CS200265B1 - Zapojeni ochranného obvodu vstupního zesilovače u zařízení aktivní protikorozní ochrany - Google Patents

Description

Vynález ae týká zapojení ochranného obvodu vstupního zesilovače u zařízení aktivní protikorozní ochrany a ředí problém zlepšení katodické ochrany potrubních systémů.

Řízeny usměrňovač katodické ochrany má výstupní napětí ovládané potenciálem potrubí půda, který ae získává pomocí snímací elektrody umístěné v blízkosti potrubí. Potenciální rozdíl snímací elektroda - potrubí se přivádí kabelem do vstupního rozdílového zesilovače, kde aa toto napětí porovnává a referenčním napětím. Výstupní napětí rozdílového zesilovače ovládá pomocí dalěích obvodů úhel otevření tyristorů a tím ae nepřímo ovládá výstupní napětí usměrňovače. V důsledku bouřkové činnosti a působením silových vedení dochází ke vzniku přepětí mezi potrubím a animací, reep. referenční elektrodou. Vstupní zesilovač usměrňovače je osazen výhradně polovodičovými prvky, které jsou značně citlivé na přepětí, takže mohou být zničeny již při malém převýšení mezních hodnot. Miniaturizace snižuje přeskokové vzdálenosti v obvodech a zmenšuje odolnost vodivých částí proti nadměrným proudům.

Bez řádné ochrany by docházelo k četným poruchám zařízeni.

U dosud vyráběných zařízení aktivní protikorozní ochrany je ochranný obvod vstupního zesilovače zapojen tak, že mezi snímací elektrodu a potrubí je připojen kondenzátor, který je dále jedním koncem spojen a tlumivkou, která je svým druhým končefe spojena s kondensátorem, který je druhým volným koncem spojen s prvním kondensátorem, přičemž paralelně k druhému kondensátoru jsou paralelně připojeny dvě antiaériově spojené Zenerovy diody a

ZOO

200 2OS paralelně k tlumivce je připojen jeden odpor. Odpor společně s tlumivkou nestačí dostatečně omezit rázovou vlnu, takže Zenerovou diodou projde přlliě velký proud, který dioda nesnese. Rovněž přeskokové napětí jednoho odporu je nízké. Teto zapojeni ochranného obvodu proťo ve většině případů nevyhovuje a velmi často dochází k poškození Zenerových diod a popřípadě i dalších součástí, což má za následek výpadek celého usměrňovače. Důsledky vysazení usměrňovače katodické ochrany mohou být mnohdy katastrofální, zejména v oblastech, e bludnými proudy. Praxe ukázala, že potrubí uložené v oblastech ee silnými bludnými proudy může být bez aktivní ochrany již za tři měsíce perforováno. Obzvlášť důležité je zajištění nepřetržité katodické ochrany u významných potrubních systémů, jako např. tranzitní plynovod, ropovody apod. Při jejich porušení může dojit k znečistění podzemních vod, výbuchu, úrazu lidí, obrovským ztrátám dopravovaného média a konečně i k velkým národohospodářským ztrátám v důsledku tranzitních závazků pro jiné státy.

Nedostatky odstraňuje předmět vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi snímací elektrodu a potrubí je paralelně připojeno jiskřištš a bleskojistka, snímací elektroda je dále spojena přes minimálně jeden odpor, jehož maximální napětí je větší něho rovno maximálnímu možnému rázovému napěti mezi snímací elektrodou a potrubím, s katodou Zenerovy diody, která je spojena β dalším odporem, jenž je spojen a antiparalelně zapojenými rychlými spínacími diodami a rychlou spínací diodou, přičemž dolní dioda je spojena katodou s potrubím a Zenerova dioda i rychlé spínací diody jeou druhým volným koncem spojeny β potrubím a paralelně k spínacím diodám je připojen kondenzátor.

