BR102012020523A2 - Método e dispositivo para detectar corrosão de grade de aterramento de torre de aço de linha de transmissão de energia - Google Patents

Abstract

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DETECTAR CORROSÃO DE GRADE DE ATERRAMENTO DE TORRE DE AÇO DE LINHA DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA A invenção refere-se a um método e um dispositivo para detectar a corrosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia. O dispositivo inclui: uma unidade de detecção de resistência de polarização configurada para aplicar um sinal de Corrente Continua (CC) de polarização linear a um meio de solo e um metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma resistência de polarização de um sistema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada; uma unidade de detecção de resistência de meio configurada para aplicar um sinal de Corrente Alternada (CA) de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma resistência de meio do sistema de corrosão; uma unidade de detecção de constante de Tafel configurada para aplicar um sinal CC de polarização fraca no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma constante de Tafel do sistema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada; uma unidade de geração de resultado de detecção configurada para calcular e gerar uma resistência de polarização real do sistema de corrosão de acordo com a resistência de polarização e a resistência do meio, e calcular os dados de densidade de corrente de corrosão do metal e da grade de aterramento que está sendo detectada, de acordo com a resistência de polarização real e a constante de Tafel; e uma unidade de saída de resultado de detecção configurada para emitir os dados de resultado de detecção que contêm os dados de densidade de corrente de corrosão. A invenção resolve o problema de detectar a corrosão da grade de aterramento da torro de aço de linha de transmissão de energia.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DETECTAR CORROSÃO DE GRADE DE ATERRA- MENTO DE TORRE DE AÇO DE LINHA DE TRANSMISSÃO DE ENERGI- A".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma técnica para detectar o es- tado de corrosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia, especificamente a uma técnica de detecção no local do estado de corrosão de uma grade de aterramento de uma torre de 10 aço de linha aplicando a detecção eletroquímica, e especificamente a um método e um dispositivo para detectar a corrosão de uma grade de aterra- mento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A torre de aço de linha de transmissão de energia inclui um segmento de terra e segmento de subterrâneo. O segmento de terra da torre de aço de linha está exposto ao ambiente atmosférico, de modo que o seu grau de corrosão pode ser qualitativamente avaliado através de observação visual. O segmento subterrâneo está enterrado sob o solo e não é nem visí- vel nem monitorado por um dispositivo de monitoramento, assim o problema de corrosão aparecerá após a torre de aço de linha de transmissão de ener- gia funcionar por um período, e a corrosão de torre de aço de linha é especi- almente proeminente nas áreas costeiras. Correntemente, a técnica de pola- rização linear é usualmente utilizada para detectar a corrosão da torre de aço de linha de transmissão de energia. Mas tal técnica de detecção será facilmente influenciada por um sinal de interferência, por meio disto influen- ciando o resultado de medição.

O "Método e Sistema Para Detectar a Corrosão de Grade de A- terramento" descrito pela Patente Chinesa CN101315403 revela uma solu- ção técnica na qual o estado de corrosão da grade de aterramento da usina 30 de energia e da subestação é detectado sem escavação. Mas esta solução principalmente detecta a corrosão da grade de aterramento da usina de e- nergia e da subestação, e não pode ser bem aplicada para detectar a grade de aterramento da torre de aço de linha de transmissão de energia, porque a torre de aço de linha de transmissão de energia é usualmente erigida na na- tureza, e um dispositivo de detecção de grade de aterramento adequado para a usina de energia e a subestação não é portátil e traz interferências de 5 sinal para a detecção da grade de aterramento da torre de aço de linha de transmissão de energia na natureza, assim os dados detectados serão im- precisos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

As modalidades da presente invenção proveem um método e um dispositivo para detectar a corrosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia, para resolver o problema de detectar a corrosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia.

