CZ7964U1 - Zapojení pro měření hodnot k určení místa a velikosti defektu izolace - Google Patents

Description

Zapojení pro měření hodnot k určení místa a velikosti defektu izolace kovového potrubí uloženého v zemi

Oblast techniky

Technické řešení se týká zapojení pro měření hodnot k určení místa a velikosti defektu izolace kovového potrubí uloženého v zemi především u dálkových ocelových potrubí opatřených vnější izolací.

Dosavadní stav techniky

Metody průzkumu, prováděného nad zemí, za účelem stanovení místa a velikosti holé plochy povrchu potrubí u defektu izolace mají pouze omezenou vypovídací schopnost. Tyto techniky využívající střídavý nebo stejnosměrný proud mohou být použity k rozlišení relativních velikostí poškozené izolace na malé, střední a velké, přičemž skutečná absolutní velikost holého povrchu (bez izolace) určena být nemůže.

Všechny techniky s použitím střídavého proudu zavádí mezi izolované ocelové potrubí a pomocné uzemnění (zaražené do půdy nejméně 0,2 m hluboko a v kolmé vzdálenosti min. 15 m od potrubí) střídavý proud o tónovém kmitočtu (obvykle 700 až 1500 Hz). Defekty v izolaci jsou určovány monitorováním signálu mezi dvěma měřicími elektrodami přemísťovanými podél potrubí v odstupu několika metrů. Ve standardní modifikaci podle Pearsona postupují dva pracovníci za sebou v ose kontrolovaného potrubí ve stále stejné vzdálenosti L = 6 až 7 m. První pracovník vyhledává pomocí přijímače a hledači cívky trasu kontrolovaného potrubí tak, aby odchylka od osy potrubí nebyla větší než ± 0,25 m. Je-li na potrubí místo s poškozenou izolací přijímaný signál se ve sluchátkách druhého pracovníka zesílí, jakmile se první pracovník se snímačem signálu přiblíží k tomuto místu. Jde-li pracovník dále, signál se zeslabuje až do doby, než pracovník, který jde vzadu se přiblíží se svým snímačem signálu k místu defektu izolace. Strmější gradient je ve sluchátkách slyšitelný jako zesílený nízkofrekvenční tón a je též viditelný na indikátoru přijímače. Vzdálenost 6 až 7 m mezi dvěma pracovníky umožňuje rozlišit změnu v hustotě proudu a přesně lokalizovat defekt v izolaci potrubí. Snímání signálu může být provedeno jednak galvanickým způsobem (při použití zemnících kontaktů, např. na botách), jednak kapacitním způsobem (při kterém se využívá kapacity lidského těla vůči zemi).

Techniky využívající střídavý proud mají sklon ke vzniku falešných signálů v místech, kde žádné poškození izolace není. Při kontrole potrubí s velmi kvalitní izolací (např. s extrudovaným PE) může docházet k tomu, že nízkofrekvenční signál z vysílače (signálu generátoru) se indukuje na kovové předměty, které byly při zásypu potrubí zapomenuty ve výkopu. Může se jednat např. o různé dráty, opotřebovaná lana z bagrů apod. V těchto případech se v přijímači tyto předměty jeví jako defekt izolace. Dalším problémem Pearsonovy metody je kapacitní vazba u potrubí s izolací o relativně malé tloušťce (např. epoxidové) a v důsledku toho vzniku falešných signálů i u nepoškozené izolace. Tato izolace však u nás nebyla zatím použita. Falešné signály se mohou projevit i u kvalitní izolace, při průchodu potrubí různými půdami (s různým obsahem vody, s prudkou změnou měrného odporu půdy apod.).

