RU114054U1 - INSTALLATION FOR PULSE CATHODE PROTECTION - Google Patents
INSTALLATION FOR PULSE CATHODE PROTECTION Download PDFInfo
- Publication number
- RU114054U1 RU114054U1 RU2011133656/02U RU2011133656U RU114054U1 RU 114054 U1 RU114054 U1 RU 114054U1 RU 2011133656/02 U RU2011133656/02 U RU 2011133656/02U RU 2011133656 U RU2011133656 U RU 2011133656U RU 114054 U1 RU114054 U1 RU 114054U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulse
- pulse shaper
- potential
- installation
- direct current
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 19
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229960000355 copper sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N iron titanium Chemical compound [Ti].[Fe] IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к оборудованию для электрохимической защиты и может быть использована в системах катодной защиты подземных металлических сооружений от коррозии. Установка содержит электронный блок, анодный заземлитель и электрод сравнения. Электронный блок содержит источник постоянного тока, импульсный усилитель, накопитель энергии, формирователь импульсов. Накопитель энергии соединен с импульсным усилителем. Последний соединен с формирователем импульсов, с анодным заземлителем и защищаемым сооружением. Электрод сравнения соединен с формирователем импульсов. Электронный блок имеет преобразователь уровня постоянного напряжения, который подключен к накопителю энергии, источнику постоянного тока, формирователю импульсов. Источник постоянного тока соединен с формирователем импульсов, подключенным к защищаемому сооружению. Установка позволяет повысить точность поддержания поляризационного потенциала на всем протяжении защищаемого участка. 1 нез.п. ф-лы, 3 фиг., 1 пр. The utility model relates to equipment for electrochemical protection and can be used in cathodic protection systems of underground metal structures against corrosion. The installation contains an electronic unit, an anode ground electrode and a reference electrode. The electronic unit contains a direct current source, a pulse amplifier, an energy storage device, a pulse shaper. The energy store is connected to a pulse amplifier. The latter is connected to a pulse shaper, to the anode earthing switch and to the protected structure. The reference electrode is connected to a pulse shaper. The electronic unit has a constant voltage level converter, which is connected to an energy storage device, a direct current source, and a pulse shaper. A direct current source is connected to a pulse shaper connected to the protected structure. The installation allows to increase the accuracy of maintaining the polarization potential throughout the protected area. 1 n.p. crystals, 3 figures, 1 ave.
Description
Полезная модель относится к оборудованию для электрохимической защиты и может быть использована в системах катодной защиты подземных металлических сооружений от коррозии.The utility model relates to equipment for electrochemical protection and can be used in cathodic protection systems of underground metal structures against corrosion.
Известны различные модификации устройств для импульсной катодной защиты [патент US на изобретение №5324405 «Pulse cathodic protection system», патент DE на изобретение №2007347 «Verfahren zur automa-tischen Steuerung einer Kathodenschutzanlage», патенты RU на изобретения №1429591 «Установка катодной защиты», №2091503 «Устройство катодной защиты от атмосферной коррозии», №2394943 «Устройство катодной защиты газопроводов и подземных сооружений»].There are various modifications of devices for pulsed cathodic protection [US patent for invention No. 5324405 "Pulse cathodic protection system", DE patent for invention No. 2007347 "Verfahren zur automata-tischen Steuerung einer Kathodenschutzanlage", RU patents for invention No. 1429591 "Installation of cathodic protection" , No. 2091503 “Device for cathodic protection against atmospheric corrosion”, No. 2394943 “Device for cathodic protection of gas pipelines and underground structures”].
