УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДАХ ОТ ПЕРЕХОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ОТВОДА ИМПУЛЬСОВ ТОКА

Полезная модель относится к области защиты технических средств автоматизации (ТСА) и электрохимической защиты (ЭХЗ), в частности к устройствам защиты ТСА и ЭХЗ,0 работающих на магистральных газопроводах, от переходных напряжений и отвода импульсов тока от грозовых и внутренних импульсных перенапряжений, а также может быть использована для предохранения устройств системы электрохимической защиты газопровода от перегрузок путем прерывания электрической связи между газопроводом и заземленными техническими средствами автоматизации.
Уровень техники
Известно устройство для компенсации переменного напряжения, индуцированного в металлическом трубопроводе и направленного вдоль указанного трубопровода, расположенного в среде и окруженного слоем или оболочкой электроизоляционного материала, содержащее регулируемый источник переменного тока, выходы которого подсоединены к двум соединительным точкам на трубопроводе, расположенным на некотором расстоянии одна от другой вдоль трубопровода, характеризующееся тем, что оно снабжено средством для формирования сигнала с амплитудой и фазой, соответствующими переменному напряжению, индуцированному в трубопроводе в продольном направлении, выходы которого подсоединены ко входам регулируемого источника переменного тока, при этом регулируемый источник переменного тока выполнен с возможностью формирования в зависимости от указанного сигнала переменного тока, протекающего вдоль с такой амплитудой и фазой, что ток стремится уменьшить разность напряжений между трубопроводом и средой (патент RU № 2114934, кл. С23F 13/04, опубл. 10.07.1998 г.).
Недостатком данного устройства является невысокая надежность защиты трубопровода от воздействия наведенного переменного тока.
Известна система защиты трубопровода от воздействия наведенного переменного тока, характеризующаяся тем, что она снабжена опорой с закрепленными на ней клеммным терминалом и электрическим шкафом, в котором размещены конденсаторный блок отведения переменного тока на заземляющее устройство и предотвращения утечки постоянного тока электрохимической защиты трубопровода, устройство фильтрации отводимого тока по фиксированной частоте, устройство измерения отводимого тока и устройство защиты от импульсных перенапряжений (патент RU №2446234, кл. С23F 13/04, опубл. 27.03.2012 г.).
Недостатком данной системы является то, что она не обеспечивает надежность защиты технических средств автоматизации трубопроводов от наведенных индуцированных токов и представляет собой сложную конструкцию.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип является устройство для газопроводов, состоящее из электроизолирующей вставки с искровым разрядником, установленное в разрыве трубопровода и предназначенное для обеспечения электрического разъединения защищаемого катодной защитой объекта от не защищаемого, заземленного или имеющего собственную систему ЭХЗ, а также электрического секционирования трубопроводов, проходящих в зонах воздействия блуждающих токов (ВСН 39-1.22.007-2002 «Указания по применению вставок электроизолирующих для газопровода»).
Недостатком данной система является то, что она согласно ВСН 39-1.22.007-2002 использует технологически сложную и дорогую в изготовлении конструкцию.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка надежного устройства защиты технических средств автоматизации и средств электрохимической защиты, работающих на магистральных газопроводах, от переходных напряжений и отвода импульсов тока от грозовых и внутренних импульсных перенапряжений, а также для предохранения устройств системы электрохимической защиты газопровода (ЭХЗ) от перегрузок путем прерывания электрической связи между газопроводом магистральных свечей и заземленными техническими средствами автоматизации, обладающей высокой надежностью защиты технических средств автоматизации и электрохимической защиты.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к высокой надежности защиты технических средств автоматизации и электрохимической защиты на магистральном газопроводе от импульсного перенапряжения, упрощению и снижению себестоимости устройства.
Технический результат достигается с помощью устройства защиты технических средств автоматизации и электрохимической защиты на магистральных газопроводах от переходных напряжений и отвода импульсов тока, содержащее газопровод магистральных свечей, изолирующее фланцевое соединение, разделительный искровой разрядник для взрывоопасных зон, контур заземления, при этом изолирующее фланцевое соединение установлено в разрыв газопровода магистральных свечей по ходу газа, перед защищаемым техническим средством автоматизации, а разделительный искровой разрядник установлен параллельно изолирующему фланцевому соединению с помощью кронштейнов, при этом каждый из концов разделительного искрового разрядника закрепляют в кронштейне, который гальванически соединен с одним из фланцев соединения и примыкающим участком газопровода.
В устройстве в качестве технического средства автоматизации и электрохимической защиты используют устройства и приборы системы линейной телемеханики, автоматики и электрохимической защиты.
