CN114552549A - 阈值可调式极性钳制排流装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阈值可调式极性钳制排流装置，其连接于埋地长输管道与接地装置之间，以将埋地长输管道受到的直流杂散电流单向极性排流泄放；其包括正极端、负极端、阈值选择单元及阈值控制单元；其中正极端与负极端分别通过电缆与埋地长输管道及接地装置连接；阈值选择单元具有输入端、数个输出端及选择部，输入端与正极端电性连接，选择部用以选择控制输入端与各输出端的电性导通；阈值控制单元是由数个阈值不同的控制模块构成，每个控制模块均具有接入端与接出端，数个控制模块的接入端与数个输出端对应电性连接，数个控制模块的接出端均与负极端电性连接。据此，可满足对埋地长输管道不同位置所受到的不同大小的直流杂散电流的排流泄放需要。

Description

阈值可调式极性钳制排流装置
技术领域
本发明涉及埋地长输管道阴极保护技术领域，特别是涉及一种可以对埋地长输管道受到的直流杂散电流进行单向极性排流泄放的阈值可调式极性钳制排流装置。
背景技术
埋地长输管道时常会受到沿线高压直流输电线路及其接地极、直流电器化铁路等干扰源的影响，使得管道电位在自身阴极保护电位的基础上叠加了直流杂散电流，致使管道电位出现正向或负向的偏移。当管道电位长时间处于正向偏移且超过阴极保护最小保护电位时，管道腐蚀速率将会出现超出标准要求的情况，影响到埋地长输管道的安全运行。
针对管道电位受直流杂散电流的干扰影响长期正向偏移的情况，目前通常会采用单一固定阈值的极性排流装置对埋地长输管道进行排流防护。但由于埋地长输管道线路较长，伴随着管道与干扰源距离的变化，管道电位偏移值也存在着差异和波动，因此，单一固定阈值的极性排流装置已难以满足埋地长输管道在不同位置存在电位差异的排流防护要求。而针对不同位置的电位差异，虽然可以应用不同单一固定阈值的极性排流装置，但随着管道电位的波动，单一固定阈值的极性排流装置将会出现部分时间段不匹配的情况。
为此，如何设计一种能够针对埋地长输管道不同位置存在的电位差异而可调整阻抗阈值的多档位可调节式极性钳制排流装置，以便于现场施工的统一实施和管理，并且能够确保埋地长输管道的排流防护效果，已成为本领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本技术方案要解决的技术问题是，如何提供一种能够针对埋地长输管道不同位置存在的电位差异而可调整阻抗阈值的多档位可调节式极性钳制排流装置，以对受到直流杂散电流干扰的埋地长输管道进行杂散电流单向极性排流泄放，并且还能对管道阴极保护电位进行钳制隔离。
为解决上述技术问题，本技术方案提供了一种阈值可调式极性钳制排流装置，其是连接于埋地长输管道与接地装置之间，用以将埋地长输管道受到的直流杂散电流单向极性排流泄放；该阈值可调式极性钳制排流装置包括：正极端、负极端、阈值选择单元及阈值控制单元；其中，正极端通过电缆与埋地长输管道连接；负极端通过电缆与接地装置连接；阈值选择单元具有输入端、数个输出端及选择部，输入端与正极端电性连接，选择部用以选择控制输入端与各输出端的电性导通；阈值控制单元是由数个阈值不同的控制模块构成，且每个控制模块均具有接入端与接出端，该数个控制模块的接入端与该数个输出端对应电性连接，该数个控制模块的接出端均与负极端电性连接。据此，本技术方案的阈值可调式极性钳制排流装置可满足对埋地长输管道不同位置处所受到的不同大小的直流杂散电流的排流泄放的需要，将阈值可调式极性钳制排流装置连接于埋地长输管道与接地装置之间，可根据量测得到的埋地长输管道所受到的直流杂散电流值而灵活调整排流装置的阈值，以此将埋地长输管道不同位置处侵入的大小各异的直流杂散电流单向导入大地，从而简化了埋地长输管道阴极保护现场施工的复杂性和难度，实现了现场施工的统一化实施和管理。另外，本技术方案的阈值可调式极性钳制排流装置还具有对埋地长输管道与接地装置间电位进行隔离钳制的功能，当埋地长输管道与接地装置间电位不超过额定隔离电压时，阈值可调式极性钳制排流装置处于断路状态，当埋地长输管道与接地装置间电位超过额定隔离电压时，阈值可调式极性钳制排流装置则处于短路状态。此外，本技术方案的阈值可调式极性钳制排流装置还具有一定的交流杂散电流干扰防护功能。
作为本技术方案的另一种实施，该阈值选择单元为旋钮式多档位触点开关，该选择部为旋钮并于其上设置有彼此电性连接且分别对应输入端及输出端的触点，通过旋转旋钮以使输入端通过彼此电性连接的触点而选择性的与各输出端电性导通。
