RU2706344C2 - Method of protection of technical devices in explosion hazardous areas from static electricity without shunting of cathodic protection potential - Google Patents

Method of protection of technical devices in explosion hazardous areas from static electricity without shunting of cathodic protection potential Download PDF

Info

Publication number
RU2706344C2
RU2706344C2 RU2018101946A RU2018101946A RU2706344C2 RU 2706344 C2 RU2706344 C2 RU 2706344C2 RU 2018101946 A RU2018101946 A RU 2018101946A RU 2018101946 A RU2018101946 A RU 2018101946A RU 2706344 C2 RU2706344 C2 RU 2706344C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistance
grounding
static electricity
cathodic protection
technical devices
Prior art date
Application number
RU2018101946A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018101946A (en
RU2018101946A3 (en
Inventor
Константин Васильевич Ермаков
Original Assignee
Константин Васильевич Ермаков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Константин Васильевич Ермаков filed Critical Константин Васильевич Ермаков
Priority to RU2018101946A priority Critical patent/RU2706344C2/en
Publication of RU2018101946A publication Critical patent/RU2018101946A/en
Publication of RU2018101946A3 publication Critical patent/RU2018101946A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2706344C2 publication Critical patent/RU2706344C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05FSTATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/02Carrying-off electrostatic charges by means of earthing connections

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the electrical equipment. Invention is based on the task of developing a method of protecting technical devices in explosive areas from static electricity without shunting the potential of cathodic protection, which will make it possible to ensure safety of operation of technical devices in explosion hazardous areas without considerable increase of current density in cathodic protection system. Physics of the invention consists in increasing the introduced resistance to the grounding circuit by series connection of the active resistance, wherein the resistance rating is selected so as to ensure the following conditions: static charge draining from the technical device; maximum reduction of current density in the cathode protection system flowing through the grounding circuit.
EFFECT: present invention can further be implemented in form of active resistance (wire resistor) arranged in tight explosion-proof housing, to which a resistor with a thermal switch can be connected in parallel to compensate for increasing resistance of the grounding device during soil freezing by parallel connection of resistance at temperature reduction, as well as integrating circuit for floating of alternating component and protective element against overvoltage.
2 cl, 1 dwg

Description

Способ защиты технических устройств во взрывоопасных зонах от статического электричества в котором обеспечивают стекание статического заряда с защищаемого технического устройства на заземляющее устройство, отличающийся тем, что обеспечивается увеличение полного сопротивления цепи заземления путем последовательного включения активного сопротивления за счет чего снижается плотность тока системы катодной защиты стекающая в систему заземления.A method of protecting technical devices in hazardous areas from static electricity in which static electricity flows from a protected technical device to an earthing device, characterized in that it increases the impedance of the ground circuit by sequentially including active resistance, thereby reducing the current density of the cathodic protection system flowing down grounding system.

Уровень техникиState of the art

Для увеличения срока службы подземных газо-нефтепроводов с помощью систем катодной защиты на них формируют постоянный отрицательный потенциал величиной около 1 В.To increase the service life of underground gas pipelines using cathodic protection systems, they form a constant negative potential of about 1 V.

Для установки на трубопроводы технических устройств (технологических задвижек, продувочных свеч и др.) его, как правило, выводят наружу, где формируется взрывоопасная зона.For installation on pipelines of technical devices (technological valves, purge plugs, etc.), it is usually taken out, where an explosive zone is formed.

В результате трения при транспортировке взрывоопасной среды на указанных технических устройствах образуется электростатический заряд, электрический пробой которого может привести к возгоранию.As a result of friction during transportation of explosive atmospheres, the indicated technical devices generate an electrostatic charge, the electrical breakdown of which can lead to fire.

В настоящее время для защиты указанных технических устройств от статического электричества их заземляют прямым присоединением к заземляющему устройству объекта, что обуславливает значительное увеличение токов и неустойчивость режимов работы в системе катодной защиты ввиду сезонного изменения сопротивления заземляющего устройства.Currently, to protect these technical devices from static electricity, they are grounded by direct connection to the grounding device of the object, which leads to a significant increase in currents and instability of the operation modes in the cathodic protection system due to seasonal changes in the resistance of the grounding device.