Um objetivo da presente invenção é prover um método para de- tectar a corrosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia, que compreende: aplicar um sinal de Corrente Contínua (CC) de polarização linear a um meio de solo e um metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir a resistência de polariza- ção de um sistema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada; aplicar um sinal de Corren- te Alternada (CA) de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma resistência de meio do sistema de corrosão; aplicar um sinal CC de polarização fraca no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma constante de Tafel do sistema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada; calcular e ge- rar uma resistência de polarização real do sistema de corrosão de acordo com a resistência de polarização e a resistência do meio, e calcular e gerar os dados de densidade de corrente de corrosão do metal e da grade de ater- ramento que está sendo detectada, de acordo com a resistência de polariza- ção real e a constante de Tafel; e emitir os dados de resultado de detecção que contêm os dados de densidade de corrente de corrosão. Um objetivo da presente invenção é prover um dispositivo para detectar a corrosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia, que compreende: uma unidade de detec- ção de resistência de polarização configurada para aplicar um sinal CC de 5 polarização linear a um meio de solo e um metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir a resistência de polarização de um sis- tema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterra- mento que está sendo detectada; uma unidade de detecção de resistência de meio configurada para aplicar um sinal CA de alta frequência no meio de 10 solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma resistência de meio do sistema de corrosão; uma unidade de detecção de constante de Tafel configurada para aplicar um sinal CC de polarização fraca no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma constante de Tafel do sistema de corrosão compos- 15 to do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo de- tectada; uma unidade de geração de resultado de detecção configurada para calcular e gerar uma resistência de polarização real do sistema de corrosão de acordo com a resistência de polarização e a resistência do meio, e calcu- lar e gerar os dados de densidade de corrente de corrosão do metal e da 20 grade de aterramento que está sendo detectada, de acordo com a resistên- cia de polarização real e a constante de Tafel; e uma unidade de saída de resultado de detecção configurada para emitir os dados de resultado de de- tecção que contêm os dados de densidade de corrente de corrosão.

O efeito benéfico da presente invenção é que a detecção no Io- 25 cal da corrosão da grade de aterramento da torre de aço de linha de trans- missão de energia é conseguida. Além disso, a resistência de polarização está diretamente relacionada com o estado de corrosão do ponto de teste, e a resistência do meio está relacionada com a umidade e a temperatura ao redor de ponto de teste, e a composição do meio, etc., e a sua relação não é 30 constante. Assim, na modalidade da presente invenção, diferentes amplitu- des de voltagem de polarização são determinadas para várias condições de local quando aplicando a polarização linear, de modo que a voltagem de po- larização aplicada a um metal da grade de aterramento que está sendo de- tectada tenha uma amplitude suficiente, por meio disto aperfeiçoando a pre- cisão da detecção da corrosão da grade de aterramento da torre de aço de linha de transmissão de energia.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

De modo a descrever mais claramente as soluções técnicas das modalidades da presente invenção ou da técnica anterior, os desenhos, os quais são necessários serem utilizados nas descrições das modalidades ou da técnica anterior, estão resumidamente introduzidos como segue. Obvia- 10 mente, os desenhos daqui em diante descritos apenas ilustram algumas modalidades da presente invenção, e uma pessoa versada na técnica pode obter outros desenhos destes desenhos sem executar um esforço criativo.

Figura 1 é um fluxograma de um método para detectar a corro- são de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmis- são de energia de acordo com uma modalidade da presente invenção;

Figura 2 é um diagrama de curva de polarização de um eletrodo metálico durante uma detecção de corrosão de acordo com uma modalidade da presente invenção;

Figura 3 é um diagrama de circuito equivalente eletroquímico de um sistema de corrosão de acordo com uma modalidade da presente inven- ção;

Figura 4 é um diagrama de blocos estrutural de um dispositivo para detectar a corrosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia de acordo com uma modalidade da pre- sente invenção;

Figura 5 é um diagrama de circuito de um dispositivo para detec- tar a corrosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia de acordo com uma modalidade da presente inven- ção; e

Figura 6 é um diagrama de estrutura de um sensor de confina-

mento de corrente de furo de alfinete de acordo com uma modalidade da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

As soluções técnicas nas modalidades da presente invenção se- rão claramente e completamente descritas como segue com referência aos desenhos nas modalidades da presente invenção. Aparentemente, as moda- 5 Iidades descritas são apenas uma parte de modalidades da presente inven- ção ao invés de todas as modalidades. Com base nas modalidades da pre- sente invenção, qualquer outra modalidade obtida por uma pessoa versada na técnica sem executar um esforço criativo deverá cair dentro do escopo de proteção da presente invenção.