Techniky na bázi stejnosměrného proudu využívají pro lokalizaci defektů izolace a určování jejich velikosti přímo samotný systém katodické ochrany. Místa s poškozenou izolací jsou místy zvýšeného vstupu ochranného proudu do potrubí. Tento elektrický proud způsobuje tzv. napěťový kráter, kteiý lze na povrchu země zjistit měřením intenzity elektrického pole. Rozdíl potenciálu mezi dvěma referenčními elektrodami na povrchu země poskytuje informaci o velikosti a směru toku ochranného proudu. Nejvíce používaná metoda tzv. intenzivního měření využívá měření potenciálu potrubí - půda za použití přenášené elektrody Cu/CuSOí (pomocí odvíjeného vodiče z kabelového bubnu délky 1,5 km) při synchronním vypínání a zapínání stanic katodické ochrany. Jedná se o tzv. metodu CIPS (Close Interval Pipe-to-Soil Measurement), kdy

-1 CZ 7964 Ul je potenciál potrubí - půda měřen s různou délkou kroku - i v metrových intervalech podél potrubí, a to jak potenciál zapínací, tak vypínací. Výsledkem měření je tabulka potenciálů Uz a Uv v závislosti na vzdálenosti od měřicího objektu na potrubí. Po skončení měření jsou data z měřicího pultu přenesena do počítače pro vyhodnocení pomocí dodávaného software. Metoda vyžaduje dvě pochůzky po trase.

Další diagnostická metoda využívá měření gradientu potenciálu za použití min. dvou referenčních Cu/CuSC>4 elektrod, v zahraničí označovaná DCVG (Direct Current Voltage Gradient). Tato technika postranní elektrody je podstatně pohodlnější a pružnější (nepoužívá se dlouhý kabel odvíjený z bubnu), přičemž jedna referenční elektroda je umístěna nad potrubím, druhá stranou ve vzdálenosti ca y= 10 m. Měří se hodnoty spádu napětí ÁU při zapnutém a vypnutém systému katodické ochrany. Tato technika je citlivá na velikost defektu v izolaci, i když množství malých defektů může zůstat neidentifikováno.

Další metodou využívající stejnosměrného proudu je systém PIM (Pipeline Integrity Management), což je varianta metody DCVG, využívající pomocného zdroje ss proudu v příslušném měřicím objektu pro zesílení intenzity ss elektrického pole v měřeném úseku potrubí v délce 0,5 až 2 km. U této modifikace metody DCVG jde pracovník přibližně v ose potrubí, v každé ruce má speciální tyčovou Cu/CuSO₄ elektrodu, které jsou kabely připojeny na měřicí přístroj ručkový s nulou uprostřed (DCVG Meter), který při pochůzce má zavěšený na krku pomocí řemenu tak, aby mohl stále sledovat výchylky přístroje podle polohy obou tyčových elektrod, které jsou ve vzájemné vzdálenosti asi 1,5 m. Tyto dvě měřicí elektrody jsou umísťovány nejdříve osově směrem k defektu a teprve pro přesnější identifikaci též příčně. Pro posouzení místa a rozsahu poškození izolace je vypracován program založený na deseti různých vstupních informacích (včetně pH a měřeného odporu půdy).

Všechny stejnosměrné techniky podléhají určitým omezením, vyplývajícím z nepřesnosti měření potenciálu a navíc jsou velmi pracné.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zapojení pro měření hodnot k určení místa a velikosti defektu izolace kovového potrubí uloženého v zemi, jehož podstata spočívá v tom, že k existujícímu sérioparalelnímu obvodu je připojen detekční obvod s galvanickou a iontovou proudovou cestou sestávající z napájecího obvodu tvořeného zdrojem a odpory zapojených do série v tomto pořadí: generátor nízkofrekvenčních signálů se zesilovačem - měřicí objekt katodické ochrany - izolované kovové potrubí - defekt v izolaci - půdní elektrolyt - pomocné uzemnění - generátor. Současně je paralelně připojen měřicí obvod se sériovou kombinací odporů: defekt v izolaci - půdní elektrolyt - zemnící kontakt - svorkovnice č. 1 - svorkovnice č. 2 - zemnící kontakt - půdní elektrolyt, na jehož výstupu ve svorkovnici č. 2 je zapojen přijímač se zesilovačem, se sluchátky a indikátorem přijímače. Následně je uspořádán nejméně jeden detekční obvod na bázi stejnosměrného elektrického pole, který je paralelně připojen k existujícímu sérioparalelnímu obvodu sériovou kombinací odporů v tomto pořadí: defekt v izolaci - půdní elektrolyt - přenosná referenční elektroda - měřicí přístroj - přenosná referenční elektroda - půdní elektrolyt.

