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Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen des Rohr-/Boden-
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Potentials kathodisch geschützter Rohrleitungen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen, taktmäßigen Ein- und Ausschalten
von Fremdstromanlagen zwecks Überprüfung des Rohr-/Boden-Potentials von durch Fremdstrom
kathodisch geschützten Rohrleitungen.
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Der Korrosionsschutz erdverlegter metallischer Bauteile wie z.B. Lagertanks
und Rohrleitungen mit Hilfe von Fremdstromanlagen ist bekannt und wird in zunehmendem
Maße angewandt, um einerseits meist kostspielige Reparaturen an den Bauteilen zu
vermeiden und andererseits die Umgebung der Bauteile gegen Schäden durch Austritt
der in den Bauteilen befindlichen Medien zu schützen. Weiterhin ist bekannt, daß
die Korrosionsschutzwirkung der Fremdstromanlagen in regelmäßigen Zeitabständen,
die mehrere Monate bis zu mehreren Jahren betragen können, überprüft werden muß.
Dabei wird das Rohr-/Boden-Potential überprüft, wobei es üblich ist, das sogenannte
Ausschalt-Potential zu messen, d.h. das unmittelbar nach dem Abschalten der Fremdstrom-Anlage
anstehende Potential. Solche Kontrollmessungen können an räumlich
begrenzten,
mittels nur einer Fremdstromanlage geschützten Objekten ohne besondere Schwierigkeiten
durchgeführt werden. Bei der Überprüfung des Rohr-/Boden-Potentials von Rohrleitungen,
an denen wegen ihrer Länge mehrere bzw. eine Vielzahl von Fremdstromanlagen installiert
sind, müssen dagegen die durch überschneidung der Wirkungsbereiche benachbarter
Fremdstromanlagen auftretenden Effekte durch gleichzeitiges Ausschalten aller den
Meßbereich beeinflussenden Fremdstromanlagen vermieden werden. Dabei wird folgendermaßen
vorgegangen: Das für die Messung erforderliche Abschalten des Schutzstromes erfolgt
kurzzeitig, z.B. während 3 Sekunden, und wiederholt sich zweimal pro Minute, d.h.
die Fremdstromanlage ist abwechselnd 3 Sekunden aus- und 27 Sekunden eingeschaltet.
Für die unmittelbar nach dem Abschalten durchzuführende Messung genügt der Zeitraum
von 3 Sekunden, es ist jedoch auch möglich, eine andere Taktfolge von z.B. 5 Sekunden
und 25 Sekunden, lo Sekunden und 50 Sekunden oder andere für die Aus- bzw. Einschaltzeit
der Fremdstromanlage zu wählen. Im Hinblick auf die Aufrechterhaltung der Korrosionsschutzwirkung
muß die Einschaltzeit in jedem Fall ein Vielfaches der Ausschaltzeit betragen. Dies
ist insbesondere bei der Kontrolle der Potentiale an ein- bis mehrere hundert
Kilometer
langen Rohrleitungen für die Praxis von Bedeutung, da solche Messungen mehrere Wochen
oder sogar Monate dauern können, weil sich die Meßstellen je nach Bodenbeschaffenheit
bzw. -aggressivität in Abständen von durchschnittlich 1 bis 2 km befinden, während
Fremdstromanlagen etwa bis zu Abständen von 20 bis 30 km an der Leitung installiert
sind. Um die Kontrollmessungen durchführen zu können, müssen sämtliche an der zu
kontrollierenden Leitung befindlichen Fremdstromanlagen während der gesamten Zeit
der Messung im Gleichtakt ein- und ausgeschaltet werden. Die Umschaltung der Fremdstromanlagen
vom Dauerbetrieb auf taktmäßiges Ein- und Ausschalten und das Rückschalten auf Dauerbetrieb
ist bisher eine zeitaufwendige Arbeit, da sämtliche Anlagen sowohl vor Beginn als
auch nach Beendigung der Messungen aufgesucht und umgeschaltet werden müssen. Wesentlich
bedeutungsvoller als dieser Zeitaufwand ist jedoch die Schwierigkeit, bei dieser
Umschaltung eine einheitliche, gleichzeitige Taktfolge für die Schaltzyklen aller
Fremdstromanlagen einzustellen, da nur bei gleichtaktigen Schaltungen das Ausschaltpotential
an allen Meßstellen einwandfrei gemessen werden kann. Bisher ist man in der Weise
vorgegangen, daß nach Umschalten der ersten, an einer Rohrleitung installierten
Fremdstromanlage die
nächste aufgesucht wurde. An dieser wurde der
beim Aus-Takt der ersten Anlage an der zweiten auftretende spontane Abfall des Rohr-/Boden
Potentials auf einem Meßgerät beobachtet und die zweite Anlage wurde von Hand dem
Takt der ersten entsprechend auf Ein-Aus-Betrieb umgeschaltet.
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In gleicher Weise wurden alle weiteren Fremdstromanlagen umgeschaltet.
