JP5426415B2 - Electric corrosion prevention system and electric corrosion prevention method for buried metal pipeline - Google Patents

Electric corrosion prevention system and electric corrosion prevention method for buried metal pipeline Download PDF

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  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Description

本発明は、埋設された金属パイプラインの電食を防止するためのシステム及び方法に関するものである。   The present invention relates to a system and method for preventing galvanic corrosion of embedded metal pipelines.

直流式電気鉄道車両のレール下に埋設された金属パイプラインには、直流式電気鉄道車両運行時にレールから大地に流出する電流(レール漏れ電流という)が流入することがあり、流入した電流が金属パイプラインを流れて接地抵抗の低い箇所で大地に流出すると、そこで電食が生じることになる。ここでの電食の定義は「地中などに埋設された金属体から電流が流出する際に電気分解作用によりその金属体が腐食する現象」(国土交通省鉄道局監修「解説 鉄道に関する技術基準(電気編)」参照)とする。レール漏れ電流の流出による直流迷走電流腐食を防止する方法の一つに選択排流法がある。ここでいう埋設金属パイプラインとは、ガスパイプライン,水道管,石油パイプライン,通信配線保護管等を含んでおり、ここでは、カソード防食がなされているものを前提にして以下に説明する。   A current that flows from the rail to the ground during the operation of a DC electric railway vehicle (referred to as a rail leakage current) may flow into the metal pipeline buried under the rail of the DC electric railway vehicle. If it flows through the pipeline and flows to the ground at a place where the ground resistance is low, galvanic corrosion will occur there. The definition of electrolytic corrosion here is “a phenomenon in which metal bodies corrode due to electrolysis when current flows out from underground metal bodies” (explained by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Railway Bureau (Refer to “Electrical Edition”). One of the methods for preventing the DC stray current corrosion due to the leakage of the rail leakage current is a selective drainage method. The buried metal pipeline mentioned here includes a gas pipeline, a water pipe, an oil pipeline, a communication wiring protection pipe, and the like. Here, description will be made on the assumption that cathode protection is performed.

選択排流法は、埋設金属パイプライン(以下単にパイプラインという)Pの管対地電位P/S(大地に設置された照合電極に対するパイプラインPの電位)に対してレール対地電位R/S(大地に設置した照合電極に対するレールRの電位)がよりマイナス側の場合に、選択排流器を介してパイプラインPとレールR(或いはレールから変電所への引込線)とを電気的に接続し、パイプラインPを流れる電流を直接大地に流出させずに電線を通してレールRに帰流させる方法である(非特許文献1参照)。   In the selective drainage method, the rail-to-ground potential R / S (the potential of the pipeline P with respect to the reference electrode installed on the ground) of the buried metal pipeline (hereinafter simply referred to as the pipeline) P When the potential of the rail R with respect to the reference electrode installed on the ground is more negative, the pipeline P and the rail R (or the lead-in wire from the rail to the substation) are electrically connected via the selective drain. In this method, the current flowing through the pipeline P is returned directly to the rail R through the electric wire without directly flowing out to the ground (see Non-Patent Document 1).

選択排流法は、変電所の近傍箇所などでレールRに電流が吸い上げられる現象が生じることを利用したもので、このような現象が生じる箇所を選択してパイプラインPとレールRを電線で接続し、電線を介してパイプラインPからレールRに向かう電流のみを許容することで、パイプラインPから大地に電流を流出させないようにしている。   The selective drainage method uses the phenomenon that current is sucked up into the rail R in the vicinity of the substation, etc., and the pipeline P and the rail R are connected by electric wires by selecting the location where such a phenomenon occurs. By connecting and allowing only the current from the pipeline P to the rail R via the electric wire, the current is not discharged from the pipeline P to the ground.

電気学会 電食防止研究委員会編「新版 電食・土壌腐食ハンドブック」電気学会発行,昭和52年5月,p.239The Institute of Electrical Engineers, Electrochemical Corrosion Prevention Research Committee, “New edition of Electric Corrosion / Soil Corrosion Handbook” published by the Institute of Electrical Engineers, May 1977, p. 239

近年、都心部の直流式電気鉄道の車両はその殆どが、電力エネルギーの高効率化の観点から回生制動方式になっている。この方式では、回生車両が変電所と同じ役割を果たすので、回生車両通過位置はレール対地電位R/Sがマイナス値をとり、その位置近傍のパイプラインの管対地電位P/Sはプラス側の値となって、パイプラインに電食リスクが発生することになる。   In recent years, most of the DC electric railway vehicles in the city center are of a regenerative braking system from the viewpoint of improving the efficiency of electric power energy. In this method, since the regenerative vehicle plays the same role as the substation, the rail ground potential R / S takes a negative value at the position where the regenerative vehicle passes, and the pipe ground potential P / S of the pipeline in the vicinity of the position is on the positive side. The value will cause a risk of electrolytic corrosion in the pipeline.

図1は、前述した回生車両によるパイプラインの電食リスクを説明する説明図である。直流式電気鉄道回生車両が回生制動時に、同図(a)に示すように力行車両に電車線を介して回生電流を流す場合と、同図(b)に示すように抵抗消費型やインバータ型の回生電力処理装置を有する変電所に電車線を介して回生電流を流す場合がある。ここでは、いずれの場合もパイプラインPは、外部電源カソード防食システムによってカソード防食され(カソード防食電流が供給され)、変電所の近傍には選択排流器が設置されているものとする。同図(a),(b)に示すように、回生車両の通過に起因して通過地点近傍で埋設されたパイプラインPの管対地電位P/Sがプラス側にシフトすることによって、パイプラインPに流入した電流が回生車両の通過地点近傍から大地に流出して電食リスクが発生することになる。同図(b)の場合、変電所のレール対地電位R/Sがプラス値になるので、変電所のマイナス極のレールに接続された選択排流器は動作しないので、パイプラインPに流入したレール漏れ電流は塗覆装欠陥部から大地に流出し、電食リスクが発生することになる。図中の白抜き矢印はレールR又はパイプラインPに流入する電流を示し、黒塗り矢印はレールR又はパイプラインPから大地に流出する電流を示している。   FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the risk of electrolytic corrosion of a pipeline caused by the above-described regenerative vehicle. When a DC electric railway regenerative vehicle is in regenerative braking, a regenerative current is supplied to the powering vehicle via a train line as shown in FIG. 5A, and a resistance consumption type or an inverter type as shown in FIG. In some cases, a regenerative current is supplied to a substation having a regenerative power processing apparatus via a train line. Here, in any case, it is assumed that the pipeline P is cathodic protected by an external power source cathodic anticorrosion system (a cathodic anticorrosive current is supplied), and a selective drain is installed near the substation. As shown in FIGS. 6A and 6B, the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P buried near the passing point due to the passage of the regenerative vehicle shifts to the plus side, thereby causing the pipeline. The electric current flowing into P flows out from the vicinity of the passing point of the regenerative vehicle to the ground, and an electric corrosion risk is generated. In the case of (b) in the figure, since the rail ground potential R / S of the substation becomes a positive value, the selective drain connected to the negative pole rail of the substation does not operate, so it flows into the pipeline P. The rail leakage current flows out from the coating defect to the ground, resulting in an electric corrosion risk. The white arrow in the figure indicates the current flowing into the rail R or the pipeline P, and the black arrow indicates the current flowing out from the rail R or the pipeline P to the ground.

