CN110923723A - 一种变电站接地装置智能防腐系统及防腐方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变电站接地装置智能防腐系统及防腐方法，包括工作电源、自动控制装置、辅助阳极、接地网和参比电极，工作电源、辅助阳极、接地网和参比电极连接到自动控制装置，辅助阳极、接地网和参比电极埋设在地下。本发明通过外加电流阴极保护的设计，基于金属腐蚀的电化学理论，由外部向地下腐蚀的接地网金属材料提供阴极直流电流，采用接地网外加电流式阴极保护既能起到保护接地网的效果，又能起到节约资金的目的。

Description

一种变电站接地装置智能防腐系统及防腐方法
技术领域
本发明属于变电站接地装置智能防腐设备技术领域，具体涉及一种变电站接地装置智能防腐系统及防腐方法。
背景技术
变电站接地装置在变电站的整个投资中所占的比例虽然很小，但它所引发的事故却极其惊人，它能很快摧毁电网中的二次设备，像直流、保护、通信等设备，接着引发事故扩大，有的造成一次设备损坏和着火，有的造成发电厂、变电站全停，有的甚至发展成严重的系统事故。因此随着变电站容量的不断扩大，接地网安全运行的要求越来越严格，对接地体的耐腐蚀和热稳定性的要求也就越高。欧美等国家接地网大都采用铜材及不锈钢，而在我国，由于资源、经济等原因，接地网所用的材质主要为普通碳钢。接地网的腐蚀源于普通碳钢在腐蚀性土壤环境中的电化学腐蚀以及电网设备等运行中的泄流造成的接地网的腐蚀，使其截面积减小，甚至断裂，造成接地性能不良，危及设备及人身安全，带来巨大的损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种变电站接地装置智能防腐系统及防腐方法，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种变电站接地装置智能防腐系统，包括工作电源、自动控制装置、辅助阳极、接地网和参比电极，工作电源、辅助阳极、接地网和参比电极连接到自动控制装置，辅助阳极、接地网和参比电极埋设在地下。
优选的，上述辅助阳极、接地网和参比电极横置于地下的两填料层之间。
优选的，上述自动控制装置包括主电路模块和控制电路模块，控制电路模块通过触发装置与主电路模块电连接；主电路模块包括依次电连接的输入变压装置、整流装置和输出滤波装置；输入变压装置与工作电源连接，输出滤波装置连接到辅助阳极，控制电路模块包括依次电连接的辅助电源装置、主控装置（控制器）和采样调理装置，采样调理装置连接参比电极和接地网。
优选的，上述辅助阳极为钴酸锂电极、锰酸锂电极或磷酸铁锂电极。
优选的，上述辅助阳极外裹有石墨粉层，石墨粉层外部设置有密封金属圆筒。
优选的，上述参比电极为硫酸铜电极。
一种变电站接地装置智能防腐系统的防腐方法，包括如下步骤：
步骤1、分别埋设辅助电极、参比电极和接地网，分别将辅助电极、参比电极、接地网与自动控制装置通过电缆以焊接方式连接，工作电源通电；
步骤2、设置自动控制装置工作方式，工作方式包括恒电压、恒电流和恒电位工作方式，调整自动控制装置工作参数，测定变电站接地装置智能防腐系统保护参数，恢复变电站接地装置智能防腐系统运行状态。
优选的，上述埋设辅助电极、参比电极和接地网的方法为：在坑底部铺垫填料，将辅助电极/参比电极/接地网横置于填料层上，在辅助电极/参比电极/接地网再次铺垫填料层，用土回填坑，浇水压实。
优选的，上述焊接方式为电阻焊、管状焊丝电弧焊或气焊。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过外加电流阴极保护的设计，基于金属腐蚀的电化学理论，由外部向地下腐蚀的接地网金属材料提供阴极直流电流，采用接地网外加电流式阴极保护既能起到保护接地网的效果，又能起到节约资金的目的。