Известна также «Система катодной защиты магистральных трубопроводов» [патент RU на изобретение №2202001], в состав которой входят несколько катодных станций, каждая из которых содержит блок измерения и обработки информации, датчик поляризационного потенциала, датчик скорости коррозии, датчик наводораживания, блок приема и передачи, электрод сравнения, блок логики, телеизмерения и телерегулирования, блок коммутации измерения параметров защиты, блок фазовой регулировки, блок импульсной модуляции и избирательный фильтр. Для стабилизации потенциала в зависимости от результатов измерения сигналов, поступающих от датчиков потенциала, скорости коррозии и наводораживания, изменяют параметры выходного импульсного сигнала.Also known is the “System of cathodic protection of trunk pipelines” [RU patent for invention No. 2202001], which includes several cathode stations, each of which contains a unit for measuring and processing information, a polarization potential sensor, a corrosion rate sensor, a hydrogen pickup sensor, a receiving unit and transmission, reference electrode, logic, telemetry and teleregulation unit, switching unit for measuring protection parameters, phase adjustment unit, pulse modulation unit and selective filter. To stabilize the potential, depending on the measurement results of the signals from the sensors of the potential, corrosion rate and hydrogen pickup, the parameters of the output pulse signal are changed.
Для приведенных выше устройств характерна недостаточно высокая точность поддержания поляризационного потенциала, обусловленная тем, что стабилизацию поляризационного потенциала осуществляют модуляцией временных параметров импульсного сигнала, подаваемого на сооружение, а также тем, что в ходе стабилизации потенциала используют косвенную оценку фактического значения потенциала сооружения в виде потенциала вспомогательного электрода.The above devices are characterized by insufficiently high accuracy of maintaining the polarization potential, due to the fact that stabilization of the polarization potential is carried out by modulation of the temporal parameters of the pulse signal supplied to the structure, as well as the fact that during stabilization of the potential an indirect estimate of the actual value of the potential of the structure is used in the form of the auxiliary potential electrode.
Известна также «Ветроэлектростанция катодной защиты трубопроводов» [патент RU на изобретение №2117184], принцип работы которой заключается в формировании на трубопроводе относительно анодных заземлителей импульсного напряжения с релейным регулированием защитного потенциала, текущее значение которого контролируется электродом сравнения. При этом при наличии выходного тока станции, протекающего в цепи "трубопровод-грунт-анодные заземлители", текущее значение потенциала "труба-грунт" сравнивают с пороговым значением, соответствующим максимальному критическому значению потенциала, при превышении которого выходной ток станции отключают, а при отсутствии выходного тока станции значение потенциала "труба-грунт" сравнивают с пороговым значением, соответствующим минимальному критическому значению потенциала, при снижении ниже которого, выходной ток станции включают. Таким образом временные параметры выходного импульсного сигнала станции задаются характером и скоростью изменения защитного потенциала.Also known is the “Wind Farm of Cathodic Protection of Pipelines” [RU patent for invention No. 2117184], the principle of which is to form a pulse voltage on the pipeline relative to the anode earthing switches with relay control of the protective potential, the current value of which is controlled by a reference electrode. In this case, if there is an output current of the station flowing in the pipeline-soil-anode ground electrode circuit, the current value of the pipe-soil potential is compared with a threshold value corresponding to the maximum critical value of the potential, above which the output current of the station is turned off, and if not the output current of the station, the value of the potential "pipe-soil" is compared with a threshold value corresponding to the minimum critical value of the potential, at a decrease below which, the output current of the station is turned on. Thus, the time parameters of the output pulse signal of the station are set by the nature and rate of change of the protective potential.