このように、回生車両によってレール対地電位R/Sがマイナス値をとり、その位置近傍のパイプラインPの管対地電位P/Sがプラス側の値をとることによる電食リスクを、選択排流器の増設によって解消しようとすると、回生車両の影響が大きい箇所では必ずしもレールRとパイプラインPが近接しているとは限らないので、選択排流器をレールRとパイプラインPに接続することが困難な場合がある。また、変電所のように固定された設備とは異なり回生車両は移動するので、選択排流器の適切な設置箇所を設定しにくい問題がある。更には、車両の運行が頻繁な箇所で選択排流器の一端側をレールと接続することになるので、選択排流器の設置工事やメンテナンスを行い難いという問題もある。   In this way, the risk of electrolytic corrosion caused by the rail-to-ground potential R / S taking a negative value by the regenerative vehicle and the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P in the vicinity of the position taking a positive value is selectively discharged. If the effect of the regenerative vehicle is large, the rail R and the pipeline P are not necessarily close to each other, so the selective drainage is connected to the rail R and the pipeline P. May be difficult. In addition, unlike a fixed facility such as a substation, the regenerative vehicle moves, so there is a problem that it is difficult to set an appropriate installation location of the selective drain. Furthermore, since one end side of the selective drainage device is connected to the rail at a place where the vehicle is frequently operated, there is a problem that it is difficult to perform the installation work and maintenance of the selective drainage device.

これに対して、防食区間のカソード防食レベルを高めることで回生車両による電食リスクを回避しようとすると、回生車両によって管対地電位P/Sがプラス側にシフトする箇所はパイプラインPの一部であってしかも回生車両の通過時にのみ影響が出るので、防食区間全体のカソード防食レベルを高めると回生車両の影響がないところでは過防食になる虞がある。またパイプラインPの周辺に他の埋設金属体が存在する場合には干渉によって他の埋設金属体に電食リスクが生じることが問題になる。   On the other hand, when the electric corrosion risk due to the regenerative vehicle is to be avoided by increasing the cathodic protection level of the anticorrosion section, the portion where the pipe-to-ground potential P / S is shifted to the plus side by the regenerative vehicle is a part of the pipeline P. In addition, since the influence is exerted only when the regenerative vehicle passes, if the cathodic protection level of the entire anticorrosion section is increased, there is a possibility that over-corrosion protection may occur in the absence of the regenerative vehicle. Further, when another buried metal body exists around the pipeline P, there is a problem that the risk of electrolytic corrosion occurs in the other buried metal body due to interference.

また、前述したような回生車両による電食リスクを抱えたパイプラインPが高圧交流送電線の送電電流や交流式電気鉄道の通過に起因する交流誘導を受けている場合がある。このような場合にはパイプラインPの電食リスクは交流誘導によってさらに増長されることになるが、この場合の対策として、単に選択排流器の増設や強制排流器を設置しただけでは交流誘導による電食リスクを解消することができず、別途の交流誘導低減対策が必要になって多大の施工費を要する問題がある。   Further, the pipeline P having the risk of electric corrosion due to the regenerative vehicle as described above may be subjected to AC induction caused by the transmission current of the high-voltage AC transmission line or the passage of the AC electric railway. In such a case, the electric corrosion risk of the pipeline P is further increased by alternating current induction, but as a countermeasure in this case, simply installing an additional selective exhauster or installing a forced exhauster is an alternating current. There is a problem that the electric corrosion risk due to induction cannot be eliminated and a separate AC induction reduction measure is required, which requires a large construction cost.

パイプラインPに対しての回生車両の影響を放置すると、パイプラインPの影響箇所で管対地電位P/Sがプラス側にシフトして電食リスクが高くなるだけでなく、レール漏れ電流が過剰にパイプラインPに流入することになるので、既存の選択排流器の排流電流が増大することになり、これによってパイプラインPの周辺に存在する他の埋設金属体に電食リスクが発生することにもなる。   If the effect of the regenerative vehicle on the pipeline P is left unattended, the pipe-to-ground potential P / S shifts to the positive side at the affected area of the pipeline P, increasing the risk of electric corrosion, and excessive rail leakage current. Therefore, the exhaust current of the existing selective exhaust device increases, which causes the risk of electrolytic corrosion in other buried metal bodies existing around the pipeline P. It will also do.

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、回生車両の影響によるパイプラインの電食リスクを、選択排流器を増設することなく、カソード防食レベルを高めることなく回避すること、換言すると、回生車両の影響によるパイプラインの電食リスクを、パイプラインの過防食やパイプラインの周辺に存在する他の埋設金属体への干渉を避けて回避すること、回生車両の影響を受けるパイプラインが高圧交流送電線の送電電流や交流式電気鉄道の通過に起因する交流誘導を受けている場合に、多大な施工費を要する交流誘導低減対策を講じることなく、交流誘導の影響を含めて回生車両の影響による電食リスクを回避できること、パイプラインにとっては局所的且つ限られた時間に及ぼされる回生車両の影響を必要最小限の電流流出で回避できること、既存の選択排流器の排流電流を増大させないこと、等が本発明の目的である。   This invention makes it an example of a subject to cope with such a problem. In other words, avoiding the risk of electrolytic corrosion of pipelines due to the effects of regenerative vehicles without increasing the number of selective drains and increasing the level of cathodic protection, in other words, the risk of electrolytic corrosion of pipelines due to the effects of regenerative vehicles. Avoiding over-corrosion of the pipeline and interference with other buried metal objects around the pipeline, and the pipeline affected by the regenerative vehicle is connected to the transmission current of the high-voltage AC transmission line When receiving AC induction caused by the passage of railways, it is possible to avoid the risk of electrolytic corrosion due to the effects of regenerative vehicles, including the effects of AC induction, without taking measures to reduce AC induction that requires a large construction cost, pipe For the line, it is possible to avoid the effects of regenerative vehicles, which are locally and for a limited time, with the minimum necessary current flow, and the flow of the existing selective drain It does not increase the flow, etc. It is an object of the present invention.

このような目的を達成するために、本発明による埋設金属パイプラインの電食防止システム及び電食防止方法は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。   In order to achieve such an object, an electrolytic corrosion prevention system and an electrolytic corrosion prevention method for a buried metal pipeline according to the present invention include at least the configurations according to the following independent claims.

直流式電気鉄道における回生車両の影響を受ける埋設金属パイプラインの電食防止システムであって、回生車両の影響を受けて管対地電位がプラス側にシフトする前記埋設金属パイプラインの箇所に電線を介して接続され、前記埋設金属パイプラインの防食電位よりマイナス側の値の対地電位を示すアース電極と、前記電線間に接続される逆流防止器とを備え、前記逆流防止器は、前記埋設金属パイプラインから前記アース電極に向かって流れる電流方向を順方向とし、前記埋設金属パイプラインの管対地電位が前記防食電位よりマイナス側の電位であり且つ前記アース電極の対地電位よりプラス側の電位で動作する特性を有するダイオードを備えていることを特徴とする埋設金属パイプラインの電食防止システム。   An electric corrosion prevention system for a buried metal pipeline affected by a regenerative vehicle in a DC electric railway, wherein an electric wire is connected to the buried metal pipeline where the pipe-to-ground potential shifts to the positive side due to the effect of the regenerative vehicle. And a grounding electrode that shows a ground potential with a negative value from the anticorrosion potential of the buried metal pipeline, and a backflow preventer connected between the wires, the backflow preventer comprising the buried metal The direction of current flowing from the pipeline toward the ground electrode is a forward direction, and the pipe ground potential of the buried metal pipeline is a negative potential with respect to the anticorrosion potential and a positive potential with respect to the ground potential of the ground electrode. An electric corrosion prevention system for a buried metal pipeline, characterized by comprising a diode having an operating characteristic.

