JP3357892B2

JP3357892B2 - 電気防食用排流装置

Info

Publication number: JP3357892B2
Application number: JP31158594A
Authority: JP
Inventors: 明木下; 武史村山; 篤赤羽
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Nippon Corrosion Engineering Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Nippon Corrosion Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 2002-12-16
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: JPH08164778A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、必要に応じて自動的に
防食のための強制電源を利用する電気防食用排流装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の強制電源を利用する電気防食用排
流装置の代表例としては、可飽和リアクトル方式とサイ
リスタ方式とがある。

【０００３】可飽和リアクトル方式の基本的な回路構成
は、埋設管等の防食対象物と電鉄レールとの間に、ダイ
オードで構成される選択排流回路と、シリコンダイオー
ドで構成された全波整流回路であるシリコンスタックと
の並列回路を接続し、メイントランスで電圧変換された
交流電力を、可飽和リアクトル回路を介して要求される
電力だけシリコンスタックに入力するようにし、選択排
流回路とシリコンスタックとの並列回路と直列接続され
た電流検出用抵抗の降下電圧が一定値となるように、コ
ントローラにより可飽和リアクトル回路における供給電
力制御を達成するものとなっている。

【０００４】また、サイリスタ方式の基本的な回路構成
は、防食対象物と電鉄レールとの間に、選択排流回路
と、サイリスタで構成された全波整流回路であるサイリ
スタスタックとの並列回路を接続し、メイントランスで
電圧変換された交流電力をサイリスタスタックに入力す
るようにし、電流検出用抵抗の降下電圧が一定値となる
ように、サイリスタにおける供給電力制御をコントロー
ラによる位相制御により達成するものとなっている。

【０００５】すなわち、電鉄レールと防食対象物との間
の電位差（Ｒ−Ｐ電圧）が、防食対象物の電気防食を達
成できる範囲内では、排流電流を抵抗で抑制した状態で
選択排流回路を通して排流電流を流し、Ｒ−Ｐ電圧が電
気防食を達成するには不足する状態となると、強制電源
回路が作動し、不足分を補足して強制排流電流を流すの
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にあ
っては、選択排流電流を抑制する手段として、ダイオー
ドで構成した選択排流回路に対して、ダイオードと直列
に抑制用抵抗を挿入するため、使用される抵抗は、変化
の激しい電鉄レールと防食対象物との間のＲ−Ｐ電圧に
充分対応可能な電流容量を持つ必要があり、このため抵
抗器が大型となって専用の抵抗器箱を設けて、排流装置
本体とは別に設置しなければならず、大きな設置スペー
スを必要とすると云う問題があった。

【０００７】選択排流回路とシリコンスタックで構成し
た強制排流回路との並列回路と直列に抑制用抵抗を挿入
する方法もあるが、この抵抗における電力損失が大き
く、このため効率の良い電気防食を得ることができない
と共に、抵抗における発熱に対処する手段を講じる必要
があると云う問題があった。

【０００８】強制電源回路は、電流検出用抵抗の降下電
圧を検出し、この電圧が防食を達成するに必要な一定値
より不足状態となると、不足している防食電流を強制的
に補充するように動作するものであり、排流電流が過剰
となった状態では、この過剰となった排流電流を抑制す
ることができず、過防食の発生を防止することができな
いと云う問題があった。

【０００９】過飽和リアクトル方式の排流装置にあって
は、選択排流電流と強制排流電流との切り替わり時に、
強制排流電流の出力特性に遅れがあり、このため選択排
流による防食と、強制排流による防食との切り替わりが
円滑に達成されず、頻繁に発生する切り替わり時に無防
食状態が発生すると云う問題があった。

【００１０】サイリスタ方式の排流装置にあっては、強
制排流作動時における信号系に対するリップルが大き
く、電鉄側の信号系に対するリップルの悪影響を充分に
低減させることが困難であると云う問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく創案されたもので、防食対象物
に必要な最低限度の防食電流を安定供給すると共に、電
鉄信号回路に悪影響を与えることのない良品質の防食電
源を提供することを技術的課題とし、もって防食対象物
の無理のない安定して良好な電気防食を達成すると共
に、信号回路に対する影響とか設置スペース等の設置に
対する制限を少なくすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る本発明の手段は、埋設パイプ等の防食対象物と電鉄レ
ールとの間に排流回路を形成する電気防食用排流装置で
あること、複数のトランジスタもしくはリニア電子素子
で構成され、選択排流電流と強制排流電流との和である
排流電流を制御する電流調整回路を有すること、この電
流調整回路の両端子間電圧である制御電圧Ｖ４が、望ま
しい排流電流値に対応して設定した一定値以下とならな
いように、強制的に電力を供給して、強制排流電流を流
す強制電源回路と、選択排流電流の電路を形成する排流
電流補償ダイオードとの並列回路を有すること、この強
制電源回路と排流電流補償ダイオードとの並列回路と、
電流調整回路とを直列接続して、排流回路を構成するこ
と、にある。