Zapojení podle technického řešení se dále provádí tak, že ke zkoumanému sérioparalelnímu obvodu jsou paralelně přes defekt v izolaci připojeny tři měřící stejnosměrné obvody se sériovou kombinací odporů půdní elektrolyt, přenosná referenční elektroda s fixní polohou, měřicí přístroj, přenosná referenční elektroda v druhé poloze, půdní elektrolyt, s analogickým zapojením přenosné referenční elektrody, ve třetí poloze a přenosné referenční elektrody ve čtvrté poloze.

Zapojení podle technického řešení může být realizováno také tak, že přes měřicí objekt katodické ochrany je připojen pomocný stejnosměrný napájecí obvod, přičemž na pomocný zdroj stejnosměrného napětí jsou v sérii připojeny pomocné uzemnění, půdní elektrolyt, defekt

-2CZ 7964 U1 v izolaci, izolované kovové potrubí, měřicí objekt katodické ochrany, pomocný zdroj stejnosměrného napětí.

Výhody zapojení spočívají vtom, že pří kombinované diagnostické metodě se při jediné pochůzce po trase defekt izolace vyhledá a rozliší se, zda jde skutečně o poškození izolace (tj. holý povrch potrubí je v kontaktu s půdou), určí se přibližná velikost (3 kategorie: 1. malá, 2. střední, 3. velká) někdy i poloha defektu izolace na obvodu potrubí (u větších průměrů nad DN 500), místo poškození izolace se vyznačí v terénu a zaměří se k pevným bodům. Tohoto efektu je dosaženo tak, že se vytvoří napájecí a detekční obvod založený na využití střídavého magnetického pole a následně se vytvoří nejméně jeden detekční obvod na bázi měření intenzity stejnosměrného elektrického pole vznikajícího provozem katodické ochrany a sice na místech určených metodou s využitím elektrického signálu na akustické frekvenci, vloženého mezi potrubí a pomocnou zemněnou elektrodu. Zvýšeného účinku může být dosaženo také tak, že v oblastech s bludnými stejnosměrnými proudy při průměrné intenzitě cizího proudového pole E>l,5mV.m'' nebo bez katodické ochrany se u nejbližšího měřicího objektu od místa poškození izolace indikovaném metodou střídavého magnetického pole vytvoří pomocný napájecí obvod stejnosměrného proudu k zesílení gradientu potenciálu, přičemž spád napětí na povrchu země se cyklicky měří při zapnutém a vypnutém pomocném zdroji stejnosměrného proudu, přičemž změna spádu napětí ÁU vyvolaná pomocným zdrojem stejnosměrného proudu se spočítá ze vztahu: AU = ÁU_Z - ÁU_V (mV), kde ÁU_Z je spád napětí mezi dvěma referenčními elektrodami při zapnutém pomocném zdroji proudu a ÁU_V je spád napětí při vypnutém zdroji stejnosměrného proudu. V místě defektu v izolaci lokalizovaném podle techniky střídavého proudu, je na povrchu terénu uspořádána nejméně jedna dvojice přenosných referenčních elektrod za účelem měření gradientu potenciálu vytvářeném katodickou ochranou, z nichž jedna přenosná referenční elektroda je umístěna na povrchu terénu nad zjištěným defektem izolace a druhá přenosná referenční elektroda je ve vzdálenosti y od první referenční elektrody, přičemž s výhodou se použije polohy v ose izolovaného potrubí nebo rovnoběžně s osou potrubí na obě strany, další poloha referenčních elektrod je přibližně kolmo na osu zkoumaného potrubí taktéž na obě strany. Tento další detekční obvod využívající galvanickou a iontovou proudovou cestu, jakož i katodickou ochraňuje vytvořen s výhodou ve čtyřech polohách.