直流式電気鉄道における回生車両の影響を受ける埋設金属パイプラインの電食防止方法であって、回生車両の影響を受けて管対地電位がプラス側にシフトする前記埋設金属パイプラインの箇所を前記管対地電位の計測又は回生車両の運行状況からの予測によって特定し、特定された前記箇所に電線を介して前記埋設金属パイプラインの防食電位よりマイナス側の値の対地電位を示すアース電極を接続すると共に、前記電線間に逆流防止器を接続し、前記逆流防止器が備えるダイオードの電圧−電流特性を、前記埋設金属パイプラインから前記アース電極に向かって流れる電流方向を順方向とし、前記埋設金属パイプラインの管対地電位が前記防食電位よりマイナス側の電位であり且つ前記アース電極の対地電位よりプラス側の電位で動作するように設定することを特徴とする埋設金属パイプラインの電食防止方法。   A method for preventing galvanic corrosion of a buried metal pipeline affected by a regenerative vehicle in a direct current electric railway, wherein the location of the buried metal pipeline where the pipe-to-ground potential shifts to the plus side due to the effect of the regenerative vehicle is The ground electrode is identified by measuring the ground potential or predicted from the operation status of the regenerative vehicle, and the ground electrode showing the ground potential having a negative value from the anticorrosion potential of the buried metal pipeline is connected to the identified location via the electric wire. In addition, a backflow preventer is connected between the electric wires, and a voltage-current characteristic of a diode provided in the backflow preventer is set such that a current direction flowing from the buried metal pipeline toward the ground electrode is a forward direction, and the buried metal The pipeline ground potential is a negative potential with respect to the anticorrosion potential, and operates with a positive potential with respect to the ground potential of the ground electrode. Uni electrolytic corrosion prevention method of a buried metal pipeline and setting.

本発明の前述した特徴によると、回生車両の影響を受ける埋設金属パイプラインに対して、管対地電位がプラス側にシフトする箇所を特定して、その箇所に逆流防止器を介して埋設金属パイプラインの防食電位よりマイナス側の値の対地電位を示すアース電極を接続するので、アース電極から大地へ流出する電流によって、回生車両の影響を受けても埋設金属パイプライン自体から電流が大地へ流出することがなくなり、埋設金属パイプラインの電食リスクを回避することができる。   According to the above-described feature of the present invention, a location where the pipe-to-ground potential shifts to the positive side is specified with respect to the buried metal pipeline affected by the regenerative vehicle, and the buried metal pipe is connected to the location via the backflow preventer. Since the earth electrode that shows a ground potential with a negative value from the anticorrosion potential of the line is connected, the current flows from the buried metal pipeline itself to the ground even if it is affected by the regenerative vehicle due to the current flowing from the ground electrode to the ground. This eliminates the risk of electrical corrosion of buried metal pipelines.

アース電極から大地への電流流出により、回生車両の影響によるパイプラインの電食リスクを、選択排流器を増設することなく、またカソード防食レベルを高めることなく回避することができるので、回生車両の影響によるパイプラインの電食リスクを、パイプラインの過防食やパイプラインの周辺に存在する他の埋設金属体への干渉を避けて回避することが可能になる。   The current leakage from the earth electrode to the ground can avoid the risk of pipeline corrosion due to the effect of the regenerative vehicle without adding a selective drain or increasing the level of cathodic protection. It is possible to avoid the risk of electrolytic corrosion of the pipeline due to the influence of the above by avoiding over-corrosion prevention of the pipeline and interference with other buried metal bodies existing around the pipeline.

また、回生車両の影響を受けるパイプラインが高圧交流送電線の送電電流や交流式電気鉄道の通過に起因する交流誘導を受けている場合には、埋設金属パイプラインに接続されるアース電極が交流誘導低減効果を併せて示すので、別途多大な施工費を要する交流誘導低減対策を講じることなく、交流誘導の影響を含めて回生車両の影響による電食リスクを回避することができる。   In addition, when the pipeline affected by the regenerative vehicle receives AC induction due to the transmission current of the high-voltage AC transmission line or the passage of the AC electric railway, the ground electrode connected to the buried metal pipeline is AC Since the induction reduction effect is also shown, the risk of electrolytic corrosion due to the influence of the regenerative vehicle including the influence of the AC induction can be avoided without taking an AC induction reduction measure that requires a large construction cost.

また、アース電極から大地へ電流が流出するのは、埋設金属パイプラインが回生車両の影響を受けるときだけに限られるので、パイプラインにとって局所的且つ限られた時間に及ぼされる回生車両の影響を必要最小限の電流流出で回避することができる。これによって、埋設金属パイプライン周辺の他の埋設金属体への干渉を引き起こすことなく、回生車両の影響による電食リスクを回避することができる。   In addition, current flows out from the earth electrode to the ground only when the buried metal pipeline is affected by the regenerative vehicle, so the effect of the regenerative vehicle on the pipeline for a limited time is limited. It can be avoided with the minimum necessary current outflow. As a result, the risk of electrolytic corrosion due to the influence of the regenerative vehicle can be avoided without causing interference with other buried metal bodies around the buried metal pipeline.

レール漏れ電流などが埋設金属パイプラインに過剰に流入した場合にアース電極による電流流出作用が働くので、直流式電気鉄道の変電所近傍に設置される既存の選択排流器の排流電流を増大させることがない。これによって、排流電流の増大によって起こる干渉の問題を回避することができる。   When the rail leakage current etc. flows excessively into the buried metal pipeline, the current outflow action by the earth electrode works, so the drain current of the existing selective drainer installed near the substation of the DC electric railway is increased. I will not let you. As a result, the problem of interference caused by an increase in the exhaust current can be avoided.

回生車両によるパイプラインの電食リスクを説明する説明図である。同図(a)は、直流式電気鉄道回生車両が回生制動時に、力行車両に電車線を介して回生電流を流す場合を示しており、同図(b)は、直流式電気鉄道回生車両が回生制動時に、抵抗消費型やインバータ型の回生電力処理装置を有する変電所に電車線を介して回生電流を流す場合を示している。It is explanatory drawing explaining the electric corrosion risk of the pipeline by a regeneration vehicle. FIG. 6A shows a case where a DC electric railway regenerative vehicle sends a regenerative current to a powering vehicle via a train line during regenerative braking, and FIG. In the case of regenerative braking, a case where a regenerative current is passed through a train line to a substation having a resistance consumption type or inverter type regenerative power processing device is shown. 本発明の一実施形態に係る埋設金属パイプラインの電食防止システム又は電食防止方法を説明する説明図であり、同図(a)が埋設金属パイプラインの敷設環境を含めたシステム構成を示しており、同図(b)がシステムの動作確認を実行するためのシステム構成を示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing explaining the electrolytic corrosion prevention system or the electrolytic corrosion prevention method of the buried metal pipeline which concerns on one Embodiment of this invention, The same figure (a) shows the system configuration including the laying environment of a buried metal pipeline FIG. 2B shows a system configuration for executing the operation check of the system. 本発明の実施形態に係る電食防止システムにおける逆流防止器の具体的な構成例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the specific structural example of the backflow preventer in the electric corrosion prevention system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電食防止システムの動作例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the operation example of the electric corrosion prevention system which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を参照して説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る埋設金属パイプラインの電食防止システム又は電食防止方法を説明する説明図であり、同図(a)が埋設金属パイプラインの敷設環境を含めたシステム構成を示しており、同図(b)がシステムの動作確認を実行するためのシステム構成を示している。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is an explanatory view for explaining an electrolytic corrosion prevention system or an electrolytic corrosion prevention method for a buried metal pipeline according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) includes the laying environment of the buried metal pipeline. The system configuration is shown, and FIG. 5B shows the system configuration for executing the system operation check.

以下に示す実施形態では、パイプラインPは歴青質塗覆装が施された鋼製パイプラインを例に挙げて説明するが、本発明の実施形態は特にこれに限定されない。パイプラインPは外部電源方式などによってカソード防食が施されており、防食区間内のパイプラインPにはカソード防食電流が供給されている。例えば、外部電源方式によって出力するカソード防食電流は、パイプラインPの過防食を防止するために、直流式電気鉄道が走行しない夜間時におけるパイプラインPの管対地電位P/Sが防食電位に合格する値に制御されている。   In the embodiment described below, the pipeline P is described by taking a steel pipeline provided with a bituminous coating as an example, but the embodiment of the present invention is not particularly limited thereto. The pipeline P is subjected to cathodic protection by an external power supply system or the like, and the cathodic protection current is supplied to the pipeline P in the anticorrosion section. For example, the cathodic protection current output by the external power supply system is such that the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P at nighttime when the DC electric railway does not travel passes the anticorrosion potential in order to prevent the pipeline P from over-corrosion. The value to be controlled.

