CN106967984A - 屏蔽接地阴极保护装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了屏蔽接地阴极保护装置和系统，涉及阴极保护技术领域，屏蔽接地阴极保护装置，包括：恒流仪、第一屏蔽装置、第二屏蔽装置和通电点；恒流仪，用于整流并输出第一电流，将第一电流输入到阴极保护管道中，使阴极保护管道生成的极化电位产生位移，第一屏蔽装置，用于平缓第一电流，减少极化电位的波动，并屏蔽电磁场产生的电磁干扰信号；第二屏蔽装置，用于平缓阴极电流，减少极化电位的波动，并将电磁干扰信号进行均压处理。本申请采用恒流仪和屏蔽装置，对老旧长输管道、防腐层质量低劣的长输管道和管道阴极保护受屏蔽的区域进行长距离有效保护。
Description
技术领域
本发明涉及阴极保护技术领域，尤其是涉及屏蔽接地阴极保护装置和系统。
背景技术
阴极保护是埋地管线最佳防腐的技术方法，它是由供电电源、恒电位仪、阳极地床、埋地管线、阴极汇流点构成阴极保护系统。供电电源给恒电位仪加电，再由恒电位仪将电加到阳极地床，阳极地床产生阴极电流，通过土壤介质的作用传导至埋地管线上，在埋地管线上通过汇流点与恒电位仪形成通路实现对埋地管线的阴极保护。
现有的阴极保护技术方法，在新建管道、防腐绝缘层质量好的情况下，阴极保护效果很好。但对于年久防腐层老化的管道(10年以上的管道)和在阴极保护受干扰、受屏蔽较严重的区域，效果很差，会出现始端保护位高，沿线保护位低，恒电位仪输出难调控，电流时高时低波动不定，保护电位时有时无的情况，导致保护的距离很短。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供屏蔽接地阴极保护装置和系统，采用恒流仪和屏蔽装置，对老旧长输管道、防腐层质量低劣的长输管道和管道阴极保护受屏蔽的区域进行长距离有效保护。
第一方面，本发明实施例提供了屏蔽接地阴极保护装置，包括：恒流仪、第一屏蔽装置、第二屏蔽装置和通电点；
所述恒流仪与所述第一屏蔽装置相连接，所述第一屏蔽装置与所述通电点相连接，所述通电点与阴极保护管道相连接，所述阴极保护管道与所述第二屏蔽装置相连接，所述第二屏蔽装置与所述恒流仪相连接；
所述恒流仪，用于整流并输出第一电流，将所述第一电流输入到所述阴极保护管道中，使所述阴极保护管道生成的极化电位产生位移，其中，所述极化电位是所述阴极保护管道在输入阴极电流的情况下产生的；
所述第一屏蔽装置，用于平缓所述第一电流，减少所述极化电位的波动，并屏蔽电磁场产生的电磁干扰信号；
所述第二屏蔽装置，用于平缓所述阴极电流，减少所述极化电位的波动，并将所述电磁干扰信号进行均压处理。
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，还包括电源，与所述恒流仪相连接，用于为所述恒流仪提供市电。
结合第一方面，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，所述第一屏蔽装置包括第一电极和第一防护罩层；
所述第一电极，与所述第一防护罩层相连接，用于平缓所述第一电流，减少所述极化电位的波动；
所述第一防护罩层，与接地系统相连接，用于屏蔽所述电磁场产生的所述电磁干扰信号。
结合第一方面，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，所述第二屏蔽装置包括第二电极和第二防护罩层；
所述第二电极，与所述第二防护罩层相连接，用于平缓所述阴极电流，减少所述极化电位的波动；
所述第二防护罩层，用于将所述电磁干扰信号进行均压处理。