Для данной станции характерны большие пульсации потенциала в процессе их стабилизации (от -0.85 В до -1.5 В). Кроме этого длительность импульса выходного тока станции и время его паузы могут существенно меняться в процессе работы, что предъявляет жесткие требования к источнику питания катодной станции. При изменении условий эксплуатации может возникнуть ситуация, при которой мощность станции стала недостаточной для увеличения потенциала до верхнего порогового значения. Катодная станция останется с постоянно-включенным выходным током и теряется преимущество импульсного режима работы станции. К тому же это может привести к выходу из строя источника питания катодной станции.This station is characterized by large ripple potential during stabilization (from -0.85 V to -1.5 V). In addition, the duration of the pulse of the output current of the station and its pause time can vary significantly during operation, which imposes stringent requirements on the power source of the cathode station. When the operating conditions change, a situation may arise in which the power of the station becomes insufficient to increase the potential to the upper threshold value. The cathode station will remain with a continuously-switched output current and the advantage of the pulsed operation mode of the station is lost. In addition, this can lead to failure of the cathode station power source.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является «Устройство защиты от коррозии импульсным током» [патент RU на изобретение №2223346], содержащее электронный блок с источником постоянного тока, импульсным усилителем и схемой формирования импульсов, установленные в токопроводящей среде на заданном расстоянии от защищаемого сооружения заземляющее устройство, измерительные электроды потенциала защищаемого сооружения и потенциала поляризации. Источник постоянного тока подсоединен через импульсный усилитель к защищаемому сооружению и к заземляющему устройству. Измерительные электроды соединены со схемой формирования импульсов электронного блока. Выход последнего подсоединен к управляющему входу импульсного усилителя. Между источником постоянного тока и импульсным усилителем установлены последовательно зарядное устройство и накопитель электроэнергии.The closest analogue of the claimed utility model is a “Device for protection against corrosion by pulsed current” [RU patent for invention No. 2223346], containing an electronic unit with a direct current source, a pulse amplifier and a pulse shaping circuit installed in a conductive medium at a given distance from the protected structure, grounding device, measuring electrodes of the potential of the protected structure and polarization potential. The direct current source is connected through a pulse amplifier to the protected structure and to the grounding device. The measuring electrodes are connected to a pulse generating circuit of the electronic unit. The output of the latter is connected to the control input of the pulse amplifier. Between a constant current source and a pulse amplifier, a charger and an energy storage device are installed in series.
Недостатками наиболее близкого аналога являются: низкая точность поддержания потенциала и неравномерность поддержания потенциала на протяжении защищаемого участка трубопровода.The disadvantages of the closest analogue are: low accuracy of maintaining the potential and the unevenness of maintaining the potential throughout the protected section of the pipeline.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение точности поддержания поляризационного потенциала на всем протяжении защищаемого участка.The objective of the claimed utility model is to increase the accuracy of maintaining the polarization potential throughout the protected area.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в установке для импульсной катодной защиты, содержащей электронный блок, анодный заземлитель и электрод сравнения, электронный блок которой содержит источник постоянного тока, импульсный усилитель, формирователь импульсов, накопитель энергии, соединенный с импульсным усилителем, который соединен с формирователем импульсов, с анодным заземлителем и защищаемым сооружением и электрод сравнения соединен с формирователем импульсов, электронный блок имеет подключенный к накопителю энергии, формирователю импульсов, источнику постоянного тока преобразователь уровня постоянного напряжения, при этом источник постоянного тока соединен с формирователем импульсов, подключенным к защищаемому сооружению.The essence of the claimed utility model lies in the fact that in the installation for pulsed cathodic protection containing an electronic unit, an anode ground electrode and a reference electrode, the electronic unit of which contains a direct current source, a pulse amplifier, a pulse shaper, an energy storage device connected to a pulse amplifier, which is connected with a pulse shaper, with an anode ground electrode system and a protected structure, and a reference electrode connected to a pulse shaper, the electronic unit is connected to the drive w energy pulse shaper, a source of DC constant voltage level converter, wherein the DC power source is connected to the pulse generator connected to the protected construction.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в решении поставленной задачи.The technical result of the claimed utility model is to solve the problem.