V oblastech s bludnými proudy se současně s měřicím obvodem na měření gradientu potenciálu vytvoří pomocný napájecí obvod u měřicího objektu katodické ochrany za účelem zesílení intenzity stejnosměrného elektrického pole v místech s defektem v izolaci. Dále se detektorem změří hloubka potrubí nebo defektu v izolaci potrubí pod terénem, určí se geometrické uspořádání měřicích elektrod vůči místu na povrchu terénu lokalizovaném střídavou metodou a v tomto místě se stanoví měrný odpor půdy a poté se vypočítá velikost defektu izolace.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, na kterém obr. 1 znázorňuje zapojení napájecích a detekčních obvodů u zkoumaného izolovaného kovového potrubí uloženého v zemi, u kterého se vyskytují defekty v izolaci a toto potrubí je katodicky chráněno.

Příklady provedeni

Zapojení je možno prakticky ukázat na dvou příkladech, které se týkají dálkového izolovaného ocelového potrubí, jehož trasa prochází územím s různými geologickými a geochemickými charakteristikami, kde část trasy je ovlivněna bludnými proudy ze stejnosměrně elektrizované kolejové dopravy. U tohoto potrubí musíme předpokládat, že na některých místech trasy má z různých důvodů poškozenou izolaci. Z hlediska účinnosti katodické ochrany je důležité znát místa a rozsah poškození izolace potrubí pro provedení nápravných opatření. Z hlediska vhodného použití diagnostických metod se v poměrech naší republiky dají vytipovat 2 základní

-3 CZ 7964 Ul případy; úseky potrubí prakticky bez bludných proudů a trasa potrubí ovlivněná středními a velkými ss bludnými proudy.

Příklad č. 1

Izolované kovové potrubí I zocelí profilu 924/12 mm, opatřené vnější asfaltovou izolací o tloušťce 5,2 mm je opatřeno katodickou ochranou s usměrňovačem, průměrná vzájemná vzdálenost zdrojů 27 stejnosměrného napětí je 17 km, měřicí objekty 8 katodické ochrany jsou v intervalu 1 až 2 km. Z provozně - bezpečnostních důvodů a vzhledem k více než desetiletému uložení izolovaného kovového potrubí 1 bylo rozhodnuto provést v km 63,0 až 170,0 vyhodnocení účinnosti katodické ochrany se zřetelem na místa s defektem v izolaci 2. V daném úseku se vyskytují pouze slabé bludné proudy: V místě měřicího objektu 8 katodické ochrany v km 63,2 se připojí zdroj 9 střídavého napětí o tónovém kmitočtu, např. vysílač typu SEBA Dynatronic FLS 28, druhá svorka se připojí k pomocnému uzemnění U např. k ocelové tyči, která se zarazí do půdy 3 nejméně 0,2 m hluboko, v kolmé vzdálenosti od izolovaného kovového potrubí I minimálně 15 m.

Před vyhledáváním vad izolace je třeba vypnout a odpojit zdroj 27 stejnosměrného napětí stanic katodické ochrany (zejména automaticky řízené) a rozpojit propojovací objekty na trase, včetně diodové nebo kondenzátorové ochrany. Značné snížení dosahu signálu zdroje 9 střídavého napětí o tónovém kmitočtu způsobují chráničky galvanicky spojené s izolovaným kovovým potrubím i. V těchto místech se nedoporučuje připojovat zdroj 9 střídavého napětí o tónovém kmitočtu. Je třeba vždy vyhledat optimální nastavení všech prvků včetně zesílení na indikátoru 7 přijímače v závislosti na vyregulování zdroje 9 střídavého napětí o tónovém kmitočtu v daných podmínkách - např. obsluha generátoru musí udržovat spojení s pracovníky na trase a regulovat výkon podle jejich pokynů. Je to důležité zejména v úsecích, kde je signál vysílaný do izolovaného kovového potrubí I rušen z jiných zdrojů (elektrizované dráhy, radiové vysílače, linky wn apod.).