结合第一方面，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，所述恒流仪还用于调节所述第一电流的大小，以使所述极化电位的所述位移延伸至保护距离。
结合第一方面，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，所述恒流仪还用于在上调所述第一电流和回调所述第一电流，所述极化电位都下降的情况下，确定所述保护距离。
第二方面，本发明实施例还提供屏蔽接地阴极保护系统，包括如上所述的屏蔽接地阴极保护装置，还包括恒位仪、阳极地床和汇流点；
所述恒位仪与所述阳极地床相连接，所述阳极地床与阴极保护管道相连接，所述阴极保护管道与所述汇流点相连接，所述汇流点与所述恒位仪相连接，其中，所述阳极地床内部设置有阳极；
所述恒位仪，用于整流并输出第二电流，并将所述第二电流加至所述阳极地床；
所述阳极地床，用于通过所述阳极将所述第二电流转换为阴极电流，并将所述阴极电流加至所述阴极保护管道，以使所述阴极保护管道产生极化电位。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括测量仪，用于测定所述阳极地床与所述阴极保护管道垂直对应处的电位值。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述恒位仪还用于在所述阴极电流趋于稳定的情况下，根据所述阳极地床与所述阴极保护管道垂直对应处测定的所述电位值，确定所述极化电位的数值。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述汇流点设置有参比电极。
本发明实施例提供了屏蔽接地阴极保护装置和系统，屏蔽接地阴极保护装置，包括：恒流仪、第一屏蔽装置、第二屏蔽装置和通电点；恒流仪，用于整流并输出第一电流，将第一电流输入到阴极保护管道中，使阴极保护管道生成的极化电位产生位移，第一屏蔽装置，用于平缓第一电流，减少极化电位的波动，并屏蔽电磁场产生的电磁干扰信号；第二屏蔽装置，用于平缓阴极电流，减少极化电位的波动，并将电磁干扰信号进行均压处理。本申请采用恒流仪和屏蔽装置，对老旧长输管道、防腐层质量低劣的长输管道和管道阴极保护受屏蔽的区域进行长距离有效保护。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明实施例提供的屏蔽接地阴极保护装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的屏蔽接地阴极保护装置中第一屏蔽装置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的屏蔽接地阴极保护系统结构示意图之一；
图4为本发明实施例提供的屏蔽接地阴极保护系统结构示意图之二。
图标：10－电源；20－恒流仪；30－第一屏蔽装置；40－通电点；50－阴极保护管道；60－第二屏蔽装置；70－恒位仪；80－阳极地床；90－汇流点；31－第一防护罩层；32－第一电极；33－电缆接线柱；34－电缆；100－屏蔽接地阴极保护装置；200－测量仪；300－服务器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
现有的阴极保护技术方法，在新建管道、防腐绝缘层质量好的情况下，阴极保护效果很好。但对于年久防腐层老化的管道(10年以上的管道)和在阴极保护受干扰、受屏蔽较严重的区域，效果很差，会出现始端保护位高，沿线保护位低，恒电位仪输出难调控，电流时高时低波动不定，保护电位时有时无的情况，导致保护的距离很短。
