开关组2的门极G端与计算机控制器5 —端相连；负向电力电子开关组3的门极G端与计算机控制器5 —端相连；电流互感器4信号端与计算机控制器5 —端相连。
[0034]以上所述仅是本发明的优选实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
[0035]阅读了本说明书后，本领域技术人员不难看出，本发明由现有技术的结合构成，这些构成本发明的各部分的现有技术有些在此给予了详细描述，有些则出于说明书简明考虑并未事无巨细地赘述，但本领域技术人员阅读了说明书后便知所云。而且本领域技术人员也不难看出，为构成本发明而对这些现有技术的结合是饱含大量创造性劳动，是发明人多年理论分析和大量实验的结晶。本领域技术人员同样可以从说明书中看出，这里所披露的每个技术方案以及各个特征的任意组合都属于本发明的一部分。
【主权项】
1.一种阴极保护装置，包括阴极保护恒电位仪，其特征在于:还包括 正向电力电子开关组，正向电力电子开关组TP的IGBT集电极C端与阴极保护恒电位仪的正极端连接，正向电力电子开关组TP的IGBT发射极E端与负向电力电子开关组TN的IGBT发射极E端相连；或者是，正向电力电子开关组TP的IGBT集电极C端与阴极保护恒电位仪的正极端连接，正向电力电子开关组TP的IGBT发射极E端穿过电流互感器TA的线圈与阳极的一端相连； 负向电力电子开关组，负向电力电子开关组TN的IGBT集电极C端穿过电流互感器TA的线圈与阳极的一端相连；或者是，负向电力电子开关组TN的IGBT发射极E端与阴极保护装置的负极端相连； 电流互感器，其一方面与正向电力电子开关组TP的IGBT发射极E端连接，电流互感器TA信号端与计算机控制器一端相连；或者是，其一方面与负向电力电子开关组TN的IGBT集电极C端连接，电流互感器TA信号端与计算机控制器一端相连； 阳极，一方面，阳极的一端通过电流互感器TA的线圈与正向电力电子开关组TP的IGBT发射极E端连接，阳极的另一端与土壤电阻Rl的一端相连；或者是，阳极的一端通过电流互感器TA的线圈与负向电力电子开关组TN的IGBT集电极C端连接，阳极的另一端与土壤电阻Rl的一端相连； 土壤电阻R1，其一端与阳极连接，另一端与涂层电阻R2的一端相连； 涂层电阻，其一端与土壤电阻连接，另一端与管道连接； 管道，其一端与涂层电阻连接，另一端与阴极保护装置的负极端相连；或者是，管道的一端与涂层电阻连接，管道的另一端与负向电力电子开关组TN的IGBT集电极C端相连；计算机控制器，一方面与电流互感器的TA信号端连接，另一方面同时与正向电力电子开关组TP的IGBT门极G端、负向电力电子开关组TN的IGBT门极G端连接； 计算机控制器接收来自电流互感器的采样信息判断阴极保护恒电位仪的工作方式，并按预先设定的时间定时向锁存器发出故障复位命令并对第二级故障锁存信号进行清理、进一步地控制正向电力电子开关组、负向电力电子开关组启闭。2.如权利要求1所述的阴极保护装置，其特征在于:所述计算机控制器内包括 过电流保护信号生成电路，其包括电位增益整流电路、限流峰值保护整定值经过预先设定的两个比较器；所述单位增益整流电路一方面与阴极保护恒电位仪通过接线端与限流峰值保护整定值经过预先设定的两个比较器连接； 过电流保护控制电路，其与过电流保护信号生成电路连接； 硬件封锁控制保护电路，其与过电流保护控制电路连接。3.如权利要求1所述的阴极保护装置，其特征在于:阴极保护恒电位仪为双向电流输出的阴极保护恒电位仪。4.如权利要求1所述的阴极保护装置，其特征在于:阴极保护恒电位仪为单向电流输出的阴极保护恒电位仪。5.如权利要求1所述的阴极保护装置，其特征在于:所述正向电力电子开关组TP为正向耐高压电力电子开关组，且其由N个电力电子开关管(如IGBT等)按顺序串联组成。6.如权利要求1所述的阴极保护装置，其特征在于:所述负向电力电子开关组TN为负向耐高压电力电子开关组，且其由N个电力电子开关管(如IGBT等)按顺序串联组成。7.一种阴极保护方法，其特征在于:包括如下步骤: A:将正向电力电子开关组、负向电力电子开关组串入被保护设备电流回路里，设定恒电位仪的过流保护定值； B:通过单位增益整流电路将电流进行整流处理，并将经过调理过的电流信号分别输送到限流峰值保护整定值经过预先设定的两个比较器内； C:通过锁存器将将经过两个比较器的电流信号锁存，并将锁存后的电流信号与瞬时封锁级的输出信号一同送入计算机控制器内； D:计算机控制器控制正向电力电子开关组、负向电力电子开关组的启闭。8.权利要求7所述的阴极保护方法，其特征在于:在步骤D中，当电流信号小于比较器内预先设定的设定值，所以IFA_OVER和IFA_UMIT均为高电平，IFA_OVER信号经过锁存器CD4044锁存后得到IF_OVER_PRO信号仍为高电平，进一步，所有第一级和第二级保护信号均为高电平， 从而PWMREF输出为低电平，与门12输出为高电平，PWM转换电路正常工作，TP44和Tl为高电平，Tl进一步驱动TP和TN使正向和反向开关组正常工作，从而使恒电位仪正常输出。9.权利要求7所述的阴极保护方法，其特征在于:在步骤D中，当恒电位仪输出阳极输出正电压时，一方面，正向电力电子开关组TP在恒定正电平电压控制下处于导通状态，正向电力电子开关组二极管DP处于自然关断状态；另一方面，即使负向电力电子开关组TN也在恒定正电平电压控制下，但由于该开关组只通过反向电流因而正向电流处于关断状态，但负向电力电子开关组二极管DN存在正向电流时处于自然导通状态，从而恒电位仪正向电流回路处于导通状态。10.权利要求7所述的阴极保护方法，其特征在于:当恒电位仪输出阳极输出负电压时，一方面，反向电力电子开关组TN在恒定电平电压控制下处于导通状态，反向电力电子开关组二极管DN处于自然关断状态；另一方面，即使正向电力电子开关组TP也在恒定正电平电压控制下，但由于该开关组只通过正向电流因而存在反向电流时处于关断状态，但正向电力电子开关组二极管DP存在反向电流时处于自然导通状态，从而恒电位仪反向电流回路处于导通状态。
【专利摘要】本发明涉及一种阴极保护装置及其保护方法，包括阴极保护恒电位仪及被串入被保护电器回路里的正向电力电子开关组、负向电力电子开关组、电流互感器、计算机控制器；所述计算机控制器接收来自电流互感器的采样信息判断阴极保护恒电位仪的工作方式，进一步地控制正向电力电子开关组、负向电力电子开关组启闭，并按预先设定的时间定时向锁存器发出故障复位命令并对第二级故障锁存信号进行清理；解决了针对地磁暴、直流输电系统和核爆电磁脉冲等情况下管道阴极保护恒电位仪等接入管道的接地设备可能烧毁问题。
【IPC分类】C23F13/06, C23F13/02, C23F13/22
【公开号】CN104988512
【申请号】CN201510337229
【发明人】梁志珊, 夏鹏程, 生龙, 张举丘
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月17日