管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法与流程

本发明涉及管道阴极保护技术领域，尤其涉及一种管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法。

背景技术：

埋地钢质管道通常需要采用阴极保护来进行有效的防腐，在被保护管段与非保护管段或其他金属构筑物间需要进行电绝缘，以使把保护电流限定在保护管段，避免电流漏失，一般可采用绝缘装置连接在保护管段与非保护管段之间，保证管道电位达到规定的保护电位范围，也可防止电流进入非保护管段的区域，避免不同系统间保护电流“乱窜”等引起的安全隐患，因此测试判断绝缘装置的绝缘性能非常重要。

目前，测试管道的绝缘装置的绝缘性能的方法主要依据国家标准《GB/T21246-2007埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》中所提供的兆欧表法或电位法，其中，兆欧表法适用于未安装到管道上的绝缘装置；电位法适用于安装到管道上的绝缘装置，但是在测试过程中需要断开保护电流测量管道非保护侧的电位。然而，现实情况中，管道通常要一直处于使用状态，因此一直要进行阴极保护，不可将绝缘装置从管道上拆卸下来，也不可断开保护电流使管道脱保护，因此现有的兆欧表法或电位法在实地测试绝缘装置绝缘性能时具有局限性，无法对正在使用的绝缘装置进行绝缘性能测试。

技术实现要素：

本发明提供一种管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法，该方法能够对一直处于阴极保护状态下的管道上的绝缘装置的绝缘性能进行检测。

本发明提供一种管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法，所述绝缘装置用于分隔所述管道的阴极保护侧和非保护侧，所述测试方法包括：

测量所述管道的非保护侧的电位；

测量所述管道的阴极保护侧的电位；

获取所述管道的阴极保护侧的电位与所述管道的非保护侧的电位之间的差值；

测量所述管道的阴极保护侧与所述管道的非保护侧之间的电阻值；

根据所述差值和所述电阻值判断所述绝缘装置的绝缘性能是否良好。

进一步地，所述根据所述差值和所述电阻值判断所述绝缘装置的绝缘性能是否良好包括：

若所述差值大于电位预设值且所述电阻值大于电阻预设值，则所述绝缘装置的绝缘性能良好。

进一步地，所述根据所述差值和所述电阻值判断所述绝缘装置的绝缘性能是否良好还包括：

若所述差值不大于所述电位预设值且所述电阻值大于所述电阻预设值，则分析所述管道的阴极保护情况和/或分析所述管道的漏电情况；

若所述管道的阴极保护情况为所述管道的阴极保护侧处于欠保护状态和/或所述管道的漏电情况为所述管道的阴极保护侧漏电，则所述绝缘装置的绝缘性能良好。

进一步地，所述测量所述管道的非保护侧的电位包括：

使第一参比电极接触土壤，将电压测量装置的两极分别与所述第一参比电极和所述管道的非保护侧连接，获得所述管道的非保护侧的电位；

所述测量所述管道的阴极保护侧的电位包括：

使第二参比电极接触土壤，将电压测量装置的两极分别与所述第二参比电极和所述管道的阴极保护侧连接，获得所述管道的阴极保护侧的电位。

进一步地，所述电压测量装置为万用表。

进一步地，所述测量所述管道的阴极保护侧与所述管道的非保护侧之间的电阻值包括：通过万用表测量所述管道的阴极保护侧与所述管道的非保护侧之间的电阻值。

进一步地，当所述绝缘装置与所述管道通过焊接连接时，

所述管道的非保护侧的测量点在所述绝缘装置和管道的非保护侧之间的焊缝处；

所述管道的阴极保护侧的测量点在所述绝缘装置和管道的阴极保护侧之 间的焊缝处。

进一步地，所述电位预设值为300毫伏；所述电阻预设值为1兆欧。

进一步地，所述第一参比电极选自硫酸铜电极和高纯锌电极中的一种；所述第二参比电极选自硫酸铜电极和高纯锌电极中的一种。

进一步地，所述绝缘装置为绝缘法兰或绝缘接头。

本发明提供的管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法，能够对通有保护电流的正处于阴极保护状态下的管道上的绝缘装置的绝缘性能进行检测，该检测方法步骤简单，可操作性高，在进行检测时不需要将绝缘装置从管道上拆下，也无需断开保护电流，实现管道绝缘装置绝缘性能的随时检测。

