恆電位儀
整流器下的分支
恆電位儀整體說是一個負反饋放大——輸出系統,與被保護物(如埋地管道)構成閉環調節,通過參比電極測量通電點電位,作為取樣信號與控制信號進行比較,實現控制並調節極化電流輸出,使通電電位得以保持在設定的控制電位上。
什麼是恆電位儀?
恆電位儀本身就是一台整流器下的一個分支,具有恆電位,恆電流功能。
恆電位指的是,將參比電極反饋作為恆定標準,來控制整理器的輸出。
很簡單,舉個例一個新建成的管道,陰極保護電位要求-1.2V,那麼恆電位儀給定電位設定在-1.2V,這時為了達到—1.2v的要求恆電位儀加大輸出,直到電位為-1.2V。這個時候呢,輸出電壓比如說是10V,電流比如說是5A,那麼我們就可以這樣說,這條管道達到保護要求,需要的電壓是10V,需要的電流是5A.
如果一旦恆電位出現問題,比如說干擾,參比電極損壞等,這時恆電位儀怎麼工作呢?
這時需要恆電流功能,恆定電流輸出,也就是說,電流輸出不變,電壓變化。還是上個例子,如果恆電位損壞了,用恆電流應該怎麼設置呢? 我們通過上一段略了解到了這個管道需要的電流是5A,這樣的話我們應該將恆電流給定設在5A,最好能到測試樁,用攜帶型參比測量下管道真實的電位是不是-1.2v,如果是,那麼給定在5A就是合適的,如果小了就再加點電流,大了就減點電流,這就是人們常說的手動運行。
整流器是什麼概念呢?
一 要按照整流方式分現在市場上活躍的,也就是你能看到 1 晶閘管整流(可控硅整流)。特點:簡潔、整齊、操作方便、便於維護等。 2 高頻開關整流。特點:重量輕、體積小、形式多樣(立式、台式、壁掛等可選)、安裝維護方便、操作簡單、高效節能、高控制精度、高抗干擾能力、電網適應能力強等。3,防爆型整流 特點:組件化程度高、性能穩定。22市場上可控硅為多數,高頻開關技術相繼成熟現在也有很多採用這種形式。
二 按照 存放地點分
1 有室內型
特點:放在室內。 2 室外型
特點:放在室外。防雨防晒 3 防爆型
特點:防爆。
三 按照現場要求分可分為:
1 單機:單台機器單獨運行。
2 多台合一:多台恆電位儀和在一台機器里,可以保護多條管線或油管(油罐用的比較多)
3 AB套機:A機為主機,B機為輔機,中間有控制台,可實現自動轉換,當A機故障自動轉換至B機。
只要儀器的放大倍數計算設計得正確,取樣信號特性與儀器輸入輸出特性有足夠的線性一致,並且調整良好,恆電位儀在額定工作範圍內可使被保護物通電點的電位與設定的控制電位一致,誤差一般在5mV以下。正因其有使通電點電位保持近於恆定的性質,因此稱為恆電位儀。
恆電位儀的核心是比較放大器,由深度負反饋的差動放大器構成,一般採用性能優良的集成運算放大器擔任,其輸入是控制和參比(取樣)電路,輸出到跟隨放大、控制移相、振蕩等電路生成觸發脈衝,極化電源由晶閘管整流電路構成,通過改變導通角實現調節輸出。
恆電位儀的接線不複雜,一般由4條電纜組成(不考慮誤差、故障報警等附屬電路可引出的信號接線),分別接於:輸出陰極、輸出陽極、零位接陰、參比電極。輸出陰極是恆電位儀輸出的負端子,接至被保護物的通電點,輸出陽極是恆電位儀的正端子,接至輔助陽極(地床或深井陽極);零位接陰是儀器電路的地端,接於被保護物通電點附近,參比電極即取樣信號輸入端,接埋設在通電點附近的參比電極。輸出陰極和輸出陽極電纜要有足夠的截面積,一般不應小於10 mm2;零位接陰和參比電極對電纜截面無要求,只考慮足夠強度即可。恆電位儀的接線都應該是銅線,遠端並應焊接。
