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1、埋地金属油气管道阴极保护系统用恒电位仪运行常见故障及排除方法摘要：埋地油气管道防腐对于延长管道使用寿命及保障能源运输至关重要,阴极保护法是公认的防止金属电化学腐蚀最有效的方法，而恒电位仪作为阴极保护电源,被广泛应用于埋地金属管道的防腐蚀工程中。本文从恒电位仪的工作原理、构成、接线、操作步骤、维护入手，着重对常见故障现象及其排除故障的方法进行了论述。关键词：阴极保护恒电位仪故障排除1.概述阴极保护在金属防腐蚀工作中被广泛采用,根据国内外实践经验证明,保护效果是显著的。因此,在地下通讯电缆、石油管道、天然气管道、船舶、码头、闸门、化工设备等金属构筑物都可以应用此方法减缓金属腐蚀。阴极保护使被保护金
2、属材料与周围介质接触的表面实现阴极极化状态的原理，实现防腐蚀的目的。在使用阴极保护法时，必须保证金属对地电位控制在保护电位指定的范围内，为此必须能够根据给定的保护电位标准，自动调整防腐仪的输出功率，使排流点对地电位或保护段边缘点的对地电位恒定在某一数值上，从而使被保护的金属管道全段均处于保护电位数值之内。恒电位仪是随着环境条件的变化能自动地调整电流，使被控对象的电位保持恒定的仪器。恒电位仪整体说是一个负反馈放大输出系统，与被保护埋地油气管道构成闭环调节，可使被保护埋地油气管道通电点的电位与设定的控制电位一致，误差一般在5mV以下，通过参比电极测量通电点电位，作为取样信号与控制信号进行比较，实现
3、控制并调节极化电流输出，使通电点电位得以保持在设定的控制电位上，正因其有使通电点电位保持近于恒定的性质，因此称为恒电位仪。2.构成恒电位仪的核心是比较放大器，由深度负反馈的差动放大器构成，现在一般采用性能优良的集成运算放大器担任，其输入是控制和参比（取样）电路，输出到跟随放大、控制移相、振荡等电路生成触发脉冲，极化电源由晶闸管整流电路构成，通过改变导通角实现调节输出。3.工作原理及技术指标3.1工作原理当仪器处于“自动”工作状态时，给定信号（控制信号）和经阻抗变换器隔离后的参比信号一起送入比较放大器，经高精度、高稳定性的比较放大器比较放大，输出误差控制信号，将此信号送入移相触发器，移相触发器根
4、据该信号的大小，自动调节脉冲的移相时间，通过脉冲变压器输出触发脉冲调整极化回路中可控硅的导通角，改变输出电压、电流的大小，使保护电位等于设定的给定电位，从而实现恒电位保护。3.2技术指标3.2.1控制电位误差5mV；3.2.2流经参比电极电流1A；3.2.3给定电压范围02V连续可调；3.2.4输出稳压值0输出电压额定值连续可调；3.2.5输出稳流值5输出电流额定值连续可调；3.2.6仪器供电电压AC220V20%；3.2.7效率(8292)%；3.2.8功率因素85%；3.2.9负载调整率1%；3.2.10电压调整率0.1%；3.2.11纹波电压1%；3.2.12绝缘电阻20M；3.2.13
5、整机过热保护阀值(8085)；3.2.14输入对壳耐压AC1500V；3.2.15输入对输出耐压AC1500V；3.2.16输出对机壳耐压AC1500V；3.2.17工作温度(-2050)；相对湿度90%(402)；大气压力(70106)KPa。4.接线恒电位仪的接线不复杂，一般由4条电缆组成（不考虑误差、故障报警等附属电路可引出的信号接线），分别接于：输出阴极、输出阳极、零位接阴、参比电极。输出阴极是恒电位仪输出的负端子，接至被保护物的通电点；输出阳极是恒电位仪的正端子，接至辅助阳极（地床或深井阳极）；零位接阴是仪器电路的地端，接于被保护物通电点附近；参比电极即取样信号输入端，接埋设在通电点