そして、パイプラインPは回生車両の影響を受ける位置に埋設されている。回生制動方式の直流式電気鉄道車両は、レールR上を走行する車両の中、制動中の車両(回生車両)で発生した電流を力行中の車両(力行車両)に電車線を介して回生電流として供給することで電力エネルギーの高効率化を図っている。また、直流式電気鉄道の変電所の近傍では、パイプラインPとレールRとの間に選択排流器(又は強制排流器)が接続されており、パイプラインPに頻繁に流入するレール漏れ電流をレールRに戻す役割を果たしている。   And the pipeline P is embed | buried in the position which receives the influence of a regenerative vehicle. In a regenerative braking type DC electric railway vehicle, a current generated on a braking vehicle (regenerative vehicle) among vehicles traveling on the rail R is regenerated through a train line to a powering vehicle (powering vehicle). To improve the efficiency of electric power energy. Further, in the vicinity of the substation of the DC electric railway, a selective drain (or forced drain) is connected between the pipeline P and the rail R, and the rail leakage that frequently flows into the pipeline P is connected. The current is returned to the rail R.

このような環境下にあるパイプラインPが更に交流誘導を受ける場合がある。パイプラインPが高圧交流送電線や交流式電気鉄道に沿って敷設されている場合に、高圧交流送電線の送電電流や交流式電気鉄道の通過に起因する交流誘導を受けることになる。パイプラインPが交流誘導を受けると、図1に示すようにプラス側にシフトしたパイプラインPの管対地電位P/Sに交流誘導による電位の変化が重畳するので、パイプラインPの電食リスクが更に増長されることになる。   The pipeline P under such an environment may be further subjected to AC induction. When the pipeline P is laid along a high-voltage AC power transmission line or an AC electric railway, it receives AC induction caused by the transmission current of the high-voltage AC power transmission line or the passage of the AC electric railway. When the pipeline P receives AC induction, the potential change due to AC induction is superimposed on the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P shifted to the plus side as shown in FIG. Will be further increased.

このような環境下において、本発明の実施形態に係る埋設金属パイプラインの電食防止システムは、回生車両の影響を受けて図1(a),(b)に示すように管対地電位P/Sがプラス側にシフトするパイプラインPの箇所に電線2を介してアース電極1を接続し、更に、電極2間に逆流防止器3を接続している。   Under such circumstances, the electric corrosion prevention system for the buried metal pipeline according to the embodiment of the present invention is affected by the regenerative vehicle, and as shown in FIGS. 1A and 1B, the pipe ground potential P / The earth electrode 1 is connected to the place of the pipeline P where S shifts to the plus side via the electric wire 2, and the backflow preventer 3 is connected between the electrodes 2.

アース電極1は、パイプラインPの防食電位(例えば−1200mVCSE(飽和硫酸銅電極基準))よりマイナス側の値の対地電位(大地Sに対する電位)を示す金属電極であり、例えば、鋼製のパイプラインPに対しては−1300mVCSE程度の対地電位を示すマグネシウム(Mg)電極などが用いられる。 The ground electrode 1 is a metal electrode that shows a ground potential (potential with respect to the ground S) that is a negative value from the anticorrosive potential of the pipeline P (for example, -1200 mV CSE (saturated copper sulfate electrode standard)). For the pipeline P, a magnesium (Mg) electrode having a ground potential of about -1300 mV CSE is used.

逆流防止器3は、アース電極1から入った電流がパイプラインPに流入するのを防ぐ機能を有すると共に、パイプラインPの管対地電位P/Sがアース電極1の対地電位よりプラス側に有る場合に設定された僅かな電位差であっても電流がパイプラインPからアース電極1に向けて流れるような機能を有するものである。このような逆流防止器3の主要な機能は、パイプラインPからアース電極1に向かって流れる電流方向を順方向とし、パイプラインPの管対地電位P/Sが防食電位よりマイナス側の電位であり且つアース電極1の対地電位よりプラス側の電位で動作する電圧−電流特性を有するダイオードによって達成される。また、ダイオードは、アース電極1からパイプラインPの方向(逆方向と称する)に電流を流さないようにするためには、十分な逆電圧まで逆方向電流を0にする電圧−電流特性を有する必要がある。   The backflow preventer 3 has a function of preventing current flowing from the ground electrode 1 from flowing into the pipeline P, and the pipe ground potential P / S of the pipeline P is on the positive side of the ground potential of the ground electrode 1. Even if a slight potential difference is set in this case, the current flows from the pipeline P toward the ground electrode 1. The main function of such a backflow preventer 3 is that the direction of current flowing from the pipeline P toward the ground electrode 1 is the forward direction, and the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P is a negative potential from the anticorrosion potential. This is achieved by a diode having a voltage-current characteristic that operates at a potential that is more positive than the ground potential of the ground electrode 1. In addition, the diode has a voltage-current characteristic in which the reverse current is zero until a sufficient reverse voltage in order to prevent a current from flowing from the ground electrode 1 in the direction of the pipeline P (referred to as a reverse direction). There is a need.

ここでいう防食電位とは、カソード防食によってパイプラインの電食を停止させるために必要な基準電位であって、例えば、鋼製パイプラインの場合には、防食電位を−1200mVCSEなどとしている。 Here, the anticorrosion potential is a reference potential necessary for stopping electrolytic corrosion of the pipeline by cathodic protection. For example, in the case of a steel pipeline, the anticorrosion potential is -1200 mV CSE .

このような本発明の実施形態に係る電食防止システムを用いた電食防止方法を説明すると、先ず、回生車両の影響を受けて管対地電位P/Sがプラス側にシフトするパイプラインPの箇所を管対地電位P/Sの計測又は回生車両の運行状況などからの予測によって特定する。管対地電位P/Sの計測は、パイプラインPに沿って所定間隔(ガスパイプラインの場合は一般に250m間隔)で設置されているターミナルボックスにおいて、レール漏れ電流が顕著な状況下(例えば、雨天時)で回生車両の通過時間帯に所定時間の計測を行う。一般にレールRのカーブ箇所や駅の手前などで回生制動が行われることが多いので、このような運行状況などから回生車両の影響を受けている箇所を予測して特定することもできる。   The electric corrosion prevention method using the electric corrosion prevention system according to the embodiment of the present invention will be described. First, the pipeline P in which the pipe-to-ground potential P / S is shifted to the positive side due to the influence of the regenerative vehicle. The location is specified by measuring the tube-to-ground potential P / S or by predicting the operation status of the regenerative vehicle. The tube-to-ground potential P / S is measured in a terminal box that is installed along the pipeline P at a predetermined interval (generally 250 m in the case of a gas pipeline) under a situation where rail leakage current is significant (for example, in the case of rain ) To measure a predetermined time in the passing time zone of the regenerative vehicle. In general, since regenerative braking is often performed at a curved portion of the rail R or in front of a station, it is possible to predict and specify a location affected by the regenerative vehicle from such an operation situation.

そして、特定されたパイプラインPの箇所に電線2を介してアース電極1を接続すると共に、電線2間に逆流防止器3を接続する。逆流防止器3が備えるダイオードの電圧−電流特性は前述したとおりに設定される。   Then, the ground electrode 1 is connected to the specified pipeline P via the electric wire 2, and the backflow preventer 3 is connected between the electric wires 2. The voltage-current characteristics of the diode provided in the backflow preventer 3 are set as described above.