Como ilustrado na Figura 1, um método para detectar a corrosão

de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia da modalidade inclui: aplicar um sinal CC de polarização linear a um meio de solo e um metal da grade de aterramento que está sendo detec- tada, e medir uma resistência de polarização de um sistema de corrosão 15 composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada (etapa S101); aplicar um sinal CA de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma resistência de meio do sistema de corrosão (etapa S102); apli- car um sinal CC de polarização fraca no meio de solo e no metal da grade 20 de aterramento que está sendo detectada, e medir uma constante de Tafel do sistema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada (etapa S103); calcular uma resistên- cia de polarização real do sistema de corrosão de acordo com a resistência de polarização e a resistência do meio, e calcular e gerar os dados de den- 25 sidade de corrente de corrosão do metal e da grade de aterramento que está sendo detectada, de acordo com a resistência de polarização real e a cons- tante de Tafel (etapa S104); e emitir os dados de resultado de detecção que contêm os dados de densidade de corrente de corrosão (etapa S105).

Na etapa S101, um potencial de polarização linear de ±10 mV pode ser aplicado no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada utilizando um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete, e o sinal de corrente em um Ioop de polarização formado por um eletrodo de trabalho e um eletrodo auxiliar pode ser coletado, para gerar uma resistência de polarização de acordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

Na etapa S102, um sinal de CA de alta frequência pode ser apli- 5 cado no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada utilizando um sensor de confinamento de corrente de furo de alfi- nete, e o sinal de corrente do sinal CA de alta frequência que atua sobre o meio de solo do sistema de corrosão pode ser coletado, de modo a gerar uma resistência de meio de acordo com o sinal de corrente que atua sobre o 10 meio de solo.

Na etapa S103, um potencial de polarização fraca ±40 mV pode ser aplicado no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada utilizando um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete, e o sinal de corrente no Ioop de polarização formado por um ele- 15 trodo de trabalho e um eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de cor- rente de furo de alfinete pode ser coletado, de modo a gerar uma constante de Tafel de acordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

Na etapa S104, os dados de profundidade de corrosão podem ser calculados de acordo com os dados de densidade de corrente de corro- são.

Na etapa S105, os dados de densidade de corrente de corrosão e os dados de profundidade de corrosão podem ser exibidos e emitidos.

A resistência de polarização do sistema de corrosão pode ser medida utilizando uma técnica de polarização linear de estado estável, e a 25 resistência de polarização medida ainda inclui a resistência de meio. Para o sistema de corrosão composto do metal de grade de aterramento detectado e do meio de solo, como a resistividade do solo é alta, a resistência de solo deve ser considerada na medição da resistência de polarização. A resistên- cia do meio do sistema de corrosão é medida com o método de impedância 30 de CA, e a resistência de polarização real do sistema de corrosão é obtida subtraindo a resistência de meio da resistência de polarização medida na polarização linear de estado estável. Com base na resistência de polariza- ção real Rp e na constante de Tafel B medida através da área de posição fraca, a densidade de corrente de corrosão Icorr pode ser calculada (I- corr=B/Rp) de acordo com a fórmula de Stern-Geary, assim a densidade de corrente de corrosão pode ser precisamente obtida. A seguir, a densidade 5 de corrente de corrosão é convertida na profundidade de corrosão de acordo com a Iei de Faraday.

A medição da resistência de polarização (área de polarização li- near) inclui: aplicar os potenciais de polarização +|ΔΕ1| e -|ΔΕ1| na área de polarização linear, e medir a densidade de corrente de polarização ia1 e ic1 10 do catodo e do anodo sob estes potenciais de polarização. Para a curva de polarização do eletrodo metálico na medição de corrosão como ilustrado na Figura 2, a resistência de polarização Rp pode ser calculada de acordo com a equação (1).