作为本技术方案的另一种实施，该控制模块是由至少一个整流二极管构成，且接入端与整流二极管的正极电性连接，接出端与整流二极管的负极电性连接。以此，根据二极管加载正向电压导通，加载反向电压截止的特性，可将埋地长输管道所受到的直流杂散电流正向排流导入大地。
作为本技术方案的另一种实施，当该控制模块是由两个以上整流二极管构成时，该两个以上整流二极管为串联连接。以此，根据串联分压原理，可通过不同数量整流二极管的串联组合以实现该数个控制模块具有不同的阈值范围，且确保了将埋地长输管道所受到的直流杂散电流正向排流导入大地。
作为本技术方案的另一种实施，该整流二极管的类型可包括但不限于：锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管、磷化镓二极管、硫化镉二极管及硫化锌二极管。以此，可使整流二极管具备不同的阈值电压。
作为本技术方案的另一种实施，该数个控制模块的阈值分别依序但不限于：+0.3V、+0.4V、+0.8V、+1.2V及+2.0V。以此，可满足对埋地长输管道不同位置处所受到的不同大小的直流杂散电流的排流泄放的需要。
作为本技术方案的另一种实施，该阈值可调式极性钳制排流装置还包括：壳体及两个接线柱；正极端、负极端、阈值选择单元及阈值控制单元均布设于壳体内，且选择部通过壳体上开设的窗口而露出于壳体；两个接线柱均设置于壳体的外侧且分别与布设于壳体内的正极端及负极端电性连接，两个接线柱分别通过电缆而与埋地长输管道及接地装置连接。
作为本技术方案的另一种实施，该阈值可调式极性钳制排流装置还包括：选择指示单元，该选择指示单元设置于壳体上且与阈值选择单元电性连接，当选择部选择控制输入端与各输出端电性导通时，该选择指示单元释放与各输出端相对应的指示信息。以此，便于操作人员了解目前所选择的阈值档位。
作为本技术方案的另一种实施，该选择指示单元是由数个不同颜色的指示灯及显示电路构成的，该数个指示灯设置于壳体上，该显示电路与阈值选择单元电性连接，当选择部选择控制输入端与各输出端电性导通时，该数个不同颜色的指示灯对应该数个输出端而分别点亮。
作为本技术方案的另一种实施，该阈值可调式极性钳制排流装置还包括：SPD防雷单元，该SPD防雷单元电性连接于正极端与负极端之间。以此，可使阈值可调式极性钳制排流装置具备防雷电冲击保护的能力。
附图说明
图1为本发明阈值可调式极性钳制排流装置一具体实施例的示意图；
图2为本发明阈值可调式极性钳制排流装置又一具体实施例的示意图；
图3为本发明阈值可调式极性钳制排流装置另一具体实施例的示意图；
图4为本发明中的阈值选择单元与阈值控制单元电性连接的示意图。
附图中的符号说明：
1 阈值可调式极性钳制排流装置；2 正极端；3 负极端；4 阈值选择单元；41 输入端；42输出端；43 选择部；5 阈值控制单元；51 控制模块；511 整流二极管；52 接入端；53 接出端；6 壳体；7 接线柱；8 SPD防雷单元；9 电缆；11 埋地长输管道；12 接地装置。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
如图1所示，为本发明阈值可调式极性钳制排流装置一具体实施例的示意图，该阈值可调式极性钳制排流装置1是连接于埋地长输管道11与接地装置12之间，用以将埋地长输管道11受到的直流杂散电流单向极性排流泄放。如图所示，该阈值可调式极性钳制排流装置1包括：正极端2、负极端3、阈值选择单元4及阈值控制单元5，其中，该正极端2通过电缆9与埋地长输管道11连接，该负极端3通过电缆9与接地装置12连接，该阈值选择单元4具有输入端41、数个输出端42及选择部43，该输入端41与该正极端2电性连接，该选择部43用以选择控制输入端41与各输出端42的电性导通，该阈值控制单元5是由数个阈值不同的控制模块51构成，且每个控制模块51均具有接入端52与接出端53，该数个控制模块51的接入端52与该数个输出端42对应电性连接，该数个控制模块51的接出端53均与负极端3电性连接。
更具体而言，该阈值选择单元4可为一种多档位选择开关，其可以为机械式，也可以为电子式，而于本发明中，该阈值选择单元4为旋钮式多档位触点开关，该选择部43为旋钮，并于该旋钮上设置有彼此电性连接且分别对应输入端及输出端的触点（图未标示），其中对应输入端的触点是与输入端时刻保持连接导通的，而对应输出端的触点可随着旋钮的旋转而与不同的输出端连接导通，通过旋转旋钮以使输入端通过彼此电性连接的触点而选择性的与各输出端电性导通。