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Bei dieser Methode können Fehler auftreten, die insbesondere bei den
vorzugsweise angewandten Taktzeiten von 3 und 27 Sekunden zu solchen Verschiebungen
der Taktfolge führen, daß an den zwischen den Fremdstromanlagen angeordneten Meßstellen
eine einwandfreie Messung des Ausschaltpotentials nicht immer gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbeschriebenen Mängel
zu beseitigen und ein Verfahren zu schaffen, mit dem durch Umschalten einer Fremdstromanlage
automatisch alle anderen in praktisch identischem Takt auf Ein-Aus-Betrieb bzw.
zurück in Dauerbetrieb geschaltet werden können. Damit entfällt nicht nur das Aufsuchen
aller Fremdstromanlagen vor Beginn und nach Beendigung der Messungen, sondern es
werden auch Verschiebungen der Taktfolge vermieden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach Inbetriebsetzen
eines an einer Fremdstromanlage angebrachten Taktgebers für das Ein- und Ausschalten
dieser Anlage alle übrigen Fremdstromanlagen mit Hilfe von ihnen angeschlossenen
Taktschaltern vorübergehend abgeschaltet werden, wobei als Impuls für die Auslösung
der Taktschalter der durch das Abschalten einer benachbarten Anlage auftretende
Abfall des Rohr-/Boden-Potentials ausgewertet wird.
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Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zum gleichzeitigen
taktmäßigen Ein- und Ausschalten von Fremdstromanlagen zwecks Überprüfung des Rohr-/Boden-Potentials
von durch Fremdstrom kathodisch geschützten Rohrleitungen, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß durch einen von Hand in Betrieb gesetzten, an einer Fremdstromanlage angeordneten
Taktgeber für das Ein- und Ausschalten dieser Anlage die an allen anderen Fremdstromanlagen
angeordneten Taktschalter die zugehörigen Anlagen im Gleichtakt mit dem Taktgeber
für eine vorgegebene Zeit abschalten, und daß als Impuls für das Ansprechen der
Taktschalter, der durch das Ausschalten einer benachbarten Fremdstromanlage verursachte
spontane Abfall des Rohr-/Boden-Potentials an der Anschlußstelle zur Meßsonde der
mit dem Taktschalter ausgestatteten Anlage, ausgewertet wird.
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Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an einer Korrosionsschutzanlage
(1) eine Steuereinrichtung Typ A angeordnet ist, die aus einem von Hand mit Schalter
6 einschaltbaren Taktgeber (4), der nach Einschalten einen angeschlossenen Verstärker
mit elektronischem Schalter (5), der die Korrosionsschutzanlage in einem vorgegebenen
Takt aus- und einschaltet, besteht, und daß an allen benachbarten Korrosionsschutzanlagen
(2,3 bis n) Steuereinrichtungen Typ B angeordnet sind, die aus einem Eingangs- und
Auswerteteil (8), welcher über den Anschluß zur Meßsonde (7) auf spontane Xnderungen
des Rohr-/Boden-Potentials anspricht, einer Torschaltung (9), die den nachgeschalteten
Taktschalter (10) während der Taktpause gegen Störimpulse sperrt, dem vom Eingangs-
und Auswerteteil (8) angesteuerten Taktschalter (10), und einem nachgeschalteten
Verstärkter mit elektronischem Schalter (5), der die Korrosionsschutzanlage für
eine im Taktschalter (10) vorgegebene kurze Zeit aus und einschaltet, bestehen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, daß die Steuereinrichtungen vom Typ B mit einem Schalter ausgestattet
sind, mit dem der Taktschalter (10) auf Taktgeberfunktion umschaltbar und der Eingangs-
und Auswerteteil (8) sowie die Torschaltung (9) abschaltbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und eine zu seiner Durchführung dienende
Vorrichtung werden nachstehend anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten
beispielsweisen Ausführungsform näher beschrieben.
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In der Zeichnung sind vier entlang einer Leitung installierte Fremdstromanlagen
1, 2, 3, n dargestellt. Zum taktmäßigen Ein- und Ausschalten dieser Anlagen dient
die mit der Fremdstromanlage 1 verbundene Steuereinrichtung, die als Typ A bezeichnet
wird, und die aus einem elektronischen Taktgeber 4, einem Verstärker mit elektronischem
Schalter 5 besteht, der die Fremdstromanlage in einem im Taktgeber 4 eingestellten
Rhytmus ein- und ausschaltet.