Известен способ предотвращения накопления электростатических зарядов в эмульсиях при добыче и транспорте нефти (RU (11) 2488627 (13) С1). Изобретение касается способа предотвращения накопления электростатических зарядов в эмульсиях при добыче и транспорте нефти с использованием нейтрализующих устройств, при этом на этапе сбора нефти в скважину вводят антистатические ПАВ, на этапе подготовки нефти осуществляют позднее дозирование деэмульгаторов. Его недостатком является сложность и дороговизна реализации.A known method of preventing the accumulation of electrostatic charges in emulsions during oil production and transportation (RU (11) 2488627 (13) C1). The invention relates to a method for preventing the accumulation of electrostatic charges in emulsions during oil production and transportation using neutralizing devices, while at the stage of oil collection, antistatic surfactants are introduced into the well, and later, demulsifiers are dosed at the stage of oil preparation. Its disadvantage is the complexity and high cost of implementation.

Известен метод предотвращения образования статического электричества, основанный на использовании устройства, в котором на основе трехфазного статора создают вращающееся магнитное поле и дополнительное стационарное электрическое поле между входным металлическим патрубком и разрядными металлическими струнами (Патент РФ №2351100. Способ нейтрализации статического электричества в потоке вещества).A known method of preventing the formation of static electricity, based on the use of a device in which a three-phase stator creates a rotating magnetic field and an additional stationary electric field between the input metal pipe and the discharge metal strings (RF Patent No. 2351100. A method of neutralizing static electricity in a substance flow).

Недостаток данного способа в том, что требуются энергозатраты на создание дополнительного стационарного электрического поля, устройство имеет большие габаритные размеры и может монтироваться только на входах в резервуары.The disadvantage of this method is that it requires energy to create an additional stationary electric field, the device has large overall dimensions and can be mounted only at the entrances to the tanks.

Известен способ предотвращения накопления электростатических зарядов с использованием устройств для нейтрализации статического электричества, в которых используется принцип коронного разряда [Высоковольтный нейтрализатор статического электричества IZN1 Компания «SMC Corporation», нейтрализатор статического электричества ЗАО «Подшипник-сервис»]. Недостатком данного способа являются энергозатраты на ионизацию среды, а также невозможность использования этих устройств в системах добычи и трубопроводного транспорта углеводородов. Особую опасность представляет этот способ на взрывоопасных объектах ввиду угрозы воспламенения взрывоопасной среды.A known method of preventing the accumulation of electrostatic charges using devices to neutralize static electricity, which uses the principle of corona discharge [High-voltage converter of static electricity IZN1 Company "SMC Corporation", converter of static electricity ZAO "Bearing-service"]. The disadvantage of this method is the energy consumption for the ionization of the medium, as well as the inability to use these devices in production systems and pipeline transport of hydrocarbons. This method is especially dangerous in explosive facilities due to the threat of ignition of an explosive atmosphere.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ предотвращения накопления электростатических зарядов с использованием нейтрализатора зарядов статического электричества в жидкости (Патент РФ №1355100. Нейтрализатор зарядов статического электричества в жидкости), в нейтрализационной камере которого расположен стержневой разрядный электрод с иглами. Процесс нейтрализации происходит за счет ионизационных процессов, развивающихся вблизи разрядного электрода и игл при наличии значительной разности потенциалов между жидкостью, заполняющей камеру, и разрядным электродом.The closest in technical essence and the achieved result is a method of preventing the accumulation of electrostatic charges using a static charge converter in a liquid (RF Patent No. 1355100. A static charge converter in a liquid), in the neutralization chamber of which there is a rod discharge electrode with needles. The neutralization process occurs due to ionization processes developing near the discharge electrode and needles in the presence of a significant potential difference between the liquid filling the chamber and the discharge electrode.

Недостатком указанного технического решения является то, что при незначительной разности потенциалов между жидкостью и разрядным электродом, т.е. при низких значениях электризации эмульсии процесс нейтрализации происходить не будет. Использование нейтрализаторов не предотвращает явление электризации нефти, а лишь позволяет отводить из водонефтяной смеси уже возникшие электростатические заряды.The disadvantage of this technical solution is that with a slight potential difference between the liquid and the discharge electrode, i.e. at low values of electrification of the emulsion, the neutralization process will not occur. The use of neutralizers does not prevent the phenomenon of electrification of oil, but only allows you to remove from the oil-water mixture already generated electrostatic charges.

В основу изобретения положена задача разработать способ защиты технических устройств от статического электричества без шунтирования потенциала катодной защиты, что позволит обеспечить безопасность эксплуатации технических устройств во взрывоопасных зонах при этом, обеспечивая снижение плотности тока в системе катодной защиты.The basis of the invention is the task of developing a method of protecting technical devices from static electricity without shunting the potential of cathodic protection, which will ensure the safety of operation of technical devices in hazardous areas while ensuring a decrease in current density in the cathodic protection system.