【００１３】電流調整回路の動作制御部分を、電流調整
回路に直列接続された電流検出抵抗の降下電圧である検
出電圧Ｖ２を検出して出力する電流検出回路と、望まし
い排流電流値に対応した基準電圧Ｖ３を出力する定電位
制御回路と、検出電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３との偏差を出
力する定電流制御回路と、この定電流制御回路の出力に
従って電流調整回路を制御する出力制御回路とから構成
し、出力制御回路を、電流調整回路の制御端子電流を制
御する制御トランジスタと、定電流制御回路からの信号
に従って制御トランジスタをベース制御により駆動制御
するドライバーとから構成するのが良い。

【００１４】照合電極で検出した防食対象物の対地電位
である比較電位Ｖ６と、防食対象物の望ましい防食電位
である設定防食電位Ｖ７との偏差に基づいて設定した偏
差電圧Ｖ８を、定電位制御回路に入力する電位偏差検出
回路を設けるのが良い。

【００１５】定電位制御回路の出力を制限し、定電流制
御回路の電流制御範囲を限定する、下限電流設定回路と
上限電流設定回路とから成る電流設定回路を、定電位制
御回路と並列に設けるのが有効であり、下限電流設定回
路を、電流調整回路の最低防食動作状態を保持できる下
限電流値を設定する下限電流設定抵抗と、防食対象物の
遠方点電位を最低防食状態に保持できる下限電流値を設
定する遠方電位設定抵抗と、の並列回路を設けて構成
し、また上限電流設定回路を、切替えタイマースイッチ
により切替え接続される、昼間の望ましい防食電流値を
設定する昼間電流設定抵抗と、夜間の望ましい防食電流
値を設定する夜間電流設定抵抗を設けて構成するのが良
い。

【００１６】下限電流設定回路の出力を、押し出し専用
の下限リミッタを介して出力し、また上限電流設定回路
の出力を、引き込み専用の上限リミッタを介して出力
し、下限リミッタからの出力と、上限リミッタからの出
力を、この上限リミッタからの出力を下限リミッタから
の出力に優先させる優先回路を介して定電位制御回路に
入力させるのが有効である。

【００１７】電位偏差検出回路と定電位制御回路との断
続を切替え制御するモード切替えスイッチを設けるのが
良い。

【００１８】強制電源回路を、サイリスタ整流回路と交
流電源から適正な電圧電源を取り出す主変圧器回路とを
有する構成とし、強制電源回路の動作制御部分である強
制電源制御回路を、電流調整回路の両端子間電圧である
制御電圧Ｖ４を検出して出力する電圧検出器と、制御電
圧Ｖ４と電流調整回路の望ましい両端子間電圧として予
め設定された一定値である設定制御電圧Ｖ4'との偏差を
出力する比較器と、この比較器の出力の大きさに応じ
て、サイリスタ整流回路の各サイリスタのトリガ角度を
制御するゲートユニットと、から構成するのが良く、サ
イリスタ整流回路の両出力端子間に、リアクトルとコン
デンサとから成るＴ型回路にフライホイールダイオード
を並列接続した回路を挿入接続するのが望ましい。

【００１９】排流回路の電鉄レールへの接続を、逆流阻
止ダイオードを介して達成するのが良く、また電流調整
回路と、強制電源回路と排流電流補償ダイオードとの並
列回路と、の直列回路と直列にスイッチングトランジス
タを接続し、電鉄レールと埋設パイプ等の防食対象物と
の電位差であるＲ−Ｐ電圧Ｖ１に対応した分圧Ｒ−Ｐ電
圧を、許容される最大Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１に対応して設定さ
れた設定制限電圧Ｖ９と比較し、分圧Ｒ−Ｐ電圧が設定
制限電圧Ｖ９よりも大きくなったらスイッチングトラン
ジスタをオフさせる過電圧保護回路を設けるのが良く、
さらに電流調整回路と、強制電源回路と排流電流補償ダ
イオードとの並列回路と、過電圧保護回路との直列回路
と並列に、分流排流電流Ｉ４を流す、逆流阻止用のダイ
オードと電流制限用の抵抗との直列回路である保護バイ
パス回路を接続するのが良い。

【００２０】

【作用】（以下、図１参照）選択排流電流Ｉ２の電路を
形成する排流電流補償ダイオード８と、強制排流電流Ｉ
３を流す強制電源回路２との並列回路に、選択排流電流
Ｉ２と強制排流電流Ｉ３との和である排流電流Ｉ１を望
ましい値に制御する電流調整回路１を直列に接続したの
で、電流調整回路１は、選択排流電流Ｉ２と強制排流電
流Ｉ３との区別なく、またＲ−Ｐ電圧Ｖ１の大きさ及び
極性に関係なく、連続的な動作として排流電流Ｉ１を一
定値に保つように動作する。

【００２１】このように、電流調整回路１は、選択排流
電流Ｉ２と強制排流電流Ｉ３との区別なく、排流電流Ｉ
１を望ましい値に制御するので、選択排流電流Ｉ２を流
しながら強制排流電流Ｉ３を流す動作を全く無理なく達
成することができ、これにより選択排流電流Ｉ２と強制
排流電流Ｉ３との切り替わりが、不都合なく円滑に達成
されることになる。