本発明の実施形態に係る電食防止システムの動作状態は、図1(b)のシステム構成にて確認することができる。パイプラインPには設置された照合電極(例えば飽和硫酸銅電極)10が接続される電線中に電圧計11が接続され、飽和硫酸銅電極基準の管対地電位P/S(VCSE)が計測される。また、アース電極(Mg電極)1とパイプラインPとを接続する電線2には電流計12が接続され、電線2を流れる流出電流MgI(A)が計測される。管対地電位P/S(VCSE)の計測値によって回生車両の影響による電食リスクが解消しているか否かを評価することができる。流出電流MgI(A)の計測は、直流成分であるMgIDCによって正常動作確認とアース電極の寿命予測が可能になり、交流成分であるMgIACによって交流誘導低減効果の評価が可能になる。 The operating state of the electric corrosion prevention system according to the embodiment of the present invention can be confirmed by the system configuration of FIG. A voltmeter 11 is connected to the pipeline P in an electric wire to which an installed verification electrode (for example, saturated copper sulfate electrode) 10 is connected, and a pipe-to-ground potential P / S (V CSE ) based on a saturated copper sulfate electrode is measured Is done. An ammeter 12 is connected to the electric wire 2 connecting the ground electrode (Mg electrode) 1 and the pipeline P, and the outflow current MgI (A) flowing through the electric wire 2 is measured. It is possible to evaluate whether or not the risk of electrolytic corrosion due to the influence of the regenerative vehicle has been eliminated by the measured value of the tube-to-ground potential P / S (V CSE ). In the measurement of the outflow current MgI (A), normal operation confirmation and life prediction of the ground electrode can be made by the MgI DC which is a DC component, and the AC induction reduction effect can be evaluated by the MgI AC which is an AC component.

本発明の実施形態に係る電食防止システム及び電食防止方法の機能について説明する。図1に示すように、回生車両近傍のパイプラインPの管対地電位P/Sがプラス側の値になり、この値が防食電位よりもプラス値になると、この地点はパイプラインPから大地に電流が流出するので電食リスクが高くなる。この状況に対して、本発明の実施形態に係る電食防止システムを装備すると、パイプラインPの管対地電位P/Sがプラス側にシフトした場合に、パイプラインP→アース電極1→大地Sの方向に電流が流れて、パイプラインP自体から直接電流が大地へ流出することはなくなり、パイプラインPの電食リスクが解消される。この際、アース電極1の対地電位は管対地電位P/Sよりもマイナス側の値であるほど電食防止効果が高くなるので、そのような対地電位を示す金属材料がアース電極1として選択される。鋼製のパイプラインPに対してはMg電極を用いることができる。   The functions of the electric corrosion prevention system and the electric corrosion prevention method according to the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, when the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P in the vicinity of the regenerative vehicle becomes a positive value, and this value becomes a positive value than the anticorrosion potential, this point is moved from the pipeline P to the ground. Since current flows out, the risk of electrical corrosion increases. In this situation, when the electrolytic corrosion prevention system according to the embodiment of the present invention is equipped, when the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P is shifted to the plus side, the pipeline P → the ground electrode 1 → the ground S Current does not flow out directly from the pipeline P itself to the ground, and the risk of electrolytic corrosion of the pipeline P is eliminated. At this time, as the ground potential of the ground electrode 1 is a value on the negative side of the tube ground potential P / S, the effect of preventing galvanic corrosion increases. Therefore, a metal material exhibiting such ground potential is selected as the ground electrode 1. The An Mg electrode can be used for the steel pipeline P.

直流式電気鉄道が運行する日中、回生車両の影響を受けない状況下では頻繁にレール漏れ電流がパイプラインPに流入するので、パイプラインPの管対地電位P/Sはアース電極1の対地電位よりもマイナス側の値になる時間が多い。このとき、アース電極1からパイプラインPの方向に電流を流そうとする起電力が働くが、この電流を許容すると電流流入点付近に塗覆装欠陥がある場合にその部位の腐食リスクが高くなる不具合が生じる。また、流入電流が選択排流器に流れると、レール漏れ電流等の迷走電流のアース電極1への流入を誘起することになり、排流電流が増大して他埋設金属体の干渉リスクを高めることになってしまう。これを避けるためには、アース電極1からパイプラインPに流れる電流を防止することが必要になり、前述した逆流防止器3の設置が不可欠になる。   Since the rail leakage current frequently flows into the pipeline P in the daytime when the DC electric railway is operated and not affected by the regenerative vehicle, the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P is There are many times when the value is on the minus side of the potential. At this time, an electromotive force that tries to flow a current from the earth electrode 1 to the pipeline P works, but if this current is allowed, if there is a coating defect near the current inflow point, the corrosion risk of that part is high. The trouble that becomes. In addition, when the inflow current flows through the selective drain, it induces the inflow of stray current such as rail leakage current into the ground electrode 1, and the exhaust current increases to increase the risk of interference with other embedded metal bodies. It will be. In order to avoid this, it is necessary to prevent the current flowing from the ground electrode 1 to the pipeline P, and the installation of the backflow preventer 3 described above is indispensable.

更に本発明の実施形態に係る電食防止システムは、アース電極1をパイプラインPと接続することで交流誘導低減効果が期待できる。一般に、高電気抵抗塗覆装(プラスチック塗覆装)パイプラインの交流誘導低減対策として、分散されたアース電極であるMg電極をパイプラインと結線して、パイプラインの交流誘導電圧を低くすることが行われているが、前述したように回線車両の影響下で逆流防止器3なしにアース電極とパイプラインとを接続すると、アース電極からパイプラインに向かう電流による様々な不具合が生じる。本発明の実施形態に係るシステムでは、逆流防止器3を装備することで直接アース電極をパイプラインに接続する場合と比較すると交流誘導低減効果は低下するが、適度な交流誘導低減効果を発揮しながら回生車両の影響下での電食リスクを回避している。   Furthermore, the electric corrosion prevention system according to the embodiment of the present invention can be expected to reduce the AC induction by connecting the ground electrode 1 to the pipeline P. Generally, as a measure to reduce AC induction in high electrical resistance coating (plastic coating) pipelines, Mg electrodes, which are dispersed ground electrodes, are connected to the pipeline to reduce the pipeline AC induction voltage. However, as described above, when the ground electrode and the pipeline are connected without the backflow preventer 3 under the influence of the circuit vehicle, various problems due to the current flowing from the ground electrode to the pipeline occur. In the system according to the embodiment of the present invention, by providing the backflow preventer 3, the AC induction reduction effect is reduced as compared with the case where the ground electrode is directly connected to the pipeline, but the moderate AC induction reduction effect is exhibited. However, the risk of electric corrosion under the influence of regenerative vehicles is avoided.

図3は、本発明の実施形態に係る電食防止システムにおける逆流防止器の具体的な構成例を示した説明図である。逆流防止器3は、具体的には、電線2に直列に接続されるダイオード30、ダイオード30に直列に接続されるヒューズ(電流遮断手段)31、ダイオード30に直列に接続されるコイル32、ダイオード30に並列に接続される電源用保安器33、ダイオード30に並列に接続されるバリスタ34を備える。コイル32、電源用保安器33及びバリスタ34は雷サージ遮蔽素子として逆流防止器3内の回路に接続されるものである。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a specific configuration example of the backflow preventer in the electrolytic corrosion prevention system according to the embodiment of the present invention. Specifically, the backflow preventer 3 includes a diode 30 connected in series to the electric wire 2, a fuse (current interrupting means) 31 connected in series to the diode 30, a coil 32 connected in series to the diode 30, a diode 30 includes a power supply protector 33 connected in parallel to 30 and a varistor 34 connected in parallel to the diode 30. The coil 32, the power protector 33, and the varistor 34 are connected to a circuit in the backflow preventer 3 as a lightning surge shielding element.

