CN205062187U - 强直流干扰保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种强直流干扰保护器，包括工作电源及由工作电源提供电源的电压电流检测单元、数显控制仪、交流接触器，其中：电压电流检测单元由直流电流变送器和电压变送器组成。直流电流变送器串联在交流接触器上，电压变送器并联在交流接触器上，直流电流变送器和电压变送器、通过数据线与数显控制仪连接，数显控制仪与交流接触器通过数据线连接。本实用新型提高了阴极保护系统运行效率，避免恒电位仪被来自管道的强干扰烧毁。

Description

强直流干扰保护器

技术领域

本实用新型公开了一种强直流干扰保护器，是一种恒电位仪受外界强直流干扰时的保护装置，属于金属管道的电化学腐蚀领域，尤其适用于长输管道强制电流阴极保护系统受到外界直流输电系统接地极的强干扰的阴保站。

背景技术

经济的持续增长使能源的需求量越来越大，输电线路和输油气管道的建设都在快速发展。受人口密度、土地资源状况以及电力行业和石化行业对传输路径的择优原则相近等因素影响，使得埋地管道无法避开超高压直流输电系统接地极的影响，从南方电网超高压输电公司了解到：直流输电系统故障时，接地极入地电流在一千多安培甚至几千安培，影响范围可达几十甚至上百公里。其直流输电系统对长输管道阴极保护系统的强电干扰越来越频繁，甚至导致恒电位仪损坏，而常规浪涌保护器保护效果不明显，甚至由于长时间的强干扰导致把避雷器烧毁，在国内外已经出现多起由于直流输电系统故障或检修时通过接地极向大地释放高达几千安培强大电流，导致附近长输管道企业阴极保护系统恒电位仪损坏的事故，我国西气东输二线广州站恒电位仪，广东管网鳌头站、广州站恒电位仪等也多次受到南方电网鱼龙岭接地极的影响被烧毁。

恒电位仪是阴极保护系统的主要设备，通过给管道一个负电压，使金属管道阴极极化，从而保护管道不受腐蚀。恒电位仪一端连接在管道上，另一端连接在阳极地床上。工作时一般只有几伏特或者十几伏的电压，但在超高压直流输电系统故障时，接地极排流达到一千多安培甚至几千安培，持续时间从十几分钟到几个小时不等。感应到管道上的干扰电流也达到100A以上，管道和阳极地床间电压达到80V以上，该干扰电压和电流足以烧毁恒电位仪的浪涌保护器或者其他电子器件。目前，现有技术普遍采用排流法和阴极保护装置消除干扰。在排流法中应用较多的是钳位排流和牺牲阳极排流，但无论哪种方法，都需要一个排流地床，但一般的排流地床无法排除如此强大的电流。

在2010年第五期《天然气与石油》杂志中，公开一篇由中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司写的论文《鱼龙岭接地极入地电流对西气东输二线埋地钢制管道的影响分析》（文章编号：1006-5539(2010)-5-0022-05），论文详细地从理论角度分析说明了强直流干扰对管道产生腐蚀的机理和危害，但对接地极的强直流干扰采用的是加强级防腐，尽量保证管道防腐层的完整性；增加绝缘接头减少管道在干扰区域的连续暴露长度；对干扰采取排流保护等措施。但该设计方案在实际应用中收效甚微，西气东输二线广州末站阴极保护系统投用过程中，多次出现由于鱼龙岭接地极产生的强大入地电流导致恒电位仪损坏故障。其主要原因是对于几十公里甚至上百公里管道不能确保防腐层的完整性和绝缘性能，而干扰排流保护措施在这种情况下反而成为引流设施，最终导致干扰无法消除，影响到阴极保护系统的设备正常运行。

专利号ZL200810119163.6公布了一种埋地管道有源去干扰装置，包括直流电源单元、管地电位传感器、给定电位器、电压控制单元和功率输出单元，电压控制单元用于生成PWM脉宽调制信号，功率输出单元用于根据PWM脉宽调制信号控制其内部的逆变器的输出，向辅助地床和埋地管道输出经过滤波处理且与管道干扰大小相等、方向相反的去干扰电压。通过采用跟踪型PWM控制方式，使其输出能及时跟随指令电压处理模块的参考指令信号的变化，具有输出灵敏度高、反应速度快、动态性能好等优点，特别适用于消除由高压输电线和空间天气变化所引起的交流干扰。但该专利依然是一个恒电位仪性质的产品，对于入地电流达几千安的强直流输电造成的干扰无效，且有被烧毁的危险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种强直流干扰保护器，克服上述现有技术存在的长输管道上的恒电位仪受强直流干扰易烧毁的缺陷。

