Устройство дренажной защиты трубопроводов от наведенного переменного тока

Полезная модель относится к средствам для защиты протяженных подземных сооружений, в частности трубопроводов, от воздействия наведенного электрического тока и грозовых атмосферных разрядов с одновременным обеспечением отведения для измерения наведенного электрического тока и может быть использовано в качестве устройства дренажной защиты подземных трубопроводов.
Известно устройство для катодной защиты протяженного участка подземного сооружения [RU 2506348, С2, C23F 13/02, 10.02.2014], содержащее катодную станцию, выполненную с возможностью подключения к сооружению через датчик выходного тока и снабженную датчиком выходного напряжения и анодным заземлителем, станцию слежения, выполненную с возможностью подключения к датчикам выходного напряжения и тока и к катодной станции, а также измерительный пункт, расположенный вблизи катодной станции и включающий датчик потенциала и измеритель потенциала, соединенный с датчиком потенциала, сооружением и со станцией слежения, по крайней мере, два удаленных от катодной станции измерительных пункта, расположенных на границе защитной зоны катодной станции по обе от нее стороны вдоль защищаемого сооружения и выполненных с возможностью подключения к источнику электропитания, при этом станция слежения снабжена центральным приемопередатчиком, а каждый удаленный измерительный пункт снабжен резидентным приемопередатчиком, соединенным с центральным приемопередатчиком посредством канала связи.
Недостатком технического решения является его относительно высокая сложность.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство защиты трубопроводов от влияния наведенного электрического тока и грозовых атмосферных разрядов [RU 124685, U1, C23F 13/00, 10.02.2013], включающее блок отведения переменного тока, клемму для подключения заземляющего устройства и клемму для подключения трубопровода, причем, блок отведения переменного тока включает конденсаторно-диодный блок, реализованный по схеме с последовательно-встречным включением конденсаторов и шунтированием их диодами, устройство грозозащиты, трансформатор для измерения отводимого переменного тока и частотный фильтр для предотвращения утечки переменного тока фиксированной частоты при использовании на трубопроводе электрометрического оборудования.
Недостатком устройств является относительно низкая эффективность защиты, поскольку не обеспечивается надежная защита от утечки постоянного тока электрохимической защиты на заземляющее устройство, а также относительно низкая надежность и относительно высокая сложность, вызванная выполнением конденсаторно-диодного блока с использованием диодов и реализованный по схеме с последовательно-встречным включением полярных конденсаторов и шунтированием их диодами, которые являются относительно ненадежными элементами в условиях возможных грозовых воздействий.
Задачей, которая решается в полезной модели, является разработка устройства дренажной защиты трубопроводов от наведенного переменного тока, обладающего повышенной эффективностью, надежностью и более простой конструкцией.
Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности, также в упрощении и расширении на этой основе арсенала технических средств, которые могут быть использованы в станциях дренажной защиты подземных трубопроводов.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее клемму заземления, выполненную с возможностью подключения к заземляющему устройству, входную клемму, выполненную с возможностью подключения к подземному трубопроводу, блок грозозащиты, измерительный трансформатор, выполненный с возможностью подключения к средствам измерения отводимого от трубопровода наведенного переменного тока электрометрического оборудования станции дренажной защиты, и частотный фильтр для предотвращения утечки переменного тока фиксированной частоты, используемой в электрометрическом оборудовании станции дренажной защиты, согласно полезной модели, введен дроссель, первая клемма которого соединена с первой клеммой блока отведения наведенного переменного тока, выполненного в виде параллельно включенных неполярных конденсаторов и вторая клемма которого соединена с входной клеммой, а вторая клемма дросселя соединена с первой клеммой измерительного трансформатора, вторая клемма которого соединена с клеммой заземления и через блок грозозащиты, выполненным в виде газового искрового разрядника, со второй клеммой блока отведения наведенного переменного тока, а также конденсатор, включенный параллельно дросселю и образующий с ним параллельный контур, настроенный на частоту, используемую в электрометрическом оборудовании станции дренажной защиты.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что параллельный контур, образованный конденсатором, включенным параллельно дросселю, настроен на частоту 1100 Гц.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, блок отведения наведенного переменного тока, выполненный в виде параллельно включенных неполярных конденсаторов, и дроссель образуют последовательный контур, настроенный на частоту 50 Гц.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, блок отведения наведенного переменного тока содержит четыре параллельно включенных неполярных конденсатора.