【００２２】電流調整回路１は、トランジスタもしくは
リニア電子素子で構成されるので、これらの構成部品の
持つ固有の定電流特性により、排流電流Ｉ１を一定値に
保つ動作を安定して高速、高精度で達成すると共に、外
乱の多い系（強制排流電源が制御系に直列に挿入された
り抜き去られたり、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１の変動が高速で広範
囲である等）であっても、外乱による過電流の発生を抑
制することになり、過電流抑制対策として超高速制御回
路を装備する必要がないと共に、排流電流Ｉ１中のリッ
プルを効果的に除去する。

【００２３】強制電源回路２は、激しくかつ頻繁に変化
するＲ−Ｐ電圧Ｖ１に従って強制排流電流Ｉ３を直接に
制御するのではなく、変化の緩慢な電流調整回路１の端
子間電圧である制御電圧Ｖ４に従って、この制御電圧Ｖ
４が予め望ましい一定値として設定した設定制御電圧Ｖ
4'以下とならないように、その出力電圧Ｖ５を制御する
ことにより、間接的に強制排流電流Ｉ３を流すものであ
るので、制御遅れのない応答性の良い状態で作動し、Ｒ
−Ｐ電圧Ｖ１が防食に不足した状態で強制排流電流Ｉ３
を流し、常に安定した排流電流Ｉ１を供給する。

【００２４】（以下、図２参照）電流調整回路１の動作
制御部分を構成する定電流制御回路９は、定電位制御回
路１９からの基準電圧Ｖ３と、電流検出抵抗１０で検出
した電流検出回路１１からの検出電圧Ｖ２との偏差を、
すなわち排流電流Ｉ１の望ましい値と実際の値との差を
零とするように制御し、出力制御回路１２は、入力され
た電圧信号に応じて排流電流Ｉ１が流れるように、電流
調整回路１の導通程度を制御する。

【００２５】基準電圧Ｖ３に対して検出電圧Ｖ２の絶対
値が大きい場合には、実際の排流電流Ｉ１が大き過ぎる
ことを意味しているので、定電流制御回路９と出力制御
回路１２とは電流調整回路１の導通程度を低下させて、
実際の排流電流Ｉ１の大きさを低下させ、必要以上の防
食に供する電力の消費を防止すると共に、過防食の発生
を防止し、さらに電流調整回路１を過電流から保護す
る。

【００２６】また、基準電圧Ｖ３に対して検出電圧Ｖ２
の絶対値が小さい場合には、実際の排流電流Ｉ１が不足
している状態であるので、定電流制御回路９と出力制御
回路１２は、電流調整回路１の導通程度を上昇させて排
流電流Ｉ１の大きさを増加させ、実際の排流電流Ｉ１の
不足分を補う。

【００２７】（以下、図３参照）電位偏差検出回路１５
は、照合電極Ｍｇで検出した防食対象物Ｐの対地電位に
従った比較電位Ｖ６と予め設定した設定防食電位Ｖ７と
の偏差に基づいて設定した偏差電圧Ｖ８を定電位制御回
路１９に入力し、定電位制御回路１９は、入力した偏差
電圧Ｖ８に従った基準電圧Ｖ３を出力するので、定電位
制御回路１９からの基準電圧Ｖ３は、比較電位Ｖ６に従
って設定されることになり、この基準電圧Ｖ３に従って
電流調整回路１が、比較電位Ｖ６と設定防食電位Ｖ７と
を等しくする方向に排流電流Ｉ１を制御する。

【００２８】すなわち、定電位制御回路１９に電位偏差
検出回路１５を接続した場合には、電流調整回路１によ
る排流電流Ｉ１の制御が、比較電位Ｖ６を一定値である
設定防食電位Ｖ７と等しくするものであるので、その防
食動作は、設定した電位に従って排流電流Ｉ１を一定値
に制御すると云う、定電位制御に従った定電流制御とな
るので、全体的には間接的な定電位制御となる。

【００２９】（以下、図４参照）電流設定回路２０の下
限電流設定回路２１は、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１が負電圧の状態
では、下限電流設定抵抗２２だけで下限電流設定値Ｉ６
を設定する電圧信号を形成し、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１が正電圧
の状態では、下限電流設定抵抗２２と遠方電位設定抵抗
２３との合計で下限電流設定値Ｉ６を設定する電圧信号
を形成し、定電位制御回路１９から出力される基準電圧
Ｖ３がこの電圧信号よりも小さくならないように監視
し、これにより電流調整回路１を常に防食達成状態に維
持すると共に、防食対象物Ｐの設定した遠方点の電位を
防食状態に維持するようにしている。

【００３０】また、電流設定回路２０の上限電流設定回
路２６は、昼間電流設定抵抗２７と夜間電流設定抵抗２
８との、切替えタイマースイッチ２９による切替え接続
により、昼間と夜間とで、上限電流設定値Ｉ５を設定す
る電圧信号を別々に形成し、この電圧信号に対して基準
電圧Ｖ３が大きくならないように監視し、これにより必
要以上の防食電流を流すのを防止し、過防食の発生と電
力の無駄な消費の発生とを防止している。

