CN105603438B - 区域阴极保护监测调控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种区域阴极保护监测调控系统。该系统包括恒电位仪，还包括设置于所述恒电位仪与保护区之间的监测调控装置；监测调控装置用于对恒电位仪输出的电流进行分流，并监测分流后各分支的电流，将监测结果传输至远端设备。本发明提高了区域阴极保护的效果。

Description

区域阴极保护监测调控系统

技术领域

本发明涉及腐蚀与技术防护领域，具体而言，涉及一种区域阴极保护监测调控系统。

背景技术

阴极保护是为了防止通信线路或设备被腐蚀，而使被保护的设备对地保持负电位的一种防腐蚀措施。现有的阴极保护技术是使用恒电位仪直接加电给阳极地床，地床产生阴极电流在土壤介质的作用下辐射传导至被保护的埋地管道、或管网中。

发明人在研究中发现，区域阴极保护中被保护的构筑物，不只是一条管道，而是多条管道，并且可能管道走向较为无序，方向各不相同；同时区域阴极保护的范围还包括在区域内的其它金属物。使用现有技术对区域阴极保护时，容易出现各点(处)阴极电流不均衡导致保护构筑物中产生超保护或欠保护现象。该现象目前通常需要工作人员亲临现场检测才能知晓，检测方式比较费时费力。

针对上述区域阴极保护状况检测较费时费力的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种区域阴极保护监测调控系统，以提高阴极保护的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种区域阴极保护监测调控系统，包括恒电位仪，还包括设置于恒电位仪与保护区之间的监测调控装置；该监测调控装置用于对恒电位仪输出的电流进行分流，并监测分流后各分支的电流，将监测结果传输至远端设备。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述监测调控装置包括：阳极电流分流模块和阳极电流监测模块；阳极电流分流模块与恒电位仪的输出端电连接，阳极电流监测模块与阳极电流分流模块电连接；阳极电流分流模块用于将恒电位仪输出的总电路分成多个分支电路；阳极电流监测模块用于监测各个分支电路的电流，将监测结果传输至远端设备。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述阳极电流分流模块为用于分流的接线端子，阳极电流监测模块为电流监测器。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，阳极电流监测模块还包括用于显示监测结果的显示单元。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述监测调控装置还包括阳极调控模块；阳极调控模块有多个输入端和多个输出端，阳极调控模块通过输入端与阳极电流监测模块的输出端电连接，阳极调控模块的输出端与阳极地床电连接；阳极调控模块用于通过调整、改变接线方式调整输出的电位差，使对应的分支电路的电流与保护区内的保护对象的电位匹配。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，监测调控装置还包括多个分别设置于各个分支电路上的二极管。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述监测调控装置还包括阴极电流监测模块、阴极电流汇接模块；阴极电流汇接模块与恒电位仪的输入端电连接，阴极电流监测模块与阴极电流汇接模块电连接；阴极电流监测模块用于监测从保护区内的各个保护对象回路的分电流，将回路的监测结果传输至远端设备；阴极电流汇接模块用于将各个回路的电流汇合成总电流输入至恒电位仪。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，阴极电流汇接模块为用于汇流的接线端子，阴极电流监测模块为电流监测器。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述监测调控装置还包括阴极调控模块；阴极调控模块有多个输入端，阴极调控模块通过输入端与阴极电流监测模块的输出端电连接，阴极调控模块的输出端与保护区内的保护对象电连接；阴极调控模块用于通过调整、改变接线方式调整输出的电位差，使对应的分支回路的电流与保护区内的保护对象的电位匹配。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，阴极电流监测模块还包括用于显示分支回路的监测结果的显示单元。

本发明实施例提供的区域阴极保护监测调控系统，采用设置于恒电位仪与保护区之间的监测调控装置，用于对恒电位仪输出的电流进行分流，并监测分流后各分支的电流，将监测结果传输至远端设备。其监测调控装置可以及时、直观地监测各个分支电路上的电流，减少了到保护对象处的检测才能知道各处保护效果的工作量，较为方便、快捷，也能及时发现超保护和欠保护的的点与保护的盲区。

进一步，通过本发明实施例提供的阳极调控模块和阴极调控模块，还可以通过调整、改变接线方式调整输出的电位差，使对应的分支电路的电流与保护区内的保护对象的电位匹配，进而可以方便、快捷地调整电位，以提高保护区的阴极保护效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种区域阴极保护监测调控系统结构图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种区域阴极保护监测调控系统的具体结构图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种阳极调控模块结构图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种阴极调控模块结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到相关阴极保护技术中，通常需要工作人员亲临现场检测才能知晓，检测方式比较费时费力，本发明实施例提供了一种区域阴极保护监测调控系统，下面通过实施例进行描述。