ダイオード30に要求される電圧−電流特性は、前述したとおり、一つには、アース電極1からパイプラインPの方向に電流を流さないようにするために、十分な逆電圧まで逆方向電流を0にできること、また一つには、パイプラインPの管対地電位Pがプラス側にシフトした場合に適量の電流をパイプラインPからアース電極1に向けて流すことができる立ち上がり特性(動作特性)を備えていることにある。   As described above, the voltage-current characteristic required for the diode 30 is that, as described above, in order to prevent the current from flowing from the ground electrode 1 to the pipeline P, the reverse current is increased to a sufficient reverse voltage. What can be made zero, and for one thing, when the pipe-to-ground potential P of the pipeline P is shifted to the positive side, a rising characteristic (operation characteristic) that allows an appropriate amount of current to flow from the pipeline P to the ground electrode 1 It is in having.

この立ち上がり特性について更に詳しく説明すると、ダイオード30は、パイプラインPの管対地電位P/Sがアース電極1の対地電位よりプラス側にシフトした場合に、パイプラインPの防食電位に達する前に動作し始めるような立ち上がり特性を有している。これによって、パイプラインPの管対地電位P/Sが防食電位に達する前にパイプラインPからアース電極1に向けて電流が流れてアース電流1から大地Sに電流が流出され、パイプラインPの管対地電位P/Sを低下させることになるので、管対地電位P/Sが防食電位に到達するのを未然に防止することができる。また、アース電流1の接続箇所を厳密に特定しなくても、管対地電位P/Sが防食電位に到達するまでにアース電極1から電流を大地Sに流出させて電食リスクを回避することができる。   The rise characteristics will be described in more detail. The diode 30 operates before reaching the anticorrosion potential of the pipeline P when the pipe ground potential P / S of the pipeline P is shifted to the positive side of the ground potential of the ground electrode 1. It has a rising characteristic that begins to start. As a result, before the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P reaches the anticorrosion potential, a current flows from the pipeline P toward the ground electrode 1 and the current flows out from the ground current 1 to the ground S. Since the pipe ground potential P / S is lowered, it is possible to prevent the pipe ground potential P / S from reaching the anticorrosion potential. Further, even if the connection location of the ground current 1 is not strictly specified, the current is discharged from the ground electrode 1 to the ground S until the tube-to-ground potential P / S reaches the anticorrosion potential, thereby avoiding the risk of electrolytic corrosion. Can do.

ダイオード30としては、パイプラインPの管対地電位P/Sがアース電極1よりプラス側の値で、防食電位よりマイナス側の場合には、その状態ではパイプラインPはカソード防食基準に合格しているので、パイプラインP→アース電極1→大地Sに流れる電流が比較的小さくなるような電圧−電流特性が求められる。このような電圧−電流特性によると、パイプラインPにとっては局所的且つ限られた時間に及ぼされる回生車両の影響を必要最小限の電流流出で回避し、他埋設金属体の干渉リスクを問題のない範囲に抑えることができる。そして、仮に管対地電位P/Sが防食電位よりプラス側になってしまった場合には、管対地電位P/Sと防食電位との差が大きくなるほど、パイプラインP→アース電極1→大地Sに流れる電流が大きくなるような電圧−電流特性が求められる。このような電圧−電流特性によると、発生した電食リスクを速やかに解消させることができる。   As for the diode 30, when the pipe ground potential P / S of the pipeline P is a value on the plus side of the ground electrode 1 and is a minus side of the anticorrosion potential, the pipeline P passes the cathodic protection standard in that state. Therefore, a voltage-current characteristic is required such that the current flowing through the pipeline P → the ground electrode 1 → the ground S is relatively small. According to such a voltage-current characteristic, the influence of the regenerative vehicle on the pipeline P that is locally and for a limited time is avoided with the minimum necessary current outflow, and the interference risk of other buried metal bodies is a problem. It can be suppressed to a range that does not exist. If the pipe ground potential P / S is on the positive side of the anticorrosion potential, the pipeline P → the ground electrode 1 → the ground S increases as the difference between the pipe ground potential P / S and the anticorrosion potential increases. The voltage-current characteristic is required so that the current flowing through the capacitor increases. According to such voltage-current characteristics, the generated electric corrosion risk can be quickly eliminated.

このような電圧−電流特性を有するダイオード30としては、ショットキー・バリア・ダイオードが適する。一例としては、アノード/カソード間電圧(順方向電圧VF)が約40mV以上でダイオード30が動作し、アノード/カソード間電圧(順方向電圧VF)が約100mVで約0.3mA程度の順方向電流IFが流れ、アノード/カソード間電圧(順方向電圧VF)が約150mVで約2.1mA程度の順方向電流IFが流れる電圧−電流特性を有しているものが適する。逆方向電圧の電圧−電流特性は−60V程度の高い逆方向電圧であっても殆ど逆方向電流を流さない特性を有するものが適する。 As the diode 30 having such voltage-current characteristics, a Schottky barrier diode is suitable. As an example, the anode / cathode voltage (forward voltage V F) operates the diode 30 is about 40mV or more, the anode / cathode voltage (forward voltage V F) of about 100mV to about 0.3mA about order direction current I F flows, the anode / cathode voltage (forward voltage V F) the voltage a forward current flows I F of about 2.1mA to about 150 mV - suitable those having a current characteristic. As the voltage-current characteristic of the reverse voltage, a voltage having a characteristic that hardly causes a reverse current to flow even if the reverse voltage is as high as about −60V is suitable.

このような特性のダイオード30を用いた場合、アース電極1の対地電位を約−1300mVCSEとすると、管対地電位P/Sが−1260mVCSEでダイオード30が動作してアース電極1から電流を少量流すことになり、管対地電位P/Sが防食電位である−1200mVCSEよりマイナス側の場合には0.3mV程度に抑えた電流の流出になる。そして、仮に管対地電位P/Sが防食電位を越えてしまい−1150mVCSE程度までプラス側にシフトしたとすると、流出電流MgIを防食電位との差に応じて大きく増大させて2mAを越える値にする。 When using a diode 30 of such properties, when the ground potential of the ground electrode 1 and about -1300MV CSE, the pipe ground potential P / S is a small amount of current from the ground electrode 1 operates diode 30 is in -1260MV CSE When the tube-to-ground potential P / S is on the minus side of the anticorrosion potential of -1200 mV CSE , the current flows out to about 0.3 mV. If the pipe-to-ground potential P / S exceeds the anticorrosion potential and shifts to the plus side to about −1150 mV CSE , the outflow current MgI is greatly increased in accordance with the difference from the anticorrosion potential to a value exceeding 2 mA. To do.

一方、このダイオード30に対して直列に接続され電流遮断手段となるヒューズ31は、ダイオード30に過剰電流が連続して流れた場合に過剰電流を遮断する機能を有する。仮に、ダイオード30が動作して順方向電流IFを流しても管対地電位P/Sがマイナス側にシフトしない状況になった場合に、ショットキー・バリア・ダイオードはある程度アノード/カソード間電圧(順方向電圧VF)が大きくなると、無抵抗に近い状態で電流を流してしまう。このような状態で流出電流MgIが大きくなると、他の埋設金属体の干渉リスクが高くなる。これを回避するために、逆流防止器3にはヒューズ31を内蔵しており、過剰電流がダイオード30に連続して流れた場合にパイプラインPとアース電極1との接続を遮断するようにしている。一例としては、ヒューズ31は、定格電流を管対地電位P/Sが−1.0VCSEよりもプラス値で溶断する値とし、瞬時の雷電流には耐える溶断時間の長いスロー・ブロー型にしている。 On the other hand, the fuse 31 that is connected in series to the diode 30 and serves as a current interrupting means has a function of interrupting the excess current when an excess current flows through the diode 30 continuously. If, when the diode 30 is forward current I be flowed F pipe ground potential P / S operating becomes situations where shifted toward the negative side, the Schottky barrier diode is somewhat anode / cathode voltage ( When the forward voltage V F ) increases, a current flows in a state close to no resistance. If the outflow current MgI increases in such a state, the risk of interference with other buried metal bodies increases. In order to avoid this, the backflow preventer 3 has a built-in fuse 31 so that the connection between the pipeline P and the ground electrode 1 is cut off when excessive current flows continuously through the diode 30. Yes. As an example, the fuse 31 is a slow blow type in which the rated current is set to a value at which the tube-to-ground potential P / S is blown at a positive value than −1.0 V CSE and has a long fusing time to withstand instantaneous lightning current. Yes.