21ΔΕ1Ι

Ifr = TrrTi (1)

M + I1ClI

A medição da resistência de meio inclui: o método de impedân- cia de CA aplica um sinal de onda senoidal de alta frequência fraco no sis- tema de corrosão, de modo a medir a resistência de meio do sistema de cor- rosão, porque o sinal de alta frequência pode passar através do capacitor de interface formado entre o metal e o meio, e então atuar completamente so- bre o resistor de meio. No sistema de corrosão composto do metal de grade de aterramento detectada e do meio de solo, uma camada dupla elétrica é formada entre o meio de corrosão e o metal que está sendo detectado, tal como o circuito equivalente eletroquímico como ilustrado na Figura 3. A ca- mada dupla elétrica tem a característica capacitiva, isto é, permitindo que a corrente CA atravesse enquanto resistindo à corrente CC. Com base na ca- racterística um sinal de onda senoidal de alta frequência com uma frequên- cia mais alta do que 10 KHz e um valor de polarização menor do que 10 mV é aplicado no sistema de corrosão. O sinal de alta frequência pode passar através do capacitor de camada dupla elétrica eletroquímico formado entre 0 metal e o meio de corrosão, o que permite que o sinal de alta frequência a- plicado atue completamente sobre o resistor de meio, e assim a resistência de meio do sistema de corrosão pode ser medida precisamente. A resistên- cia de polarização real é obtida subtraindo a resistência de meio da resistên- cia de polarização medida na polarização linear.

rização fraca) inclui: com base uma resistência de polarização medida com a técnica de polarização linear, a técnica de medição de polarização fraca a- plica uma polarização fraca sobre o eletrodo que está sendo detectado, cal- cula a constante de Tafel da corrente de polarização da área de polarização fraca, por meio disto obtendo a velocidade de corrosão do metal. A técnica 10 de polarização fraca não somente evita o grande erro teórico devido à esti- mativa da constante de Tafel com a técnica de polarização linear, mas tam- bém impede o dano à superfície de eletrodo causado pelo método de curva de polarização, isto é, o método de extrapolação de linha reta de Tafel.

área de polarização fraca, de modo a medir a densidade de corrente de po- larização ia2 e ic2 (ΔΕ = ±40 mV) do catodo e do anodo sob estes potenciais de polarização. Como ilustrado na Figura 2, a corrente de corrosão é calcu- lada de acordo com a equação (2):

A medição da constante de Tafel (uma medição na área de pola-

Os potências de polarização +|ΔΕ2| e -|ΔΕ2| são aplicados na

|Δ£2

(2)

corr

2Rpyl6(a -1)

na qual,

20

A corrente de corrosão pode ser convertida na profundidade de corrosão de acordo com a equação (4):

(4)

n· p

25

Vt: profundidade de corrosão, μΓη/a.

K: coeficiente, 0,00327.

Icorr: densidade de corrente de corrosão, mA/cm2.

η: o número de elétrons ganhos e perdidos durante a corrosão metálica

M: massa molar do metal, g/mol.

p: densidade do metal, g/cm2.

A resistência de polarização está diretamente relacionada com o 5 estado de corrosão do ponto de teste, a resistência de meio está relacionada com a umidade e a temperatura do redor do ponto de teste e a composição do meio, etc., e a relação entre estes não é constante. Assim, no presente projeto, de modo a assegurar uma precisão da medição, diferentes amplitu- des da voltagem de polarização são determinadas para várias condições de 10 local quando a polarização linear é aplicada, de modo que a voltagem de polarização aplicada a um metal da grande de aterramento que está sendo detectada tenha uma amplitude suficiente para conseguir a precisão da me- dição.

Como ilustrado na Figura 4, um dispositivo para detectar a cor- rosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de trans- missão de energia da modalidade inclui uma unidade de detecção de resis- tência de polarização 101 configurada para aplicar um sinal CC de polariza- ção linear no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir a resistência de polarização de um sistema de cor- rosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada; uma unidade de detecção de resistência de meio 102 configurada para aplicar um sinal CA de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma re- sistência de meio do sistema de corrosão; uma unidade de detecção de constante de Tafel 103 configurada para aplicar um sinal CC de polarização fraca no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma constante de Tafel do sistema de corrosão compos- to do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo de- tectada; uma unidade de geração de resultado de detecção 104 configurada para calcular uma resistência de polarização real do sistema de corrosão de acordo com a resistência de polarização e a resistência do meio, e calcular e gerar os dados de densidade de corrente de corrosão do metal e da grade de aterramento que está sendo detectada, de acordo com a resistência de polarização real e a constante de Tafel; e uma unidade de saída de resulta- do de detecção 105 configurada para emitir os dados de resultado de detec- ção que contêm os dados de densidade de corrente de corrosão.

