分段绝缘与排流相结合的直流干扰缓解系统的制作方法

1.本实用新型属于阴极保护防腐技术领域，尤其涉及一种分段绝缘与排流相结合的直流干扰缓解系统。


背景技术：

2.抑制杂散电流干扰对管道的腐蚀是管道防腐的一项重要工作，在应对直流杂散电流干扰时，通常采用排流或者分段绝缘的处理办法。排流的处理方式对于较轻的直流干扰，在干扰段设置排流点，可以起到较好的效果。分段绝缘的处理方式通过在管道上安装绝缘接头，将干扰段与非干扰段的管道分段绝缘，可以控制干扰的影响范围。
3.对于强度较强的直流干扰，单一采用排流或分段绝缘，效果不理想，强度较强的直流干扰会在断开绝缘接头两端电连接时，使两端产生较大的电位差，需要在绝缘接头两侧配套设置排流地床，根据断开后两侧电位的情况，接入一侧或两侧排流地床，以缓解过大的电位差导致的影响。
4.目前断开跨接电缆、接入排流地床需要人工到现场进行操作，实际工程应用中，对于无规律波动或随机性直流干扰，由于干扰时间不确定，人员无法立即到达现场，及时断开绝缘接头的跨接电缆，实现分段绝缘，也无法及时测量断开后两侧电位，从而正确选择连接排流地床。另外，对于强干扰或波动大的干扰，简单断开跨接电缆分段绝缘，即使接入排流地床排流，由于没有其他调节手段，两端电位及电位差仍然不能达到管道阴极保护防腐可接受的电位范围。