図4は、本発明の実施形態に係る電食防止システムの動作例を説明する説明図であり、パイプラインPの管対地電位P/Sがプラス側にシフトした場合のシステムの動作を示している。パイプラインPの管対地電位P/Sがアース電極Pの対地電位(Mg対地電位)よりマイナス側の場合(図示Iの範囲)には、ダイオード30における逆方向の電圧−電流特性によってアース電極1からの流出電流MgIはほぼゼロの状態が維持される。また、パイプラインPの管対地電位P/SがMg対地電位よりプラス側にシフトしても、設定されたダイオード30の順方向電流立ち上がり電位よりマイナス側の場合(図示IIの範囲)には、やはりアース電極1からの流出電流MgIはほぼゼロの状態が維持される。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an operation example of the electric corrosion prevention system according to the embodiment of the present invention, showing the operation of the system when the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P is shifted to the plus side. Yes. When the pipe ground potential P / S of the pipeline P is on the negative side of the ground potential (Mg ground potential) of the ground electrode P (range I in the figure), the ground electrode 1 is shown by the reverse voltage-current characteristics in the diode 30. The outflow current MgI from is maintained almost zero. Further, even if the pipe ground potential P / S of the pipeline P is shifted to the plus side from the Mg ground potential, if the forward current rising potential of the set diode 30 is minus side (range II in the figure), Again, the outflow current MgI from the ground electrode 1 is maintained almost zero.

そして、パイプラインPの管対地電位P/Sがダイオード30の順方向立ち上がり電位よりプラス側にシフトすると(図示IIIの範囲)、ダイオード30(ショットキー・バリア・ダイオード)の順方向動作が開始され、アース電極1からの流出電流MgIが流れ始める。   When the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P shifts to the plus side from the forward rising potential of the diode 30 (range III in the figure), the forward operation of the diode 30 (Schottky barrier diode) is started. The outflow current MgI from the ground electrode 1 begins to flow.

この際、ダイオード30の順方向立ち上がり電位は防食電位よりマイナス側に設定されているので、パイプラインPの管対地電位P/Sが防食電位に達するより前にアース電極1からの流出電流MgIが流れ始め、パイプラインPの管対地電位P/Sがプラス側にシフトするのを抑制することになる。したがって、通常のシステムの動作では、パイプラインPが回生車両の影響を受けてパイプラインPの管対地電位P/Sがプラス側にシフトした場合であっても、管対地電位P/Sは図示IIIの範囲に止まることになり、管対地電位P/Sが防食電位を越えるのを未然に防ぐことができる。   At this time, since the forward rising potential of the diode 30 is set to the minus side of the anticorrosion potential, the outflow current MgI from the ground electrode 1 is reduced before the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P reaches the anticorrosion potential. The flow starts, and the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P is suppressed from shifting to the plus side. Therefore, in normal system operation, the pipe-to-ground potential P / S is illustrated even when the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P is shifted to the plus side due to the influence of the regenerative vehicle. It will stop in the range of III, and it can prevent beforehand that the pipe ground potential P / S exceeds the anticorrosion potential.

そして、図示IIIの範囲に管対地電位P/Sが有ると言うことは、パイプラインPの防食状態は防食管理基準に合格している良好な状態にあるということであるから、アース電極1からの流出電流MgIは必要最小限でよく、ダイオード30の電圧−電流特性によって流出電流MgIが小さく抑えられている。これによって、パイプラインPの管対地電位P/Sが図示IIIの範囲に止まっているときには、流出電流MgIが小さく抑えられることで、他の埋設金属体への干渉リスク発生の問題は生じない。   And the fact that the pipe-to-ground potential P / S is in the range of III in the figure means that the anticorrosion state of the pipeline P is in a good state that passes the anticorrosion management standard. The outflow current MgI may be the minimum necessary, and the outflow current MgI is kept small by the voltage-current characteristics of the diode 30. As a result, when the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P remains within the range of FIG. III, the outflow current MgI is suppressed to a small value, so that there is no problem of risk of interference with other buried metal bodies.

一方、他埋設金属体とのメタルタッチなどによって、パイプラインPの管対地電位P/Sが防食電位よりプラス側にシフトした場合(図示IVの範囲)には、ダイオード30の電圧−電流特性において順方向電流立ち上がり電位と防食電位との間に所定の電位差を設けているので、管対地電位P/Sが防食電位よりプラス側になった状態では十分に大きな順方向電流が流れることになる。これによって、電食リスクが高くなる状態を回避するようにアース電極1からの流出電流MgIが大きくなる。そして、流出電流MgIが大きい状態が続いてもパイプラインPの管対地電位P/Sがマイナス側にシフトしない場合には、過剰に流出電流MgIが流れすぎるのを避けるために逆流防止器3のヒューズ31が機能してパイプラインPとアース電極1との接続が遮断されることになる。   On the other hand, when the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P is shifted to the plus side from the anticorrosion potential due to a metal touch with another embedded metal body (in the range of IV in the drawing), in the voltage-current characteristics of the diode 30 Since a predetermined potential difference is provided between the forward current rising potential and the anticorrosion potential, a sufficiently large forward current flows when the tube-to-ground potential P / S is on the positive side of the anticorrosion potential. As a result, the outflow current MgI from the ground electrode 1 is increased so as to avoid a state in which the risk of electrolytic corrosion increases. If the pipe-to-ground potential P / S of the pipeline P does not shift to the negative side even when the outflow current MgI continues to be large, the backflow preventer 3 of the backflow preventer 3 is used to avoid excessive flow of the outflow current MgI. The fuse 31 functions to disconnect the connection between the pipeline P and the ground electrode 1.

以上説明したように、本発明の実施形態に係る埋設金属パイプラインの電食防止システム及び電食防止方法によると、回生車両の影響によるパイプラインPの電食リスクを、選択排流器を増設することなく、カソード防食レベルを高めることなく回避することができる。すなわち、回生車両の影響によるパイプラインPの電食リスクを、パイプラインPの過防食やパイプラインPの周辺に存在する他の埋設金属体への干渉を避けて回避することができる。回生車両の影響を受けるパイプラインPが高圧交流送電線の送電電流や交流式電気鉄道の通過に起因する交流誘導を受けている場合に、多大な施工費を要する交流誘導低減対策を講じることなく、交流誘導の影響を含めて回生車両の影響による電食リスクを回避することができる。パイプラインPにとっては局所的且つ限られた時間に及ぼされる回生車両の影響を必要最小限の電流流出で回避できるので、他埋設金属体の干渉リスクを問題のない範囲に抑えることができる。レール漏れ電流がパイプラインPに頻繁に流入したとしても、アース電極1からの電流流出で対処できるので、既存の選択排流器の排流電流を増大させることがない。   As described above, according to the electrolytic corrosion prevention system and the electrolytic corrosion prevention method for the buried metal pipeline according to the embodiment of the present invention, the risk of electrolytic corrosion of the pipeline P due to the effect of the regenerative vehicle is increased by adding a selective drainage device. Without having to increase the cathodic protection level. That is, the risk of electrolytic corrosion of the pipeline P due to the influence of the regenerative vehicle can be avoided by avoiding over-corrosion prevention of the pipeline P and interference with other buried metal bodies existing around the pipeline P. When the pipeline P affected by the regenerative vehicle receives AC induction due to the transmission current of the high-voltage AC transmission line or the passage of the AC electric railway, without taking measures to reduce AC induction that requires a large construction cost In addition, the risk of electrolytic corrosion due to the effect of the regenerative vehicle can be avoided including the effect of alternating current induction. Since the influence of the regenerative vehicle exerted on the pipeline P locally and for a limited time can be avoided with the minimum necessary current outflow, the interference risk of other embedded metal bodies can be suppressed to a range where there is no problem. Even if the rail leakage current frequently flows into the pipeline P, it can be dealt with by the outflow of current from the ground electrode 1, so that the exhaust current of the existing selective exhaust device is not increased.