Управление выходной мощностью в заявляемой установке, необходимое для поддержания потенциала, осуществляется изменением амплитудного параметра выходного импульсного сигнала, в отличие от прототипа, где изменяются его временные параметры (скважность или частота). Предлагаемый подход позволяет исключить или существенно уменьшить неравномерность изменения потенциала по длине защищаемого участка трубопровода, который является "длинной линией" с распределенными параметрами, включающими как активные, так и реактивные компоненты, и обладающей своим, для каждого защищаемого сооружения, волновым сопротивлением. Так как заявляемая установка работает по сути как импульсный генератор, обладающий своим выходным сопротивлением, степень согласования этого сопротивления с волновым сопротивлением участка защищаемого сооружения, а также временные параметры выходного импульсного сигнала установки, существенно влияют на происходящие на данном участке защищаемого сооружения процессы. При изменении в процессе стабилизации потенциала и временных параметров импульсного сигнала, подаваемого на защитное сооружение, может возникнуть неуправляемая существенная неравномерность изменения потенциала на отдельных отрезках данного участка, обусловленная явлением резонанса. Для исключения этого явления перед запуском в эксплуатацию выбирают оптимальные для данного участка защищаемого сооружения временные параметры импульсного выходного сигнала установки, а стабилизация потенциала осуществляется изменением амплитуды выходного импульса. Для осуществления последнего в установку введен преобразователь уровня постоянного напряжения как функционально независимый существенный признак и сопутствующие ему связи с остальными узлами установки как функционально зависимые существенные признаки.The output power control in the inventive installation, necessary to maintain the potential, is carried out by changing the amplitude parameter of the output pulse signal, in contrast to the prototype, where its time parameters (duty cycle or frequency) change. The proposed approach allows to eliminate or significantly reduce the variation in potential along the length of the protected section of the pipeline, which is a "long line" with distributed parameters, including both active and reactive components, and which has its own impedance for each protected structure. Since the inventive installation works essentially like a pulse generator with its own output impedance, the degree of matching of this resistance with the wave impedance of the section of the protected structure, as well as the time parameters of the output pulse signal of the installation, significantly affect the processes occurring in this section of the protected structure. If the potential signal and the temporal parameters of the pulse signal supplied to the protective structure change during stabilization, uncontrolled significant non-uniformity of the potential change in individual segments of this section may occur due to the resonance phenomenon. To eliminate this phenomenon, before putting into operation, the optimal time parameters of the pulse output signal of the installation are selected for this section of the protected structure, and the potential is stabilized by changing the amplitude of the output pulse. To implement the latter, a constant voltage level converter has been introduced into the installation as a functionally independent essential feature and its attendant connections with other units of the installation as functionally dependent essential features.
Использование в качестве датчика поляризационного потенциала защищаемого сооружения, а не его эквивалента в виде вспомогательного электрода (см. позицию 9 на Фиг.2 в описании наиболее близкого аналога), позволяет повысить точность поддержания поляризационного потенциала. Потенциал, формируемый на вспомогательном электроде, является косвенной оценкой реального значения потенциала защищаемого сооружения. В предлагаемой установке косвенная оценка поляризационного потенциала заменяется на реальное значение, снимаемое непосредственно с защищаемого сооружения. Для этого вводится связь между защищаемым сооружением и формирователем импульсов.The use of the polarization potential of the protected structure as a sensor, and not its equivalent in the form of an auxiliary electrode (see position 9 in Figure 2 in the description of the closest analogue), improves the accuracy of maintaining the polarization potential. The potential generated at the auxiliary electrode is an indirect assessment of the real value of the potential of the protected structure. In the proposed installation, an indirect assessment of the polarization potential is replaced by a real value, taken directly from the protected structure. For this, a connection is introduced between the protected structure and the pulse shaper.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью Фиг.1-3, на которых изображены: на Фиг.1 - схематичное изображение установки для катодной защиты, на Фиг.2 - временные диаграммы работы установки, на Фиг.3 приведены осциллограммы изменения поляризационного потенциала на реальном трубопроводе, полученные с помощью цифрового запоминающего осциллографа типа DC5042M фирмы RIGOL.The inventive utility model is illustrated using Fig.1-3, which depict: Fig.1 is a schematic representation of the installation for cathodic protection, Fig.2 is a timing diagram of the operation of the installation, Fig.3 shows the oscillograms of the polarization potential in a real pipeline obtained using a digital storage oscilloscope type DC5042M firm RIGOL.
На Фиг.1-3 позициями 1-8 обозначены:1-3, the positions 1-8 indicate:
1 - электронный блок;1 - electronic unit;
2 - анодный заземлитель;2 - anode grounding;
3 - электрод сравнения;3 - reference electrode;
4 - источник постоянного тока;4 - a direct current source;
5 - импульсный усилитель;5 - pulse amplifier;
6 - формирователь импульсов;6 - pulse shaper;
7 - накопитель энергии;7 - energy storage;
8 - преобразователь уровня постоянного напряжения.8 - DC voltage level converter.
Установка содержит электронный блок 1, анодный заземлитель 2, электрод сравнения 3.The installation contains an electronic unit 1, anode ground electrode 2, reference electrode 3.