На чертеже представлена электрическая структурная схема устройства дренажной защиты трубопроводов от наведенного переменного тока
Устройство дренажной защиты трубопроводов от наведенного переменного тока содержит клемму 1 заземления, выполненную с возможностью подключения к заземляющему устройству, входную клемму 2, выполненную с возможностью подключения к подземному трубопроводу, блок 3 грозозащиты, измерительный трансформатор 4, выполненный с возможностью подключения к средствам измерения отводимого от трубопровода наведенного переменного тока электрометрического оборудования станции дренажной защиты, и частотный фильтр 5 для предотвращения утечки переменного тока фиксированной частоты, используемой в электрометрическом оборудовании станции дренажной защиты.
Кроме того, устройство дренажной защиты трубопроводов от наведенного переменного тока содержит дроссель 6, первая клемма которого соединена с первой клеммой блока 7 отведения наведенного переменного тока, выполненного в виде параллельно включенных неполярных конденсаторов 8-1…8-n и вторая клемма которого соединена с входной клеммой 2, а вторая клемма дросселя 6 соединена с первой клеммой измерительного трансформатора 4, вторая клемма которого соединена с клеммой 1 заземления и через блок 3 грозозащиты, выполненным в виде газового искрового разрядника, со второй клеммой блока 7 отведения наведенного переменного тока, а также конденсатор 9, включенный параллельно дросселю 6 и образующий с ним параллельный контур, настроенный на частоту, используемую в электрометрическом оборудовании станции дренажной защиты.
В частном случае выполнения устройства параллельный контур, образованный конденсатором 9, включенным параллельно дросселю 6, настроен на частоту 1100 Гц, блок 7 отведения наведенного переменного тока, выполненный в виде параллельно включенных неполярных конденсаторов, и дроссель 6 образуют последовательный контур, настроенный на частоту 50 Гц, при этом блок 7 отведения наведенного переменного тока содержит четыре параллельно включенных неполярных конденсатора.
Работает устройство дренажной защиты трубопроводов от наведенного переменного тока следующим образом.
Устройство применяется, преимущественно, в зонах опасного влияния высоковольтных линий электропередач на трубопровод, при параллельном следовании трубопровода, в местах пересечения трубопровода и в местах сближений трубопроводов с высоковольтными линиями электропередач.
Оно предназначено для отведения переменного тока, наведенного в трубопроводе, как стальном сооружении, в результате электромагнитного воздействия высоковольтных линий электропередачи и других источников высокого напряжения, на заземляющее устройство.
Последовательный резонансный контур, состоящий из блока 7, содержащего неполярные конденсаторы 8-1…8-n, и дросселя 6, настроен на резонансную частоту, соответствующую частоте переменного тока, наведенного в трубопроводе. Сопротивление этого контура на частоте 50 Гц имеет минимальное значение. Устройство не влияет на защитный потенциал трубопровода ввиду наличия в цепи протекания переменного тока блока 7 содержащего неполярные конденсаторы 8-1…8-n, поэтому утечки постоянного тока электрохимической защиты на заземляющее устройство не происходит.
Устройство фильтрации отводимого тока выполнено в виде параллельного резонансного контура, образованного дросселем 6 и конденсатором 9, настроенного на частоту 1100 Гц сигнала электрометрического оборудования станции дренажной защиты.
Защита от импульсных перенапряжений воздействия грозового разряда, а также защиты от кратковременных перенапряжений, возникающих, при замыкании линии электропередачи на грунт, обеспечивается газовым искровым разрядником 3, соединяющим трубопровод с заземляющей клеммой 1.
Для измерения отводимого тока используется измерительный трансформатор 4 тока с коэффициентом трансформации 10:1, включенного в электрическую цепь последовательного резонансного контура. Измерение величины отводимого от трубопровода наведенного переменного тока осуществляется на контактах измерительного трансформатора 4 тока.
Таким образом, в устройстве достигается требуемый технический результат, который заключается в повышении эффективности его применения, поскольку обеспечивается надежная защита от утечки постоянного тока электрохимической защиты на заземляющее устройство, и повышение надежности эксплуатации при одновременном его упрощении, поскольку исключаются диоды, как самые ненадежные элементы устройств, а дроссель используется одновременно для двух резонансных контуров. Дополнительно к этому устройство обеспечивает расширение арсенала технических средств, которые могут быть использованы в станциях дренажной защиты подземных трубопроводов.