給以上各個單元提供工作電源。
[0016]本實用新型的電壓變送器13、14位于交流接觸器4之前，在切斷后，依然能夠顯示強干擾的電壓值，從而能讓值班人員及時掌握強干擾的大小，判斷干擾是否消失。也為陰保技術(shù)人員整改提供依據(jù)。
[0017]在干擾消失后，可以通過按鈕重新接通恒電位儀。減少恒電位儀停運時間，提高陰保運行率。
【主權(quán)項】
1.強直流干擾保護器，包括工作電源(5)及由工作電源(5)提供電源的電壓電流檢測單元(1)、數(shù)顯控制儀(2 )、交流接觸器(4 )，其特征是:電壓電流檢測單元(1)由直流電流變送器(11、12 )和電壓變送器(13、14 )組成，直流電流變送器(11、12 )串聯(lián)在交流接觸器(4 )上，電壓變送器(13、14 )并聯(lián)在交流接觸器(4 )上，直流電流變送器(11、12 )和電壓變送器(13、14)通過數(shù)據(jù)線與數(shù)顯控制儀(2)連接，數(shù)顯控制儀(2)與交流接觸器(4)通過數(shù)據(jù)線連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強直流干擾保護器，其特征是:數(shù)顯控制儀(2)與報警裝置(3)連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種強直流干擾保護器，包括工作電源及由工作電源提供電源的電壓電流檢測單元、數(shù)顯控制儀、交流接觸器，其中：電壓電流檢測單元由直流電流變送器和電壓變送器組成。直流電流變送器串聯(lián)在交流接觸器上，電壓變送器并聯(lián)在交流接觸器上，直流電流變送器和電壓變送器、通過數(shù)據(jù)線與數(shù)顯控制儀連接，數(shù)顯控制儀與交流接觸器通過數(shù)據(jù)線連接。本實用新型提高了陰極保護系統(tǒng)運行效率，避免恒電位儀被來自管道的強干擾燒毀。
【IPC分類】C23F13/06
【公開號】CN205062187
【申請?zhí)枴緾N201520694013
【發(fā)明人】應(yīng)斌, 李劍, 張朝暉, 黃崇舜, 王晨光, 胡昌輝
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司中原油田分公司油氣儲運中心
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年9月9日