Samotné vyhledávání míst s defektem v izolaci 2 provádějí dva pracovníci, kteří mají obuv opatřenou zemnícími kontakty j2 např. ocelovými hroty. Tyto hroty jsou měřicím kabelem 13 a spojovacím vodičem 15 propojeny do svorkovnice 14 prvé a svorkovnice 16 druhé a měřicím kabelem 17 do přijímače 5 se zesilovačem druhého pracovníka vyhledávajícího a upřesňujícího místa defektu v izolaci 2 na povrchu terénu 4. Oba pracovníci jdou přitom po trase kontrolovaného izolovaného kovového potrubí 1 ve stále stejné vzdálenosti za sebou (6 až 7 m). Přední pracovník vyhledává pomocí přijímače 5 se zesilovačem a hledači cívky trasu kontrolovaného izolovaného kovového potrubí 1 tak, aby tito pracovníci dodrželi osu tohoto potrubí s odchylkou max. ± 0,25 m. Je-li někde na izolovaném kovovém potrubí i místo defektu v izolaci 2 přijímaný signál se ve sluchátkách 6 druhého pracovníka zesílí, jakmile se první pracovník přiblíží svými zemnícími kontakty 12 na botách k defektu v izolaci 2 na povrchu terénu 4. Jde-Ii pracovník dále, signál se zeslabuje až do doby než pracovník, který je vzadu se přiblíží svými zemnícími kontakty 12 k místu defektu v izolaci 2 na povrchu terénu 4. K. upřesnění místa defektu v izolaci 2 zadní pracovník, který má přijímač se zesilovačem 5 zapojen na signál ze zemnících kontaktů 12 na botách, se postaví mimo trasu izolovaného kovového potrubí 1 přibližně kolmo k indikovanému defektu v izolaci 2. Podle pokynů tohoto pracovníka prochází první pracovník na povrchu terénu 4 s indikovaným defektem v izolaci 2. Tím, že druhý pracovník stojí v klidu na místě, při stále stejné intenzitě proudového pole, snadněji určí defekt v izolaci 2 a to jednak podle síly signálu ve sluchátkách 6 a jednak podle výchylky indikátoru 7 přijímače na přijímači se zesilovačem 5. Takto lze s velkou přesností vyhledat defekty v izolaci 2 a to i takové, které jsou v krátké vzdálenosti za sebou. Ojedinělé defekty izolace 2 lze určit s přesností ± 0,1 m. Tímto způsobem lze též zjistit vadné chráničky izolovaného kovového potrubí I (které mají galvanický kontakt s tímto potrubím), vadné izolování měřicích objektů 8, kontakt izolovaného kovového potrubí I se stěnami armatumích šachet (s ocelovými prvky) a jiná místa, která jsou v kontaktu s izolovaným kovovým potrubím 1.

-4CZ 7964 U1

Další 2 členové pracovní skupiny označují místa na povrchu terénu 4 se zjištěným defektem v izolaci 2 (např. pomocí dřevěných očíslovaných kolíků) a zaměřují v terénu k pevným bodům a zakreslují do mapových podkladů s vyznačenou trasou izolovaného kovového potrubí L

