本实用新型专利技术公开了一种埋地金属管道遭受地铁动态直流干扰实验装置。该实验装置由干扰源系统和带防腐涂层金属管道两部分组成。干扰源系统主要由直流电源、架空天线、改装后的电动玩具车、受电环、电连接器、L型钢轨、钢钎接地极以及电缆等组成。直流电流通过电缆从电源正极流到架空天线，经过受电环流入玩具车的电源正极，为玩具车提供电能，并通过电连接器流入钢轨。钢轨中的一部分电流通过电缆流回电源负极，另一部分电流则通过土壤流入钢钎接地极，再通过钢钎接地极流回电源负极。通过土壤的那部分电流会对其附近的埋地金属管道造成动态直流干扰。该装置填补了国内埋地金属管道动态直流干扰实验装置的空白。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种埋地金属管道遭受地铁动态直流干扰实验装置专利
本技术涉及埋地金属管道的外腐蚀领域，特别是指一种埋地金属管道遭受地铁动态直流干扰实验装置。
技术介绍
随着城市基础设施的大规模建设，城市地铁得到了迅速的发展。由于地铁供电方式的特殊性，不可避免地造成部分电流流入土壤，流入土壤的这部分电流会对地铁附近的埋地金属管道(特别是石油、天然气管道)造成动态直流干扰。对于稳态直流干扰下埋地金属管道的腐蚀行为，国内外已经开展了大量的研宄，提出了一套经济有效的评价准则与防护方法，并形成了一系列相关标准。目前国外有关稳态直流干扰下埋地金属结构物腐蚀评价与防护方法的标准主要有:NACE StandardSPO169-2007、NACE Standard TM0497-2002 以及 NACE SP0186-2007 ;国内的相关标准主要有:GB-T 21246-2007、GB-T21448-2008、GB 21447-2008 以及 SY/T 0017-2006 等。已有的动态直流干扰下埋地金属管道腐蚀评价与防护的研宄主要集中在现场实际工程应用中。由于受到现场环境复杂性与多变性的限制，很难在现场对埋地金属管道的动态直流干扰开展系统的研宄。同时，实验室的研宄也因缺乏合适的地铁动态直流干扰实验装置而进展缓慢，从而使得埋地金属管道在地铁动态直流干扰下的腐蚀机理不够明确，并缺乏合理有效的腐蚀评价准则和动态直流干扰防护措施。
技术实现思路
为了解决现场作业时很难对埋地金属管道的动态直流干扰开展系统的研宄及实验室研宄缺乏合适的地铁动态直流干扰实验装置，本技术提供了一种埋地金属管道遭受地铁动态直流干扰实验装置，为动态直流干扰下埋地金属管道腐蚀机制、评价准则以及防护方法的实验室研宄提供一个实验平台。该实验装置，由干扰源系统和带防腐涂层的金属管道两部分组成。干扰源系统主要包括:直流电源、电缆、钢钎接地极、L型钢轨、改装后电动玩具车、架空天线、塑胶螺栓、绝缘天线杆、受电环、玩具车电源正极、玩具车电源负极、可调电阻、电连接器、导电铜片、铜制弹簧及石墨方块；其中电连接器由导电铜片、铜制弹簧及石墨方块组成；导电铜片左右两面一面通过电缆与玩具车电源负极相连，一面与铜制弹簧相连，导电铜片的上下两个顶端嵌在电连接器的外壳中，固定不动；铜制弹費的另一端嵌在石墨方块中，石墨方块的另一端与L型钢轨保持电连接；直流电源的负极通过电缆分别与钢钎接地极、L型钢轨连接，直流电源的正极通过电缆与架空天线连接；玩具车电源正极和玩具车电源负极之间并联了一个可调电阻，玩具车电源正极依次通过电缆、受电环与架空天线连接，玩具车电源负极通过电缆与电连接器连接；受电环穿在架空天线上，与架空天线保持电连接；架空天线通过塑胶螺栓与绝缘天线杆连接，绝缘天线杆固定在土壤中；带防腐涂层金属管道埋在土壤中，与L型钢轨保持一定的距离。带防腐涂层的金属管道的直径、长度、防腐涂层类型以及厚度根据具体的实验要求合理选取。所述直流电源用于模拟地铁系统中的供电所，其参数可以根据具体实验要求来合理选取；所述架空天线用于模拟地铁系统的接触网，由单根Φ2.7mm的裸铜线制成，为了让玩具车能够顺利运行，所述架空天线必须要绷直；所述改装后的电动玩具车用于模拟地铁机车；所述受电环用于模拟地铁机车的受电弓，由单根Φ 1.13mm的裸铜导线制成；所述电连接器用于模拟地铁机车的电刷，由导电铜片、铜制弹簧以及石墨方块组成，导电铜片的上下两个顶端嵌在电连接器的外壳中，固定不动，左右两面一面与玩具车电源负极相连，一面与铜制弹簧相连，铜制弹簧的另一端则嵌在石墨方块中，因此在铜制弹簧的推力作用下，石墨方块可以与L型钢轨保持良好的电连接；所述L型钢轨用于模拟地铁系统中的铁轨，其具体尺寸可以根据实验要求来确定；所述钢钎接地极用于模拟供电所的回流接地极。当电路接通后，开启直流电源的开关，直流电流从电源正极流出，经过电缆到达架空天线，然后经过受电环流入玩具车电源正极，驱使玩具车向前运动，并从玩具车电源负极流出，经过电缆流入电连接器。在电连接器的作用下，电流流入L型钢轨。钢轨中的一部分电流通过电缆流回直流电源的负极，另一部分电流则通过土壤流入钢钎接地极，并通过钢钎接地极流回直流电源的负极。