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Der Taktgeber 4 wird mit Hilfe des von Hand zu betätigenden Schalters
6 in Gang bzw. außer Betrieb gesetzt. Zum Aus- und Einschalten der weiteren Fremdstromanlagen
2,3 bis n dienen untereinander gleich aufgebaute Steuereinrichtungen, die als Typ
B bezeichnet werden. Diese unterscheiden sich von der Steuereinrichtung Typ A dadurch,
daß sie an Stelle des Taktgebers 4 einen Taktschalter 10 besitzen, der einerseits
in gleicher Weise wie bei der Steuereinrichtung Typ A über einen Verstärker mit
einem elektronischen Schalter 5 mit der jeweiligen Fremdstrom-
anlage
verbunden ist, der aber außerdem mit einem Eingangs- und Auswerteteil 8 verbunden
ist, welcher über den Anschluß zur Meßsonde 7 das Rohr-/Boden-Potential der gegen
Korrosion zu schützenden Rohrleitung laufend überwacht. Bei einem spontanen Abfall
dieses Potentials bewirkt der Eingangs- und Auswerteteil 8 ein Ansprechen des Taktschalters
10, der praktisch verzögerungslos die zugehörige Fremdstromanlage über den Verstärker
mit elektronischem Schalter 5 einmalig kurzzeitig abschaltet. Am Taktschalter 10
wird die selbe Abschaltzeit vorgegeben wie beim Taktgeber 6. Außerdem ist zwischen
Eingangs- und Auswerteteil 8 und Taktschalter 10 eine Torschaltung 9 geschaltet,
die den Taktschalter 10 gegen Störimpulse während der Taktpause schützt.
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Wie eingangs bereits angegeben wurde, sind in der Praxis die Fremdstromanlagen
an einer Rohrleitung in solchen Abständen angeordnet, daß das Abschalten einer Fremdstromanlage
an der bzw. den beiden benachbarten einen merklichen, spontanen Abfall des Rohr-/Boden-Potentials
bewirkt, der etwa 10 m V bis 250 m V betragen kann. Wenn also die Steuereinrichtung
Typ A in Betrieb gesetzt ist, wird beim ersten Abschaltvorgang der Eingangs- und
Auswerteteil 8 der zur Fremdstromanlage 2 gehörenden Steuereinrichtung Typ B ansprechen.
Das Abschalten dieser Fremdstromanlage läßt den Eingangs- und Auswerteteil 8 der
Steueranlage Typ B von Fremdstromanlage 3 ansprechen und so fort bis zur Fremdstromanlage
n.
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Da alle Schaltanlagen mit elektronischen Einrichtungen ausgestattet
sind, die praktisch verzögerungsfrei bzw.
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mit Verzögerungen von wenigen Millisekunden ansprechen bzw. arbeiten,
können auf die vorbeschriebene Weise eine Vielzahl - z.B. bis zu zwanzig Fremdstromanlagen
- im Gleichtakt aus- und eingeschaltet werden.
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Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, besteht darin, daß statt der Schaltanlagen
vom Typ A und Typ B an sämtlichen Fremdstromanlagen Schaltanlagen einer aus Typ
B weiterentwickelten Form benutzt werden, die als Typ C bezeichnet werden. Letztere
unterscheiden sich vom Typ B dadurch, daß sie eine einfache, grundsätzlich bekannte
Umschaltvorrichtung besitzen mit welcher der Taktschalter 10 zu einem Taktgeber
4 umfunktioniert und gleichzeitig vom Eingangs-und Auswerteteil 8 sowie von der
Torschaltung 9 abgeschaltet werden kann. Die Schaltanlagen Typ C arbeiten im Normalzustand
wie solche vom Typ B, nach Betätigen der Umschaltvorrichtung dagegen wie eine Schaltanlage
Typ A.
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Dadurch ist es möglich, an jeder beliebigen Schaltanlage Typ C das
Aus- und Einschalten der Fremdstromanlagen zu bewirken. Dies kann bei sehr langen
Leitungen zu Zeit-
ersparnissen beim Uberprüfen der Schutzpotentiale
führen, da der Meßtechniker an der räumlich nächstgelegenen Fremdstromanlage die
Steuerung für das Aus- und Einschalten in Gang setzen und unmittelbar anschließend
mit den Messungen beginnen kann.
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Die Tatsache, daß die Eingangs- und Auswerteteile 8 der Schaltanlagen
Typ B bzw. Typ C (in Normalstellung) auf jeden spontanen Potentialabfall reagieren,
der sowohl durch den Ausfall einer Fremdstromanlage als auch durch andere Einflüsse
z.B. Streustrom und/oder Wechselspannungsbeeinflussung verursacht werden kann, könnte
als ein Nachteil des neuen Verfahrens angesehen werden. Dies ist jedoch nicht zutreffend,
da der Taktschalter 10 nach dem Ansprechen des Eingangs- und Auswerteteil 8 nur
einmalig für einen kurzen Zeitabschnitt von z.B. drei Sekunden die Fremdstromanlage
abschaltet und diese anschließend eingeschaltet bleibt, wenn nicht ein neuer Impuls
vom Eingangs-und Auswerteteil 8 ausgeht. Außerdem sind die Eingangs-und Auswerteteile
8 in bekannter Weise so ausgebildet, daß nur spontane, d.h. abrupte Potentialänderungen,
nicht aber z.B. sinusförmige Fremdspannungen oder langfristige Potentialänderungen
eine Betätigung des Taktschalters auslösen.
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Die Einhaltung der vorgegebenen Taktfolge auch über längere Zeiträume
wird dadurch gewährleistet, daß der Taktgeber über das 50 Hz-Wechselstromnetz in
bekannter Weise synchronisiert wird.
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