Физика действия изобретения состоит в заземлении технических устройств через активное сопротивление при этом, номинал сопротивления выбирается таким, чтобы обеспечить условия:The physics of the action of the invention consists in grounding technical devices through active resistance, and the resistance rating is chosen so as to provide conditions:

- стекания статического заряда с защищаемого технического устройства;- runoff of static charge from a protected technical device;

- максимального снижения плотности тока в системе катодной защиты протекающего через цепь заземления.- maximum reduction of current density in the cathodic protection system flowing through the ground circuit.

Работа устройства поясняется на фигуре 1. Цепь активного сопротивления 1 (может быть реализована в виде проволочного резистора) обеспечивает стекание статического заряда с защищаемого технического устройства 2. Цепь активного сопротивления 3 (резистор) с параллельно подключенным с термовыключателем 4 обеспечивает компенсацию увеличения сопротивления заземляющего устройства при промерзании грунта путем параллельного включения сопротивления при снижении температуры. Интегрирующая цепь 5 обеспечивает минимальное сопротивление для стекания переменной составляющей (наведенных токов) на заземляющее устройство для обеспечения электробезопасности. Защитный элемент 6 от перенапряжений (разрядник, варистор, защитный диод) обеспечивает подавление перенапряжений при воздействии помех, вызванных молниевыми разрядами и короткими замыканиями. Согласно ПУЭ заземляющее устройство не может иметь высоких значений емкости и индуктивности, поэтому в расчетах можно пренебречь реактивной составляющей.The operation of the device is illustrated in figure 1. The active resistance circuit 1 (can be implemented as a wire resistor) provides a drain of static charge from the protected technical device 2. The active resistance circuit 3 (resistor) with a thermal switch 4 connected in parallel provides compensation for the increase in the resistance of the grounding device when freezing of the soil by the parallel inclusion of resistance at lower temperatures. The integrating circuit 5 provides minimal resistance for the draining of the variable component (induced currents) to the grounding device to ensure electrical safety. The protective element 6 against overvoltage (discharger, varistor, protective diode) provides suppression of overvoltage when exposed to interference caused by lightning discharges and short circuits. According to the PUE, the grounding device cannot have high values of capacitance and inductance, therefore, in the calculations, the reactive component can be neglected.

Технические результаты достигаются тем, что в отличие от прямого соединения технического устройства с системой заземления, данное изобретение препятствует увеличению плотности тока в системе катодной защиты.Technical results are achieved in that, in contrast to the direct connection of the technical device with the grounding system, this invention prevents the increase in current density in the cathodic protection system.

Источники информацииInformation sources

1. РД 39-22-113-78 «Временные правила защиты от проявлений статического электричества на производственных установках и сооружениях нефтяной и газовой промышленности».1. RD 39-22-113-78 “Temporary rules for protection against manifestations of static electricity in industrial plants and oil and gas industry”.

2. СТО Газпром 9.0-001-2009 «Защита от коррозии. Проектирование электрохимической защиты подземных сооружений». Открытое акционерное общество «Газпром».2. STO Gazprom 9.0-001-2009 “Protection against corrosion. Design of electrochemical protection of underground structures. ” Open Joint Stock Company Gazprom.

3. Правила устройства электроустановок, издание 7.3. Electrical Installation Rules, Edition 7.

4. ГОСТ 12.1.030-81 Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.4. GOST 12.1.030-81 Electrical safety. Protective grounding, grounding.

Claims (2)

1. Способ защиты технических устройств во взрывоопасных зонах от статического электричества, в котором обеспечивают стекание статического заряда с защищаемого технического устройства на заземляющее устройство, отличающийся тем, что обеспечивается увеличение полного сопротивления цепи заземления путем последовательного включения активного сопротивления, за счет чего снижается плотность тока системы катодной защиты стекающая в систему заземления.1. A method of protecting technical devices in hazardous areas from static electricity, in which a static charge is drained from the protected technical device to a grounding device, characterized in that the total resistance of the ground circuit is increased by sequentially switching on the active resistance, thereby reducing the current density of the system cathodic protection flowing into the grounding system. 2. Устройство для реализации изобретения по п. 1, содержащее цепь заземления защищаемого технического устройства, отличающееся тем, что последовательно подключено активное сопротивление, к которому параллельно могут подключаться резистор с термовыключателем для компенсации увеличения сопротивления заземляющего устройства при промерзании грунта, а также интегрирующая цепь для стекания переменной составляющей, и защитный элемент от перенапряжений, при этом устройство выполнено в герметичном взрывобезопасном корпусе.2. The device for implementing the invention according to claim 1, comprising an earth circuit of the protected technical device, characterized in that an active resistance is connected in series, to which a resistor with a thermal switch can be connected in parallel to compensate for the increase in the resistance of the grounding device during freezing of the soil, as well as an integrating circuit for dripping of a variable component, and a protective element against overvoltage, while the device is made in a sealed explosion-proof housing.
RU2018101946A 2018-01-18 2018-01-18 Method of protection of technical devices in explosion hazardous areas from static electricity without shunting of cathodic protection potential RU2706344C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101946A RU2706344C2 (en) 2018-01-18 2018-01-18 Method of protection of technical devices in explosion hazardous areas from static electricity without shunting of cathodic protection potential