Таким образом, технический результат достигается с помощью установки разделительного искрового разрядника для взрывоопасных зон параллельно изолирующему фланцевому соединению с помощью специального кронштейна, при этом каждый конец разделительного искрового разрядника закреплен в кронштейне, который гальванически соединен с одним из фланцев изолирующего фланцевого соединения и примыкающим участком газопровода.
Технический результат достигается с помощью установки в разрыв газопровода перед защищаемым техническим средством автоматизации, изолирующего фланцевого соединения (ИФС) с разделительным искровым разрядником для взрывоопасных зон.
При возникновении на технологическом газопроводе перенапряжения, носящего естественный (грозовой) и/или техногенный характер, происходит сброс возникшего импульсного перенапряжения через искровой промежуток в разделительном искровом разряднике. Изолирующее фланцевое соединение, установленное в газопровод, в свою очередь препятствует прохождению потенциала в ТСА и ЭХЗ.
Таким образом, применение изолирующего фланцевого соединения с разделительным искровым разрядником для взрывоопасных зон позволяет не только защитить ТСА и ЭХЗ от импульсного перенапряжения, но и предотвратить возможное поражение наведенным потенциалом обслуживающего персонала организации, эксплуатирующей средства автоматики.
Краткое описание чертежей
На фигуре дано устройство защиты технических средств автоматизации и электрохимической защиты на магистральных газопроводах от переходных напряжений и отвода импульсов тока, общий вид.
Осуществление полезной модели
Устройство защиты технических средств автоматизации и электрохимической защиты на магистральных газопроводах от переходных напряжений и отвода импульсов тока состоит из технологического газопровода 1 магистральных свечей, в разрыв которого по ходу газа перед защищаемым техническим средством 2 автоматизации и электрохимической защиты устанавливают изолирующее соединение, в частности изолирующее фланцевое соединение 3 с разделительным искровым разрядником 4 для взрывоопасных зон, контура заземления (на фиг. не показан), причем под техническими средствами автоматизации и электрохимической защиты рассматривают устройства и приборы, которые входят в состав системы линейной телемеханики, автоматики и электрохимической защиты компрессорной станции (КС), газораспределительной станции (ГРС), газоизмерительной станции (ГИС), узла замера расхода газа (УЗРГ) при этом разделительный искровой разрядник 4 устанавливают параллельно изолирующему фланцевому соединению 3, а установку разделительного искрового разрядника 4 на изолирующем фланцевом соединении 3 осуществляют при помощи специального кронштейна 5, при этом один из концов разделительного искрового разрядника 4 закрепляют в кронштейне 5, который гальванически соединен с одним из фланцев (на фиг. не обозначен) изолирующего фланцевого соединения 3 и примыкающим участком технологического газопровода 1 магистральных свечей.
Устройство защиты технических средств автоматизации и электрохимической защиты на магистральных газопроводах от переходных напряжений и отвода импульсов тока эксплуатируют следующим образом.
При возникновении на технологическом газопроводе 1 магистральных свечей импульсного перенапряжения носящего естественный (грозовой) и/или техногенный характер происходит сброс возникшего перенапряжения через искровой промежуток разделительного искрового разрядника 4 для взрывоопасных зон, так как разделительный искровой разрядник 4 установлен параллельно изолирующему фланцевому соединению 3 с помощью специального кронштейна 5, причем один из концов разделительного искрового разрядника 4, закреплен в кронштейне 5, который гальванически соединен с одним из фланцев изолирующего фланцевого соединения 3 для технологического газопровода 1 магистральных свечей и примыкающим участком газопровода 1 магистральных свечей, то изолирующее фланцевое соединение 3, установленное в разрыв технологического газопровода 1 по ходу газа, в свою очередь препятствует прохождению потенциала в защищаемое техническое средство 2 автоматизации и систему электрохимической защиты.
Таким образом, использование изолирующего фланцевого соединения 3 разделительного искрового разрядника 4 для взрывоопасных зон, контура заземления для защиты ТСА и ЭХЗ от импульсных перенапряжений дает высокую надежность защиты с одновременным упрощением и снижением себестоимости конструкции и возможностью защитить не только средства 2 автоматизации электрохимической защиты, но и предотвратить возможное поражение наведенным потенциалом обслуживающего персонала организации, эксплуатирующей средства 2 ТСА и ЭХЗ, за счет технически оригинального выполнения устройства.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
высокую надежность защиты средств автоматизации;
упрощение и снижение себестоимости конструкции устройства;
возможность предотвратить возможное поражение наведенным потенциалом обслуживающего персонала организации, эксплуатирующей средства автоматизации.