参见图1所示的一种区域阴极保护监测调控系统的结构图，该系统包括恒电位仪12，还包括设置于恒电位仪12与保护区14之间的监测调控装置16；该监测调控装置16用于对恒电位仪12输出的电流进行分流，并监测分流后各分支的电流，将监测结果传输至远端设备。

其中，恒电位仪12具有恒电位、恒电流的功能，是一种自动控制的整流器，用作外加电流阴极保护的电源。

具体实现时，上述保护区14包括区域内需要阴极保护的保护对象，该保护对象是可导电的金属件，且具有足够低的纵向导电率，例如，钢质管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器等。

上述远端设备可以包括负责现场监测的操作间和负责总控制的远程中心控制室。

本实施例的上述结构中，通过监测调控装置16可以及时、直观地监测各个分支电路上的电流，减少了到保护对象处的检测才能知道各处保护效果的工作量，较为方便、快捷，也能及时发现超保护和欠保护的的点与保护的盲区。

考虑到相关阴极保护技术中，通常需要工作人员亲临现场检测才能知晓，检测方式比较费时费力，本发明实施例提供了一种具体的监测调控装置的实现方式，参见图2所示的一种区域阴极保护监测调控系统中的具体结构图，该结构包括以下模块：

阳极电流分流模块201，与恒电位仪12的输出端电连接，阳极电流分流模块201用于将恒电位仪12输出的总电路分成多个分支电路；

阳极电流监测模块202，与阳极电流分流模块201电连接，阳极电流监测模块202用于监测各个分支电路的电流，将监测结果传输至远端设备203。

通过阳极电流分流模块和阳极电流监测模块，可以将上述恒电位仪输出的总电路分成多个分支电路，并监测各个分支电路的电流，将监测结果传输至远端设备203，监测方式较为方便、快捷。

为了实现简单，上述阳极电流分流模块201可以是用于分流的接线端子，上述接线端子是一排封在绝缘塑料里面的金属片，两端都有孔可以插入导线，有螺丝用于紧固或者松开，不必把它们焊接起来或者缠绕在一起；上述接线端子具有一定的压接面积，可以保证可靠接触，以及保证能通过足够的电流；上述接线端子的种类包括栅栏式接线端子、弹簧式接线端子、轨道式接线端子、穿墙式接线端子，光电耦合型接线端子等。

上述阳极电流监测模块202具体可以为电流监测器，该电流监测器可以是电流分流器；该电流分流器是一个阻值很小的电阻，各分支电路上输出的电流，经分流器产生电位差，用以采集各个支路上的电流信号。

为了便于现场工作人员得知监测结果，上述阳极电流监测模块202还可以包括用于显示监测结果的显示单元，该显示单元可以是指针式显示单元，发光二极管式显示单元、液晶显示单元等。

本实施例的上述结构中，通过阳极电流分流模块和阳极电流监测模块，可以将上述恒电位仪输出的总电路分成多个分支电路，并监测各个分支电路的电流，将监测结果传输至远端设备；上述接线端子接触可靠，可以满足大量的导线互联；上述电流分流器可以采集各个分电路的电流信号；上述显示单元可以显示电流信号；上述结构可以更加方便、快捷地进行阴极保护效果的监测，较为省时省力。

考虑到相关阴极保护技术中，通常需要工作人员亲临现场检测才能知晓，检测方式比较费时费力，且不能直接、快捷的调整改变，本发明实施例在上述系统中，还包括：阳极调控模块205，该阳极调控模块205有多个输入端和多个输出端，该阳极调控模块205通过输入端与阳极电流监测模块202的输出端电连接，该阳极调控模块205的输出端与阳极地床209电连接。

上述阳极调控模块205用于通过调整、改变接线方式调整输出电位差，使对应的分支电路的电流与保护区内的保护对象的电位匹配。

图3示出了本发明实施例所提供的一种阳极调控模块205的结构图，阳极调控模块205具有多个输入端和多个输出端，图3中仅以5个输入端和5个输出端为例进行说明，每个输入端对应一个输出端，每对输入端和输出端之间连接有压降装置；各对输入端和输出端之间的压降装置所产生的压降可以不同，当导线所连接的保护对象需要调整压降时，可以通过改变、调整接线的方式，以满足不同的压降输出需求，进而提高保护区的阴极保护效果。