值得說明的是零位接陰是接於通電點幾乎同一點(以電的概念解釋就是同一點,施工時應該離開50~100mm,避開電流湧入),但是必須用單獨接線,因為零位接陰是整個儀器電路的地,這個“地”必須建立在被保護物(管道)上,才能實現正確控制,因此絕不能使用短線把零位接陰與輸出陰極接在一起,雖然那按電的概念也是同一點。
最後說明一下,恆電位儀是電化學研究、應用方面的重要儀器,有很多種類,上面說的是用於陰極保護的恆電位儀的基本方面。
(1)開機
a.將恆電位儀“手動給定”旋鈕、“自動給定”旋鈕逆時針調到底,將“手動/自動”開關扳到“自動”位置,將“測量選擇”開關扳到“給定”位置。
b.接通總電源,設備電源開關扳到“開機”位置,此時恆電位儀接通電源。
c.將“停止/運行”旋鈕轉到“運行”,此時恆電位儀電源接通。
d..慢慢調節恆電位儀的“自動調節”旋鈕,觀察電位表指示,達到設定值時停止調節。
g.完成上述操作后至少觀察0.5小時,設備無異常發熱無報警現象后,從電流表記錄輸出電流,從電壓表記錄輸出電壓,從電位表記錄保護電位。
(2)停機
將恆電位儀設備電源開關扳到“關機”位置,自動調節旋鈕逆時針調到底。
(3)手動運行
在設備故障情況下經電器工程師確認恆電位儀可在手動狀態運行。
安裝恆電位儀的地方應該適合通風、散熱,設備應該輕拿輕放,在安裝接線時,應該檢查電源是不是適合恆電位儀的規定電壓值。
在附近有油罐的的地方安裝恆電位儀,應該使用防爆類型的整流電源,大多數時候,都是將整流電源安裝在儀錶間裡面的。
安裝時一定要根據接線示意圖接線,這樣才能保證輸出的電源極性正確。而且在接線的地方都有明確的標示符“+”“—”,首先使用萬用表來測試接線柱師傅準確,然後嘗試通電后再將電纜的接頭密封起來裝好,設備安裝完成後機殼要保證持續的良好的接地性能。
在給安裝好的恆電位儀通電使用之前,必須先測量出管道的自然電位,而且電位值應該在-0.6V左右,這裡指的注意的是,如果管道上帶有臨時使用的陰極保護設備,這裡測試的電位儀有可能會在-1.10V或者更低。接著要測量陽極地床的電位情況,還有焦炭回填料包裹的陽極這裡的電位值一般會在+0.20V~+0.30V CSE之間,注意:如果填料使用鍍鋅鐵板圓筒。
l 每天到陰保間觀察設備運行狀況,記錄恆電位儀的輸出電流、輸出電壓、給定電位(給定電位本工程確定為-1.50v)、測量電位。
l 設備運行正常時,定期通過測試樁測量管道保護電位,並做好記錄,如發現管道保護電位值正於-850mv時,應通知專業人員。
l 隨時察看設備有無異常。如設備出現設備出現故障或異常現象如:噪音增大;輸出出現較大擺動;箱體溫度超過75℃或嗅到設備過熱引起的異味,應及時關閉該設備。
l 恆電位儀應連續不間斷運行,在設備自動狀態出現故障時,可切換到手動狀態運行。
l 設備出現故障時,應由電氣專業維修人員檢修。
電源指示不亮
故障原因:主電源斷路器跳閘;電源熔斷器熔斷;指示燈損壞
處理方法:檢查設備是否有短路,然後合閘;更換熔斷器或指示燈
輸出電壓、電流達到最大;C1電位指示下降
故障原因:絕緣法蘭短路;或與其它地下金屬結構物短路;參比電極損壞
處理方法:修復短路的絕緣法蘭,斷開地下金屬結構物;檢查參比電極測量線或更換參比電極
處理方法:機箱墊平;更換主繼電器;擰緊鬆動螺栓
故障原因:測試轉換跳動;陽極或陰極匯流電纜開路;參比電極電纜開路或參比電極失效
處理方法:按複位按鈕;檢查陽極或陰極匯流電纜;檢查參比電極電纜或更換參比電極
恆電位儀操作規定
1、安裝、接線等作業,請務必在切斷全部電源後進行;
2、清掃及擰緊端子須在關閉電源後進行,以防短路及觸電;
3、更換控制板或元器件時須在關閉電源後進行,以防損壞設備。
恆電位儀