附图说明

图1为本发明管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法实施例一的流程图；

图2为本发明管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法实施例二的流程图；

图3为本发明实施例中管道的非保护侧的电位测量接线示意图；

图4为本发明实施例中管道的阴极保护侧的电位测量接线示意图；

图5为本发明实施例中管道的阴极保护侧与非保护侧之间的电阻值测量接线示意图；

图6为本发明管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法实施例三的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流给金属补充大量的电子，此时保护结构物成为阴极，被保护金属整体处于电子过剩的状态，金属表面各点达到同一负电位，使被保护金属结构电位低于周围环境，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱金属腐蚀的发生。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电 阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群等。

对于长输埋地管道，由于与其连接交汇的部分管道可能处于地面上而无需采用外加电流的阴极保护方法，为了防止对需要被阴极保护的管道施加的电流被无需保护的管道分流而使需要被阴极保护的管道处于欠保护的状态，通常会在管道阴极保护侧和非保护侧的分界处设置一绝缘装置以避免保护电流的漏失，因此应该时刻保证该绝缘装置的绝缘性能良好。

图1为本发明管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法实施例一的流程图。如图1所示，本实施例提供的管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法包括：

S101：测量管道的非保护侧的电位。

管道上被绝缘装置分隔的没有保护电流的那部分管道即为管道的非保护侧。测量管道的非保护侧电位可以利用参比电极进行测量，将管道的非保护侧和精确已知电极电势数值的参比电极构成电池，利用电压表测定电池电动势数值，就可计算出管道的非保护侧的电极电势，即管道的非保护侧的电位。在测量时，对于参比电极和管道非保护侧的测量点需要保证点接触良好，在存在电磁干扰的地区，如高压输电线附近，可采用屏蔽导线。

S102：测量管道的阴极保护侧的电位。

管道上被绝缘装置分隔的有保护电流的那部分管道即为管道的阴极保护侧。测量管道的阴极保护侧电位可以利用参比电极进行测量，将管道的阴极保护侧和精确已知电极电势数值的参比电极构成电池，利用电压表测定电池电动势数值，就可计算出管道的阴极保护侧的电极电势，即管道的阴极保护侧的电位。在测量时，对于参比电极和管道阴极保护侧的测量点需要保证点接触良好，在存在电磁干扰的地区，如高压输电线附近，可采用屏蔽导线。

其中，本发明对S102和S101不限定先后顺序。

S103：获取管道的阴极保护侧的电位与管道的非保护侧的电位之间的差值。

用S101中测得的管道的非保护侧的电位减去S102中测得的管道的阴极保护侧的电位，得到两者之间的差值。

S104：测量管道的阴极保护侧与管道的非保护侧之间的电阻值。

其中，S101、S102和S104之间的先后顺序不做限定，只要分别测出管道的非保护侧的电位、管道的阴极保护侧的电位以及管道的非保护侧和保护 侧之间的电阻值即可。S103与S104也不限定其先后顺序，即先执行S103获取差值或先执行S104测量管道的非保护侧和保护侧之间的电阻值都可以。