5 A unidade de detecção de resistência de polarização 101 inclui

um gerador de sinal configurado para gerar um potencial de polarização li- near de ±10 mV, um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete configurado para aplicar o potencial de polarização linear de ±10 mV no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, 10 e coletar um sinal de corrente em um Ioop de polarização formado por um eletrodo de trabalho e um eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete; e um módulo de cálculo de resistência de polari- zação configurado para gerar uma resistência de polarização de acordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

A unidade de detecção de resistência de meio 102 inclui um ge-

rador de sinal configurado para gerar um sinal CA de alta frequência; um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete configurado para a- plicar o sinal CA de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e coletar um sinal de corrente do 20 sinal CA de alta frequência que atua sobre o meio de solo do sistema de cor- rosão; um módulo de cálculo de resistência de meio configurado para gerar uma resistência de meio de acordo com o sinal de corrente que atua sobre o meio de solo.

A unidade de detecção de constante de Tafel 103 inclui um ge- 25 rador de sinal configurado para gerar um potencial de polarização fraca de ±40 mV; um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete configu- rado para aplicar o potencial de polarização fraca de ±40 mV no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e coletar o sinal de corrente no Ioop de polarização formado por um eletrodo de traba- 30 Iho e um eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete; e um módulo de cálculo de constante de Tafel configurado para ge- rar uma constante de Tafel de acordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

A unidade de geração de resultado de detecção 104 inclui um módulo de cálculo de resistência de polarização real configurado para calcu- lar e gerar uma resistência de polarização real do sistema de corrosão de

acordo com a resistência de polarização e a resistência de meio; um módulo de cálculo de densidade de corrente de corrosão configurado para calcular e gerar os dados de densidade de corrente de corrosão do metal da grade de aterramento que está sendo detectada de acordo com a resistência de pola- rização real e a constante de Tafel; e um módulo de cálculo de profundidade 10 de corrosão configurado para calcular e gerar os dados de profundidade de corrosão de acordo com os dados de densidade de corrente de corrosão.

A unidade de saída de resultado de detecção 105 inclui um dis- play configurado para exibir os dados de densidade de corrente de corrosão e os dados de profundidade de corrosão.

Como ilustrado na Figura 5, um dispositivo para detectar a cor-

rosão de uma grade de aterramento de uma torre de aço de linha de trans- missão de energia da modalidade especificamente inclui: um gerador de si- nal 201, um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete 202, uma extremidade de conexão de eletrodo auxiliar 2021, uma extremidade de co- 20 nexão de eletrodo de referência 2022, um eletrodo de trabalho 203, um mó- dulo de cálculo de resistência de polarização 204, um módulo de cálculo de resistência de meio 205, um módulo de cálculo de constante de Tafel 206, um módulo de geração de resultado de detecção 207, o qual inclui um mó- dulo de cálculo de resistência de polarização real, um módulo de cálculo de 25 densidade de corrente de corrosão e um módulo de cálculo de profundidade de corrosão, e um display 208. O dispositivo para detectar a corrosão da grade de aterramento da torre de aço de linha ainda inclui um controlador, um circuito de amostragem, um circuito de filtragem e um circuito controlável de aplicar uma dada voltagem, assim como um teclado e um módulo de co- 30 municação não ilustrados no desenho. O controlador pode ser uma unidade de microcontrolador.

Quando o dispositivo para detectar a corrosão da grade de ater- ramento da torre de aço de linha de transmissão de energia da modalidade é empregado para detectar a corrosão da grade de aterramento, o sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete 202 é inserido no solo na locali- zação que está sendo detectada, o eletrodo de trabalho 203 é conectado 5 com o condutor descendente da grade de aterramento da torre de aço de linha. A extremidade de conexão de eletrodo auxiliar 2021 está conectada no eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete

202, e a extremidade de conexão de eletrodo de referência 2022 está conec- tada no eletrodo de referência do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete 202.

