CS200265B1

CS200265B1 - Connection of input amplifier protective circuit at the device of active anticorrosive protection

Info

Publication number: CS200265B1
Application number: CS51579A
Authority: CS
Inventors: Pavel Veleta; Tomas Novotny
Original assignee: Pavel Veleta; Tomas Novotny
Priority date: 1979-01-23
Filing date: 1979-01-23
Publication date: 1980-09-15

Description

Vynález ae týká zapojení ochranného obvodu vstupního zesilovače u zařízení aktivní protikorozní ochrany a ředí problém zlepšení katodické ochrany potrubních systémů.The present invention relates to the input amplifier circuitry of an active corrosion protection device and addresses the problem of improving cathodic protection of piping systems.

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.The controlled cathodic protection rectifier has an output voltage controlled by the soil conduit potential that ae acquires by means of a sensing electrode located near the conduit. The potential difference between the sensing electrode and the piping is fed via a cable to the input differential amplifier, where a and this compares this voltage to the reference voltage. The output voltage of the differential amplifier controls the opening angle of the thyristors by means of other circuits and thus indirectly controls the output voltage of the rectifier. As a result of storm activity and power lines, overvoltages occur between the pipeline and the animation, reep. reference electrode. The rectifier input amplifier is fitted exclusively with semiconductor elements that are highly sensitive to overvoltage, so that they can be destroyed even at a small excess of the limit values. Miniaturization reduces jump distances in circuits and reduces the resistance of conductive parts to excessive currents.

Bez řádné ochrany by docházelo k četným poruchám zařízeni.Without proper protection, numerous equipment failures would occur.

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 aIn active anti-corrosion protection devices manufactured so far, the input amplifier protection circuit is connected by connecting a capacitor between the sensing electrode and the piping, which is connected at one end with a choke, which is connected to the capacitor, which is connected to the other a first capacitor, two parallel Zener diodes connected in parallel to the second capacitor, and

ZOOZOO

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.200 2OS parallel to the choke is connected one resistor. The resistor, along with the choke, is not enough to reduce the shock wave sufficiently, so that a large current can pass through the Zener diode, which the diode cannot withstand. Also, the jump voltage of one resistor is low. This protection circuit connection is in most cases unsatisfactory and very often damage the Zener diodes and possibly other components, which results in the failure of the entire rectifier. The consequences of withdrawing a cathodic protection rectifier can often be disastrous, especially in areas with stray currents. Experience has shown that pipelines located in areas ee with strong stray currents can be perforated in three months without active protection. Ensuring continuous cathodic protection for major piping systems such as transit pipelines, oil pipelines, etc. is particularly important. Failure to do so may result in groundwater pollution, explosion, human injury, huge loss of transported media and, ultimately, major national economic losses due to transit obligations. for other states.

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.The object of the invention is that the spark electrode and the surge arrester are connected in parallel between the sensing electrode and the conduit, the sensing electrode is further connected via at least one resistor whose maximum voltage is greater than the maximum possible shock voltage between the sensing electrode and the conduit , with a cathode of a Zener diode which is connected by a β other resistor which is connected and connected by an anti-parallel fast switching diode and a fast switching diode, wherein the lower diode is connected by a cathode to the pipeline; a capacitor is connected in parallel to the switching diodes.

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.The circuitry of the invention prevents the input amplifier from failing due to excessive voltages, such that ee achieves a faster rise in voltage on the protective circuit than on the input amplifier, and the protective circuit is capable of handling several kW voltages. The use of fast switching diodes is justified by the requirement to quickly reduce excessive voltages. The lightning arrester ensures the limitation of the shock voltage to the value of the shock ignition voltage and after ignition to the glow discharge voltage. The spark gap and the Zener diode make a backup in case the lightning arrester is damaged. In the case of a prolonged overvoltage, most of the voltages are lost on the Zener diode and the fast switching diodes are not subject to load. The protective circuit connected in this way enables to achieve any high input resistance by using more diodes in series. The more diodes are used, the lower the voltage is on one diode and the lower current flows through the diodes in the forward direction. The currents flowing by the surge arrester in the ignited state, the Zener diode and the reverse diode can be neglected. Condenser leakage current can be minimized by using a high-quality tantalum capacitor. The tantalum capacitor together with the resistors determines the time constant of the feedback loop output voltage of the rectifier - pipe potential - soil.

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.The advantage of the circuit is high reliability and easy implementation of domestic components. High reliability is guaranteed by oversizing and backing up important components. The protective circuit together with the protected object was subjected to laboratory tests. During the tests, the device was subjected to repeated overvoltage, which corresponds both to the occurrence of overvoltage on the device and to the possible failure of the device. No defects were found after the tests.

200 jóg200 yog

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.The invention is illustrated in the drawing where between the animation of the electrode and the conduit 2, a spark gap 2 ^{and a} lightning arrester 6 are connected in parallel, the animation of the electrode 1 is further connected via at least one resistor 2 whose maximum voltage is greater than or equal to and a pipe 2, and a cathode of a Zener diode which is connected and a further resistor 2 which is connected to the antiparallel connected fast switching diodes 8 and a fast switching diode 2, wherein the lower diode 8 is connected by cathodes the switching diodes 8 and the second free connector are connected and a condenser 10 is connected via a line 2 and in parallel to the switching diodes.

Předmět vynálezu lze použít pro všechny typy automaticky řízených zařízení aktivníThe present invention can be used for all types of automatically controlled active devices

Claims

The input amplifier protection circuit of an active anti-corrosion barrier device, characterized in that a spark gap (3) and a lightning arrester (4) are connected in parallel between the electrode animation (1) and the pipe (2), and the electrode animation (1) is further connected a poison resistor (5) whose maximum voltage is greater than or equal to the maximum possible voltage surge between the animation of the electrode (1) and the pipe (2), and the cathode of the Zener diode (6) being connected and the other resistor (7) and antiparallel wired fast switching diodes (8) and fast switching diodes (9), wherein the lower diode (8) is connected to the cathode and the pipe (2) and both the Zenar diode (6) and the fast switching diodes (8 and 9) are the other A capacitor (10) is connected to the diodes (2) and parallel to the switching diodes.