СТАНЦИЯ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ

Полезная модель относится к области устройств и систем электрохимии, в частности, к системам катодной защиты подземных сооружений.
Электрохимическая защита подземных сооружений - метод защиты от электрохимической коррозии, сущность которого заключается в замедлении скорости коррозии подземного сооружения под действием катодной поляризации при смещении потенциала металла в отрицательную область под действием постоянного тока, проходящего через границу раздела «сооружение - окружающая среда». (Тычкин И.А., Дедешко В.П., Тер-Саркизов P.M. Руководство по эксплуатации систем противокоррозионной защиты трубопроводов п.2.3. Утв. ОАО «Газпром», «Москва 2004 г»).
Электрохимическая защита обязательна к применению на магистральных газопроводах и подземных сооружениях.
Обеспечение непрерывной защищенности по протяженности и во времени - основное требование, реализуемое на этапе проектирования, строительства и эксплуатации систем электрохимической защиты. (Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов (ПТЭ МГ ВРД-39-1.10-006-2000*)).
Наиболее распространенный вид электрохимической защиты подземных сооружений - защита с помощью установок катодной защиты. В состав установок катодной защиты входят: станция катодной защиты (преобразователь), анодный заземлитель, соединительные провода и кабели, и электрод сравнения (датчики защитного потенциала). При необходимости в состав установок катодной защиты включаются регулирующие резисторы, шунты, поляризованные элементы, контрольно-диагностические пункты, с датчиками коррозионного мониторинга, блоки дистанционного контроля и регулирования параметров защиты.
В качестве источников постоянного тока для катодной защиты используются станции катодной защиты - преобразователи станции катодной защиты типа В-ОПЕ-М3-63-48-У1, которые питаются от сети переменного тока 220 В промышленной частоты. Регулировка выходного напряжения преобразователя осуществляется вручную, либо автоматически с помощью управляемых вентилей (тиристоров).
Автоматическое поддержание заданного режима работы может осуществляться по току защиты или потенциалу защищаемого сооружения.
Для создания тока между трубопроводом и грунтом положительная клемма преобразователя катодной защиты соединяется с анодным заземлителем, обеспечивающим ввод тока в грунт, а отрицательная - к защищаемому металлическому сооружению.
Недостатком станции катодной защиты (В-ОПЕ-М3-63-48-У1) является снижение защитных потенциалов и резкое возрастание скорости коррозии на защищаемых сооружениях при исчезновении питания источника электроснабжения переменного тока 220 В на преобразователе, связанное с аварийными или профилактическими работами на воздушных линиях. Наиболее выраженные простои по энергоснабжению дают районные электросети третьей категории, допускающие перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения до 1 суток. (Правила устройства электроустановок. «Москва Издание 7»).
Задачей полезной модели является создание такой станции катодной защиты, которая обеспечивала бы защитные потенциалы на подземных сооружениях при исчезновении электропитания 220 В промышленной частоты.
Решение поставленной задачи позволит повысить надежность эксплуатации магистральных газопроводов, снизит затраты на внеплановые ремонты, снизит уровень риска аварийных и чрезвычайных ситуаций и повысит уровень промышленной безопасности.
Решение поставленной задачи обеспечивается путем подключения к станции катодной защиты дополнительного устройства для поддержания защитных потенциалов. Устройство для поддержания защитных потенциалов состоит из дополнительного преобразователя, положительная клемма которого соединена с анодным заземлителем, коммутатора, один из входов которого соединен с отрицательной клеммой основного преобразователя, а второй - с отрицательной клеммой дополнительного преобразователя, причем выход коммутатора соединен с защищаемым сооружением, датчика сетевого напряжения, вход которого соединен с питающей сетью, а выход с коммутатором, аккумуляторной батареи, соединенной с дополнительным преобразователем, зарядного устройства, вход которого соединен с питающей сетью, а выход с аккумуляторной батареей, дополнительного устройства регулирования, соединенного с дополнительным преобразователем, запоминающего устройства, вход записи которого соединен с электродом сравнения, а выход считывания с дополнительным устройством регулирования.
Структурная схема станции катодной защиты с устройством для поддержания защитных потенциалов представлена на фиг.1.
Описание работы устройства.
Устройство для поддержания защитных потенциалов предусматривает работу в двух режимах: дежурном и аварийном. В дежурном режиме устройство питается от сети переменного тока 220 В, при этом коммутатор подает защитный ток от станции катодной защиты на защищаемое сооружение, защитный потенциал которого поддерживается преобразователем в штатном режиме. Посредством зарядного устройства в данном режиме выполняется автоматическая подзарядка аккумуляторной батареи для поддержания последней в состоянии полного заряда.
В случае аварийного или планового отключения питающей сети переменного тока на коммутационное устройство поступает управляющий сигнал от датчика сети. При этом коммутационное устройство отключает подачу защитного тока от станции катодной защиты и включает подачу защитного тока от дополнительного преобразователя устройства для поддержания защитных потенциалов, питание которого обеспечивается от аккумуляторной батареи. Управление дополнительным преобразователем осуществляется при помощи дополнительного устройства регулирования, что обеспечивает поддержание защитного потенциала в автоматическом режиме. Дополнительное устройство регулирования также обеспечивает ограничение защитного тока во избежание перегрузок дополнительного преобразователя и преждевременного разряда аккумуляторной батареи.
Информация о величине защитного потенциала сооружения считывается с электрода сравнения и сохраняется в запоминающем устройстве. С выхода чтения запоминающего устройства эта информация поступает на дополнительное устройство регулирования, которое, в свою очередь, передает необходимое управляющее воздействие на дополнительный преобразователь.
В заявляемом техническом решении обеспечивается непрерывная защищенность магистральных газопроводов и подземных сооружений во времени при аварийном исчезновении питания на станции катодной защиты.