O gerador de sinal 201 gera um potencial de polarização linear de ±10 mV sob o controle do controlador, e aplica o dado potencial de pola- rização linear de ±10 mV no meio de solo e no metal da grade de aterramen- to que está sendo detectada através do eletrodo auxiliar do sensor de confi- 15 namento de corrente de furo de alfinete 202. O circuito de amostragem cole- ta o sinal de corrente em um Ioop de polarização formado pelo eletrodo auxi- liar do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete 202 e do ele- trodo de trabalho 203. O controlador controla o módulo de cálculo de resis- tência de polarização 204 para gerar uma resistência de polarização de a- 20 cordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

O gerador de sinal 201 gera um sinal CA de alta frequência sob o controle do controlador, e aplica o dado sinal CA de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada através do eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corrente de furo 25 de alfinete 202. O circuito de amostragem coleta o sinal de corrente do sinal CA de alta frequência que atua sobre o meio de solo do sistema de corro- são. O controlador controla o módulo de cálculo de resistência de meio 205 para gerar uma resistência de meio de acordo com o sinal de corrente que atua sobre o meio de solo.

O gerador de sinal 201 gera um potencial de polarização fraca

de ±40 mV sob o controle do controlador. O sensor de confinamento de cor- rente de furo de alfinete 202 aplica o dado potencial de polarização fraca de ±40 mV no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, através do eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corren- te de furo de alfinete 202. O circuito de amostragem coleta o sinal de corren- te em um Ioop de polarização formado pelo eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete 202 e do eletrodo de trabalho

203. O controlador controla o módulo de cálculo de constante de Tafel 206 para gerar a constante de Tafel de acordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

O módulo de geração de resultado de detecção 207 inclui um 10 módulo de cálculo de resistência de polarização real configurado para calcu- lar e gerar uma resistência de polarização real do sistema de corrosão de acordo com a resistência de polarização e a resistência de meio; um módulo de cálculo de densidade de corrente de corrosão configurado para calcular e gerar os dados de densidade de corrente de corrosão do metal da grade de 15 aterramento que está sendo detectada de acordo com a resistência de pola- rização real e a constante de Tafel; e um módulo de cálculo de profundidade de corrosão configurado para calcular e gerar os dados de profundidade de corrosão de acordo com os dados de densidade de corrente de corrosão.

O display 208 exibe os dados de densidade de corrente de cor- rosão e os dados de profundidade de corrosão sob o controle do controlador.

Como ilustrado na Figura 6, o sensor de confinamento de cor- rente de furo de alfinete inclui: um revestimento colunar isolante 504, uma extremidade dianteira cônica metálica 509 e uma tampa isolante 503, em que o topo de cone da extremidade dianteira cônica metálica 509 tem um 25 orifício cheio com gel 518, a extremidade dianteira cônica metálica 509 está conectada destacável no revestimento colunar isolante 504, o qual está co- nectado destacável na tampa isolante 503.

O eletrodo de referência inclui: uma câmara tubular isolante 517 configurada para armazenar uma solução de sulfato de cobre 516; um plu- gue de penetração 513 configurado para plugar uma extremidade da câmara tubular isolante 517, e a solução de sulfato de cobre 516 escoa do plugue de penetração 513; um plugue estanque ao ar 506 configurado para plugar a outra extremidade da câmara tubular isolante 517; e um condutor de cobre 508 o qual está inserido na solução de sulfato de cobre 516 dentro da câma- ra tubular isolante 517, e conduzido para fora através do plugue estanque ao ar 506.

5 O eletrodo auxiliar inclui: um eletrodo cônico metálico 511 que

tem um furo vazado na direção axial; um terminal de eletrodo auxiliar 512; uma camada isolante 510 configurada para isolar o eletrodo cônico metálico 511 da extremidade dianteira cônica metálica 509; um condutor de eletrodo de referência 501 conectado no condutor de cobre 508; e um condutor de 10 eletrodo auxiliar 502 conectado no terminal de eletrodo auxiliar 512. Um es- paço está disponível entre o orifício e o plugue de penetração 513 para a- comodar o gel. Na técnica anterior o meio de condução entre o orifício do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete e o plugue de pene- tração 513 é o solo, apesar da condutividade do solo ser instável, o que in- 15 fluência a precisão do resultado de medição. Assim na modalidade, o meio de condução entre o orifício e o plugue de penetração 513 é feito de um ma- terial tipo gel. Um método de fabricação do gel inclui: preparar uma certa quantidade de solução de cloreto de potássio saturada, adicionar agarose (agarose BIOWEST, nível bioquímico, importada da Espanha), a massa da 20 qual é um porcento daquela da solução de cloreto de potássio, misturá-los, aquecê-los para serem fervidos, e vazá-los dentro do espaço entre o orifício e o plugue de penetração 513 para um resfriamento.