Электронный блок 1 содержит источник постоянного тока 4, импульсный усилитель 5, формирователь импульсов 6, накопитель энергии 7, преобразователь уровня постоянного напряжения 8.The electronic unit 1 contains a direct current source 4, a pulse amplifier 5, a pulse shaper 6, an energy storage device 7, a constant voltage level converter 8.
При этом выходы импульсного усилителя 5 соединены с анодным заземлителем 2 и защищаемым сооружением, которое соединено также со вторым входом формирователя импульсов 6, первый вход которого соединен с электродом сравнения 3. Первый выход формирователя импульсов 6 соединен с управляющим входом импульсного усилителя 5, входы которого соединены с выводами накопителя энергии 7 и выходами преобразователя уровня постоянного напряжения 8, управляющий вход которого соединен с вторым выходом формирователя импульсов 6, питающие входы которого соединены с выходами источника постоянного тока 4 и входами преобразователя уровня постоянного напряжения 8.The outputs of the pulse amplifier 5 are connected to the anode ground electrode 2 and the protected structure, which is also connected to the second input of the pulse shaper 6, the first input of which is connected to the reference electrode 3. The first output of the pulse shaper 6 is connected to the control input of the pulse amplifier 5, the inputs of which are connected with the conclusions of the energy storage 7 and the outputs of the DC voltage level converter 8, the control input of which is connected to the second output of the pulse shaper 6, the power inputs of which are connected inens with outputs of a direct current source 4 and inputs of a transformer of a constant voltage level 8.
Описание работы установки поясняется временными диаграммами, приведенными на Фиг.2 и эпюрами напряжения, приведенными на Фиг.3. Установка для импульсной катодной защиты работает следующим образом.A description of the operation of the installation is illustrated by the timing diagrams shown in FIG. 2 and the voltage plots shown in FIG. 3. Installation for pulsed cathodic protection works as follows.
Перед началом работы в режиме настройки оператор с помощью панели управления и индикации (на фигуре не показана) задает значение поляризационного потенциала, которое должно автоматически поддерживаться в процессе работы установки. Кроме того в память формирователя импульсов 6 техническими средствами программирования записывают временные параметры выходного сигнала импульсного усилителя 5, в том числе, длительность импульса, длительность паузы между импульсами, временную задержку после окончания импульса, по истечении которой осуществляется измерение поляризационного потенциала.Before starting work in the setup mode, the operator, using the control and display panel (not shown in the figure), sets the value of the polarization potential, which should be automatically maintained during the operation of the installation. In addition, the time parameters of the output signal of the pulse amplifier 5 are recorded in the memory of the pulse shaper 6 by technical programming tools, including the pulse duration, the duration of the pause between pulses, the time delay after the end of the pulse, after which the polarization potential is measured.
После перехода в режим работы формирователь импульсов 6 формирует на управляющем входе преобразователя уровня постоянного напряжения 8 сигнал, определяющий начальное значение его выходного постоянного напряжения.After the transition to the operating mode, the pulse shaper 6 generates a signal at the control input of the converter of the DC voltage level 8 that determines the initial value of its output constant voltage.
При появлении напряжения на выводах накопителя энергии 7 (момент времени Т0 на Фиг.2 эпюра 1) в нем начинается процесс накопления электрической энергии, после завершения которого формирователь импульсов 6 формирует на управляющем входе импульсного усилителя 5 сигнал, определяющий временные параметры (длительность импульса и длительность паузы между импульсами) его выходного импульсного сигнала, формируемого на анодном заземлителе 2 относительно защищаемого сооружения.When voltage appears on the terminals of the energy storage device 7 (time point T0 in FIG. 2 of diagram 1), the process of accumulation of electric energy begins in it, after which the pulse shaper 6 generates a signal at the control input of the pulse amplifier 5 that determines the time parameters (pulse duration and duration pauses between pulses) of its output pulse signal generated on the anode ground electrode 2 relative to the protected structure.