【００３１】モード切替えスイッチ３２を電位偏差検出
回路１５側に切替えて装置全体を定電位−定電流制御モ
ードとした場合、前記したように、基準電圧Ｖ３が比較
電位Ｖ６に従って設定されることになるので、装置の防
食動作は間接的な定電位制御となり、電流設定回路２０
で設定された下限電流設定値Ｉ６および上限電流設定値
Ｉ５に対応する電圧信号は、基準電圧Ｖ３の変化範囲の
限界点を設定監視するものとして機能し、反対にモード
切替えスイッチ３２を電位偏差検出回路１５側とは反対
側に切替えて装置全体を定電流制御モードとした場合、
基準電圧Ｖ３は比較電位Ｖ６とは無関係に電流設定回路
２０の下限電流設定値Ｉ６に対応して設定され、検出電
圧Ｖ２を基準電圧Ｖ３に等しくするよう制御するので、
装置の防食動作は定電流制御となる。

【００３２】この定電流制御モード状態において、基準
電圧Ｖ３を設定する下限電流設定値Ｉ６は、昼間の電位
変動の激しい電鉄レールＲに対応した一定値として設定
されるので、場合によっては、電鉄レールＲの電位変動
の殆どない夜間に対応して設定した夜間の上限電流設定
値Ｉ５よりも大きい値となることがあるが、優先回路４
５は、下限電流設定値Ｉ６が上限電流設定値Ｉ５よりも
大きくなった場合、下限電流設定値Ｉ６に対して上限電
流設定値Ｉ５を優先させ、これにより防食に供する電力
の無駄な消費を抑えると共に、防食対象物Ｐの過防食発
生を防止する。

【００３３】（以下、図５参照）強制電源制御回路３３
は、電圧検出器３４で制御電圧Ｖ４を検出して、この制
御電圧Ｖ４を常時監視し、比較器３５で制御電圧Ｖ４と
設定制御電圧Ｖ4'とを比較し、設定制御電圧Ｖ4'に対し
て制御電圧Ｖ４が小さくなったならば、その差をゲート
ユニット３６に入力して、この差に従ったトリガ角度を
設定するゲート信号をゲートユニット３６から出力す
る。

【００３４】この強制電源制御回路３３からのゲート信
号は、強制電源回路２のサイリスタ整流回路３の各サイ
リスタを、設定されたトリガ角度でトリガ制御し、設定
制御電圧Ｖ4'と制御電圧Ｖ４との差に応じた電力、すな
わち制御電圧Ｖ４を設定制御電圧Ｖ4'と等しくするだけ
の出力電圧Ｖ５を出力する。

【００３５】（以下、図６参照）逆流阻止ダイオード３
７は、排流回路を通って電鉄レールＲから防食対象物Ｐ
に迷走電流が流入することによる防食対象物Ｐの遠方点
での電食発生を防止すると共に、電流調整回路１および
強制電源回路２等を過電圧から保護する。

【００３６】過電圧保護回路４１は、実際のＲ−Ｐ電圧
Ｖ１を、このＲ−Ｐ電圧Ｖ１を分圧した分圧Ｒ−Ｐ電圧
として常時監視し、この分圧Ｒ−Ｐ電圧が予め内部に設
定した設定制限電圧Ｖ９を越えたならば、すなわち実際
のＲ−Ｐ電圧Ｖ１が許容される値を越えたならば、直ち
にスイッチングトランジスタ４２をオフさせて、電流調
整回路１を防食対象物Ｐと電鉄レールＲとの間から電気
的に開放し、この電流調整回路１を過大電圧から保護す
る。

【００３７】保護バイパス回路３８は、分流排流電流Ｉ
４を負担することにより、電流調整回路１を大電流から
保護し、また過電圧保護回路４１が作動した状態、すな
わち過電圧保護回路４１により電流調整回路１が防食対
象物Ｐと電鉄レールＲとの間から開放された状態で、分
流排流電流Ｉ４を流すことにより、防食対象物Ｐの防食
効果を補償し、従来からの選択排流回路と同じ動作をす
る。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図７および図８
を参照しながら説明する。電流調整回路１は、パワート
ランジスタの並列回路に抵抗を直列接続した構成となっ
ているが、この電流調整回路１における抵抗は、電流調
整回路１の制御特性を決めるためのエミッタ抵抗であ
る。

【００３９】排流電流補償ダイオード８と並列接続され
た強制電源回路２は、３相交流電源から適正な電圧の電
力を取り出す主変圧器回路４と、この主変圧器回路４か
ら所望する電力を直流電力として取り出すサイリスタ整
流回路３と、このサイリスタ整流回路３の出力端子間に
接続された、フライホイールダイオード５およびコンデ
ンサ７とリアクトル６とのＴ型回路とから構成され、フ
ライホイールダイオード５は、Ｔ型回路に蓄積されたエ
ネルギーを放電して防食電流に有効利用するもので、強
制電源回路２のサイリスタオン・オフ時のリップル発生
を抑制する効果を発揮し、またＴ型回路はサイリスタ整
流回路３の出力の平滑回路を構成するので、その平滑作
用により出力電力中のリップルを抑制する。