S105：根据差值和电阻值判断绝缘装置的绝缘性能是否良好。

绝缘装置连接在管道的阴极保护侧和非保护侧之间，当管道一直处于阴极保护状态时，绝缘装置用于避免管道的阴极保护侧的电流通过绝缘装置流入管道的非保护侧。绝缘装置的绝缘性能是否良好，会影响管道的阴极保护侧的电位与管道的非保护侧的电位之间的差值，因此可以通过管道的阴极保护侧的电位与管道的非保护侧的电位之间的差值来判断绝缘装置的绝缘性能是否良好。另外，也可以通过测量管道的阴极保护侧与管道的非保护侧之间的电阻值来判断绝缘装置的绝缘性能是否良好，当绝缘装置的绝缘性能良好时，管道的阴极保护侧与管道的非保护侧之间会存在明显的电阻，因此可以通过管道的阴极保护侧与管道的非保护侧之间的电阻来判断绝缘装置的绝缘性能是否良好。然而，在现场的实际情况中，管道的阴极保护可能会出现欠保护或过保护状态，或者管道有可能有漏电情况，又或者管道中的介质含有水等，这些可能会造成测得的电位的差值或电阻值不符合上述理想状态下分析的情况，因此，不能只通过电位的差值或电阻值来判断绝缘装置的绝缘性能，可以结合电位的差值和电阻值来分析判断绝缘装置的绝缘性能。

本实施例提供的管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法，在管道被电流进行阴极保护的情况下，分别测量管道的非保护侧的电位、管道的阴极保护侧的电位和管道的阴极保护侧与管道的非保护侧之间的电阻值，并将电位差和电阻值作为管道绝缘装置绝缘性能的判断参数来对管道绝缘装置绝缘性能进行评价。本发明能够在管道被阴极保护的情况下直接对绝缘装置的绝缘性能进行测定和判断，无需拆卸绝缘装置或者断掉保护电流，在对管道实施阴极保护的同时实现了管道绝缘装置绝缘性能的检测。

图2为本发明管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法实施例二的流程图。如图2所示，本实施例提供的测试方法在上述实施例一的基础上，对上述实施例一进行了进一步的解释，步骤S105具体包括：

S201：若差值大于电位预设值且电阻值大于电阻预设值，则绝缘装置的绝缘性能良好。

当绝缘装置的绝缘性能良好时，管道的阴极保护侧的电流不会流向管道 的非保护侧，那么管道的阴极保护侧的电位与管道的非保护侧的电位之间的差值会大于一定的预设值，当绝缘装置的绝缘性能不好时，管道的阴极保护侧的电流会流向管道的非保护侧，那么管道的阴极保护侧的电位与管道的非保护侧的电位之间的差值不会大于上述一定的预设值，因此可以通过管道的阴极保护侧的电位与管道的非保护侧的电位之间的差值是否大于上述一定的预设值来判断绝缘装置的绝缘性能是否良好。但是，当差值大于上述一定的预设值时，也有可能是管道的阴极保护侧与非保护侧有电流导通，但是管道的阴极保护侧处于过保护状态，即保护侧的电压过高，因此必须引入电阻值进行进一步的判断。

当绝缘装置的绝缘性能良好时，所测得的电阻值会大于一个预定的值，当绝缘装置的绝缘性能不好时，所测得的电阻值不会大于上述预定的值，因此通过管道的阴极保护侧与管道的非保护侧之间的电阻值是否大于上述预定的值可以来判断绝缘装置的绝缘性能是否良好。

因此，当电位差值大于电位预设值并且电阻值大于电阻预设值时，能够判断绝缘装置的绝缘性能良好。

除了S201之外，还会出现差值大于电位预设值，但是电阻值不大于电阻预设值的情况，此时可能有两种原因。原因一：绝缘装置的绝缘性能不好。管道的阴极保护侧与非保护侧有电流导通，然而管道的阴极保护侧处于过保护状态；原因二：绝缘装置的绝缘性能良好，但由于管道中的介质含有一定量的水，水为导电体，水的流动会使管道的阴极保护侧与非保护侧有电流导通，使电阻值不大于电阻预设值，然而介质中含水量在一定范围时，差值仍可满足大于电位预设值。因此当差值大于电位预设值，但是电阻值不大于电阻预设值时，判断该绝缘装置的绝缘性能可疑。

除了上述两种情况，还可能出现差值不大于电位预设值并且电阻值不大于电阻预设值的情况，此时可能是绝缘装置的绝缘性能不好而使得管道的阴极保护侧的电流通过绝缘装置流到管道的非保护侧，造成此种情况；或者还有其他原因造成此种情况。因此，当差值不大于电位预设值并且电阻值不大于电阻预设值时，判断该绝缘装置的绝缘性能可疑。

