可选电压式排流电路结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供可选电压式排流电路结构，该电路结构包括有排流回路、控制回路、检测回路及设定开关；检测回路连接金属管道防护电路结构的管道测试端子和参比电极，并依次与控制回路、排流回路相连接，控制回路连接设定开关；排流回路分为主回路和备用回路，并与金属管道防护电路结构的镁阳极连接。本实用新型效果通过该电路实现了智能化的“按需排流”功能，整个排流系统不存在排流盲区电压，使镁阳极的消耗大为降低，节省运营费用。每2至4个小时，控制回路都会定时检测主回路工作状态，如果主回路损坏异常，则马上切换到备用回路，使镁阳极的负电位被备用回路隔离而无法完全施加在管道上，避免了金属管道发生析氢反应、管道绝缘层脱落等现象，使管道排流运行更加安全可靠。
【专利说明】可选电压式排流电路结构
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种保护电气化铁路沿线油、气金属管道免于遭受杂散电流腐蚀的可选电压式排流电路结构。
【背景技术】
[0002]电气化铁路沿线的油、气金属管道防护，目前多采用强制排流方式，即无论管地电位如何，是否需要排流，排流装置都通过二极管直接连接管道与镁阳极，进行强制排流。该方式结构简单，但智能性较差，监测维护难度大，带来的弊端主要表现在:
[0003]1、由于不设定管道保护电压，也不能区分管道上是否产生感应干扰，采用直接排流，因此埋地镁阳极在实际不需要排流的状态下也造成消耗，从而减少阳极使用寿命，增加运营成本；
[0004]2、由于二极管工作电压等参数影响，当镁阳极过氧化后负电位不足时，或当管地电位低于二级管正常工作电压时，二极管无法顺利正向导通，存在排流盲区；
[0005]3、当二极管反向击穿损坏后，镁阳极的负电位会完全施加在管道上，此时就会对管道造成过保护，会使管道发生析氢反应，造成管道绝缘层脱落，反而加速了管道的氧化腐蚀。
[0006]随着油管道产权单位对杂散电流认识的逐步加深，对排流提出“选择排流”等新要求，即要求排流在满足设定的某些条件下方可排流，减少排流装置对既有管道防腐蚀设备的影响。而现今采用的排流结构均基于强制排流的原理，不能满足新的要求。对此，急需对新型排流结构进行研究。
【发明内容】
[0007]为了解决电气化铁路附近的油、气金属管道上的杂散电流一直采用的强制排流方式，本实用新型目的是提供一种可选最佳阴极保护电压的管道排流方法，减少排流装置对既有管道防腐蚀设备的影响，并降低运营维护成本。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是提供一种可选电压式排流结构，该排流结构与金属管道防护电路结构相连接，其中:该电路结构包括有排流回路、控制回路、检测回路及设定开关；
[0009]所述检测回路连接金属管道防护电路结构的管道测试端子和参比电极，并依次与控制回路、排流回路相连接，控制回路连接设定开关；所述排流回路分为主回路和备用回路，并与金属管道防护电路结构的镁阳极连接；
[0010]所述检测回路对金属管道电位实时监测并与参比电极对比得到管地电位信号，送至控制电路，控制回路通过与设定开关设定的控制电压信号进行逻辑判断后，当需要进行排流时则向排流回路发出导通信号，导通排流主回路，使流过金属管道上的杂散电流经镁阳极流回大地；当不需要排流时，控制回路向排流回路发出关断信号，排流主回路断开，停止排流；[0011]当排流主回路故障时，排流回路向控制回路发送故障信号，控制回路向排流主回路发送断开信号，断开主回路，同时自动投入排流备用回路。
[0012]本实用新型的有益效果如下:
[0013]1、通过引进检测电路、CRJ控制电路、设定开关，主回路，所以整个系统不是简单的将管道和镁阳极直连，而是通过管地电位的判定结果来确定是否打开主回路连接管道与镁阳极，实现了智能化的“按需排流”功能；
[0014]2、主回路连接管道与镁阳极的元器件不是二极管，而是采用无压降的场效应开关管，所以整个排流系统不存在排流盲区电压；
[0015]3、使用了 “按需排流”的控制结构，所以整个系统不是一直在排流，而是根据管地电位与设定保护电位的比较间歇性排流，故镁阳极的消耗大为降低，节省运营费用；
[0016]4、每2至4个小时，控制电路都会定时检测主回路工作状态，如果主回路损坏异常，则马上切换到备用回路，因此镁阳极的负电位被备用回路隔离而无法完全施加在管道上，从而避免了管道发生析氢反应，管道绝缘层脱落等现象，使管道排流运行更加安全可
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【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的可选电压式排流电路结构原理图。
[0018]图2为本实用新型的可选电压式排流结构主要电路示意图。
【具体实施方式】
