СИСТЕМА КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к оборудованию для электрохимической защиты от коррозии и предназначена для работы в составе систем катодной защиты подземных металлических сооружений.
Известно устройство катодной защиты высоковольтное, содержащее шкаф с дверями с запорными устройствами, состоящий из двух отсеков распределительного устройства высокого напряжения с ограждением и распределительного устройства низкого напряжения, в отсеке распределительного устройства высокого напряжения размещен высоковольтный силовой трансформатор, а в отсеке распределительного устройства низкого напряжения - щит распределительный, оборудование для подогрева воздуха внутри шкафа, концевые выключатели и оборудование для катодной защиты, на крыше шкафа устройства установлен короб воздушного ввода в сборе с траверсой, на которой размещены штыревые изоляторы и ограничители перенапряжения, на коробе воздушного ввода размещены проходные изоляторы, внутри короба воздушного ввода расположены шинопроводы и предохранители, на верхней части шкафа расположены кронштейны со скобами, при этом конструкция шкафа выполнена сборной, из отдельных рам, устройство снабжено балками, стойками и направляющими для установки оборудования катодной защиты, а также поддоном со штуцером для слива масла, емкость которою позволяет вместить весь объем масла из высоковольтного силового трансформатора, оборудование для подогрева воздуха внутри шкафа выполнено в виде трубчатых электронагревателей, расположенных внутри шкафа в отсеке распределительного устройства низкого напряжения, кронштейны со скобами выполнены из листового материала, а запорные устройства для дверей шкафа - в виде винтов, над дверями шкафа выполнены козырьки, распределительное устройство высокого напряжения шкафа снабжено сплошным ограждением (см. патент РФ на полезную модель №70894, МПК C23F 13/04, опубл. 20.02.2008 г.).
В известной конструкции устройства катодной защиты разъемы распределительные устройства низкого и высокого напряжения соединены с силовым трансформатором шино-проводом, что приводит к большому объему жгутовых соединений, снижая технологичность монтажа оборудования и удобство при эксплуатации.
Известен шкаф монтажный для размещения преобразователя для катодной защиты, содержащий боковые, заднюю стенки, дно, крышу и переднюю дверь, оснащенную, по крайней мере, одним замком, при этом шкаф снабжен технологическими отверстиями и установлен на опоре, при этом шкаф дополнительно снабжен боковой дверью, оснащенной, по крайней мере, одним замком, имеющим конструктивные отличия от замка, установленного на передней двери (см. патент РФ на полезную модель №81205, МПК C23F 13/00, опубл. 10.03.2009 г.).
Недостатком известной конструкции шкафа является сложность монтажа и обслуживания оборудования.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, является система катодной защиты магистральных трубопроводов от коррозии, включающая коридор коммуникаций с вдоль трассовой ЛЭП 2, защищаемый трубопровод с блок-боксами контроля и управления на узлах задвижек, устройство катодной защиты высоковольтное (силовой модуль), которое представляет собой выполненный с транспортными полозьями блок-бокс (шкаф), размещенный на фундаменте с приямком. Блок-бокс (УКЗВ) состоит из обогреваемых высоковольтного и низковольтного отсеков. Низковольтный отсек получает питание от сухого силового трансформатора, расположенного в высоковольтном отсеке (см. патент РФ на изобретение №2161663, МПК C23F 13/02, опубл. 10.01.2001 г.)..
Недостатком известной системы катодной защиты магистральных трубопроводов от коррозии является конструктивная разобщенность блока контроля и управления и силового модуля катодной защиты высоковольтного (УКЗВ), а межблочные связи осуществляются посредством жгутового монтажа. Это снижает технологичность монтажа оборудования и удобство при эксплуатации.
Задачей настоящей полезной модели является повышение технологичности монтажа оборудования и упрощение его эксплуатации.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является обеспечение возможности наращивания мощности и функциональных возможностей системы путем простого увеличения числа ее силовых модулей и модулей, выполняющих иные функции.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в системе катодной защиты подземных металлических сооружений, включающей, шкаф с, по крайней мере, одним отсеком, по крайней мере, один силовой модуль катодной защиты, и модуль контроля и управления, согласно полезной модели, система катодной защиты снабжена, размещенным в отсеке шкафа, по крайней мере одним блочным каркасом, с установленными в нем, по крайней мере одной направляющей для силового модуля, и кросс-платой с, по крайней мере, одним разъемом, при этом блочный каркас размещен в отсеке шкафа.