6、附近的参比电极。输出阴极和输出阳极电缆要有足够的截面积，一般不应小于10mm2；零位接阴和参比电极对电缆截面无要求，只考虑足够强度即可。恒电位仪的接线都应该是铜线，远端并应焊接。5.操作步骤5.1开机5.1.1将恒电位仪“手动给定”旋钮、“自动给定”旋钮逆时针调到底，将“手动/自动”开关扳到“自动”位置，将“测量选择”开关扳到“给定”位置；5.1.2接通总电源，设备电源开关扳到“开机”位置，此时恒电位仪接通电源；5.1.3将“停止/运行”旋钮转到“运行”，此时恒电位仪电源接通；5.1.4慢慢调节恒电位仪的“自动调节”旋钮，观察电位表指示，达到设定值时停止调节；5.1.5将设备的“测量选择”开关
7、扳到“C1”位置，此时毫伏表指示管道保护电位。如设备跳到“故障”可按“复位”按键开关恢复运行状态；5.1.6完成上述操作后至少观察0.5小时，设备无异常发热无报警现象后，从电流表记录输出电流，从电压表记录输出电压，从电位表记录保护电位。5.2停机将恒电位仪设备电源开关扳到“关机”位置，自动调节旋钮逆时针调到底。5.3手动运行在设备故障情况下经电器工程人员确认恒电位仪可在手动状态运行。6.维护6.1每天到阴保间观察设备运行状况，记录恒电位仪的输出电流、输出电压、给定电位(给定电位确定为-1.50v)、测量电位；6.2设备运行正常时，定期通过测试桩测量管道保护电位，并做好记录，如发现管道保护电位值
8、正于-850mv时，应通知专业人员进行维修；6.3随时察看设备有无异常。如设备出现设备出现故障或异常现象如：噪音增大；输出出现较大摆动；箱体温度超过75或嗅到设备过热引起的异味，应及时关闭该设备；6.4恒电位仪应连续不间断运行，在设备自动状态出现故障时，可切换到手动状态运行；6.5设备出现故障时，应由电气专业维修人员检修。7.常见故障及处理方法序号故障现象故障原因处理方法1恒电位仪无电，电源指示不亮主电源断路器跳闸；电源熔断器熔断；指示灯损坏检查设备是否有短路，然后合闸；更换熔断器或指示灯2恒电位仪输出电压、电流达到最大；C1电位指示下降绝缘法兰短路；或与其它地下金属结构物短路；参比电极损坏修
9、复短路的绝缘法兰，断开地下金属结构物；检查参比电极测量线或更换参比电极3恒电位仪噪声增大机箱放置不平；主继电器接触不良；主变压器、滤波电抗器螺栓松动机箱垫平；更换主继电器；拧紧松动螺栓4恒电位仪故障灯亮测试转换跳动；阳极或阴极汇流电缆开路；参比电极电缆开路或参比电极失效按复位按钮；检查阳极或阴极汇流电缆；检查参比电极电缆或更换参比电极5控制电位正常，保护电位高或满幅，输出电压、电流为零外部故障，可能是参比电极电缆或零位接阴电缆断路，也可能是参比电极损坏，失效或流空分次进行检查排除6控制电位正常，保护电位低，接近自然电位，输出电流为零，输出电压高或满幅外部故障，最可能是阴极电缆或阳极电缆断接，较少可能是端子锈蚀、虚接或通电点脱落，更少可能有阳极锈断（对运行多年管道可能相对增大），应确定恒电位仪输出保险器良好7控制电位正常，保护电位偏离控制，误差大，输出电压电流正常（随控制调节同步变化）比较放大器电路平衡失调；外部故障检查调整，调整不能恢复则有元器件不良，检查排除后进行电路调整；由参比电极特性不良所致，进行更换。8控制电位正常或不正常（不正常多表现与调节不同步），保护电位低，接近自然电位，输出电压、电流为零，恒电位仪内部故障须对电路元件、部件，与电路有关的端子、插件、掉线等进行检查和排除。