基于此，本发明实施例提供的屏蔽接地阴极保护装置和系统，采用恒流仪和屏蔽装置，对老旧长输管道、防腐层质量低劣的长输管道和管道阴极保护受屏蔽的区域进行长距离有效保护。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种屏蔽接地阴极保护装置进行详细介绍，
图1为本发明实施例提供的屏蔽接地阴极保护装置结构示意图。
参照图1，屏蔽接地阴极保护装置包括恒流仪20、第一屏蔽装置30、第二屏蔽装置60和通电点40；
恒流仪20与第一屏蔽装置30相连接，第一屏蔽装置30与通电点40相连接，通电点40与阴极保护管道50相连接，阴极保护管道50与第二屏蔽装置60相连接，第二屏蔽装置60与恒流仪20相连接；
恒流仪20，用于整流并输出第一电流，将第一电流输入到阴极保护管道50中，使阴极保护管道50生成的极化电位产生位移，其中，极化电位是阴极保护管道50在输入阴极电流的情况下产生的；
第一屏蔽装置30，用于平缓第一电流，减少极化电位的波动，并屏蔽电磁场产生的电磁干扰信号；
第二屏蔽装置60，用于平缓阴极电流，减少极化电位的波动，并将电磁干扰信号进行均压处理。
具体地，当阴极保护管道50加入阴极电流，产生极化电位时，通过恒流仪20给阴极保护管道50强制加入保护电流，按照在并联电压不变的情况下，电流量会增大的原理，强制给阴极保护管道50并入一个保护电流，在保持阴极保护管道50极化电位值不变的情况下，增大的保护电流促使阴极保护管道50极化电位产生位移，延伸对阴极保护管道50保护的距离。
进一步的，还包括电源10，与恒流仪20相连接，用于为恒流仪20提供市电。
进一步的，如图2所示，第一屏蔽装置30包括第一电极32和第一防护罩层31；
第一电极32，与第一防护罩层31相连接，用于平缓第一电流，减少极化电位的波动；
第一防护罩层31，与接地系统相连接，用于屏蔽电磁场产生的电磁干扰信号。
具体地，还包括与第一电极32相连接的电缆接线柱33，用于将第一屏蔽装置30与电缆34相连接；
其中，第一防护罩层31包括屏蔽电极；
需要说明的是，第二屏蔽装置60与第一屏蔽装置30结构功能均相同，在此不再赘述；
进一步的，第二屏蔽装置60包括第二电极和第二防护罩层；
第二电极，与第二防护罩层相连接，用于平缓阴极电流，减少极化电位的波动；
第二防护罩层，用于将电磁干扰信号进行均压处理。
这里，将第一电极32和第二电极分别串接在恒流仪20与阴极保护管道50之间，使恒流仪20输出电流和阴极电流平缓输出与释放，减少极化电位的波动，保持阴极保护管道50极化电位的平稳值；
另外，由第一屏蔽装置30与接地系统的连接配合，来削弱或抵御干扰屏蔽，减少对阴极保护的影响。
其中，恒流仪20还与接地装置相连接，第二屏蔽装置60的第二防护罩层跨接于恒流仪20回路中，并与接地装置相连接，将将屏蔽的电磁磁场的干扰信号与回路均压，再由恒流仪20的接地装置疏散扩大，削弱降低电磁磁场的干扰。进一步的，恒流仪20还用于调节第一电流的大小，以使极化电位的位移延伸至保护距离。
这里，第一屏蔽装置30和第二屏蔽装置60需要设置在阴极保护受干扰屏蔽较严重的区域；
进一步的，恒流仪20还用于在上调第一电流和回调第一电流，极化电位都下降的情况下，确定保护距离。
图3为本发明实施例提供的屏蔽接地阴极保护系统结构示意图之一。
本发明实施例还提供了屏蔽接地阴极保护系统，包括如上所述的屏蔽接地阴极保护装置，还包括恒位仪70、阳极地床80和汇流点90；
恒位仪70与阳极地床80相连接，阳极地床80与阴极保护管道50相连接，阴极保护管道50与汇流点90相连接，汇流点90与恒位仪70相连接，其中，阳极地床80内部设置有阳极；
恒位仪70，用于整流并输出第二电流，并将第二电流加至阳极地床80；
阳极地床80，用于通过阳极将第二电流转换为阴极电流，并将阴极电流加至阴极保护管道50，以使阴极保护管道50产生极化电位。