O condutor de eletrodo de referência 501 está conectado no condutor de cobre 508, e o condutor de eletrodo auxiliar 502 está conectado no terminal de eletrodo auxiliar 512.

A modalidade da presente invenção obtém uma detecção no lo- cal da corrosão da grade de aterramento da torre de aço de linha de trans- missão de energia. Além disso, a resistência de polarização está diretamen- te relacionada com o estado de corrosão do ponto de teste, e a resistência 30 de meio está relacionada com a umidade e a temperatura ao redor do ponto de teste, a composição de meio, etc., e a sua relação não é constante. As- sim, na modalidade da presente invenção, diferentes amplitudes de volta- gem de polarização são determinadas para várias condições de local quan- do aplicando a polarização linear, de modo que a voltagem de polarização tenha uma amplitude suficiente, por meio disto aperfeiçoando a precisão da detecção da corrosão da grade de aterramento da torre de aço de linha de 5 transmissão de energia.

Os princípios e implementações da presente invenção estão descritos através de modalidades específicas na presente invenção. As des- crições das modalidades acima são apenas utilizadas para promover a com- preensão dos métodos e da ideia básica da presente invenção. Entremen- 10 tes, uma pessoa versada na técnica pode mudar as modalidades e o escopo de aplicação com base nas ideias da presente invenção. Em conclusão, o conteúdo da especificação não deve ser considerado como limitações para a presente invenção.

Claims (11)

1. Método para detectar a corrosão de uma grade de aterramen- to de uma torre de aço de linha de transmissão de energia, que compreende: aplicar um sinal de Corrente Contínua (CC) de polarização linear a um meio de solo e um metal da grade de aterramento que está sendo de- tectada, e medir a resistência de polarização de um sistema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada; aplicar um sinal de Corrente Alternada (CA) de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detec- tada, e medir uma resistência de meio do sistema de corrosão; aplicar um sinal CC de polarização fraca no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma constante de Tafel do sistema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada; calcular e gerar uma resistência de polarização real do sistema de corrosão de acordo com a resistência de polarização e a resistência do meio, e calcular e gerar os dados de densidade de corrente de corrosão do metal e da grade de aterramento que está sendo detectada, de acordo com a resistência de polarização real e a constante de Tafel; e emitir os dados de resultado de detecção que contêm os dados de densidade de corrente de corrosão.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que aplicar o si- nal CC de polarização linear no meio do solo e no metal da grade de aterra- mento que está sendo detectada, e medir a resistência de polarização de um sistema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de ater- ramento que está sendo detectada compreende: aplicar um potencial de polarização linear de ±10 mV no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada utilizan- do um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete, coletar um sinal de corrente em um Ioop de polarização formado por um eletrodo de trabalho e um eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete, e gerar a resistência de polarização de acordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, em que aplicar o si- nal CA de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterra- mento que está sendo detectada, e medir a resistência de meio do sistema de corrosão compreende: aplicar o sinal CA de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada utilizando um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete, coletar um sinal de corrente do 10 sinal CA de alta frequência que atua sobre o meio de solo do sistema de cor- rosão, e gerar a resistência de meio de acordo com o sinal de corrente que atua sobre o meio de solo.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, em que aplicar o si- nal CC de polarização fraca no meio de solo e no metal da grade de aterra- mento que está sendo detectada, e medir uma constante de Tafel do siste- ma de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterra- mento que está sendo detectada compreende: aplicar um potencial de polarização fraca ±40 mV no meio de so- lo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada utilizando 20 um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete, coletar um sinal de corrente no Ioop de polarização formado por um eletrodo de trabalho e um eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corrente de furo de alfine- te, e gerar uma constante de Tafel de acordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, em que emitir os dados de resultado de detecção que contêm os dados de densidade de cor- rente de corrosão compreende: calcular e gerar os dados de profundidade de corrosão de acor- do com os dados de densidade de corrente de corrosão, e exibir e emitir os dados de densidade de corrente de corrosão e os dados de profundidade de corrosão.