【００４０】電流検出回路１１は、シャント抵抗である
電流検出抵抗１０における電圧降下から検出電圧Ｖ２を
検出し、この検出電圧Ｖ２と定電位制御回路１９からの
基準電圧Ｖ３との偏差を一方の入力端子に入力する定電
流制御回路９は、この基準電圧Ｖ３と検出電圧Ｖ２との
偏差を零とする制御信号を出力する。

【００４１】定電流制御回路９からの制御信号を入力す
る出力制御回路１２は、演算増幅器であるドライバー１
３と、このドライバー１３の出力をベースに入力する制
御トランジスタ１４とから構成され、ドライバー１３に
より電流調整回路１のトランジスタのベースが接続され
た制御トランジスタ１４のエミッタ電圧を制御して、こ
の制御トランジスタ１４により電流調整回路１を直接制
御することにより、電流調整回路１による排流電流Ｉ１
制御の高速度特性を高めており、また電流調整回路１に
直列接続された電流検出抵抗１０で検出した信号に従っ
て電流調整回路１を制御することにより、電流調整回路
１における定電流制御の高精度特性を得ている。

【００４２】電位偏差検出回路１５は、防食対象物Ｐと
照合電極Ｍｇとの電位差である対地電位から比較電位Ｖ
６を検出する電位検出器１６と、防食に望ましい防食対
象物Ｐの対地電位である設定防食電位Ｖ７を抵抗で設定
する電位設定器１７と、比較電位Ｖ６と設定防食電位Ｖ
７との偏差に基づいて偏差電圧Ｖ８を得る電位比較器１
８とから構成され、その出力である偏差電圧Ｖ８はモー
ド切替えスイッチ３２を介して定電位制御回路１９に入
力される。

【００４３】電流調整回路１を流れる排流電流Ｉ１の下
限電流設定値Ｉ６と上限電流設定値Ｉ５を電圧信号で設
定する電流設定回路２０は、下限電流設定値Ｉ６を設定
する下限電流設定回路２１と、上限電流設定値Ｉ５を設
定する上限電流設定回路２６と、そして優先回路４５と
から構成され、下限電流設定回路２１は、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ
１が負電圧時に下限電流設定値Ｉ６を設定する下限電流
設定抵抗２２と、逆方向のダイオードを介して電鉄レー
ルＲに接続されることにより、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１が正電圧
時に閉路状態となる回路に接続された遠方電位設定抵抗
２３との和から下限電流設定値Ｉ６を設定する下限電流
設定器２４と、この下限電流設定値Ｉ６を押し出し専用
に出力すべく出力端に順方向姿勢のダイオードを設けた
下限リミッタ２５とから構成され、上限電流設定回路２
６は、昼間電流設定抵抗２７で設定された昼間の上限電
流設定値Ｉ５と、夜間電流設定抵抗２８で設定された夜
間の上限電流設定値Ｉ５とを、切替えタイマースイッチ
２９により切替え入力して上限電流設定値Ｉ５を設定す
る上限電流設定器３０と、上限電流設定値Ｉ５を引き込
み専用に出力すべく出力端に逆方向姿勢のダイオードを
設けた上限リミッタ３１とから構成され、優先回路４５
は、下限電流設定回路２１および上限電流設定回路２６
の出力端に設けられ、下限電流設定回路２１に対して上
限電流設定回路２６の出力を優先させる動作をする。

【００４４】定電位制御回路１９は、モード切替えスイ
ッチ３２を介して偏差電圧Ｖ８を、そして下限電流設定
値Ｉ６信号および上限電流設定値Ｉ５信号を入力して基
準電圧Ｖ３を出力し、その出力端には下限リミッタ２５
と上限リミッタ３１の入力端が接続されていて、基準電
圧Ｖ３が下限電流設定値Ｉ６信号よりも小さい場合に
は、下限リミッタ２５により基準電圧Ｖ３を下限電流設
定値Ｉ６信号の値まで高め、基準電圧Ｖ３が上限電流設
定値Ｉ５信号よりも大きい場合は、上限リミッタ３１に
よりその超過分を入力側でカットし、基準電圧Ｖ３が常
に上限電流設定値Ｉ５と下限電流設定値Ｉ６とにより設
定される電圧範囲内に位置するように制御する。

【００４５】定電位−定電流制御モード状態時におけ
る、排流電流Ｉ１の動作パターンの一例を、横軸をＲ−
Ｐ電圧Ｖ１とし、そして縦軸を排流電流Ｉ１とした線図
を図８に示すが、この図８において、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１の
（−）側領域では、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１の０の点から立ち上
がり始めた選択排流電流Ｉ２は、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１の負の
程度が大きくなるに従って、飽和するように抑制される
が、選択排流電流Ｉ２が抑制され始めるまでの間は、排
流電流Ｉ１は、電流調整回路１により、選択排流電流Ｉ
２と強制排流電流Ｉ３とが合計されて望ましい値にコン
トロールされる。