具体地，屏蔽接地阴极保护系统包括两台特别的阴极保护仪，恒位仪70和恒流仪20相配合，恒位仪70给阴极保护管道50输出阴极电流，以使阴极保护管道50极化产生极化电位，恒流仪20强制给阴极保护管道50增大保护电流量，以使极化电位产生位移；
这里，电源10分别通过导线与恒位仪70、恒流仪20相连接，为恒位仪70、恒流仪20提供市电；
进一步的，还包括测量仪，用于测定阳极地床80与阴极保护管道50垂直对应处的电位值。
进一步的，恒位仪70还用于在阴极电流趋于稳定的情况下，根据阳极地床80与阴极保护管道50垂直对应处测定的电位值，确定极化电位的数值。
进一步的，汇流点90设置有参比电极。
具体地，当管道金属位于某种电解质中时，那么管道的电位不是稳定的。参比电极是这样一种半电池，它由单一的、可逆的反应这一特性所决定具有稳定的、可逆的电化学位。参比电极的稳定性使其在作为电参考点或用于测量位于土壤或水中的其他管道金属电位方面非常有用的。当参比电极通过电压表处于土壤或水中的管道金属连接时，参比电极便成为半腐蚀电池。用于测量埋地或水下管道电位的参比电极所具有的电位值通常比钢铁的电位更准确。
需要说明的是，屏蔽接地阴极保护系统的调控运行流程如下：
1.先启运恒位仪70给阴极保护管道50加入阴极电流，以使阴极保护管道50进行极化产生极化电位，当极化平缓并逐渐稳定时，工作人员利用测量仪测定一个保护电位值，恒位仪70再与测量得到的电位值进行校验，其中，优先选择测量阳极地床80与阴极保护管道50垂直对应的地方的电位值；
2.再启运恒流仪20给阴极保护管道50强制加入保护电流，加入能使极化电位发生位移的电流量，调节恒流仪20输出电流的大小，使位移延伸至保护距离，其中，保护距离的确定可通过工作人员调控过程中的根据变化现象来进行确定，在调控加入保护电流过程中，工作人员通过测量仪观察输出控制电位的变化，上调输出电流时输出控制电位下降，再回调输出电流时输出控制电位也下降，此时就达到保护距离的点。
试验表明，已经运行20年、直径是Φ529、检测防腐层有80％老化开裂、且30％露铁面积的大型的老旧管道，采用本发明实施例提供的屏蔽接地阴极保护系统，使其单向保护距离达到9.7Km，与之前相比较，保护距离至少延长了一倍以上。
综上所述，现有阴极保护技术法，在老旧管道防腐层质量差的管道、阴极保护受干扰屏蔽的区域，输出电流波动大，始端超保护，保护距离短，阴极保护效果差，当始端超保护时，还会造成对管道的损伤。本发明实施例，增加了一台强制加入保护电流的恒流仪20、采用两套屏蔽装置，实施简单，相比修复管道、穿孔能源漏失损失的费用少几十倍到上百倍，费用低廉，且能有效补充阴极电流的漏失损失的缺陷、削弱或抵御干扰屏蔽的影响、防止始端超保护问题的出现，提高阴极保护效果。
图4为本发明实施例提供的屏蔽接地阴极保护系统结构示意图之二。
如图4，本发明实施例还提供一种屏蔽接地阴极保护系统，包括如上所述的屏蔽接地阴极保护装置100、测量仪200和服务器300；
其中，屏蔽接地阴极保护装置100对阴极保护管道50加入阴极电流，以使阴极保护管道50进行极化产生极化电位，通过服务器300将工作人员利用测量仪200测定的电位值发送至屏蔽接地阴极保护装置100进行校验，再强制加入保护电流，加入能使极化电位发生位移的电流量，调节恒流仪20输出电流的大小，使位移延伸至保护距离，利用服务器300实现屏蔽接地阴极保护装置100和测量仪200的数据通讯，提高工作效率。
