管道阴极保护:设计、安装和运营
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3.3 外加电流阴极保护电源

任何能产生直流电的装置都可以作为外加电流阴极保护系统的电源。在外加电流阴极保护系统中使用各种电源。

3.3.1 阴极保护电源类型

① 整流器、恒电位仪;

② 太阳能电池(图3-2);

③ 燃气发电机;

④ 风力发电机;

⑤ 热电电池。

图3-2 太阳能发电阴极保护站

在交流电源可以达到的地方,和其他外加电流电源相比,整流器无疑具有明显的经济性和操作优越性。对于阴极保护电源设备,基本的要求是具有恒电位输出、恒电压输出、恒电流输出功能。现在的阴极保护电源(图3-3)还要求具有同步通断功能、数据远传、远控功能。

图3-3 阴极保护电源

出于安全方面的考虑,恒电位仪输出电压一般限定在50V,如果必须提高输出电压,应对阳极地床位置进行安全防护,如用围栏围防护或安装接地网、安全垫层等。

3.3.2 恒电位仪一般要求[1]

① 电源设备的额定输出电流、额定输出电压宜控制在实际需要的1.5倍。

② 在下列环境条件下电源设备应能正常工作:

环境温度-25~+50℃;

相对湿度15%~90%。

③ 绝缘电阻:电源设备各输入、输出端子对机壳的绝缘电阻应不小于10MΩ。

④ 抗电强度

a.交流电源输入端子、直流电流输出端子对机壳应能承受1500V(有效值)、50Hz的试验电压,试验时间1min内不出现飞弧或击穿现象。

b.设备“零位接阴”端子分别与各远传接口的输出端子相互隔离,能承受1500V(有效值)、50Hz的试验电压,试验时间1min内不出现飞弧或击穿现象。

⑤ 保护功能:电源设备的输入、输出端应安装有合适的雷电防护单元,并符合IEC1024的规定。

3.3.3 恒电位仪技术指标[1]

① 控制电位误差  ≤±10mV;

② 流经参比电极电流  ≤±5μA;

③ 给定电位范围  0~-3.0V连续可调;

④ 输出稳压值  0V到输出电压额定值连续可调;

⑤ 输出稳流值  0A到输出电流额定值连续可调;

⑥ 仪器供电电压  AC220V±20%或AC380V±20%;

⑦ 电源效率  82%~92%;

⑧ 功率因数  ≥85%;

⑨ 纹波电压  ≤1%;

⑩ 整机过热保护阈值  80~85℃;

工作温度  -20~50℃;

运行方式为手动调节电压输出,恒电位输出、恒电流输出。

恒电位仪输出“正极”连接阳极地床,“负极”连接被保护结构,“零位”连接被保护结构,“参比电极”连接长效参比电极。电源极性绝不能接反,所以,阴极保护投用后,一定要测试结构对地电位。恒电位仪输出电流增大,结构电位应降低。当管地电位受杂散电流干扰频繁波动时,恒电位仪很难起到恒电位作用。由于恒电位仪要常年工作,不能停顿,质量要求高;由于用户一般没有专门的管理人员,所以,售后服务要求高。