【００４６】この時、流れる分流排流電流Ｉ４は、動作
的には外乱として捕らえられるが、実際の動作として
は、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１の０〜設定制限電圧Ｖ９の範囲での
分流排流電流Ｉ４は無視し得るものであり、Ｒ−Ｐ電圧
Ｖ１が設定制限電圧Ｖ９よりも負となる範囲では、過電
圧保護回路４１により排流回路が遮断されるので、保護
バイパス回路３８を通って、抵抗４０で設定される分流
排流電流Ｉ４だけが流れる。

【００４７】また、Ｒ−Ｐ電圧Ｖ１の（＋）側領域で
は、排流電流Ｉ１は強制排流電流Ｉ３だけとなるが、電
鉄レールＲからの漏れ電流によって、防食対象物Ｐの電
位が下がる傾向となることから、強制排流電流Ｉ３はＲ
−Ｐ電圧Ｖ１が大きくなるに従って減少することにな
り、これにより防食対象物Ｐの排流点の電位は下がる
が、防食対象物Ｐに流入した電鉄レールＲからの漏れ電
流は、防食対象物Ｐの遠方点で流出する傾向となるた
め、この防食対象物Ｐの遠方点電位を防食電位に保持す
るための遠方点電位補償電流Ｉ７を加算した状態で強制
排流電流Ｉ３が供給されることになる。

【００４８】この防食対象物Ｐの遠方点における漏れ電
流の流出現象が大きくて、防食対象物Ｐの防食に必要な
電流が不足する場合には、予め下限電流設定回路２１の
下限電流設定抵抗２２で下限電流設定値Ｉ６を高く設定
しておくことにより、遠方点電位補償電流Ｉ７を早く立
ち上げることが可能となる。

【００４９】装置を定電流制御モードだけで稼働させる
場合としては、防食対象物Ｐに近接して複数の電鉄レー
ルが存在し、各電鉄レールから個々に迷走電流が流出入
するために、防食対象物Ｐの電位変化を特定することが
できず、定電位制御で防食を行うことが無意味となる場
合があり、このような場合には、防食対象物Ｐの全体的
な状況に合わせて定電流制御を行う。

【００５０】装置の動作モードが、定電位制御モード、
定電流制御モードのいづれであっても、選択排流電流Ｉ
２および強制排流電流Ｉ３共に、設定ダイヤルとして構
成される電位設定器１７の抵抗、下限電流設定抵抗２
２、遠方電位設定抵抗２３、昼間電流設定抵抗２７そし
て夜間電流設定抵抗２８で共通設定されることになる。

【００５１】保護バイパス回路３８は、設定制限電圧Ｖ
９よりも負のＲ−Ｐ電圧Ｖ１の領域で、防食対象物Ｐの
防食状態を維持できる程度の分流排流電流Ｉ４を流すこ
とのできる電流制限用の大きな抵抗４０と、排流電流Ｉ
１方向を規制するダイオード３９との直列回路で構成さ
れている。

【００５２】過電圧保護回路４１は、排流回路の遮断制
御をするスイッチングトランジスタ４２と、このスイッ
チングトランジスタ４２のオン・オフを制御する電圧比
較器４３と、設定制限電圧Ｖ９を設定する直流電源であ
る基準電圧源４４とから構成され、電圧比較器４３の正
相入力端子に設定制限電圧Ｖ９を入力し、分圧回路を介
して分圧Ｒ−Ｐ電圧を電圧比較器４３の逆相入力端子に
入力することにより、設定制限電圧Ｖ９と分圧Ｒ−Ｐ電
圧とを比較し、分圧Ｒ−Ｐ電圧が設定制限電圧Ｖ９より
も大きくなると、電圧比較器４３が出力を停止してスイ
ッチングトランジスタ４２をカットオフする。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。トランジスタもしくはリ
ニア電子素子で構成した電流調整回路で、選択排流電流
と強制排流電流とを区別することなく、選択排流電流だ
け、または強制排流電流だけ、さらには選択排流電流と
強制排流電流との合流したものを排流電流として、その
電流値を設定された値に制御するので、選択排流電流と
強制排流電流との切り替わりをきわめて円滑なものとす
ることができ、もって制御遅れ等による無防食状態の発
生を皆無として、安全で確実な防食を達成できる。

【００５４】排流電流の制御を、トランジスタもしくは
リニア電子素子で構成した電流調整回路で行うので、強
制電源回路からの電流中に含まれる電流リップルに対し
て高い抑制作用を発揮させることができ、もって電鉄側
の信号系に対する電流リップルの悪影響を充分に低減さ
せることができる。

【００５５】強制電源回路は、電流調整回路の制御電圧
を一定に保つように強制排流電流を供給するので、強制
排流電流による防食対象物の過防食状態の発生は全くな
く、もって強制電源回路による防食対象物の安全な防食
動作を得ることができる。

