SU1741221A1

SU1741221A1 - Устройство защиты катодной станции магистрального трубопровода

Info

Publication number: SU1741221A1
Application number: SU894775301A
Authority: SU
Inventors: Виталий Васильевич Базуткин; Виктор Яковлевич Киселев; Александр Евгеньевич Киселев; Николай Петрович Ямашкин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов; Московский энергетический институт
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1992-06-15

Abstract

Использование: в строительстве магистральных трубопроводов дл защиты его ка- тодных станций от грозовых перенапр жений. Цель - повышение надежности . Сущность изобретени : на управл ющие входы управл емых вентилей преобразовател 2 катодной станции 1 подают сигналы с управл емого коммутатора 7, на который воздействует блок управлени 3 Грозоотметчик 5 через блок формировани отключающего сигнала 6 воздействует на блок 3. При по влении на выходе грозоотметчика , улавливающего акустические или электромагнитные сигналы при приближении грозы, по вл етс сигнал заданной интенсивности , на выходе блока 6 по вл етс сигнал заданной длительности, который отключает управл емые вентили преобразовател 2 во врем грозы. Ток молнии протекает через ограничитель напр жени 4. 7 з.п. ф-лы, 6 ил. i О i ic

Description

Изобретение относитс к строительству магистральных трубопроводов и может быть использовано дл защиты его катодных станций от грозовых перенапр жений.

Известно устройство защиты катодной станции, содержащее узлы защиты входной и выходной цепей станции, каждый из которых имеет ограничитель напр жени .

Надежность такого устройства недостаточно высока, так как из-за низкого быстродействи разр дников и включени ограничителей напр жени (варисторов) параллельно входным и выходным цеп м происходит выход из стро катодной станции при воздействии значительных по величине импульсов тока грозового происхождени .

Наиболее близким к предложенному вл етс устройство дл грозозащиты катодной станции, выполненное в виде полууправл емого статического преобразовател , содержащее ограничитель напр жени , включенный на выходе катодной станции.

Недостатком его вл етс низка надежность , так как при ударе молнии отрицательной пол рности в линию, соедин ющую анодное заземление с анодным выводом катодной станции при открытых преобразовательных элементах катодной станции (что возможно в 50% случаев удара молнии в анодное заземление) происходит выход из стро преобразовательных элементов катодной станции, так как падение напр жени на этих элементах в открытом состо нии мало и воздействие тока молнии, протекающего через них, не может быть ослаблено известными ограничител ми напр жений , имеющими высокую пропускную способность.

Целью изобретени вл етс повышение надежности.

Цель достигаетс тем, что в устройство защиты катодной станции магистрального трубопровода, содержащее катодную станцию , выполненную в виде полууправл емого статического преобразовател с двум управл емыми и двум неуправл емыми вентил ми, блок управлени , ограничитель перенапр жени , включенный на выходе катодной станции, дополнительно введены грозоотметчик, блок формировани отключающего сигнала, в котором при по влении на входе сигнала заданной интенсивности, на выходе по вл етс сигнал заданной длительности , управл емый коммутатор, имеющий два входа, один из которых - управл ющий, один выход, сигнал на котором исчезает при по влении сигнала на уп- равл ющем входе, вход коммутатора подключен к выходу блока управлени , выход - к управл ющим входам управл емых вентилей статического преобразовател , а управл ющий вход - к выходу блока форми- ровани отключающего сигнала, вход которого подключен к выходу грозоотметчика.

Кроме того, грозоотметчик содержит последовательно соединенные датчик акустических сигналов, полосдвой фильтр, ком- паратор, ко второму входу которого подключен источник опорного напр жени , выход которого вл етс выходом грозоотметчика; грозоотметчик содержит последо- вательно соединенные датчик электромагнитных волн, полосовой фильтр, компаратор, ко второму входу которого подключен источник опорного напр жени , выход которого вл етс выходом грозоотметчика; полосовой фильтр грозоот- метчика выполнен с регулируемой полосой i пропускани ; блок формировани отключающего сигнала выполнен в виде реле време- ни, вход и выход которого вл ютс соответственно входом и выходом блока.