При этом начальный и последующий участки кривой изменения потенциала, интервалы Т2-Т7, Т4-Т8 и интервалы Т7-Т3, Т8-Т5 (Фиг.2, эпюра 3), имеют существенно различную крутизну спада, так как начальный участок (интервалы Т2-Т7, Т4-Т8 Фиг.2, эпюра 3) соответствует изменению омической составляющей потенциала, а последующий участок (интервалы Т7-Т3, Т8-Т5 Фиг.2, эпюра 3), соответствует изменению поляризационной составляющей, которая уменьшается значительно медленней омической составляющей. В связи с тем, что установка должна стабилизировать поляризационный потенциал, измерение его фактического значения должно осуществляться после исчезновения омической составляющей. С этой целью формирователь импульсов 6 осуществляет измерение потенциала после исчезновения омической составляющей потенциала (моменты времени Т9, Т10 и т.д. на Фиг.2, см. также эпюру 3 на фиг 3 - участок перехода кривой потенциала с более крутого на более пологий).In this case, the initial and subsequent sections of the potential change curve, the intervals T2-T7, T4-T8 and the intervals T7-T3, T8-T5 (Figure 2, diagram 3), have a significantly different slope, since the initial section (intervals T2- T7, T4-T8 Figure 2, plot 3) corresponds to a change in the ohmic component of the potential, and the subsequent section (intervals T7-T3, T8-T5 of Figure 2, plot 3) corresponds to a change in the polarization component, which decreases significantly more slowly than the ohmic component. Due to the fact that the setup should stabilize the polarization potential, the measurement of its actual value should be carried out after the disappearance of the ohmic component. To this end, the pulse shaper 6 measures the potential after the ohmic component of the potential disappears (time instants T9, T10, etc. in Fig. 2, see also plot 3 in Fig. 3 - section of the transition of the potential curve from steeper to more gentle) .
Интервал времени, в течение которого омическая составляющая потенциала уменьшается до незначительной величины, зависит от многих факторов и может принимать значения от 10 мкс до 300 мкс. В связи с этим желательно при первоначальном запуске установки в эксплуатацию на конкретном защищаемом сооружении измерить данный интервал с помощью запоминающего осциллографа и записать его в память формирователь импульсов 6. Для защиты результата измерений от случайных воздействий в качестве измеренного значения поляризационного потенциала должен приниматься результат усреднения не менее десяти замеров, т.е. каждое измерение поляризационного потенциала должно осуществляться на протяжении минимум десяти периодов выходного сигнала, после чего вычисляется его среднее значение. Измеренное таким образом значение поляризационного потенциала формирователь импульсов 6. сравнивает с установленным при настройке значением и изменяет с помощью преобразователя уровня постоянного напряжения 8, амплитуду выходного импульса установки в фазе, необходимой для стабилизации поляризационного потенциала на заданном уровне. Например, если измеренное значение поляризационного потенциала меньше заданного, то амплитуда выходного импульса установки увеличивается, если - больше заданного, то уменьшается.The time interval during which the ohmic component of the potential decreases to an insignificant value depends on many factors and can take values from 10 μs to 300 μs. In this regard, it is advisable to initialize the installation into operation at a specific protected facility to measure this interval using a storage oscilloscope and write it to the pulse shaper 6. To protect the measurement result from accidental influences, the average value should be taken as the measured value of the polarization potential at least ten measurements, i.e. each measurement of the polarization potential must be carried out for at least ten periods of the output signal, after which its average value is calculated. The pulse former 6. Measured in this way by the polarization potential, compares it with the value set during tuning and changes, with the help of a constant voltage level converter 8, the amplitude of the output pulse of the installation in the phase necessary to stabilize the polarization potential at a given level. For example, if the measured value of the polarization potential is less than the specified value, then the amplitude of the output pulse of the setup increases; if it is more than the specified value, it decreases.
Пример реализации.Implementation example.