【００５６】排流電流の制御、特に抑制を、トランジス
タもしくはリニア電子素子で構成した電流調整回路の定
電流特性により行うので、大型の抵抗器を全く必要とせ
ず、もって装置全体の充分な小型化を達成できると共
に、その設置スペースを小さいものとすることができ
る。

【００５７】排流電流の制御、特に抑制を、トランジス
タもしくはリニア電子素子で構成した電流調整回路で行
うので、この電流調整回路における電力損失がきわめて
少なく、もって経済的な防食作用を得ることができる。

【００５８】選択排流電流と強制排流電流との区別な
く、排流電流を予め設定された値となるように制御する
ので、予め設定される値の対象を電位と電流とのいずれ
かに選択するだけで、防食制御モードを定電位制御と定
電流制御とに自由に取り替え、かつ共通の設定ダイヤル
を用いて設定することができ、もって防食対象物を、そ
の状況に適合した防食制御モードで電気防食することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本回路構成を示す、ブロック線図。

【図２】図１の回路に、排流電流制御回路部分を加えた
ブロック線図。

【図３】図２の回路に、定電位制御回路部分を加えたブ
ロック線図。

【図４】図３の回路に、排流電流の範囲を設定する電流
設定回路部分を加えたブロック線図。

【図５】図１の回路に、強制電源制御回路部分を加えた
ブロック線図。

【図６】図１の回路に、排流回路保護用の回路部分を加
えたブロック線図。

【図７】本発明の一実施例を示す、全体電気回路図。

【図８】本発明の定電位−定電流制御モード時におけ
る、排流電流動作パターンを示す特性線図。

【符号の説明】

１；電流調整回路２；強制電源
回路３；サイリスタ整流回路４；主変圧器
回路５；フライホイールダイオード６；リアクト
ル７；コンデンサ８；排流電流
補償ダイオード９；定電流制御回路１０；電流検出
抵抗１１；電流検出回路１２；出力制御
回路１３；ドライバー１４；制御トラ
ンジスタ１５；電位偏差検出回路１６；電位検出
器１７；電位設定器１８；電位比較
器１９；定電位制御回路２０；電流設定
回路２１；下限電流設定回路２２；下限電流
設定抵抗２３；遠方電位設定抵抗２４；下限電流
設定器２５；下限リミッタ２６；上限電流
設定回路２７；昼間電流設定抵抗２８；夜間電流
設定抵抗２９；切替えタイマースイッチ３０；上限電流
設定器３１；上限リミッタ３２；モード切
替えスイッチ３３；強制電源制御回路３４；電圧検出
器３５；比較器３６；ゲートユ
ニット３７；逆流阻止ダイオード３８；保護バイ
パス回路３９；ダイオード４０；抵抗４１；過電圧保護回路４２；スイッチ
ングトランジスタ４３；電圧比較器４４；基準電圧
源４５；優先回路Ｐ；防食対象
物Ｒ；電鉄レールＭｇ；照合電極Ｉ１；排流電流Ｉ２；選択排流
電流Ｉ３；強制排流電流Ｉ４；分流排流
電流Ｉ５；上限電流設定値Ｉ６；下限電流
設定値Ｉ７；遠方点電位補償電流Ｖ１；Ｒ−Ｐ電
圧Ｖ２；検出電圧Ｖ３；基準電圧Ｖ４；制御電圧Ｖ4'；設定制御
電圧Ｖ５；出力電圧Ｖ６；比較電位Ｖ７；設定防食電位Ｖ８；偏差電圧Ｖ９；設定制限電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者赤羽篤京都府京都市北区鷹峯土天井町23−１北山スカイハイツ604号 (56)参考文献特開昭48−40104（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60M 5/00 B61L 23/00 C23F 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】埋設パイプ等の防食対象物(P) と電鉄レ
ール(R) との間に排流回路を形成する電気防食用排流装
置であって、複数のトランジスタもしくはリニア電子素
子で構成され、選択排流電流(I2)と強制排流電流(I3)と
の和である排流電流(I1)を制御する電流調整回路(1)
に、該電流調整回路(1) の両端子間電圧である制御電圧
(V4)が、望ましい排流電流(I1)値に対応して設定した一
定値以下とならないように、強制的に電力を供給して、
強制排流電流(I3)を流す強制電源回路(2) と、選択排流
電流(I2)の電路を形成する排流電流補償ダイオード(8)
との並列回路を、直列に接続して前記排流回路を構成し
た電気防食用排流装置。
【請求項２】電流調整回路(1) の動作制御部分を、前
記電流調整回路(1)に直列接続された電流検出抵抗(10)
の降下電圧である検出電圧(V2)を検出して出力する電流
検出回路(11)と、望ましい排流電流(I1)値に対応した基
準電圧(V3)を出力する定電位制御回路(19)と、前記検出
電圧(V2)と基準電圧(V3)との偏差を出力する定電流制御
回路(9) と、該定電流制御回路(9) の出力に従って前記