上述阳极地床209是外加电流阴极保护系统中，将电流引入土壤中的导电体；通过阳极地床209把电流送入土壤，经土壤流入保护区内的保护对象，使保护对象表面进行阴极极化，防止电化学腐蚀；电流再由保护对象流入负极形成一个回路，这一回路形成了一个电解池；保护对象在回路中为负极，处于还原环境中，防止腐蚀，而阳极地床209进行氧化反应遭受腐蚀；常用的阳极地床209材料包括，高硅铸铁、石墨、钢铁、柔性阳极等。

为了提高系统的稳定性，监测调控装置16还包括多个分别设置于各个分支电路上的二极管，该二极管具有单向导电性，当电路上有电流输出时，该二极管导通；当电路上没有电流输出，该二极管不导通；当电路上有反向电流时，该二极管不导通；该二极管的作用是防止反串电流。实际应用中，该二极管也可以是通常的硅管，可以利用硅管的极性，当有电流输出时让硅管导通，否则硅管是未导的，防止反串电流。

本实施例的上述结构中，阳极调控模块通过调整、改变接线方式调整输出的电位差，使对应的分支电路的电流与保护区内的保护对象的电位匹配；各个分支电路上的二极管可以防止反串电流，提高装置的安全性和稳定性；上述结构可以方便、快捷地调整电位，以提高保护区的阴极保护效果。

考虑到系统回路需要进行监测和汇流，本实施例在上述系统的基础上，还包括以下模块：阴极电流汇接模块206，该模块与恒电位仪12的输入端电连接；阴极电流汇接模块206用于将各个回路的电流汇合成总电流输入至恒电位仪12；阴极电流监测模块207，该模块与阴极电流汇接模块电连接；阴极电流监测模块207用于监测从保护区内的各个保护对象回路的分电流，将回路的监测结果传输至远端设备211，该远端设备211可以与上述远端设备203为同一个设备，可以为两个不同的设备。

本实施例的上述系统中，通过阴极电流汇接模块206和阴极电流监测模块207，可以监测各个分支电路的电流，将监测结果传输至远端设备211，并将从保护区内的各个保护对象回路的分电流汇合成总电流，监测方式较为方便、快捷。

上述阴极电流汇接模块206可以是用于汇流的接线端子，上述接线端子是一排封在绝缘塑料里面的金属片，两端都有孔可以插入导线，有螺丝用于紧固或者松开，不必把它们焊接起来或者缠绕在一起；上述接线端子具有一定的压接面积，可以保证可靠接触，以及保证能通过足够的电流；上述接线端子的种类，包括栅栏式接线端子、弹簧式接线端子、轨道式接线端子、穿墙式接线端子，光电耦合型接线端子等。

阴极电流监测模块207为电流监测器，该电流监测器可以是电流分流器；上述电流分流器是一个阻值很小的电阻，各分支电路上输出的电流，经分流器产生电位差，用以采集各个支路上的电流信号。通常情况下，上述电流分流器，是为增加回流电阻而设置，用回流电流阻的大小平衡保护区各保护对象的保护效果。

阴极电流监测模块207还包括用于显示分支回路的监测结果的显示单元，该显示单元可以是指针式显示单元，发光二极管式显示单元、液晶显示单元等。

本实施例的上述系统中，通过阴极电流汇接模块206和阴极电流监测模块207，可以监测各个分支电路的电流，将监测结果传输至远端设备211，并将从保护区内的各个保护对象回路的分电流汇合成总电流；上述接线端子接触可靠，可以满足大量的导线互联；上述电流分流器可以采集各个分电路的电流信号；上述显示单元可以显示电流信号；上述结构可以更加方便、快捷地进行阴极保护过程的监测，较为省时省力。

考虑到相关阴极保护技术中，通常需要工作人员亲临现场检测才能知晓，检测方式比较费时费力，且不能直接、快捷的调整改变，本发明实施例在上述系统的基础上，还包括：阴极调控模块208，该阴极调控模块208有多个输入端和多个输出端，阴极调控模块208通过输入端与阴极电流监测模块207的输出端电连接，阴极调控模块208的输出端与保护对象210电连接。

阴极调控模块208用于通过调整、改变接线方式调整输入的电位差，使对应的分支电路的电流与保护区内的保护对象的电位匹配。

图4示出了本发明实施例所提供的一种阴极调控模块208的结构图，阴极调控模块208具有多个输入端和多个输出端，图中以5个为例进行说明，每个输入端对应一个输出端，每对输出端和输出端之间连接有压降装置；各对输出端和输出端之间的压降装置所产生的压降不同，当导线所连接的保护对象需要调整压降时，可以通过改变、调整接线的方式，以满足不同的压降输出需求，进而提高保护区的阴极保护效果。通常情况下，阴极调控模块208是阳极地床产生的阴极电流辐射传导形成保护效果后的监测调控；因为阳极地床产生阴极电流经常会受到非保护金属物的屏蔽，影响保护效果，所以设置阴极调控模块。

