一种用于天然气管道系统的过压保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种用于天然气管道系统的过压保护装置，天然气管道系统包括：天然气管道、阴极保护装置，阴极保护装置与天然气管道通过第一导线连接；该过压保护装置包括：第一开关，其设置于第一导线上；接地装置，其通过第二导线与天然气管道连接；第二开关，其设置于第二导线上；电压测量装置，其连接于第二开关的两端。本实用新型专利技术既将阀室处管道的管地电位差限值在安全值以内，从而保障人身安全和阀室处设备运行安全，也避免了管道长期接地杂散电流流进、流出，造成的电化学腐蚀加剧的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于天然气管道系统的过压保护装置。
技术介绍
近年来，随着经济高速发展，能源需求快速增长，远距离、大容量直流输电工程和输气、输油管道工程都迅速发展。我国土地资源紧张，直流输电工程接地极与埋地金属管道在很多地方相距很近，天然气金属管道不可避免的要受到直流接地极入地电流的影响。当直流输电系统一极故障或检修时，直流输电系统将暂时采用单极大地回线运行方式。在直流输电系统单极大地回线运行方式下，直流接地极会向土壤中注入电流，将会导致附近土壤电位的变化。当附近土壤中埋设有金属管道时，直流接地极入地电流将会在管道上产生感应电位，造成管道与近地土壤存在电位差，从而造成管道管地电位差过大，最高可达几百伏，且管道的电位提升速度快。过大的管地电位差会造成管道上分输站或阀室处管道设备、运行作业人员造成危害。可能导致以下几种事故的发生：1、破坏天然气管道原有的强制阴极保护系统或其他管道保护设备。2、对气液联动球阀引压管道上的绝缘卡套两端产生较大电位差(绝缘卡套两端，一端为管道电位，一端为地电位)，使其产生火花放电，对天然气管道的安全有较大威胁，可能发生火灾或者爆炸事故。3、对天然气管道的维护人员存在危险性，在未穿戴绝缘手套(鞋)的情况下容易造成触电事故。直流接地极入地电流对天然气管道影响具有如下特点：时间不确定(故障或检修期间发生)，作用时间短(几个小时)，入地电流幅值大(上千安培)，正负极性不确定，造成管道电位偏移剧烈等特点。目前，在国内电力和石油行业的部分单位已经意识到直流接地极入地电流对埋地金属管道影响的严重性，但按照常规直流干扰而采取措施如管道分段绝缘法和阴极电流保护法等，很难将降低管道阀室处电位降低到安全限值内；管道排流保护方法，如管道经带状锌合金阳极接地排流，可以使接地点处管道的管地电位差降低到安全限值内，但长期接地排流的方式会造成长期杂散电流流进、流出管道，造成管道电化学腐蚀加剧。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本技术的目的是提供一种用于天然气管道系统的过压保护装置。为了实现上述目的，本技术提供了一种用于天然气管道系统的过压保护装置，天然气管道系统包括：天然气管道、阴极保护装置，阴极保护装置与天然气管道通过第一导线连接；该过压保护装置包括：第一开关，其设置于第一导线上；接地装置，其通过第二导线与天然气管道连接；第二开关，其设置于第二导线上；电压测量装置，其连接于第二开关的两端；控制装置，其将电压测量装置的所测得的电压与预先设定的动作电压进行比较，并根据比较结果控制第一开关和第二开关的动作。本技术中，天然气管道由阴极保护装置保护。正常情况下，天然气管道的电压在强制阴极保护的条件下是一直保持在-0.85V至-1.25V的范围内。本技术中，天然气管道系统进一步包括引压管道，引压管道为天然气管道的支路，其电位与主管道电位一样，引压管道通过绝缘卡套与可控阀门(例如气液联动球阀)连接，阀门端接地。本技术中，过压保护装置的接地装置可为，例如阀室接地网或者阀室附近接地桩。本技术的工作原理如下：当天然气管道受到高压直流接地极入地电流的影响时，管道的管地电压升高，当第二开关两端管道与接地装置(例如阀室接地网或阀室附近接地桩)之间的电压达到U(U为预先设定的动作电压)时，控制装置发出指令，控制第二开关在100ms内闭合，使第二开关两端的管道和接地装置相连接，从而降低天然气管道的管地电压，此时天然气管道上的电流将从天然气管道流向大地，流过第二开关的最大电流可达几百安培。