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101946A RU2706344C2 (en) 2018-01-18 2018-01-18 Method of protection of technical devices in explosion hazardous areas from static electricity without shunting of cathodic protection potential

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018101946A RU2018101946A (en) 2019-07-19
RU2018101946A3 RU2018101946A3 (en) 2019-07-24
RU2706344C2 true RU2706344C2 (en) 2019-11-18

Family

ID=67308178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018101946A RU2706344C2 (en) 2018-01-18 2018-01-18 Method of protection of technical devices in explosion hazardous areas from static electricity without shunting of cathodic protection potential

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706344C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4361719A (en) * 1981-03-17 1982-11-30 William Hyde Earthing systems
RU2153027C2 (en) * 1995-10-09 2000-07-20 Н.В. Рейкем С.А. Method of cathode protection against corrosion, method of electric grounding and set of parts
RU2607652C1 (en) * 2015-09-15 2017-01-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России) Method of articles with insulating surfaces protecting against electrostatic hazard

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4361719A (en) * 1981-03-17 1982-11-30 William Hyde Earthing systems
RU2153027C2 (en) * 1995-10-09 2000-07-20 Н.В. Рейкем С.А. Method of cathode protection against corrosion, method of electric grounding and set of parts
RU2607652C1 (en) * 2015-09-15 2017-01-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России) Method of articles with insulating surfaces protecting against electrostatic hazard

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018101946A (en) 2019-07-19
RU2018101946A3 (en) 2019-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Adekitan Lightning protection of floating roof tanks
RU2706344C2 (en) Method of protection of technical devices in explosion hazardous areas from static electricity without shunting of cathodic protection potential
Kijima et al. Lightning protection for gas-pipelines installed under the ground
Kisielewicz et al. Simplified approach for protection of apparatus powered by an HV/LV transformer against lightning strokes to the structure
Neyshabouri et al. Transient investigations on lightning overvoltages applied on oil tanks roof considering grounding configurations
Tshubwana et al. Characteristics and performance of soil, bentonite and conductive cement during impulse tests in Swaziland
Hu et al. Research on lightning sparks discharge and protection measures of large floating roof tank
RU2446234C1 (en) System for protecting pipeline from induced alternating current
RU2584834C2 (en) Method for combined protection of metal structures from lightning discharges and electrochemical corrosion
Stet et al. Investigation of electromagnetic interferences issues
Ouadah et al. Analysis of the electromagnetic interferences between overhead power lines and buried pipelines
US20190372318A1 (en) Gas-insulated electrical equipment
Hussein et al. Impact and Mitigation of Electromagnetic Interference Between HVTL and Pipelines
Carpenter et al. Lightning strike protection
Shabangu et al. Stability assessment of pipeline cathodic protection potentials under the influence of AC interference
RU2650551C2 (en) Industrial hydrocarbon fuel combustion objects protection method against gross discharges and electrochemical corrosion of conducting steel underground facilities for hydrocarbon fuel on industrial objects
RU2642141C1 (en) Method of route section protection against geomagnetically-induced ground current and device for its implementation
RU2456732C2 (en) Method for protection of insulation clearances in liquid dielectric against electric breakdown with help of mesh screens with controllable electric potentials
RU176870U1 (en) DEVICE FOR PROTECTION OF TECHNICAL MEANS OF AUTOMATION AND ELECTROCHEMICAL PROTECTION AT MAIN GAS PIPELINES FROM TRANSITIONAL VOLTAGES AND DISCHARGE OF CURRENT PULSES
Akwukwaegbu et al. Efficient Deployment of Lightning and Surge protection Schemes in Nigeria Petroleum Industry Facilities
RU2629553C2 (en) Method of active protection of special industrial objects from lightning discharges with use of interception rod system, anode-cathode earthers and cathodic converter
Durham et al. Ground systems design considerations for vessels [in petroleum industry]
KR102379286B1 (en) Ac interference relief device for pipe line
Dunki-Jacobs et al. The function and composition of the global industrial grounding system
Ismail et al. Economic impact assessment technique on different mitigation methodologies of electromagnetic interference between special high voltage transmission lines & neighboring gas pipeline

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20190923

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200119

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210114