进一步地，S105还可以包括：

S202：若差值不大于电位预设值且电阻值大于电阻预设值，则分析管道 的阴极保护情况和/或分析管道的漏电情况；

若管道的阴极保护情况为管道的阴极保护侧处于欠保护状态和/或管道的漏电情况为管道的阴极保护侧漏电，则绝缘装置的绝缘性能良好。

若差值不大于电位预设值且电阻值大于电阻预设值时，可能是绝缘装置的绝缘性能良好，但管道的阴极保护侧漏电或者处于欠保护状态，使管道的阴极保护侧的电位没有达到保护电位，例如管道的阴极保护侧的防腐层破损，使管道的阴极保护侧有金属部分与土壤接触，土壤为导电介质，管道的阴极保护侧的电流通过土壤泄漏；或者绝缘装置的绝缘性能不好，但由于其他别的原因出现了电阻值大于阻值预设值的情形。因此判定绝缘装置的绝缘性能可疑。

因此，当差值不大于电位预设值且电阻值大于电阻预设值时，为了判定绝缘装置的绝缘性能是否良好，需要分析差值不大于电位预设值的原因，即要对管道的阴极保护情况和/或管道的漏电情况进行分析，其中，分析管道的阴极保护情况与分析管道的漏电情况，其前后顺序不做限定。具体分析情况如下：若管道的阴极保护侧处于欠保护状态和/或管道的阴极保护侧漏电，则管道的阴极保护侧的电位没有达到保护电位，造成了差值不大于电位预设值，并非绝缘装置的绝缘性能不好造成的，因此可判断绝缘装置的绝缘性能良好。具体地，可以通过检测是否管道阴极保护侧的电位是否达到保护电位判断管道阴极保护侧是否处于欠保护状态，并且如果保护侧管道的绝缘层破裂或者保护侧与大地中的扁铁实现了搭接，则管道阴极保护侧发生了漏电情况。

该实施例对差值与电阻值可能出现的几种情况进行分析，从而为绝缘装置的绝缘性能是否良好提供了有力的参数评价基础。

进一步地，S101包括：使第一参比电极接触土壤，将电压测量装置的两极分别与参比电极和管道的非保护侧连接，获得管道的非保护侧的电位；

S102包括：使第二参比电极接触土壤，将电压测量装置的两极分别与第二参比电极和管道的阴极保护侧连接，获得管道的阴极保护侧的电位。

图3为本发明实施例中管道的非保护侧的电位测量接线示意图。当测量管道的非保护侧的电位时，请参考图3，绝缘装置70将管道40的非保护侧401与管道阴极保护侧402隔开，将第一参比电极30放在管道40顶部上方的地表潮湿土壤50上，并且保证第一参比电极30与土壤50电接触良好，将 电压表60的两极分别与第一参比电极30和管道40的非保护侧401连接，读取电压表60中测得的数据，即为管道40的非保护侧401的电位。

图4为本发明实施例中管道的阴极保护侧的电位测量接线示意图。当测量管道的阴极保护侧的电位时，请参考图4，绝缘装置70将管道40的非保护侧401与管道阴极保护侧402隔开，将第二参比电极31放在管道40顶部上方的地表潮湿土壤50上，并且保证第二参比电极31与土壤50电接触良好，将电压表60的两极分别与第二参比电极31和管道40的阴极保护侧402连接，读取电压表60中测得的数据，即为管道40的阴极保护侧402的电位。

值得注意的是，第一参比电极和第二参比电极可以是同一个电极，当两者是同一个电极时，测完一个电位后，可以使用同一个电压表和参比电极去测量另一个电位。

进一步地，电压测量装置为万用表。万用表是一种多功能和多量程的测量仪表，包括指针式万用表和数字万用表，两者相比之下，数字万用表具有测量精度高、测量速度快以及读数方便准确等优点，而更被广泛使用。