При этом, шаг между соседними разъемами на кросс-плате равен шагу размещения направляющих силовых модулей катодной защиты в блочном каркасе.
Кроме того, каждый силовой модуль катодной защиты снабжен, по крайней мере, одной ответной направляющей и одним ответным разъемом.
Кроме того, в блочном каркасе могут быть выполнены отсеки для размещения модуля контроля и управления и модулей, выполняющих иные функции.
Заявляемая совокупность признаков позволяет обеспечить модульный подход к построению станций катодной защиты за счет возможности наращивания мощности и функциональных возможностей системы путем размещения в едином блочном каркасе стандартных блоков.
Кроме того, наличие кросс-платы с разъемами позволяет обеспечить формирование единой цепи управления и функционирования без дополнительных проводных соединений между модулями, что упрощает монтаж и эксплуатацию оборудования.
Где на фиг.1 изображен шкаф, вид спереди; на фиг 2 - общий вид блочного каркаса; на фиг.3 - силовой модуль;
Позиции на чертежах означают следующее: 1 - шкаф; 2 - отсек шкафа 1; 3 - блочный каркас; 4 - силовой модуль; 5 - модуль контроля и управления; 6 - направляющая силового модуля 4; 7 - кросс-плата; 8 - разъем кросс-платы 7; 9 - ответная направляющая силового модуля 4; 10 - ответный разъем силового модуля 4; 11 - отсек блочного каркаса 3; 12 - модули, выполняющие иные функции; 13 - система комбинированного монтажа; 14 - блочный каркас для коммутационного оборудования.
Обозначения на чертежах означают следующее: «t» - шаг размещения двух соседних разъемов 8 на кросс-плате 7; «h» - шаг размещения направляющих 6 блочного каркаса 3 для двух соседних силовых модулей 4.
Заявляемая система катодной защиты подземных металлических сооружений от коррозии, включает шкаф 1 с, по крайней мере, одним отсеком 2, в котором размещен, по крайней мере, один блочный каркас 3, с, по крайней мере, одним силовым модулем 4, и модулем 5 контроля и управления (фиг.1).
В блочном каркасе 3 установлены, по крайней мере одна направляющая 6 для силового модуля 4, и, по крайней мере, одна кросс-плата 7 с, по крайней мере, одним разъемом 8.
При этом, кросс-плата 7 установлена с задней стороны блочного каркаса 3.
При этом, шаг «t» размещения двух соседних разъемов 8 на кросс-плате 7 равен шагу «h» размещения направляющих 6 блочного каркаса 3 для двух соседних силовых модулей 4 (фиг.2).
Каждый силовой модуль 4 снабжен, по крайней мере, одной ответной направляющей 9 и одним ответным разъемом 10 (фиг.3).
В блочном каркасе 3 выполнены отсеки 11 для размещения силовых модулей 4, модуля 5 контроля и управления и модулей 12, выполняющих иные функции. (фиг.1 и 2).
Для возможности монтажа в блочный каркас 3 модулей различных габаритных исполнений используется система комбинированного монтажа 13 (горизонтальные рельсы, вертикальные стойки и т.д.) (фиг.2).
Для подключения всех исполнительных модулей к входным и выходным электрическим цепям в шкафу 1 устанавливается блочный каркас 14 с коммутационным оборудованием (фиг.1)
Кроме того, связь между, по крайней мере, одним силовым модулем 4, и модулем 5 контроля и управления осуществляется цифровым интерфейсом (на чертеже не показан).
Интерфейс представляет собой многопользовательскую последовательную шину с полудуплексным порядком обмена. Задающим устройством (мастером) является модуль управления 5 - контроллер. Он передает адресные сообщения силовым модулям 4 катодной защиты. В ответ на адресное сообщение соответствующий подчиненный силовой модуль 4 передает сообщение о своем состоянии.
Система катодной защиты подземных металлических сооружений от коррозии может комплектоваться следующим образом.