В качестве источника постоянного тока 4 может быть использован любой сетевой преобразователь напряжения переменного тока 230 В в напряжение постоянного тока 24 В с выходным током 16 А, работающий в диапазоне температур от (-45 до +45)°C. Источник постоянного тока 4 может быть также выполнен по стандартной схеме (Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Додэка XXI с.254), в качестве трансформатора в которой может быть применен трансформатор ТПП319, в качестве диодного моста KBPC-25-06-W, в качестве конденсатора фильтра - три конденсатора, включенные параллельно К50-35-4700 мкФх50В. Накопитель энергии 7 может быть выполнен в виде набора конденсаторов К50-35 - 3300 мкФх63В, включенных параллельно, в количестве 50 шт. Импульсный усилитель 5, может быть реализован на транзисторе IRF4905. В качестве электрода сравнения 3 может быть использован медно-сульфатный электрод сравнения ЭНЕС-ЗМ. В качестве анодного заземлителя 2 может быть использован оксидный железо-титановый заземлитель.As a source of direct current 4, any AC 230 V to DC 24 V voltage converter with an output current of 16 A can be used, operating in the temperature range from (-45 to +45) ° C. DC source 4 can also be made according to the standard circuit (Titz U., Schenk K. Semiconductor circuitry. Dodeka XXI p. 254), in which a transformer TPP319 can be used, as a diode bridge KBPC-25-06- W, as a filter capacitor - three capacitors connected in parallel to K50-35-4700 μFx50V. Energy storage 7 can be made in the form of a set of capacitors K50-35 - 3300 μFx63V, connected in parallel, in the amount of 50 pcs. Pulse amplifier 5, can be implemented on a transistor IRF4905. As a reference electrode 3, a copper-sulfate reference electrode ENES-ZM can be used. As the anode ground electrode 2 can be used oxide iron-titanium ground electrode.
Формирователь импульсов 6 может быть реализован на PIC -контроллере типа PIC24FJ256GA106-I/PT.Pulse former 6 can be implemented on a PIC controller type PIC24FJ256GA106-I / PT.
Преобразователь уровня постоянного напряжения 8 должен обеспечивать как повышение, так и понижение входного напряжения. В связи с этим он выполнен в виде последовательно включенных понижающего и повышающего преобразователей. Понижающий преобразователь выполнен на микросхеме uA78S40, ключевом транзисторе IRF4905, возвратном диоде MBR20100CT. Повышающий преобразователь выполнен на микросхеме UC3844, ключевом транзисторе IRF3710, обратном диоде MBR20100CT. Общий накопительный элемент выполнен на дросселе с рабочим током 10А и индуктивностью 0,6 млГн.The DC voltage level converter 8 must provide both an increase and a decrease in the input voltage. In this regard, it is made in the form of series-connected step-down and step-up converters. The step-down converter is made on the uA78S40 chip, the IRF4905 key transistor, and the MBR20100CT return diode. The boost converter is made on a UC3844 chip, a key transistor IRF3710, a reverse diode MBR20100CT. The common storage element is made on a choke with a working current of 10A and an inductance of 0.6 mlH.
Не показанная на Фиг.1 панель управления, индикации и сигнализации может быть реализована в виде набора потенциометров (типа СП4-1) для задания аналоговых параметров, а также перекидных (типа SS-309) и кнопочных (типа SPA-106) переключателей для формирования дискретных управляющих сигналов и на специализированной микросхеме управления индикаторами MAX6925EPL и пяти светодиодных матрицах типа BC56-12EWA. Звуковой сигнал аварии может быть реализован с помощью пьезоизлучателя типа PCM13EPYH.The control, indication and signaling panel not shown in FIG. 1 can be implemented as a set of potentiometers (type SP4-1) for setting analog parameters, as well as rocker (type SS-309) and push-button (type SPA-106) switches to form discrete control signals and on a specialized control chip indicators MAX6925EPL and five LED matrix type BC56-12EWA. The audible alarm can be realized using a piezo emitter type PCM13EPYH.
Не показанный на Фиг.1 интерфейс для связи с удаленным оператором может быть реализован на микросхеме ADM3485.The interface not shown in FIG. 1 for communication with a remote operator can be implemented on the ADM3485 chip.