附图说明
图1为本发明变电站接地装置智能防腐系统结构示意图；
图2为本发明变电站接地装置智能防腐系统中自动控制装置结构示意图；
图3为本发明变电站接地装置智能防腐系统控制面板示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-图3所示，一种变电站接地装置智能防腐系统，包括工作电源、自动控制装置、辅助阳极、接地网和参比电极，工作电源、辅助阳极、接地网和参比电极连接到自动控制装置，辅助阳极、接地网和参比电极埋设在地下。
优选的，上述辅助阳极、接地网和参比电极横置于地下的两填料层之间，填料层材料为木炭灰，作用为隔绝土地的潮湿环境。
优选的，上述自动控制装置包括主电路模块和控制电路模块，控制电路模块通过触发装置与主电路模块电连接；主电路模块包括依次电连接的输入变压装置、整流装置和输出滤波装置；输入变压装置与工作电源连接，输出滤波装置连接到辅助阳极，控制电路模块包括依次电连接的辅助电源装置、主控装置（控制器）和采样调理装置，采样调理装置连接参比电极和接地网，输出滤波装置与辅助阳极连接，通过输出电流的大小以此调节辅助阳极的消耗速率，参比电极和接地网分别与采样调理装置连接，采样调理装置对参比电极和接地网上的电信号进行分析，然后通过主控装置对主电路模块进行控制，以此调节输出滤波装置所输出电流的大小。
优选的，上述辅助阳极为钴酸锂电极、锰酸锂电极或磷酸铁锂电极。
优选的，上述辅助阳极外裹有石墨粉层，石墨粉层外部设置有密封金属圆筒，增加电极的导电性能，同时密封金属圆筒对电极有一定的保护作用。
优选的，上述参比电极为硫酸铜电极。
实施例2：一种变电站接地装置智能防腐系统的防腐方法，包括如下步骤：
步骤1、分别埋设辅助电极、参比电极和接地网，将辅助电极、参比电极和接地网电缆通过开挖的布线沟和电缆沟分别连接到自动控制装置的相应接线端上，通电后，控制相应的输出电压和电流；
步骤2、设置自动控制装置工作方式，工作方式包括恒电压、恒电流和恒电位工作方式，调整自动控制装置工作参数，测定变电站接地装置智能防腐系统保护参数，恢复变电站接地装置智能防腐系统运行状态。
优选的，上述埋设辅助电极、参比电极和接地网的方法为：在坑底部铺垫填料，将辅助电极/参比电极/接地网横置于填料层上，在辅助电极/参比电极/接地网再次铺垫填料层，用土回填坑，浇水压实。
优选的，上述焊接方式为电阻焊、管状焊丝电弧焊或气焊。
分别埋设辅助电极、参比电极和接地网，埋设过程包括：在坑底部铺垫填料，将辅助电极/参比电极/接地网横置于填料层上，在辅助电极/参比电极/接地网再次铺垫填料，用土回填坑，浇水压实。
通过图3所示的控制面板对自动控制装置进行参数设定，进而达到对变电站接地装置智能防腐系统进行操作的目的，具体的：
步骤1、设置自动控制装置工作方式
按动“设置”键，可使自动控制装置在恒电压、恒电流、恒电位三种工作方式之间进行切换。切换时对应的工作方式指示灯会点亮，对应的数显表显示设定值并且闪烁。
若“恒电压”指示灯亮，“输出电压”数显管闪烁，则为选择恒电压运行方式；若“恒电流”指示灯亮，“输出电流”数显管闪烁，则为选择恒电流运行方式；若“恒电位”指示灯亮，“保护电位”数显管闪烁，则为选择恒电位运行方式。
选定自动控制装置的工作方式后，按动“确认”键。自动控制装置进入选定的工作方式运行。
步骤2、调整自动控制装置工作参数
同时按动“设置”键和“确认”键，按动“增加”键或“减少”键可以增加或减少当前工作方式下的设定值。
自动控制装置工作参数调整到预定值后，按动“确认”键确认。自动控制装置转入运行状态，数显表将停止闪烁，并转为显示测量值。