Полностью укомплектовывается блочный каркас 3: устанавливаются кросс-платы 7, направляющие 6 силовых модулей 4 и, при необходимости, система комбинированного монтажа 13.
Укомплектовывается коммутационным оборудованием блочный каркас 14.
Укомплектованные блочный каркас 3 и 14 устанавливаются в отсек 2 шкафа 1 и закрепляются.
Осуществляется подключение кросс-плат к коммутационному оборудованию.
В блочный каркас 3 по направляющим 6 устанавливаются силовые модули 4, модуль 5 контроля и управления и, при необходимости, модули 12, выполняющие иные функции.
Система катодной защиты готова к эксплуатации.
Для наращивания мощности системы катодной защиты достаточно установить в блочный каркас 3 необходимое количество силовых модулей 4, а для расширения функциональных возможностей установить дополнительные модули 12, например, модуль системы мониторинга параметров катодной защиты.
Суммарная выходная мощность системы определяется общим числом составляющих его силовых модулей 4 Максимальное значение выходного тока одного силового модуля 4-20 А, при максимальном выходном напряжении 48 В, а значение суммарного выходного тока системы также определяется общим числом составляющих его силовых модулей 4.
Наращивание мощности системы осуществляется за счет добавления к базовому силовому модулю 4 дополнительных силовых модулей 4, при этом максимальное выходное напряжение остается неизменным, а наращивание мощности обеспечивается за счет увеличения максимального значения выходного тока.
Силовой модуль 4 обеспечивает преобразование переменного однофазного тока, напряжением 220 В, в постоянный с последующей фильтрацией и стабилизацией в зависимости от установленных параметров.
Модуль 5 контроля и управления обеспечивает контроль и управление силовыми модулями 4, индикацию необходимых параметров, сигнализацию аварийных режимов и защиту от перегрузок.
Также к модулю 5 контроля и управления можно подключать дополнительные датчики, например датчик скорости коррозии, датчик открытия двери, информация от которых вместе с параметрами работы станции может передаваться по интерфейсу в систему телемеханики.
Функционирование системы катодной защиты магистральных трубопроводов от коррозии может осуществляться либо в режиме автоматического поддержания выходного тока, либо в режиме автоматической стабилизации суммарного или поляризационного потенциала защищаемого сооружения.
Например, в режиме автоматического поддержания выходного тока техническими средствами модуля 5 управления осуществляется непрерывное измерение текущего значения выходного тока, сравнение его с требуемым значением, установленным с помощью потенциометра «Установка, Выбор», расположенного на передней панели модуля 5 управления, и изменение режима выходного каскада силового модуля 4 таким образом, чтобы текущее значение выходного тока было равно требуемому значению с заданной точностью. Цифровой индикатор, расположенный на передней панели модуля 5 управления отображает общее значение выходного тока.
При обрыве в цепи электрода сравнения во время работы в режиме автоматического поддержания потенциала защищаемого сооружения включается индикация «ОБРЫВ» и обеспечивается автоматический переход модуля 5 управления на поддержание выходного тока, в зависимости от предустановленного значения.
При возникновении короткого замыкания в цепи нагрузки в режиме поддержания тока система катодной защиты магистральных трубопроводов от коррозии продолжает поддерживать установленный до короткого замыкания выходной ток.
При возникновении короткого замыкания в цепи нагрузки в режиме поддержания потенциала система катодной защиты магистральных трубопроводов от коррозии ограничивает ток на номинальном уровне для данной системы катодной защиты. В таком состоянии блоки могут находиться продолжительное время без опасения выхода из строя. После устранения перегрузки восстанавливается режим системы катодной защиты магистральных трубопроводов от коррозии, в котором он находился до возникновения перегрузки.
Модульный подход к построению станций катодной защиты позволяет из стандартных блоков собирать установки разной мощности для решения различных задач: от переносных СКЗ для диагностических лабораторий до станций мощностью 5 кВт с резервированием.
Заявляемая конструкция системы катодной защиты подземных металлических сооружений от коррозии позволяет обеспечить формирование единой цепи управления и функционирования без дополнительных проводных соединений между модулями, что повышает технологичность монтажа оборудования и упрощает его эксплуатацию.