本实施例的上述结构中，阴极调控模块208通过调整、改变接线方式调整输入的电位差，使对应的分支电路的电流与保护区内的保护对象的电位匹配；上述结构可以方便、快捷地调整电位，以提高保护区的阴极保护效果。

上述区域阴极保护监测调控系统在区域阴极保护中是在线运行，能及时直观监测各个分支的电流，减少了到保护对象处的检测才能知道各处保护效果的工作量，也能及发现超保护和欠保护处和保护的盲区，同时通过装置里的设置可以调节各个点的电流均匀，提升保护效果，减少再增加阴极保护设施改变保护的投资。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

本实施例中的监测调控装置是在区域阴极保护中应用，所对应的是不规则的多条管道，恒电位仪输入端经过监测调控装置中的阴极电流汇接模块、阴极电流监测模块和阴极调控模块连接至管道，多条管道可以设置多个汇流点，分别用导线连接至调控装置，用调整接线的方法调整回流电流的回路，改变保护对象处的电位大小，保护对象处的效果电位是负电位。

区域阴极保护中设有多个阳极地床，根据管道布设位置与周围土壤电阻率的大小，阳极地床设置的地点也是不规则的，没有标准的设置地点。恒电位仪输出端输出的电流经过监测调控装置的阳极电流汇接模块、阳极电流监测模块和阳极调控模块，用导线连接至每组的阳极地床的阳极上进行输出。阳极地床产生的阴极电流是在土壤介质的作用下辐射传导至管道表面再产生保护效果，保护对象处的效果电位是负电位，上述效果的标准可以是-0.85V至-0.12V，当有的地方保护效果负于-0.12V时，阴极电流过大，当有的地方的效果正于-0.85V时，阴极电流过小，用调整接线方法改变阴极电流辐射传导方向和位置。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种区域阴极保护监测调控系统，包括恒电位仪，其特征在于，还包括设置于所述恒电位仪与保护区之间的监测调控装置；

所述监测调控装置用于对所述恒电位仪输出的电流进行分流，并监测分流后各分支的电流，将监测结果传输至远端设备；

所述监测调控装置包括：阳极电流分流模块和阳极电流监测模块；

所述阳极电流分流模块与所述恒电位仪的输出端电连接，所述阳极电流监测模块与所述阳极电流分流模块电连接；

所述阳极电流分流模块用于将所述恒电位仪输出的总电路分成多个分支电路；所述阳极电流监测模块用于监测各个分支电路的电流，将监测结果传输至远端设备；

所述监测调控装置还包括阳极调控模块；

所述阳极调控模块有多个输入端和多个输出端，所述阳极调控模块通过所述输入端与所述阳极电流监测模块的输出端电连接，所述阳极调控模块的输出端与阳极地床电连接；

所述阳极调控模块用于通过调整、改变接线方式调整输出的电位差，使对应的分支电路的电流与所述保护区内的保护对象的电位匹配。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阳极电流分流模块为用于分流的接线端子，所述阳极电流监测模块为电流监测器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阳极电流监测模块还包括用于显示所述监测结果的显示单元。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测调控装置还包括多个分别设置于各个所述分支电路上的二极管。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测调控装置还包括阴极电流监测模块、阴极电流汇接模块；

所述阴极电流汇接模块与所述恒电位仪的输入端电连接，所述阴极电流监测模块与所述阴极电流汇接模块电连接；

所述阴极电流监测模块用于监测从所述保护区内的各个保护对象回路的分电流，将所述回路的监测结果传输至所述远端设备；

所述阴极电流汇接模块用于将各个所述回路的电流汇合成总电流输入至所述恒电位仪。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述阴极电流汇接模块为用于汇流的接线端子，所述阴极电流监测模块为电流监测器。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述监测调控装置还包括阴极调控模块；

所述阴极调控模块有多个输入端，所述阴极调控模块通过所述输入端与所述阴极电流监测模块的输出端电连接，所述阴极调控模块的输出端与所述保护区内的保护对象电连接；

所述阴极调控模块用于通过调整、改变接线方式调整输出的电位差，使对应的分支回路的电流与所述保护区内的保护对象的电位匹配。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述阴极电流监测模块还包括用于显示所述分支回路的监测结果的显示单元。