K. upřesnění, zda se jedná o defekt v izolaci 2 nebo o cizí kovový předmět v blízkosti izolovaného kovového potrubí I, který však nemá galvanický kontakt s tímto potrubím se provádí měření spádu stejnosměrného napětí mezi dvěmi referenčními elektrodami. Měření se provádí tak, že přenosná referenční elektroda 20 ve fixní poloze je v ose izolovaného kovového potrubí I nad vytyčeným místem na povrchu terénu 4 s defektem v izolaci 2, přenosná referenční elektroda 2i v prvé poloze se umisťuje postupně ve vzdálenosti 5 až 10 m po ose izolovaného kovového potrubí I, přenosná referenční elektroda 22 v druhé poloze podobně na druhou stranu za defekt v izolaci 2, přenosná referenční elektroda 23 ve třetí poloze napravo a přenosná referenční elektroda 24 ve čtvrté poloze nalevo od osy izolovaného kovového potrubí i. Provedou se celkem čtyři měření (do kříže). K měření je vhodné použít měřicí přístroj 26, např. multimetr, který měří s přesností alespoň na tři desetinná místa, tj. v rozsahu milivoltů a zapojovat jej tak, že přenosná elektroda 20 ve fixní poloze nad zaměřeným defektem v izolaci 2 je připojena na minusovou svorku měřicího přístroje 26. Jedná-li se o defekt v izolaci 2 izolovaného kovového potrubí I, všechny naměřené hodnoty spádu napětí ukazují plusovou polaritu. Jde-li o cizí kovový předmět, který nemá galvanický kontakt s izolovaným kovovým potrubím I, výsledný směr spádu napětí vždy ve dvou měřeních ukazuje zápornou hodnotu.

Z provedených měření v terénu, po zapojení zdroje 9 střídavého napětí o tónovém kmitočtu u měřicího objektu 8 v km 63,200 byly v měřeném úseku metodou střídavého proudu lokalizovány 2 „defekty'¹ izolace č. 1: v km 64,020 označený jako střední, tj. 2. kategorie a č. 2 v km 64,323, „defekt“ v izolaci 2 označený jako velký, tj. 3. kategorie. Oba „defekty“ v izolaci byly zaměřeny v terénu KVB aKMO a označeny dřevěnými kolíky č. 2 ač. 3. Zdroj 27 stejnosměrného napětí, např. usměrňovač připojený v km 68,150 vytváří kolem potrubí ss elektrické pole, které lze změřit na povrchu terénu 4. U vady č. 1 (km 64,020) byl aplikován detekční obvod: povrch terénu 4 - přenosná referenční elektroda 20 ve fixní poloze - měřicí kabel 25 - měřicí přístroj 26, např. multimetr - měřicí kabel 25 - povrch terénu 4 - přenosná referenční elektroda 21 v prvé poloze, přičemž vzdálenost mezi přenosnou referenční elektrodou 21 v prvé poloze a přenosnou referenční elektrodou 20 ve fixní poloze byla y = 5,0 m, přenosná referenční elektroda 21 v prvé poloze byla připojena k plusové svorce měřicího přístroje 26. Hodnota spádu napětí byla změřena U| = -3,2 mV, za stejných podmínek byl změřen spád napětí mezi přenosnou referenční elektrodou 20 ve fixní poloze a přenosnou referenční elektrodou 22 ve druhé poloze, U₂ = +6,3 mV, přičemž přenosná referenční elektroda 21 v prvé poloze a přenosná referenční elektroda 22 ve druhé poloze byly umístěny v ose potrubí. Dále byly změřeny hodnoty spádu napětí ve směru kolmém na osu izolovaného kovového potrubí 1: ve směru staničení vpravo U₃ = -l,4mV mezi přenosnou referenční elektrodou 20 ve fixní poloze a přenosnou referenční elektrodou 23 ve třetí poloze a vlevo ÁU₄ = +8,9 mV mezi přenosnou referenční elektrodou 20 ve fixní poloze a přenosnou referenční elektrodou 24 ve čtvrté poloze. Z měření vyplývá, že se nejedná o defekt v izolaci, ale o kovový předmět v blízkosti izolovaného kovového potrubí I (není splněno kritérium polarity tj. spád napětí ve směru k přenosné referenční elektrodě 20 ve fixní poloze).