进一步地，S104包括：通过万用表测量管道的阴极保护侧与管道的非保护侧之间的电阻值。

图5为本发明实施例中管道的阴极保护侧与非保护侧之间的电阻值测量接线示意图。请参考图5，万用表80的两条测量线801分别与管道40的非保护侧401和管道40的阴极保护侧402连接，读取万用表80中测得的数据，即为管道40的阴极保护侧402与管道40的非保护侧401之间的电阻值。此处不使用兆欧表测量电阻值，而使用万用表测量电阻值，是因为兆欧表在测量电阻时产生电压比较大，可能会使土壤作为导电体导通，影响管道的阴极保护侧与管道的非保护侧之间的电阻值的测量，而万用表在测量电阻时产生电压比较小，不会产生上述现象。

进一步地，当绝缘装置与管道通过焊接连接时，管道的非保护侧的测量点在绝缘装置和管道的非保护侧之间的焊缝处；管道的阴极保护侧的测量点在绝缘装置和管道的阴极保护侧之间的焊缝处。由于管道的外壁涂有防腐层，防腐层是绝缘的，因此在测量时需要将测量点处的防腐层除去，露出管道的金属部分，若管道与绝缘装置是通过焊接连接的，那么通常焊接处的防腐层要薄一些，容易除去，例如使用锉刀可以很容易就将焊接处的防腐层磨去， 再使用万用表对焊接处进行连接并测量。

进一步地，电位预设值为300毫伏；电阻预设值为1兆欧。当电位差值大于300毫伏并且电阻值大于1兆欧时，绝缘装置的绝缘性能良好。

进一步地，第一参比电极选自硫酸铜电极和高纯锌电极中的一种；第二参比电极选自硫酸铜电极和高纯锌电极中的一种。其中，硫酸铜电极体积小,携带方便，腔体由透明有机玻璃或ABS管构成，便于观察内部硫酸铜溶液的饱和度。并且电极电位稳定，电极不易极化。

进一步地，绝缘装置为绝缘法兰或绝缘接头。

图6为本发明管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法实施例三的流程图。请参考图6，该方法包括：

S601：使硫酸铜电极接触管道顶部正上方地表的潮湿土壤，将万用表的两极分别连接于该硫酸铜电极和管道的非保护侧，获得管道的非保护侧的电位。

S602：使硫酸铜电极接触管道顶部正上方地表的潮湿土壤，将万用表的两极分别连接于该硫酸铜电极和管道的阴极保护侧，获得管道的阴极保护侧的电位。

其中，S601与S602的先后顺序不做限定，即可以先执行S601或者先执行S602都可以。

S603：获取管道的阴极保护侧的电位与管道的非保护侧的电位之间的差值。

将S601中测得的管道的非保护侧的电位与S602中测得的管道的阴极保护侧的电位之间相减，取得差值。

S604：通过万用表测量管道的阴极保护侧与管道的非保护侧之间的电阻值。

其中，S601、S602与S604之间的先后顺序不做限定，S603与S604的先后顺序也不做限定。

在执行完上述步骤后，执行S605：

S605：判断差值是否大于电位预设值且电阻值是否大于电阻预设值，当判断结果为是时执行S606，当判断结果为否时执行S607。

S606：确定绝缘装置的绝缘性能良好。

S607：判断差值是否不大于电位预设值且电阻值是否大于电阻预设值，当判定结果为是时执行S608，当判定结果为否时执行S609。

S608：判断管道的阴极保护侧是否处于欠保护状态和/或管道的阴极保护侧是否漏电，当判断结果为是时执行S606，当判断结果为否时执行S609。

S609：判定绝缘装置的绝缘性能可疑。

本发明提供的管道绝缘装置的绝缘性能的测试方法能够在管道处于阴极保护的状态下实现对管道上绝缘装置绝缘性能的检测，无需停止对管道的阴极保护，极大的提高了管道上绝缘装置绝缘性能检测的效率，突破了现有技术中管道上绝缘装置绝缘性能检测方法的局限性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。