1:アース電極(Mg電極),
2:電線,
3:逆流防止器,
30:ダイオード,
31:ヒューズ(電流遮断手段),
32:コイル(雷サージ遮蔽素子),
33:電源用保安器(雷サージ遮蔽素子),
34:バリスタ(雷サージ遮蔽素子),
P:パイプライン,
R:レール,
S:大地
1: Earth electrode (Mg electrode),
2: Electric wire,
3: Backflow preventer,
30: Diode,
31: fuse (current interruption means),
32: Coil (lightning surge shielding element),
33: A power protector (lightning surge shielding element),
34: Varistor (lightning surge shielding element),
P: Pipeline,
R: Rail,
S: Earth

Claims (10)

直流式電気鉄道における回生車両の影響を受ける埋設金属パイプラインの電食防止システムであって、
回生車両の影響を受けて管対地電位がプラス側にシフトする前記埋設金属パイプラインの箇所に電線を介して接続され、前記埋設金属パイプラインの防食電位よりマイナス側の値の対地電位を示すアース電極と、前記電線間に接続される逆流防止器とを備え、
前記逆流防止器は、前記埋設金属パイプラインから前記アース電極に向かって流れる電流方向を順方向とし、前記埋設金属パイプラインの管対地電位が前記防食電位よりマイナス側の電位であり且つ前記アース電極の対地電位よりプラス側の電位で動作する電圧−電流特性を有するダイオードを備えていることを特徴とする埋設金属パイプラインの電食防止システム。
An electric corrosion prevention system for buried metal pipelines affected by regenerative vehicles in DC electric railways,
An earth connected to the buried metal pipeline where the pipe ground potential shifts to the plus side under the influence of the regenerative vehicle via an electric wire and showing a ground potential of a minus value from the anticorrosion potential of the buried metal pipeline. An electrode and a backflow preventer connected between the wires,
The backflow preventer has a forward direction as a direction of current flowing from the buried metal pipeline toward the ground electrode, and a pipe-to-ground potential of the buried metal pipeline is a negative potential from the anticorrosion potential, and the ground electrode An electric corrosion prevention system for a buried metal pipeline, comprising a diode having a voltage-current characteristic that operates at a potential on the plus side of the ground potential.
前記埋設金属パイプラインが鋼製パイプラインであり、前記アース電極がマグネシウム(Mg)電極であることを特徴とする請求項1に記載された埋設金属パイプラインの電食防止システム。   2. The electrolytic corrosion prevention system for a buried metal pipeline according to claim 1, wherein the buried metal pipeline is a steel pipeline, and the ground electrode is a magnesium (Mg) electrode. 前記逆流防止器は、前記ダイオードに過剰電流が連続して流れた場合に過剰電流を遮断する電流遮断手段を前記ダイオードと直列に接続していることを特徴とする請求項1又は2に記載された埋設金属パイプラインの電食防止システム。 3. The reverse current preventer according to claim 1, wherein the reverse current preventer is connected in series with the diode in order to cut off the excess current when excess current continuously flows through the diode. Electric corrosion prevention system for buried metal pipelines. 前記逆流防止器は、前記ダイオードと直列又は並列に雷サージ遮蔽素子を接続していることを特徴とする請求項3に記載された埋設金属パイプラインの電食防止システム。 4. The electrolytic corrosion prevention system for an embedded metal pipeline according to claim 3 , wherein the backflow preventer is connected to a lightning surge shielding element in series or in parallel with the diode . 前記直流式電気鉄道における変電所の近傍で、前記埋設金属パイプラインと前記直流式電気鉄道のレールとの間に選択排流器又は強制排流器が接続されており、前記埋設金属パイプラインにはカソード防食が施されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載された埋設金属パイプラインの電食防止システム。 In the vicinity of the substation in the DC electric railway, a selective drain or a forced drain is connected between the buried metal pipeline and the rail of the DC electric railway, and the buried metal pipeline 5. The cathodic protection system for buried metal pipelines according to any one of claims 1 to 4, wherein cathodic protection is applied . 前記埋設金属パイプラインが交流誘導を受けていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載された埋設金属パイプラインの電食防止システム。 The electric corrosion prevention system for an embedded metal pipeline according to any one of claims 1 to 5, wherein the embedded metal pipeline is subjected to alternating current induction . 直流式電気鉄道における回生車両の影響を受ける埋設金属パイプラインの電食防止方法であって、An electric corrosion prevention method for buried metal pipelines affected by regenerative vehicles in a DC electric railway,
回生車両の影響を受けて管対地電位がプラス側にシフトする前記埋設金属パイプラインの箇所を前記管対地電位の計測又は回生車両の運行状況からの予測によって特定し、Identify the location of the buried metal pipeline where the tube-to-ground potential shifts to the plus side under the influence of the regenerative vehicle by measuring the tube-to-ground potential or predicting from the operation status of the regenerative vehicle,
特定された前記箇所に電線を介して前記埋設金属パイプラインの防食電位よりマイナス側の値の対地電位を示すアース電極を接続すると共に、前記電線間に逆流防止器を接続し、While connecting the ground electrode showing the ground potential of the negative side value than the anticorrosive potential of the buried metal pipeline through the electric wire to the specified location, and connecting a backflow preventer between the electric wires,
前記逆流防止器が備えるダイオードの電圧−電流特性を、前記埋設金属パイプラインから前記アース電極に向かって流れる電流方向を順方向とし、前記埋設金属パイプラインの管対地電位が前記防食電位よりマイナス側の電位であり且つ前記アース電極の対地電位よりプラス側の電位で動作するように設定することを特徴とする埋設金属パイプラインの電食防止方法。The voltage-current characteristic of the diode provided in the backflow preventer is such that the direction of current flowing from the buried metal pipeline toward the ground electrode is the forward direction, and the tube-to-ground potential of the buried metal pipeline is on the minus side of the anticorrosion potential. A method for preventing galvanic corrosion of a buried metal pipeline, wherein the electric corrosion is set so as to operate at a potential which is a positive potential with respect to a ground potential of the ground electrode.
前記埋設金属パイプラインが鋼製パイプラインであり、前記アース電極がマグネシウム(Mg)電極であることを特徴とする請求項7に記載された埋設金属パイプラインの電食防止方法。 The method for preventing electrolytic corrosion of a buried metal pipeline according to claim 7, wherein the buried metal pipeline is a steel pipeline, and the ground electrode is a magnesium (Mg) electrode . 前記直流式電気鉄道における変電所の近傍で、前記埋設金属パイプラインと前記直流式電気鉄道のレールとの間に選択排流器又は強制排流器が接続されており、前記埋設金属パイプラインにはカソード防食が施されていることを特徴とする請求項7又は8に記載された埋設金属パイプラインの電食防止方法。 In the vicinity of the substation in the DC electric railway, a selective drain or a forced drain is connected between the buried metal pipeline and the rail of the DC electric railway, and the buried metal pipeline The method of preventing corrosion of buried metal pipelines according to claim 7 or 8 , wherein cathodic protection is applied . 前記埋設金属パイプラインが交流誘導を受けていることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載された埋設金属パイプラインの電食防止方法。 The method for preventing electrolytic corrosion of a buried metal pipeline according to any one of claims 7 to 9, wherein the buried metal pipeline is subjected to alternating current induction .
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