電流調整回路(1) を制御する出力制御回路(12)と、から
構成した請求項１に記載の電気防食用排流装置。
【請求項３】出力制御回路(12)を、電流調整回路(1)
の制御端子電流を制御する制御トランジスタ(14)と、定
電流制御回路(9) からの信号に従って前記制御トランジ
スタ(14)をベース制御により駆動制御するドライバー(1
3)とから構成した請求項２に記載の電気防食用排流装
置。
【請求項４】照合電極(Mg)で検出した防食対象物(P)
の対地電位である比較電位(V6)と、前記防食対象物(P)
の望ましい防食電位である設定防食電位(V7)との偏差に
基づいて設定した偏差電圧(V8)を、定電位制御回路(19)
に入力する電位偏差検出回路(15)を設けた請求項２に記
載の電気防食用排流装置。
【請求項５】定電位制御回路(19)の出力を制限し、定
電流制御回路(9) の電流制御範囲を限定する、下限電流
設定回路(21)と上限電流設定回路(26)とから成る電流設
定回路(20)を、前記定電位制御回路(19)と並列に設けた
請求項２または４に記載の電気防食用排流装置。
【請求項６】下限電流設定回路(21)を、電流調整回路
(1) の最低防食動作状態を保持できる下限電流値を設定
する下限電流設定抵抗(22)と、防食対象物(P) の遠方点
電位を最低防食状態に保持できる下限電流値を設定する
遠方電位設定抵抗(23)と、の並列回路を設けて構成し、
上限電流設定回路(26)を、切替えタイマースイッチ(29)
により切替え接続される、昼間の望ましい防食電流値を
設定する昼間電流設定抵抗(27)と、夜間の望ましい防食
電流値を設定する夜間電流設定抵抗(28)を設けて構成し
た請求項５に記載の電気防食用排流装置。
【請求項７】下限電流設定回路(21)の出力を、押し出
し専用の下限リミッタ(25)を介して出力し、上限電流設
定回路(26)の出力を、引き込み専用の上限リミッタ(31)
を介して出力すると共に、前記下限リミッタ(25)からの
出力と、上限リミッタ(31)からの出力を、該上限リミッ
タ(31)からの出力を下限リミッタ(25)からの出力に優先
させる優先回路(45)を介して定電位制御回路(19)に入力
する請求項５または６に記載の電気防食用排流装置。
【請求項８】電位偏差検出回路(15)と定電位制御回路
(19)との断続を切替え制御するモード切替えスイッチ(3
2)を設けた請求項４または５または６または７に記載の
電気防食用排流装置。
【請求項９】強制電源回路(2) を、サイリスタ整流回
路(3) と交流電源から適正な電圧電源を取り出す主変圧
器回路(4) とを有する構成とし、前記強制電源回路(2)
の動作制御部分である強制電源制御回路(33)を、電流調
整回路(1) の両端子間電圧である制御電圧(V4)を検出し
て出力する電圧検出器(34)と、前記制御電圧(V4)と前記
電流調整回路(1) の望ましい両端子間電圧として予め設
定された一定値である設定電圧との偏差を出力する比較
器(35)と、該比較器(35)の出力の大きさに応じて、前記
サイリスタ整流回路(3) の各サイリスタのトリガ角度を
制御するゲートユニット(36)と、から構成した請求項１
または２または３または４または５または６または７ま
たは８に記載の電気防食用排流装置。
【請求項１０】サイリスタ整流回路(3) の両出力端子間
に、リアクトル(6)とコンデンサ(7) とから成るＴ型回
路にフライホイールダイオード(5) を並列接続した回路
を挿入接続した請求項９に記載の電気防食用排流装置。
【請求項１１】排流回路の電鉄レール(R) への接続を、
逆流阻止ダイオード(37)を介して達成した請求項１また
は２または３または４または５または６または７または
８または９または１０に記載の電気防食用排流装置。
【請求項１２】電流調整回路(1) と、強制電源回路(2)
と排流電流補償ダイオード(8) との並列回路と、の直列
回路と直列にスイッチングトランジスタ(42)を接続し、
電鉄レール(R) と埋設パイプ等の防食対象物(P) との電
位差であるＲ−Ｐ電圧(V1)に対応した分圧Ｒ−Ｐ電圧
を、許容される最大Ｒ−Ｐ電圧(V1)に対応して設定され
た内部制限電圧と比較し、前記分圧Ｒ−Ｐ電圧が前記内
部制限電圧よりも大きくなったら前記スイッチングトラ
ンジスタ(42)をオフさせる過電圧保護回路(41)を設けた
請求項１または２または３または４または５または６ま
たは７または８または９または１０または１１に記載の
電気防食用排流装置。
【請求項１３】電流調整回路(1) と、強制電源回路(2)
と排流電流補償ダイオード(8) との並列回路と、過電圧
保護回路(41)との直列回路と並列に、分流排流電流(I4)
を流す、逆流阻止用のダイオード(39)と電流制限用の抵
抗(40)との直列回路である保護バイパス回路(38)を接続
した請求項１２に記載の電気防食用排流装置。