通过土壤流回直流电源负极的这部分电流会对其附近的埋地金属管道造成直流干扰。由于机车是运动的，所以对于管道上某一个固定位置而言，造成干扰的直流电流也是动态的。如果在管道上安装一些电位记录仪，就可以完整记录动态直流干扰下管道电位的变化规律。为了获得不同大小的动态直流干扰，在玩具车电源的正极和负极之间并联了一个可调电阻。由于玩具车的正常运行电流是一定的，可以通过调节并联电阻的阻值和直流电源输出电流的大小来获得不同大小的动态直流干扰。所述实验装置填补了目前国内埋地金属管道遭受地铁动态直流干扰实验装置的空白，可以为以后的相关研宄提供一个很好的实验平台，对于促进国内该领域的进一步发展有着非常重要的意义。【附图说明】图1为本技术所述电连接器的右视示意图；图2为本技术的一种埋地金属管道遭受地铁动态直流干扰实验装置的右视示意图；图3为本技术的一种埋地金属管道遭受地铁动态直流干扰实验装置的俯视示意图；图4为所述架空天线的安装示意图。1-直流电源、2-电缆、3-钢钎接地极、4-L型钢轨、5_改装后电动玩具车、6_架空天线、7-塑胶螺栓、8-绝缘天线杆、9-带防腐涂层的金属管道、10-受电环、11-玩具车电源正极、12-玩具车电源负极，13-可调电阻、14-电连接器、15-导电铜片、16-铜制弹簧、 17-石墨方块。【具体实施方式】为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本技术针对现有埋地金属管道的动态直流干扰系统研宄问题，提供一种埋地金属管道遭受地铁动态直流干扰实验装置。下面结合附图和具体实施例对本技术的技术方案做进一步说明。如图1?图4所示，该实验装置，由干扰源系统和带防腐涂层的金属管道9两部分组成，干扰源系统主要包括:直流电源1、电缆2、钢钎接地极3、L型钢轨4、改装后电动玩具车5、架空天线6、塑胶螺栓7、绝缘天线杆8、受电环10、改装后电动玩具车供电系统正极11、改装后电动玩具车供电系统负极12、可调电阻13、电连接器14、导电铜片15、铜制弹簧16及石墨方块17 ；其中电连接器14由导电铜片15、铜制弹簧16及石墨方块17组成；导电铜片15左右两面一面通过电缆2与玩具车电源负极12相连，一面与铜制弹簧16相连，导电铜片15的上下两个顶端嵌在电连接器14的外壳中，固定不动；铜制弹簧16的另一端嵌在石墨方块17中，石墨方块17的另一端与L型钢轨4保持电连接；直流电源I的负极通过电缆2分别与钢钎接地极3、L型钢轨4连接，直流电源I的正极通过电缆2与架空天线6连接；玩具车电源正极11和玩具车电源负极12之间并联了一个可调电阻13，玩具车电源正极11依次通过电缆2、受电环10与架空天线6连接，玩具车电源负极12通过电缆2与电连接器14连接；受电环10穿在架空天线6上，与架空天线6保持电连接；架空天线6通过塑胶螺栓7与绝缘天线杆8连接，绝缘天线杆8固定在土壤中；带防腐涂层金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种埋地金属管道遭受地铁动态直流干扰实验装置，其特征在于由干扰源系统和带防腐涂层金属管道(9)两部分组成，干扰源系统主要包括：直流电源(1)、电缆(2)、钢钎接地极(3)、L型钢轨(4)、改装后电动玩具车(5)、架空天线(6)、塑胶螺栓(7)、绝缘天线杆(8)、受电环(10)、玩具车电源正极(11)、玩具车电源负极(12)、可调电阻(13)、电连接器(14)、导电铜片(15)、铜制弹簧(16)及石墨方块(17)；其中电连接器(14)由导电铜片(15)、铜制弹簧(16)及石墨方块(17)组成；导电铜片(15)左右两面一面通过电缆(2)与玩具车电源负极(12)相连，一面与铜制弹簧(16)相连，导电铜片(15)的上下两个顶端嵌在电连接器(14)的外壳中，固定不动；铜制弹簧(16)的另一端嵌在石墨方块(17)中，石墨方块(17)的另一端与L型钢轨(4)保持电连接；直流电源(1)的负极通过电缆(2)分别与钢钎接地极(3)、L型钢轨(4)连接，直流电源(1)的正极通过电缆(2)与架空天线(6)连接；玩具车电源正极(11)和玩具车电源负极(12)之间并联了一个可调电阻(13)，玩具车电源正极(11)依次通过电缆(2)、受电环(10)与架空天线(6)连接，玩具车电源负极(12)通过电缆(2)与电连接器(14)连接；受电环(10)穿在架空天线(6)上，与架空天线(6)保持电连接；架空天线(6)通过塑胶螺栓(7)与绝缘天线杆(8)连接，绝缘天线杆(8)固定在土壤中；带防腐涂层金属管道(9)埋在土壤中，与L型钢轨(4)保持一定的距离。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐德志，杜艳霞，路民旭，孟庆思，梁毅，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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