6. Dispositivo para detectar a corrosão de uma grade de aterra- mento de uma torre de aço de linha de transmissão de energia, que compre- ende: uma unidade de detecção de resistência de polarização configu- rada para aplicar um sinal de Corrente Contínua (CC) de polarização linear a um meio de solo e um metal da grade de aterramento que está sendo detec- tada, e medir a resistência de polarização de um sistema de corrosão com- posto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada; uma unidade de detecção de resistência de meio configurada para aplicar um sinal de Corrente Alternada (CA) de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma resistência de meio do sistema de corrosão; uma unidade de detecção de constante de Tafel configurada pa- ra aplicar um sinal CC de polarização fraca no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e medir uma constante de Tafel do sistema de corrosão composto do meio de solo e do metal da grade de aterramento que está sendo detectada; uma unidade de geração de resultado de detecção configurada para calcular e gerar uma resistência de polarização real do sistema de cor- rosão de acordo com a resistência de polarização e a resistência do meio, e calcular e gerar os dados de densidade de corrente de corrosão do metal e da grade de aterramento que está sendo detectada, de acordo com a resis- tência de polarização real e a constante de Tafel; e uma unidade de saída de resultado de detecção configurada pa- ra emitir os dados de resultado de detecção que contêm os dados de densi- dade de corrente de corrosão.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, em que a unida- de de detecção de resistência de polarização compreende: um gerador de sinal configurado para gerar um potencial de po- larização linear de ±10 mV; um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete confi- gurado para aplicar o potencial de polarização linear de ±10 mV no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e coletar um sinal de corrente em um Ioop de polarização formado por um eletrodo de trabalho e um eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete; e um módulo de cálculo de resistência de polarização configurado para gerar a resistência de polarização de acordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, em que a unida- de de detecção de resistência de meio compreende: um gerador de sinal configurado para gerar um sinal CA de alta frequência; um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete confi- gurado para aplicar o sinal CA de alta frequência no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e coletar um sinal de corrente do sinal CA de alta frequência que atua sobre o meio de solo do sistema de corrosão; e um módulo de cálculo de resistência de meio configurado para gerar a resistência de meio de acordo com o sinal de corrente que atua so- bre o meio de solo.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, em que a unida- de de detecção de constante de Tafel compreende: um gerador de sinal configurado para gerar um potencial de po- larização fraca de ±40 mV; um sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete confi- gurado para aplicar o potencial de polarização fraca de ±40 mV no meio de solo e no metal da grade de aterramento que está sendo detectada, e coletar o sinal de corrente no Ioop de polarização formado por um eletrodo de traba- lho e um eletrodo auxiliar do sensor de confinamento de corrente de furo de alfinete; e um módulo de cálculo de constante de Tafel configurado para gerar uma constante de Tafel de acordo com o sinal de corrente no Ioop de polarização.

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, em que a uni- dade de geração de resultado de detecção compreende: um módulo de cálculo de resistência de polarização real configu- rado para calcular e gerar uma resistência de polarização real do sistema de corrosão de acordo com a resistência de polarização e a resistência de mei- o; um módulo de cálculo de densidade de corrente de corrosão configurado para calcular e gerar os dados de densidade de corrente de cor- rosão do metal da grade de aterramento que está sendo detectada de acor- do com a resistência de polarização real e a constante de Tafel; e um módulo de cálculo de profundidade de corrosão configurado para calcular e gerar os dados de profundidade de corrosão de acordo com os dados de densidade de corrente de corrosão; a unidade de saída de re- sultado de detecção compreende um display configurado para exibir os da- dos de densidade de corrente de corrosão e os dados de profundidade de corrosão.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, em que o sen- sor de confinamento de corrente de furo de alfinete compreende um eletrodo auxiliar, um eletrodo de referência, um revestimento colunar isolante, uma extremidade dianteira cônica metálica e uma tampa isolante; em que o topo de cone da extremidade dianteira cônica metálica tem um orifício cheio com gel; o eletrodo auxiliar e o eletrodo de referência estão providos den- tro de uma cavidade formada pelo revestimento colunar isolante, a extremi- dade dianteira cônica metálica e a tampa isolante; a extremidade dianteira cônica metálica está presa destacável no revestimento colunar isolante, o qual está conectado destacável na tampa isolante.