С целью повышени помехозащищенности блок формировани отключающего сигнала содержит одновибратор, выход которого соединен со входом сброса счетчика, счетный вход которого соединен со входом одновибратора, а выход - через реле времени - образует выход блока; последовательно соединенные одновибратор, интегратор, компаратор, ко второму входу которого подключен источник опорного напр жени , а в

интеграторе параллельно интегрирующей емкости включен разр дный резистор; последовательно соединенные интегратор, компаратор, ко второму входу которого подключен источник опорного напр жени , а в интеграторе параллельно интегрирующей емкости включен разр дный резистор.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройств; на фиг. 2 - возможное исполнение грозоотметчика с датчиком акустических сигналов; на фиг. 3 - вариант выполнени блока формировани отключающего сигнала в виде реле времени; на фиг. 4 - вариант выполнени блока формировани отключающего сигнала на цифровых элементах; на фиг.5 - вариант выполнени блока формировани отключающего сигнала на аналоговых элементах; на фиг. 6 - временные диаграммы работы устройства, где индексы при U и I относ тс к напр жению и токам на выходах соответствующих элементов схемы.

Устройство содержит катодную станцию 1, выполненную в виде полууправл емого статического преобразовател 2 с двум управл емыми и двум неуправл емыми вентил ми. Дл управлени вентил ми катодна станци имеет блок управлени 3. Ограничитель напр жени 4 включен на выходе катодной станции 1. Выход грозоотметчика 5 подключен ко входу блока 6 формировани отключающего сигнала . Выход блока 6 соединен с управл ющим входом управл емого коммутатора 7, Вход коммутатора 7 подключен к выходу блока управлени 3. Выход коммутатора 7 соединен с управл ющими входами управл емых вентилей преобразовател 2.

Грозоотметчик 5 может быть выполнен (фиг. 2) в виде датчика акустических сигналов 8, выход которого св зан с входом полосового пропускающего фильтра 9, выход которого соединен с первым входом компаратора 10, на второй вход которого подаетс опорное напр жение Uoni, а его выход служит выходом грозоотметчика. Вместо датчика акустических сигналов 8 в грозоотметчике может быть использован датчик электромагнитных волн.

Блок 6 может быть выполнен, например, в виде реле времени 11, вход и выход которого вл ютс входом и выходом блока 6 соответственно (фиг. 3).

Дл повышени помехозащищенности блок 6 может быть выполнен в виде одно- вибратора 12, вход которого св зан со счетным входом счетчика 13 и вл етс входом блока 6, выход одновибратора 12 соединен с входом сброса счетчика 13, выход которого соединен с входом реле времени 11 (фиг. 4).

При выполнении блока 6 на аналоговых элементах он может быть выполнен в виде одновибратора 14, выход которого соединен со входом интегратора 15, выход которого соединен с одним входом компаратора 16, на другой вход которого подаетс опорное напр жение U0n2, а выход вл етс выходом блока 6 (фиг. 5).

Устройство работает следующим образом .

При приближении грозы на выходе грозоотметчика 5 по вл ютс сигналы, соответствующие ударам молнии в заданном районе (Us, ti, t2, фиг. 6). Блок 6, пример реализации которого изображен на фиг. 3, вырабатывает сигналы (1)б, фиг. 6), которые подаютс на коммутатор 7 и запрещают подачу отпирающих сигналов на управл ющие входы управл емых вентилей преобразовател 2 на врем гзад, определ емое блоком 6. При ударе молнии в линию анодного заземлени (ts, фиг. 6) управл емые вентили преобразовател 2 наход тс в закрытом состо нии и ток молнии протекает через ограничитель напр жени 4 (U4, сплошна лини на фиг. 6). Ток через управл емые вентили в этом случае практически отсутствует (сплошна лини 12, фиг. 6).

Дл сравнени на фиг. 6 пунктиром показаны напр жение на ограничителе напр жени 4 - Щ и ток через вентили преобразовател 2-12 при ударе молнии отрицательной пол рности в линию анодного заземлени в том случае, если управл емые ключи в момент удара молнии наход тс в открытом состо нии. Видно, что ограничитель напр жени 1 не может выполн ть защитные функции, так как напр жение на ключах в этом случае значительно меньше остаточного напр жени UOCT на ограничителе напр жени 4. Причем 1зад выбираетс не меньшим максимальной длительности паузы между ударами молнии при грозовой де тельности в районе установки станции катодной защиты. Практическа величина Х3ад выбираетс равной 1-2 мин.