技术实现要素：

5.针对相关技术中存在的不足之处，本实用新型提供了一种分段绝缘与排流相结合的直流干扰缓解系统，以解决当前管道直流电流干扰处理方式需人工现场操作、无法及时进行正确连接、调节手段单一以及无法达到阴保电位范围的问题。
6.本实用新型提供一种分段绝缘与排流相结合的直流干扰缓解系统，用于消除直流干扰对管道的影响，管道包括上游管道和下游管道，上游管道和下游管道之间装设绝缘接头；
7.分段绝缘与排流相结合的直流干扰缓解系统包括控制器、第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关、第四电控开关、可调电阻器、第一电位传感器、第二电位传感器、第一排流地床和第二排流地床；
8.上游管道与下游管道通过第一电控开关跨接连接；
9.第二电控开关与可调电阻器串联连接后，一并与第一电控开关并联连接；
10.第一排流地床埋设在上游管道的一侧，并通过第三电控开关与上游管道电连接；
11.第二排流地床埋设在下游管道的一侧，并通过第四电控开关与下游管道电连接；
12.第一电位传感器和第二电位传感器均电连接控制器，并分别埋设在上游管道的一侧和下游管道的一侧；
13.控制器通过第一零位电缆和第二零位电缆并分别电连接上游管道和下游管道；
14.控制器控制连接第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关、第四电控开关和可调电阻器。
15.在其中一些实施例中，第一电控开关为常闭继电器，第二电控开关、第三电控开关和第四电控开关均为常开继电器。
16.在其中一些实施例中，控制器具有通信模块。
17.在其中一些实施例中，可调电阻器的最小阻值大于0ω。
18.在其中一些实施例中，可调电阻器的最小阻值等于0ω。
19.在其中一些实施例中，可调电阻器的最大阻值小于等于1mω。
20.基于上述技术方案，本实用新型实施例中通过控制器监测上下游断电电位状态，使上位机能够远程第一时间获知上下游断电电位的异常，从而及时控制四个电控开关，在发生干扰时第一时间断开上下游管道的跨接，在上下游管道之间跨接电阻，减少上下游管道之间电位差，在跨接电阻后仍存在电位异常的情况下接通地床进行排流，并在接通地床排流后仍存在电位不及预期的情况下调减跨接电阻阻值，保证绝缘接头两侧管道的阴保防腐状态良好，解决了当前管道直流电流干扰处理方式需人工现场操作、无法及时进行正确连接、调节手段单一以及无法达到阴保电位达标的问题。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型分段绝缘与排流相结合的直流干扰缓解系统的结构示意图；
23.图中：
24.1、控制器；11、通信模块；
25.21、第一电控开关；22、第二电控开关；23、第三电控开关；24、第四电控开关；
26.3、可调电阻器；
27.41、第一电位传感器；42、第一电位传感器；
28.51、第一排流地床；52、第一排流地床；
29.61、上游管道；62、下游管道；
30.7、绝缘接头。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.如图1所示，在本实用新型分段绝缘与排流相结合的直流干扰缓解系统的一个示意性实施例中，该分段绝缘与排流相结合的直流干扰缓解系统包括控制器1、第一电控开关21、第二电控开关22、第三电控开关23、第四电控开关24、可调电阻器3、第一电位传感器41、第二电位传感器42、第一排流地床51和第二排流地床52。
36.管道包括上游管道61和下游管道62，上游管道61和下游管道62之间通过绝缘接头7相连。上游管道61与下游管道62通过第一电控开关21跨接连接，第二电控开关22与可调电阻器3串联连接后，一并与第一电控开关21并联连接。第一排流地床51埋设在上游管道61的一侧，并通过第三电控开关23与上游管道61电连接。第二排流地床52埋设在下游管道62的一侧，并通过第四电控开关24与下游管道62电连接。第一电位传感器41和第二电位传感器42均电连接控制器1，并分别埋设在上游管道61的一侧和下游管道62的一侧。控制器1通过第一零位电缆和第二零位电缆并分别电连接上游管道61和下游管道62，控制器1控制连接第一电控开关21、第二电控开关22、第三电控开关23、第四电控开关24和可调电阻器3。
37.控制器1为一个实施系统动作的控制终端，用于接收上位机发出的控制指令，或者将采集到的数据上传至上位机，上位机在人工控制下进行控制指令的发送。控制器1通过第一电位传感器41和第一零位电缆以及第二电位传感器42和第二零位电缆分别监测上游管道61的断电电位以及下游管道62的断电电位，并将其上传至上位机。操作人员通过上位机监测到上下游管道的断电电位同时处于欠保护状态或者过保护状态时，发出控制指令，使控制器1控制第一电控开关21断开，从而断开上游管道61和下游管道62的跨接，第一电控开关21断开后，若上下游管道断电电位没有达标，操作人员通过上位机向控制器1发出控制指令，控制器1将第二电控开关22闭合，从而将已预先调整到最大电阻值的可调电阻器3跨接在两者之间。可调电阻器3跨接后，若操作人员通过上位机监测到上游管道或者下游管道断电电位不达标时，发出控制指令，使控制器1控制第三电控开关23或第四电控开关24接通，从而通过第一排流地床51或第二排流地床52，对上游管道61或者下游管道62进行排流。若上下游管道的断电电位仍然没有达标或者达到预期目标，操作人员通过上位机向控制器1发出控制指令，使控制器1控制可调电阻器3逐渐降低其阻值，直至上下游管道的断电电位达标或达到预期目标。
38.断电电位达标即断电电位位于阴极保护的达标电位范围之内，欠保护状态即管道的断电电位正于达标电位范围，过保护状态即管道的断电电位负于达标电位范围。根据上下游管道的断电电位如何选择绝缘接头两端管道电连接的连接或断开，以及如何选择排流地床对管道进行排流是现有技术，并非本技术发明点。预期目标为人工设定，可以是绝缘接
头至少一侧断电电位达标，属于现有技术，并非本技术发明点。
39.在上述示意性实施例中，分段绝缘与排流相结合的直流干扰缓解系统使操作人员通过上位机能够第一时间获知上下游管道断电电位的异常，从而及时通过控制器触发第一电控开关断开，从而在直流干扰发生时，第一时间断开上下游管道之间的跨接，进行分段控制；第一电控开关断开后但上下游管道断电电位仍然异常的情况下，还能够及时通过控制器将第二电控开关闭合，使可调电阻器跨接在上下游管道之间，实现管道跨接电阻的增加，减少上下游管道之间电位差，使上下游管道断电电位达标；若跨接电阻后断电电位仍不达标，可及时通过控制器控制第三电控开关或第四电控开关，从而准确的通过第一排流地床或第二排流地床进行排流，保证上下游管道断电电位达标，保证上下游管道阴极保护效果良好；若排流后断电电位仍不达标时，及时通过控制器逐渐降低可调电阻器的阻值，直至上下游断电电位达标或达到预期目标，从而更加平滑的实现管道跨接电阻的增加，最大程度的使上下游管道断电电位达标，最终在直流干扰发生时使操作人员迅速进行跨接断开和跨接电阻，并正确的选择地床进行排流，解决了当前管道直流电流干扰处理方式需人工现场操作、无法及时进行正确连接、调节手段单一以及无法达到阴保电位范围的问题。
40.为了保证可调电阻器能够进行调节，第二电控开关闭合之前，可调电阻器处于其阻值最大的状态，从而在第二电控开关闭合时，减少上下游管道间阻抗变化带来的冲击，使控制器能够从最大阻值开始将可调电阻器的阻值调低。
41.在一些实施例中，第一电控开关21为常闭继电器，第二电控开关22、第三电控开关23和第四电控开关24均为常开继电器，从而在因控制器1故障失效而失去对四个电控开关的控制时，第一电控开关21保持闭合状态，第二电控开关22、第三电控开关23和第四电控开关24保持断开状态，维持上下游管道跨接的初始状态，防止管道进行不必要的排流，使上下游管道电位一致且达标，保证管道的阴极保护系统正常运行。
42.在一些实施例中，控制器1具有通信模块11，通信模块11通过有线通讯或者无线通讯的方式与上位机通讯连接，实现上位机对控制器1的人为控制，以及实现控制器1将其工作状态、电控开关的状态、可调电阻器的阻值信息以及所监测的电位信息上传至上位机，使远程维护人员更加及时全面的掌握系统的运行状态，从而及时发出相应的控制指令。
43.在一些实施例中，可调电阻器3的最小阻值大于0ω，从而避免可调电阻器3的阻值降低至0ω，防止因此使上下游管道通过可调电阻器3形成跨接，保证干扰发生时将上下游管道进行分段控制。
44.在一些实施例中，可调电阻器3的最小阻值等于0ω，使可调电阻器3在调整到最小阻值时，不需要闭合第一电控开关，就可以使上下游管道通过可调电阻器3形成跨接，减少了开关动作，增加了系统调整的灵活性。
45.在一些实施例中，可调电阻器3的最大阻值小于等于1mω，使可调电阻器3的初始阻值预设为最大阻值，可使在第二电控开关22闭合时，减少上下游管道间阻抗变化带来的冲击，使可调电阻器3从最大的阻值开始，逐渐调低，可最大程度发挥可调电阻器3的作用，使上下游管道的断电电位能够调整至达标范围内或达到预期目标，使绝缘接头两侧上下游管道的阴保防腐状态良好。
46.最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
47.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。