Zapojením podle vynálezu se zabraňuje poruše vstupního zesilovače v důsledku nadměrných napětí, a to tak, že ee dosahuje rychlejšího nárůstu napětí na ochranném obvodu než na vstupním zesilovači, přičemž ochranný obvod je schopen zpracovat napětí několika kW. Použití rychlých spínacích diod je opodstatněno požadavkem rychlého omezení nadměrných napětí. Bleskojistka zajiěluje omezení rázového napětí na hodnotu rázového zápalného napětí a po zapálení na napětí při doutnavém výboji. Jiskřiště a Zenerova dioda tvoří zálohu pro případ poškození bleskojistky. V případě déletrvajícího přepětí se většina napětí ztrácí na Zenerově diodě a rychlé spínací diody nejsou výkonově namáhány. Takto zapojený ochranný obvod umožňuje dosáhnout libovolně vysoký vstupní odpor použitím více diod v sérii. Cím více diod se použije, tím nižší napětí je na jedné diodě a tím nižší proud protéká diodami v propustném směru. Proudy tekoucí bleskojistkou v nezapáleném stavu, Zenerovou diodou a diodou v závěrném směru lze zanedbat. Svodový proud kondensátoru lze minimalizovat použitím kvalitního tantalového kondenzátoru. Tantalový kondenzátor spolu s odpory určuje časovou konstantu zpětnovazební smyčky výstupní napětí usměrňovače - potenciál potrubí - půda.

Výhodou obvodu je vysoká spolehlivost a snadná realizace z tuzemských součástek. Vysoká spolehlivost je zaručena předimenzováním a zálohováním důležitých součásti. Ochranný obvod spolu s chráněným objektem byl podroben laboratorním zkouškám. Při zkouškách bylo zařízení namáháno opakovaným přepětím, což odpovídá jednak výskytu přepětí na zařízení, jednak lze tímto postupem lépe zjistit případnou poruchu zařízení. Po zkouškách nebyly zjiš těny žádné závady.

200 jóg

Vynález je znázorněn na výkrese, kde mezi animaci elektrodu á potrubí 2, je paralelně připojeno jiskřiště 2 ^a bleskojistka £, animací elektroda 1 je dále spojena přes minimálně jeden odpor 2» jehož maximální napětí je větěí nebo rovno maximálnímu možnému rázovému napětí mezi animaci elektrodou 1 a potrubím 2, a katodou Zenerovy diody která je spojena a dalěím odporem 2, jenž je spojen s antiparalelně zapojenými rychlými spínacími diodami 8. a rychlou spínací diodou 2» přičemž dolní dioda 8 js spo jena katodami β potrubím 2 a Zenarova dioda 6 i rychlé spínací diody 8 a jaou druhým volným konoem spojeny a potrubím 2. a paralelně k spínacím diodám je připojen kondensátor 10« Výetup ochranného obvodu je vyveden na svorky 11 a 12 vstupního zesilovače.

Předmět vynálezu lze použít pro všechny typy automaticky řízených zařízení aktivní

Claims (1)

1. Zapojení ochranného obvodu vstupního zesilovače u zařízení aktivní protikorozní oehra ny, vyznačená tím, že mezi animaci elektrodu (1) a potrubí (2) je paralelně připojeno jiskříš tě (3) a bleskojistka (4), animaci elektroda (1) je dále spojena přeeminimálně jedem odpor (5), jehož maximální napětí je větší nebo rovno maximálnímu možnému rázovánu napětí mezi animaci elektrodou (1) a potrubím (2), a katodou Zenerovy diody (6), která je spojena a dalěím odporem (7), jenž je spojem a antiparalelně zapojenými rychlými spínacími diodami (8) a rychlou spínací diodou (9), přičemž dolní dioda (8) je spojena katodo'u a potrubím (2) a Zenarova dioda (6) i rychlé spínací diody (8 a 9) jeou druhým volný· koncem Spojeny a potrubím (2) a paralelně k spínacím diodám jo připojen kondenzátor (10).