Poté byl měřen spád napětí nad „defektem“ v izolaci č. 2 v km 64,323. Obdobným postupem byly zjištěny hodnoty U| = +5,9 mV, U₂ = +6,8 mV, U₃ = +2,9 mV, U₄ = +3,7 mV. Jedná se tedy o defekt v izolaci, tj. všechny změřené hodnoty Ujsou kladné. Bylo přikročeno k odkrytí vady v izolaci a bylo zjištěno, že se jedná o plochu přibližně tvaru elipsy ocelkové ploše kovového povrchu S = 80 cm². Z dalších analýz vyplynulo, že tento povrch byl katodicky chráněn a nebylo tedy nutné defekt v izolaci opravovat.

Příklad č. 2

Na potrubí podle příkladu ě. 1 je trasa v úseku km 170,0 až 205,0 ovlivněna bludnými proudy za stejnosměrně elektrizované železnice a v daném úseku je potrubí chráněno automaticky řízenými

-5CZ 7964 Ul stanicemi katodické ochrany. Bylo proto rozhodnuto u měřicího objektu 8 katodické ochrany v km 173,231 instalovat pomocný zdroj stejnosměrného proudu, aby bylo možno vyhodnotit střídavou metodou lokalizované „defekty“ v km 173,820 a v km 174,320. Byl použit pomocný zdroj 30 stejnosměrného napětí s výstupním napětím max. 50 V, pro dané podmínky, s ohledem na přesnost měření spádu napětí nad „defekty“ izolace by měl výstupní proud být v rozmezí I = 2 až 6 A, doporučuje se, aby pomocné uzemnění 32 mělo max. zemní odpor 10 Ώ, přičemž minimální vzdálenost tohoto pomocného uzemnění 32 od izolovaného kovového potrubí I by měla být b = 15 m. U pomocného zdroje je zapojen do série vypínač (pro ruční ovládání) nebo cyklovaě (s automatickým zapínáním a vypínáním zdroje, resp. přerušením obvodu) - viz obr. 1.

ίο V místě defektu izolace měříme spád napětí na povrchu země (při y = 5 m) např. mezi přenosnou referenční elektrodou 20 ve fixní poloze a přenosnou referenční elektrodou 21 v první poloze takto:

Změří se spád napětí při zapnutém pomocném zdroji proudu AU_Z a bezprostředně po vypnutí zdroje proudu AU_V (doporučuje se několikrát opakovat cyklus). Spád napětí způsobený proudem z pomocného zdroje je AU = AU_Z - AU_V (mV). V km 173,820 byly změřeny tyto hodnoty spádu napětí mezi:

U_z = +8,3 mV, U_v = +1,7 mV, AUi = 8,3 -1,7 = +6,6 mV

Obdobně byly měřeny další hodnoty (do kříže): ve směru přenosná referenční elektroda 22 ve druhé poloze a elektroda 20 ve fixní poloze: AU2 = +4,3 mV, ve směru přenosná referenční elektroda 23 ve třetí poloze a elektroda 20 ve fixní poloze: AU3 = +3,2 mV, ve směru přenosná referenční elektroda 24 ve čtvrté poloze a 20 ve fixní poloze: AU₄ = +4,1 mV. Jedná se tedy o defekt v izolaci 2 z potrubí a je třeba rozhodnout o dalších krocích. K tomu může posloužit znalost dalších faktorů jako je hloubka h (m) kovového izolovaného potrubí 1 nebo defektu v izolaci 2 pod povrchem terénu 4, měrný odpor p (Ωπι) půdy v okolí defektu izolace, případně i pH půdy. Ke stanovení velikosti defektu izolace 2 (kovového povrchu v kontaktu s půdou) je účelné použít výpočtovou metodu založenou na určení velikosti přechodového odporu v defektu izolace potrubí na rozhraní kovový povrch - půda.