Блок 6, пример реализации которого представлен на фиг 4, служит дл защиты устройства от случайных помех. При поступлении сигнала на вход блока 6 происходит срабатывание одновибратора 12. В том случае , если за врем работы одновибратора 12 сигналы на его вход больше не поступают, отсутствует и сигнал на выходе счетчика 13. Если на вход блока б поступают сигналы с достаточной частотой (N раз за врем работы одновибратора), на выходе счетчика 13 по вл ютс сигналы, включающие реле времени 11, в результате чего преобразователь 2 временно прекращает свою работу.

При выполнении блока б, как показано на фиг. 5, также достигаетс высока помехозащищенность устройства, так как срабатывание компаратора 16 возможно только при поступлении на вход интегратора 15 импульсов с одновибратора 14с достаточной частотой. Отключение блока 6 в этом случае обеспечиваетс за счет включени резистора параллельно интегрирующей ем- 0 кости интегратора 15.

Claims

Формула изобретени

1.Устройство защиты катодной станции магистрального трубопровода, содержащее катодную станцию, выполненную в

5 виде полууправл емого статического преобразовател с двум управл емыми и двум неуправл емыми вентил ми, блок управлени , ограничитель перенапр жени , включенный на выходе катодной станции, от л и0 чающеес тем, что, с целью повышени надежности, дополнительно введены грозоотметчик , блок формировани отключающего сигнала, в котором при по влении на входе сигнала заданной интенсивности, на

5 выходе по вл етс сигнал заданной длительности , управл емой коммутатор, имеющий два входа, один из которых - управл ющий, один выход, сигнал на котором исчезает при по влении сигнала на уп0 равл ющем входе, вход коммутатора подключен к выходу блока управлени , выход - к управл ющим входам управл емых вентилей статического преобразовател , а управл ющий вход- к выходу блока форми5 ровани отключающего сигнала, вход которого покдлючен к выходу грозоотметчика.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с тем, что грозоотметчик содержит последовательно соединенные датчик акустических
0 сигналов, полосовой фильтр, компаратор, ко второму входу которого подключен источник опорного напр жени , выход которого вл етс выходом грозоотметчика.

3.Устройство по п. 1,отличающее- 5 с тем, что грозоотметчик содержит последовательно соединенные датчик электромагнитных волн, полосовой фильтр, компаратор, ко второму входу которого подключен источник опорного напр жени , вы0 ход которого вл етс выходом грозоотметчика.
4.Устройство по пп. 1-3, отличающеес тем, что полосовой фильтр грозоотметчика выполнен с регулируемой полосой пропу5 екани .
5.Устройство по пп. 1-4, отличающеес тем, что блок формировани отключающего сигнала выполнен в виде реле времени, вход и выход которого вл ютс соответственно входом и выходом блока.
6. Устройство по пп. 1 -4, о т л и ч а ю щ е- е с тем, что, с целью повышени помехозащищенности , блок формировани отключающего сигнала содержит одновибратор, выход которого соединен со входом сброса счетчика , счетный вход которого соединен со входом одновибратора, а выход через реле времени образует выход блока.
Т.Устройство попп. 1-4, от л ича ющее- с тем, что, с целью повышени помехозащищенности , блок формировани отключающего сигнала содержит последовательно соединенные одновибратор, интегратор,

0

компаратор, ко второму входу которого подключен источник опорного напр жени , а в интеграторе параллельно интегрирующей емкости включен разр дный резистор.

8. Устройство по пп. 1-4, отличающеес тем, что, с целью повышени помехозащищенности , блок формировани отключающего сигнала содержит последовательно соединенные интегратор, компаратор, ко второму входу которого подключен источник опорного напр жени , а в интеграторе параллельно интегрирующей емкости включен разр дный резистор.

Фиг1

t

Jur

Фиг.З

15

tf

CD иГ. У

ir

/О

Uw

Фиг. 5