本发明中，配合图4所示，该控制模块是由至少一个整流二极管511构成，且控制模块的接入端52是与整流二极管511的正极电性连接，控制模块的接出端53是与整流二极管511的负极电性连接，根据二极管加载正向电压导通，加载反向电压截止的特性，由整流二极管511构成的控制模块可将埋地长输管道所受到的直流杂散电流正向排流导入大地。而当该控制模块由两个以上整流二极管511构成时，该两个以上整流二极管511为串联连接，根据串联分压原理，该控制模块可通过不同数量整流二极管511的串联组合以实现具有不同的阈值范围。如图4所示，由上至下的三个控制模块分别由一个整流二极管511，二个整流二极管511及三个整流二极管511构成，但所示图式仅作为说明之用，本发明并不对控制模块数量与整流二极管数量及组合方式进行限定。而该控制模块中的整流二极管511的类型因制造材质的不同可包括但不限于：锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管、磷化镓二极管、硫化镉二极管及硫化锌二极管，以此可使整流二极管511具备不同的阈值电压。另外，该阈值控制单元5中的数个控制模块的阈值分别依序为+0.3V、+0.4V、+0.8V、+1.2V及+2.0V，但本发明对控制模块的阈值并不限于以上范围，根据埋地长输管道的排流需要，还可设置其它的阈值，以此，随着旋转阈值选择单元4上的选择部43，可使阈值控制单元5的阈值依序增大，以满足对埋地长输管道不同位置处所受到的不同大小的直流杂散电流的排流泄放的需要。
本发明的又一实施例中，如图2所示，该阈值可调式极性钳制排流装置1还可包括：壳体6及两个接线柱7。该正极端2、负极端3、阈值选择单元4及阈值控制单元5均布设于壳体6内，且该选择部43通过壳体6上开设的窗口而露出于壳体6；该两个接线柱7均设置于壳体6的外侧且分别与布设于壳体6内的正极端2及负极端3电性连接，具体电性连接方式可为接线柱部分埋设于壳体上且与壳体内相通，正极端与负极端与通入壳体内的部分接线柱电性连接；该两个接线柱7分别通过电缆9而与埋地长输管道11及接地装置12连接，接线柱与电缆的连接方式可为可拆卸式连接，如缠绕连接、套接或借助于卡固件进行连接。壳体的设置可加强阈值可调式极性钳制排流装置的防护性且利于携带，而接线柱的设置可便于与电缆的连接。
本发明的再一实施例中，该阈值可调式极性钳制排流装置还可包括：选择指示单元（图未标示）。该选择指示单元设置于壳体上且与阈值选择单元电性连接，当选择部选择控制输入端与各输出端电性导通时，该选择指示单元会释放与各输出端相对应的指示信息。该选择指示单元可以为由数个指示灯构成的显示灯指示电路，也可以为由蜂鸣器构成的提示电路，或是由显示屏及电路构成的显示装置。于本实施例中，该选择指示单元是由数个不同颜色的指示灯及显示电路构成的，该数个指示灯设置于壳体上，该显示电路与阈值选择单元电性连接，具体为显示电路中连接不同指示灯的各支路分别与阈值选择单元的各输出端电性连接，当选择部选择控制输入端与各输出端电性导通时，相应指示灯的支路形成导通回路以使该相应的指示灯被点亮，从而便于操作人员了解目前所选择的阈值档位。
本发明的另一实施例中，如图3所示，该阈值可调式极性钳制排流装置1还可包括：SPD防雷单元8。该SPD防雷单元8电性连接于正极端2与负极端3之间，以此可使阈值可调式极性钳制排流装置具备防雷电冲击保护的能力。
另外，本发明的阈值可调式极性钳制排流装置还可于正极端至负极端的电路中设置总开关单元（图未标示），以此控制阈值可调式极性钳制排流装置的开启或关闭。
本发明阈值可调式极性钳制排流装置应用时的操作步骤：
1）用万用表和硫酸铜参比电极测量管道电位，其中黑色表笔连接参比电极，红色表笔连接埋地长输管道，并做好记录，如万用表显示-0.4V；
2）用万用表和硫酸铜参比电极测量接地装置电位，其中黑色表笔连接参比电极，红色表笔连接接地装置，并做好记录，如万用表显示-1.15V；
3）电位测量按照《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T 21246-2007的要求执行，根据管道电位的偏移量和接地装置的电位，并结合二极管的压降特性，确定并调节阈值可调式极性钳制排流装置选取的阈值调节档位，如+0.3V；
4）将阈值可调式极性钳制排流装置的正极端与负极端分别通过电缆与埋地长输管道和接地装置连接，以进行直流杂散电流单向极性排流泄放；