第二开关闭合时，同时控制第一开关断开，以保护阴极保护装置的安全，免受管道过电压的影响。当第二开关两端管道与接地装置之间的电压降到U时，控制装置发出指令，控制第二开关在100ms内断开，将天然气管道与接地装置之间的连接断开，同时第一开关闭合，阴极保护装置投入运行，继续保护天然气管道的运行安全。本技术既将阀室处管道的管地电位差限值在安全值以内，从而保障人身安全和阀室处设备运行安全，也避免了管道长期接地杂散电流流进、流出，造成的电化学腐蚀加剧的问题。根据本技术另一具体实施方式，第一开关和第二开关为联动开关；当第一开关闭合时，第二开关断开；当第二开关闭合时，第一开关断开。根据本技术另一具体实施方式，第一开关和第二开关均设有防雷保护装置，以防止本技术的装置在雷电过电压下损坏。根据本技术另一具体实施方式，第一开关和第二开关均为密闭装置，以防止因开断电流时，开关接头间的电火花造成阀室内天然气燃爆。根据本技术另一具体实施方式，接地装置连接于阀室处的天然气管道。根据本技术另一具体实施方式，第一开关和第二开关的动作时间小于100ms。根据本技术另一具体实施方式，第一开关和第二开关的动作电压为30V-60V，其可根据需求设定、调整。根据本技术另一具体实施方式，第二开关允许通过的最大电流为200A-800A。与现有技术相比，本技术具备如下有益效果：1、常规直流干扰抑制措施如管道分段绝缘法和阴极电流保护法等，很难将降低管道阀室处电位降低到安全限值内；而本技术的过压保护装置在管道的管地电位差超过安全限值后，将阀室处管道接地，可有效降低阀室处的管地电位差，可以保证管道设备和运行作业人员安全。2、常规管道排流保护方法，如管道经带状锌合金阳极接地排流，可以使接地点处管道的管地电位差降低到安全限值内，但管道长期接地不仅会造成管道上阴极保护电流的流失，导致管道阴极保护设备的保护范围缩小，也会造成过多的杂散电流通过接地点(高铁、地铁引起的电流)流进、流出管道，造成管道电化学腐蚀加剧。本技术的过压保护装置仅在在管道的管地电位差超过安全限值后，才将阀室处管道接地，而正常状况下(无入地电流作用时)，本技术的装置不改变管道的运行状态，管道保持正常的绝缘状态，不会有过多的杂散电流流进、流出管道，不会加剧管道电化学腐蚀。3、本技术的装置安装方便，资金投入较少，对管道正常运行工况基本无改变，易于天然气管道公司接受。4、管道管地电位差、本技术装置的动作情况、管道运行状况(接地、绝缘)可实时传送到管道运行监控部门，管道运行监控部门可实时掌握管道运行情况。下面结合附图对本技术作进一步的详细说明。附图说明图1是应用实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于天然气管道系统的过压保护装置，所述天然气管道系统包括：天然气管道、阴极保护装置，所述阴极保护装置与所述天然气管道通过第一导线连接；其特征在于，所述过压保护装置包括：第一开关，其设置于所述第一导线上；接地装置，其通过第二导线与所述天然气管道连接；第二开关，其设置于所述第二导线上；电压测量装置，其连接于所述第二开关的两端。

【技术特征摘要】
1.一种用于天然气管道系统的过压保护装置，所述天然气管道系统包
括：天然气管道、阴极保护装置，所述阴极保护装置与所述天然气管道通
过第一导线连接；其特征在于，所述过压保护装置包括：
第一开关，其设置于所述第一导线上；
接地装置，其通过第二导线与所述天然气管道连接；
第二开关，其设置于所述第二导线上；
电压测量装置，其连接于所述第二开关的两端。
2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟晓波，廖永力，李锐海，邹林，陈晓，张巍，吴新桥，张贵峰，张万青，黄志建，李伦炯，张波，庄池杰，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，广东冠能电力科技发展有限公司，清华大学，
类型：新型
国别省市：广东;44