步骤3、变电站接地装置智能防腐系统保护参数的测定
“输出电位”和“输出电流”测定
在运行状态下，分别记录“输出电位”数显表和“输出电流”数显表的显示值。
“保护电位”测定
按动“断电测量”键，“断电”指示灯亮，切断阳极输出电流；按动“参比电极选择”键，分别切换到4个参比电极上，代表相应参比电极的指示灯会亮，在“保护电位”数显表上显示对应的参比电极的电位。
步骤4、恢复变电站接地装置智能防腐系统运行状态
记录参比电极保护电位值后再次按动“断电测量”键。“运行”指示灯亮，自动控制装置恢复阳极电流输出，变电站接地装置智能防腐系统恢复运行状态。
自动控制装置停运后再次启动时的工作参数状态是保留在停运时的工作参数设置上。如果启动后要将自动控制装置工作参数复零，则按下列步骤操作：同时按下“设置”键和“确认”键，“输出电位”数显表闪烁；按动“减少”键，使“输出电位”数显表指示复零；按下“确认”键，“输出电位”数显表停止闪烁。自动控制装置由设置状态进入运行状态。如出现输出电压超过90V，或输出电流超过40A，且无法恢复，则断开电源，停机。
以上所述，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种变电站接地装置智能防腐系统，其特征在于：包括工作电源、自动控制装置、辅助阳极、接地网和参比电极，工作电源、辅助阳极、接地网和参比电极连接到自动控制装置，辅助阳极、接地网和参比电极埋设在地下。
2.根据权利要求1所述的一种变电站接地装置智能防腐系统，其特征在于：辅助阳极、接地网和参比电极横置于地下的两填料层之间。
3.根据权利要求1所述的一种变电站接地装置智能防腐系统，其特征在于：自动控制装置包括主电路模块和控制电路模块，控制电路模块通过触发装置与主电路模块电连接；
主电路模块包括依次电连接的输入变压装置、整流装置和输出滤波装置；输入变压装置与工作电源连接，输出滤波装置连接到辅助阳极，控制电路模块包括依次电连接的辅助电源装置、主控装置和采样调理装置，采样调理装置连接参比电极和接地网。
4.根据权利要求1所述的一种变电站接地装置智能防腐系统，其特征在于：辅助阳极为钴酸锂电极、锰酸锂电极或磷酸铁锂电极。
5.根据权利要求1所述的一种变电站接地装置智能防腐系统，其特征在于：辅助阳极外裹有石墨粉层，石墨粉层外部设置有密封金属圆筒。
6.根据权利要求1所述的一种变电站接地装置智能防腐系统，其特征在于：参比电极为硫酸铜电极。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种变电站接地装置智能防腐系统的防腐方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、分别埋设辅助电极、参比电极和接地网，分别将辅助电极、参比电极、接地网与自动控制装置通过电缆以焊接方式连接，工作电源通电；
步骤2、设置自动控制装置工作方式，工作方式包括恒电压、恒电流和恒电位工作方式，调整自动控制装置工作参数，测定变电站接地装置智能防腐系统保护参数，恢复阴极保护系统运行状态。
8.根据权利要求7所述的一种变电站接地装置智能防腐系统的防腐方法，其特征在于：埋设辅助电极、参比电极和接地网的方法为：在坑底部铺垫填料，将辅助电极/参比电极/接地网横置于填料层上，在辅助电极/参比电极/接地网再次铺垫填料层，用土回填坑，浇水压实。
9.根据权利要求7所述的一种变电站接地装置智能防腐系统的防腐方法，其特征在于：焊接方式为电阻焊、管状焊丝电弧焊或气焊。
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