Průmyslová využitelnost

Zapojení pro měření hodnot k určení místa a velikosti defektu izolace kovového potrubí uloženého v zemi lze s výhodou použít při kontrole kvality izolace potrubí před kolaudacím, při periodických kontrolách po 5, 10 a více letech uložení potrubí v zemi a v rámci průzkumu k rozhodnutí o použití starého potrubí pro jiné účely, zejména v oblastech s bludnými proudy.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zapojení měření hodnot k určení místa a velikosti defektu izolace kovového potrubí

   35 uloženého v zemi, ve kterém na zdroj stejnosměrného napětí je připojen sérioparalelní obvod s galvanickou a iontovou proudovou cestou, vyznačující se tím, žek sérioparalelnímu obvodu je přes měřicí objekt (8) katodické ochrany připojen napájecí střídavý obvod s galvanickou a iontovou proudovou cestou, přičemž na zdroj (9) střídavého napětí o tónovém kmitočtu jsou v sérii připojeny měřicí objekt (8) katodické ochrany izolované kovové potrubí (1),

   40 dále jsou připojeny sérioparalelně defekty v izolaci (2), půdní elektrolyt (3), pomocné uzemnění (11), do série je připojen zdroj (9) střídavého napětí o tónovém kmitočtu, současně je přes defekt v izolaci (2) paralelně připojen měřicí střídavý obvod se sériovou kombinací odporů, který tvoří půdní elektrolyt (3), zemnící kontakt (12), prvá svorkovnice (14), druhá svorkovnice (16), zemnící kontakt (12), půdní elektrolyt (3), přičemž na výstupu z druhé svorkovnice (16) je

   -6CZ 7964 Ul zapojena sériová větev, kterou tvoří přijímač se zesilovačem (5) a sluchátka (6), variantě indikátor (7) přijímače, následně je uspořádán nejméně jeden měřicí stejnoměrný obvod s galvanickou a proudovou iontovou cestou připojený ke zkoumanému sérioparalelnímu obvodu paralelně přes defekt v izolaci (2) a tvořený sériovou kombinací odporů půdní elektrolyt (3),

   5 přenosná referenční elektroda (20) s fixní polohou, měřicí přístroj (26), přenosná referenční elektroda (21) v prvé poloze, půdní elektrolyt (3).
2. 2. Zapojení podle nároku 1, vyznačené tím, že ke zkoumanému sérioparalelnímu obvodu jsou paralelně přes defekt v izolaci (2) připojeny tři měřicí stejnosměrné obvody se sériovou kombinací odporů půdní elektrolyt (
3. 3). přenosná referenční elektroda (20) s fixní ío polohou, měřicí přístroj (26), přenosná referenční elektroda (22) v druhé poloze, půdní elektrolyt (3), s analogickým zapojením přenosné referenční elektrody (22) ve třetí poloze a přenosné • referenční elektrody (24) ve čtvrté poloze.

   t 3. Zapojení podle nároku 1, vyznačené tím, že přes měřicí objekt (8) katodické ⁹ ochrany je připojen pomocný stejnosměrný napájecí obvod, přičemž na pomocný zdroj (30)

   15 stejnosměrného napětí jsou v sérii připojeny pomocné uzemnění (32), půdní elektrolyt (3), defekt v izolaci (2), izolované kovové potrubí (1), měřicí objekt (8) katodické ochrany, pomocný zdroj (30) stejnosměrného napětí.
4. 4. Zapojení podle nároků 1 a2, vyznačené tím, že je uspořádán druhý měřicí střídavý obvod na bázi snímání kapacitního signálu, přičemž přes defekt v izolaci (2) je paralelně

   20 připojena sériová kombinace odporů půdní elektrolyt (3), povrch terénu (4), tělo (18) prvního pracovníka, přijímač se zesilovačem (5), tělo (19) druhého pracovníka, povrch terénu (4), půdní elektrolyt (3), na výstupech přijímače se zesilovačem (5) jsou zapojena sluchátka (6) a indikátor (7) přijímače.