本实用新型包括工作电源及由工作电源提供电源的电压电流检测单元、数显控制仪、交流接触器，其中：电压电流检测单元由直流电流变送器和电压变送器组成。直流电流变送器串联在交流接触器上，电压变送器并联在交流接触器上，直流电流变送器和电压变送器、通过数据线与数显控制仪连接，数显控制仪与交流接触器通过数据线连接。

本实用新型的有益效果：在恒电位仪运行过程中能及时观测到阴极和参比电极输出/输入电流、阴极和阳极之间电压以及参比电极和零位接阴之间的电压，能及时直观地判断外界干扰强度的大小；强直流干扰时，能自动断开恒电位仪与被保护设备的连接，保护了恒电位仪不被损坏；对干扰电压能做实时监测。工作人员通过观测检测干扰电压来判断外界干扰是否消除，从而能够及时恢复启用恒电位仪，提高了阴极保护系统运行效率，更好地保护管道等设施。使恒电位仪受到保护，不被来自管道的强干扰烧毁。并能够对干扰进行实时监测。

附图说明

图1是本实用新型工作原理示意图。

图2是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图，来对本实用新型做进一步的详细描述。

参照图1和图2，本实用新型包括工作电源5及由工作电源5提供电源的电压电流检测单元1、数显控制仪2、交流接触器4，其中：电压电流检测单元1由直流电流变送器11、12和电压变送器13、14组成。直流电流变送器11、12串联在交流接触器4上，电压变送器13、14并联在交流接触器上，直流电流变送器11、12和电压变送器13、14通过数据线与数显控制仪2连接，数显控制仪2与交流接触器4通过数据线连接。

所述的数显控制仪2为公知公用产品，与报警装置3连接，可进行声光报警提醒工作人员。

将本实用新型的直流电流变送器11、12联接在恒电位仪上的阴极和零位接阴线上，交流接触器4一端的触点联在恒电位仪的220V电源、阳极和参比线上，另一端触点与220V电源、管道、阳极地床、参比电极相连接。

工作原理：直流电流变送器11、12采集从管道流向恒电位仪的干扰电流大小，电压变送器13采集在管道与参比电极之间电压值，电压变送器14采集管道与阳极地床之间电压值，这4个传感器把以上参数变为4-20mA电流信号分别送给数显控制仪2，数显控制仪2对以上参数进行显示，数显控制仪2内已经预设好相应参数，把上述参数与预设参数进行对比，若以上4个参数有任意一个超出预设值，则认为强干扰来临，并发出一个控制信号给交流接触器4，交流接触器4即会断开，切断恒电位仪与电源、管道、阳极地床、和参比电极的电气联系，从而保证恒电位仪不被干扰电流烧毁。控制信号并同时控制声光报警灯，发出声光报警，通知值班人员。工作电源给以上各个单元提供工作电源。

本实用新型的电压变送器13、14位于交流接触器4之前，在切断后，依然能够显示强干扰的电压值，从而能让值班人员及时掌握强干扰的大小，判断干扰是否消失。也为阴保技术人员整改提供依据。

在干扰消失后，可以通过按钮重新接通恒电位仪。减少恒电位仪停运时间，提高阴保运行率。

Claims (2)

1.强直流干扰保护器，包括工作电源（5）及由工作电源（5）提供电源的电压电流检测单元（1）、数显控制仪（2）、交流接触器（4），其特征是：电压电流检测单元（1）由直流电流变送器（11、12）和电压变送器（13、14）组成，直流电流变送器（11、12）串联在交流接触器（4）上，电压变送器（13、14）并联在交流接触器（4）上，直流电流变送器（11、12）和电压变送器（13、14）通过数据线与数显控制仪（2）连接，数显控制仪（2）与交流接触器（4）通过数据线连接。

2.根据权利要求1所述的强直流干扰保护器，其特征是：数显控制仪（2）与报警装置（3）连接。