本发明实施例提供了屏蔽接地阴极保护装置和系统，屏蔽接地阴极保护装置，包括：恒流仪、第一屏蔽装置、第二屏蔽装置和通电点；恒流仪，用于整流并输出第一电流，将第一电流输入到阴极保护管道中，使阴极保护管道生成的极化电位产生位移，第一屏蔽装置，用于平缓第一电流，减少极化电位的波动，并屏蔽电磁场产生的电磁干扰信号；第二屏蔽装置，用于平缓阴极电流，减少极化电位的波动，并将电磁干扰信号进行均压处理。本申请采用恒流仪和屏蔽装置，对老旧长输管道、防腐层质量低劣的长输管道和管道阴极保护受屏蔽的区域进行长距离有效保护。
本发明实施例所提供的屏蔽接地阴极保护装置以及系统，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read－Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种屏蔽接地阴极保护装置，其特征在于，包括：恒流仪、第一屏蔽装置、第二屏蔽装置和通电点；
所述恒流仪与所述第一屏蔽装置相连接，所述第一屏蔽装置与所述通电点相连接，所述通电点与阴极保护管道相连接，所述阴极保护管道与所述第二屏蔽装置相连接，所述第二屏蔽装置与所述恒流仪相连接；
所述恒流仪，用于整流并输出第一电流，将所述第一电流输入到所述阴极保护管道中，使所述阴极保护管道生成的极化电位产生位移，其中，所述极化电位是所述阴极保护管道在输入阴极电流的情况下产生的；
所述第一屏蔽装置，用于平缓所述第一电流，减少所述极化电位的波动，并屏蔽电磁场产生的电磁干扰信号；
所述第二屏蔽装置，用于平缓所述阴极电流，减少所述极化电位的波动，并将所述电磁干扰信号进行均压处理。
2.根据权利要求1所述的屏蔽接地阴极保护装置，其特征在于，还包括电源，与所述恒流仪相连接，用于为所述恒流仪提供市电。
3.根据权利要求1所述的屏蔽接地阴极保护装置，其特征在于，所述第一屏蔽装置包括第一电极和第一防护罩层；
所述第一电极，与所述第一防护罩层相连接，用于平缓所述第一电流，减少所述极化电位的波动；
所述第一防护罩层，与接地系统相连接，用于屏蔽所述电磁场产生的所述电磁干扰信号。
4.根据权利要求3所述的屏蔽接地阴极保护装置，其特征在于，所述第二屏蔽装置包括第二电极和第二防护罩层；
所述第二电极，与所述第二防护罩层相连接，用于平缓所述阴极电流，减少所述极化电位的波动；
所述第二防护罩层，用于将所述电磁干扰信号进行均压处理。
5.根据权利要求1所述的屏蔽接地阴极保护装置，其特征在于，所述恒流仪还用于调节所述第一电流的大小，以使所述极化电位的所述位移延伸至保护距离。
6.根据权利要求5所述的屏蔽接地阴极保护装置，其特征在于，所述恒流仪还用于在上调所述第一电流和回调所述第一电流，所述极化电位都下降的情况下，确定所述保护距离。
7.一种屏蔽接地阴极保护系统，其特征在于，包括权利要求1－6中任一项所述的屏蔽接地阴极保护装置，还包括恒位仪、阳极地床和汇流点；
所述恒位仪与所述阳极地床相连接，所述阳极地床与阴极保护管道相连接，所述阴极保护管道与所述汇流点相连接，所述汇流点与所述恒位仪相连接，其中，所述阳极地床内部设置有阳极；
所述恒位仪，用于整流并输出第二电流，并将所述第二电流加至所述阳极地床；
所述阳极地床，用于通过所述阳极将所述第二电流转换为阴极电流，并将所述阴极电流加至所述阴极保护管道，以使所述阴极保护管道产生极化电位。
8.根据权利要求7所述的屏蔽接地阴极保护系统，其特征在于，还包括测量仪，用于测定所述阳极地床与所述阴极保护管道垂直对应处的电位值。
9.根据权利要求8所述的屏蔽接地阴极保护系统，其特征在于，所述恒位仪还用于在所述阴极电流趋于稳定的情况下，根据所述阳极地床与所述阴极保护管道垂直对应处测定的所述电位值，确定所述极化电位的数值。
10.根据权利要求7所述的屏蔽接地阴极保护系统，其特征在于，所述汇流点设置有参比电极。
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