5）用万用表和硫酸铜参比电极测量管道电位，确认调节阈值可调式极性钳制排流装置排流防护效果。
据此，本发明的阈值可调式极性钳制排流装置可满足对埋地长输管道不同位置处所受到的不同大小的直流杂散电流的排流泄放需要，将阈值可调式极性钳制排流装置连接于埋地长输管道与接地装置之间，可根据量测得到的埋地长输管道所受到的直流杂散电流值而灵活调整排流装置的阈值，以此将埋地长输管道不同位置处侵入的大小各异的直流杂散电流单向导入大地，从而简化了埋地长输管道阴极保护现场施工的复杂性和难度，实现了现场施工的统一化实施和管理。另外，本发明的阈值可调式极性钳制排流装置还具有对埋地长输管道与接地装置间电位进行隔离钳制的功能，当埋地长输管道与接地装置间电位不超过额定隔离电压时，阈值可调式极性钳制排流装置处于断路状态，当埋地长输管道与接地装置间电位超过额定隔离电压时，阈值可调式极性钳制排流装置则处于短路状态。此外，本发明的阈值可调式极性钳制排流装置还具有一定的交流杂散电流干扰防护功能。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利构思所做的等效变化，均应属于本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种阈值可调式极性钳制排流装置，连接于埋地长输管道与接地装置之间，用以将所述埋地长输管道受到的直流杂散电流单向极性排流泄放；其特征在于，包括：正极端、负极端、阈值选择单元及阈值控制单元；所述正极端通过电缆与所述埋地长输管道连接；所述负极端通过电缆与所述接地装置连接；所述阈值选择单元具有输入端、数个输出端及选择部，所述输入端与所述正极端电性连接，所述选择部用以选择控制所述输入端与各所述输出端的电性导通；所述阈值控制单元是由数个阈值不同的控制模块构成，且每个所述控制模块均具有接入端与接出端，数个所述控制模块的接入端与所述数个输出端对应电性连接，数个所述控制模块的接出端均与所述负极端电性连接。
2.根据权利要求1所述的阈值可调式极性钳制排流装置，其特征在于，所述阈值选择单元为旋钮式多档位触点开关，所述选择部为旋钮并于其上设置有彼此电性连接且分别对应所述输入端及输出端的触点，通过旋转所述旋钮以使所述输入端通过彼此电性连接的触点而选择性的与各所述输出端电性导通。
3.根据权利要求1所述的阈值可调式极性钳制排流装置，其特征在于，所述控制模块是由至少一个整流二极管构成，且所述接入端与所述整流二极管的正极电性连接，所述接出端与所述整流二极管的负极电性连接。
4.根据权利要求3所述的阈值可调式极性钳制排流装置，其特征在于，当所述控制模块是由两个以上整流二极管构成时，所述两个以上整流二极管为串联连接。
5.根据权利要求4所述的阈值可调式极性钳制排流装置，其特征在于，所述整流二极管的类型包括：锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管、磷化镓二极管、硫化镉二极管及硫化锌二极管。
6.根据权利要求1所述的阈值可调式极性钳制排流装置，其特征在于，所述数个控制模块的阈值分别依序为：+0.3V、+0.4V、+0.8V、+1.2V及+2.0V。
7.根据权利要求1所述的阈值可调式极性钳制排流装置，其特征在于，还包括：壳体及两个接线柱；所述正极端、负极端、阈值选择单元及阈值控制单元均布设于所述壳体内，且所述选择部通过所述壳体上开设的窗口而露出于壳体；所述两个接线柱均设置于所述壳体的外侧且分别与布设于所述壳体内的正极端及负极端电性连接，所述两个接线柱分别通过电缆而与所述埋地长输管道及接地装置连接。
8.根据权利要求7所述的阈值可调式极性钳制排流装置，其特征在于，还包括：选择指示单元，所述选择指示单元设置于所述壳体上且与所述阈值选择单元电性连接，当所述选择部选择控制所述输入端与各所述输出端电性导通时，所述选择指示单元释放与各所述输出端相对应的指示信息。
9.根据权利要求8所述的阈值可调式极性钳制排流装置，其特征在于，所述选择指示单元是由数个不同颜色的指示灯及显示电路构成的，数个所述指示灯设置于所述壳体上，所述显示电路与所述阈值选择单元电性连接，当所述选择部选择控制所述输入端与各所述输出端电性导通时，所述数个不同颜色的指示灯对应所述数个输出端而分别点亮。
10.根据权利要求1所述的阈值可调式极性钳制排流装置，其特征在于，还包括：SPD防雷单元，所述SPD防雷单元电性连接于所述正极端与负极端之间。
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