Период импульсного сигнала в ходе экспериментов изменялся от 100 млсек до 10 млсек., а длительность импульса соответственно - от 10 млсек до 1 млсек. Коэффициент заполнения изменялся от 0.05 до 0.2. Амплитуда напряжения менялась от 10 В до 48 В. При этом измеренные осциллографом зависимости изменения потенциала после отключения от него напряжения на различных реальных объектах - трубопроводах с различными параметрами показали, что крутой участок на графике изменения потенциала (Т2-Т7 на Фиг.2), соответствующий омической составляющей потенциала, может составлять от 10 мкс до 300 мкс. Значения стационарного потенциала составляли от -0,55 В до -0.6 В.The period of the pulse signal during the experiments varied from 100 mlsec to 10 mlsec., And the pulse duration, respectively, from 10 mlsec to 1 mlsec. The fill factor varied from 0.05 to 0.2. The voltage amplitude varied from 10 V to 48 V. In this case, the dependences of the potential change measured by the oscilloscope after disconnecting the voltage from it at various real objects - pipelines with different parameters showed that the steep section on the potential change graph (T2-T7 in Figure 2), corresponding ohmic component of the potential, can be from 10 μs to 300 μs. The values of the stationary potential ranged from -0.55 V to -0.6 V.
Заявляемое техническое решение изготовлено в виде опытного образца, успешно прошедшего апробацию в одной из организаций в г.Саратове.The claimed technical solution is made in the form of a prototype that has successfully passed testing in one of the organizations in the city of Saratov.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011133656/02U RU114054U1 (en) | 2011-08-11 | 2011-08-11 | INSTALLATION FOR PULSE CATHODE PROTECTION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011133656/02U RU114054U1 (en) | 2011-08-11 | 2011-08-11 | INSTALLATION FOR PULSE CATHODE PROTECTION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU114054U1 true RU114054U1 (en) | 2012-03-10 |
Family
ID=46029353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011133656/02U RU114054U1 (en) | 2011-08-11 | 2011-08-11 | INSTALLATION FOR PULSE CATHODE PROTECTION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU114054U1 (en) |
-
2011
- 2011-08-11 RU RU2011133656/02U patent/RU114054U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9166470B2 (en) | Method and circuit for power factor correction | |
| KR101851799B1 (en) | Ionizer and ionizing control method | |
| US9557367B2 (en) | Method and apparatus for monitoring maximum power point tracking | |
| US10135281B2 (en) | Charging a battery with frequency-modulated pulses based on battery measurements | |
| US20070030717A1 (en) | Method for setting switching times, in particular idle times, of an inverter based on detected power, and inverter | |
| TWI359210B (en) | Method for inhibiting corrosion of metal | |
| FI3923434T3 (en) | Energy storage system electric arc detection and protection method and related device | |
| CN113030661B (en) | Cable buffer layer defect detection device and method | |
| US10158347B2 (en) | Device and method for providing a signal having an adjustable pulse duty factor | |
| NZ272112A (en) | Electric fence pulse generator: pulse height maintained while duration varied according to fence load | |
| RU2486288C2 (en) | Device for pulsed cathodic protection | |
| CN118572837A (en) | Battery charging method, controller, charging and discharging system, storage medium and vehicle | |
| RU114054U1 (en) | INSTALLATION FOR PULSE CATHODE PROTECTION | |
| RU2523162C1 (en) | Device for magnetic-pulse processing of plants | |
| JP4712081B2 (en) | Charging circuit and charging circuit control method | |
| RU2726042C1 (en) | Method of determining value of stationary resistance of earthing arrangement of supports of overhead power transmission lines without disconnection of overhead ground wire and device for its implementation | |
| US7564222B2 (en) | Method for fast-charging a battery and device for carrying out said method | |
| EP2924145A1 (en) | Corrosion protection station using pulse current | |
| RU2671224C1 (en) | Method of cathode protection of underground steel pipeline | |
| RU2747723C1 (en) | Method for measuring the polarization potential of an underground steel construction | |
| RU157634U1 (en) | PULSE CATHOD PROTECTION DEVICE | |
| CN113131586A (en) | High-precision energy discharge control method for defibrillator | |
| RU122656U1 (en) | PULSE STATION FOR CATHODIC PROTECTION OF UNDERGROUND STRUCTURES | |
| CN118795389B (en) | Capacitance loss testing method | |
| KR20240105653A (en) | Device and method for rapidly measuring impedance of electrochemical device stack |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140812 |