[0019]结合附图对本实用新型的可选电压式排流电路结构加以说明。
[0020]本实用新型的可选电压式排流电路结构的设计思想是基于，阴极保护电位根据使用条件而设定，在满足设定条件情况下方可排流，根据环境条件而设定阴极保护电压，实现按需排流的智能电路结构。将排流回路一端连接到金属管道，另一端连接到镁阳极，通过检测回路比较管道实测的电压与设定开关的预设电压进行比较，根据逻辑判定结果，控制回路决定排流回路是导通还是截止。同时排流回路设有常规二极管排流的备用通路，在主回路出现故障时，可以通过控制投入备用回路。
[0021 ] 本实用新型的可选电压式排流电路结构，该排流结构与金属管道防护电路结构相连接，该电路结构包括有排流回路、控制回路、检测回路及设定开关；
[0022]所述检测回路连接金属管道防护电路结构的管道测试端子和参比电极，并依次与控制回路、排流回路相连接，控制回路连接设定开关；所述排流回路分为主回路和备用回路，并与金属管道防护电路结构的镁阳极连接。
[0023]如图1所示，当大地中的杂散电流流经埋地金属管道时，检测回路实时监测管道电位并与参比电极对比得到管地电位信号，送至控制电路，控制回路通过与设定开关设定的控制电压信号进行逻辑判断后，当需要进行排流时则向排流回路发出导通信号，导通排流回路，使流经管道上的杂散电流经镁阳极流回大地；当不需要排流时，控制回路向排流回路发出关断信号，排流回路断开，停止排流。
[0024]当排流主回路故障时，排流回路向控制回路发送故障信号，控制回路向排流主回路发送断开信号，断开主回路，同时自动投入排流备用回路。[0025]本实用新型的可选电压式排流结构电路启动时，系统先做排流主回路和备用回路自检测，如果检测到主回路损坏，则系统自动投入备用回路，进入非智能化的强制排流状态。在可选电压排流状态下，检测电路实时监测管道对参比电极的电位即管地电位，将检测到的电位信号送控制电路；设定开关则是根据现场土壤电导率湿度等情况，设定管道的保护电位。当检测电路实时监测的管地电位大于设定的保护电位时，说明此时管道电位正在正向极化，需要主回路连接镁阳极排流，于是控制电路导通排流主回路，使管道与镁阳极连通，进入排流状态；当检测电路实时监测的管地电位小于设定的保护电位时，说明此时管道电位正在反向极化，于是控制电路此时便关闭排流主回路，进入禁止排流状态。同时，每2至4个小时，控制电路都会定时检测主回路工作状态，如果主回路损坏，则切换到备用回路排流。
[0026]如图2所示，本实用新型的可选电压式排流电路结构的主要电气元件由运算放大器、设定开关、高速单片机、继电器Jl，场效应大功率开关管ZL1、二极管ZL2组成。电路通电启动后，高速单片机控制继电器Jl导通带电，继电器常开接点Jl-1闭合，常闭接点J1-2打开，投入场效应大功率开关管ZLl构成的排流主回路，并隔离二极管ZL2构成排流备用回路。运算放大器一端接参比电极，另一端接管道测试端子，检测管地电位变化，得到实时变化的电压信号Xl送至高速单片机，设定开关将控制电压信号X2也送入高速单片机，高速单片机对Xl与X2信号进行逻辑判定，如果X1>X2，则输出启动信号开通场效应大功率开关管ZL1，主回路导通开始排流；如果X1〈X2，则输出关闭信号关闭场效应大功率开关管ZLl停止排流。如果主回路发生故障，高速单片机控制继电器Jl断电，常开接点Jl-1打开，常闭接点J1-2闭合，使排流工作在备用回路上。
[0027]本实用新型的可选电压式排流电路结构，改变了电气化铁路附近的油、气管道上杂散电流一直采用的强制排列方式，即不论金属管道上杂散电流情况如何，均将管道与镁阳极直接连接，解决了油气管道在不同的外界环境中根据需要设定最佳保护电位的问题。
【权利要求】
1.一种可选电压式排流电路结构，该排流电路结构与金属管道防护电路结构相连接，其特征是:该电路结构包括有排流回路、控制回路、检测回路及设定开关； 所述检测回路连接金属管道防护电路结构的管道测试端子和参比电极，并依次与控制回路、排流回路相连接，控制回路连接设定开关；所述排流回路分为主回路和备用回路，并与金属管道防护电路结构的镁阳极连接； 所述检测回路对金属管道电位实时监测并与参比电极对比得到管地电位信号，送至控制电路，控制回路通过与设定开关设定的控制电压信号进行逻辑判断后，当需要进行排流时则向排流回路发出导通信号，导通排流主回路，使流过金属管道上的杂散电流经镁阳极流回大地；当不需要排流时，控制回路向排流回路发出关断信号，排流主回路断开，停止排流； 当排流主回路故障时，排流回路向控制回路发送故障信号，控制回路向排流主回路发送断开信号，断开主回路，同时自动投入排流备用回路。
【文档编号】C23F13/06GK203602719SQ201320693198
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】孙震洋, 王双平, 陈敬和, 申满愉, 陈杰, 张喜海, 邢晓乾 申请人:铁道第三勘察设计院集团有限公司, 天津赛德电气设备有限公司