一种消除直流电源泄漏到大地中的杂散电流造成干扰危害的方法，在临近干扰源处设置反向平衡电路，反向平衡电路叠加在干扰源伴生的杂散电流对地泄漏通路中，通过调节反向平衡电路输出的反向平衡电流大小，抵消杂散电流，使被杂散电流干扰的外界金属构筑物对地电位恢复到干扰前的自然电位。该反向平衡电路由辅助阴极体［４］、辅助阳极体［５］、输出电流可调的辅助直流电源组成，辅助阴极体［４］、辅助阳极体［５］分别埋设在临近干扰源一侧，辅助电源的正极连接辅助阳极体，负极连接辅助阴极体。利用该方法可替代绝缘隔离设施，成功治理依靠直流电源为动力来工作的机械设备以及外加电流阴极保护系统通常伴生的直流杂散电流干扰问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，利用该方法可替代绝缘隔离设施，成功治理依靠直流电源为动力来工作的机械设备以及外加电流阴极保护系统通常伴生的直流杂散电流干扰问题。
技术介绍
人类社会自工业革命以来，电力的应用给人类生产生活方式带来了巨变。电力机车地铁给人们出行以便捷，电解电焊业成为重要的工业生产领域，阴极保护技术为钢铁设施提供了延长使用寿命保障安全和可靠性的一种经济有效手段。随着所有这些依靠直流电源为动力来工作的机械设备的广泛使用，与其它一些生产技术一样，必然带来一些负面影响，尤其以直流电源因不能与大地绝缘而泄漏到自然环境中的杂散电流所造成的干扰危害最具普遍性，是世界各国普遍关注和有待深入研究解决的课题。其中，石油天然气管道和城市煤气自来水钢铁管道受到来自有轨电车、地下铁道、电解工厂以及阴极保护系统等干扰源的危害现象最为突出。行业标准《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》(CJJ49-92)将地铁杂散电流视为城市的一种公害并指出，如果防护不善，泄漏到地铁外部的杂散电流会危害城市的地下金属结构和管网设施，甚至还有可能造成灾难性的事故，给国民经济带来巨大损失。上述的杂散电流是指沿非规定通路流动的电流。所谓非规定通路，包括大地、管线以及别的与大地连通的金属物体或结构。一直以来，地铁道床和阴极保护的钢质储罐和管道都离不开起到电气绝缘隔离作用的设施，原因就是需要对非规定电通路中存在的杂散电流进行控制。例如对阴极保护系统而言，通过绝缘法兰进行电气隔离是最常见做法，可达到成倍增大保护范围(如长输管道)提高工作电流保护效率的良好效果。但是，使用绝缘隔离技术存在以下严重缺陷(1)造价高。要求干扰源(如地铁)或阴极保护体与外界电绝缘，对储罐阴极保护即要求与储罐有导电连接的所有管道、接地极以及各种监测装置等都必需安装绝缘法兰，数量大必然造价高。而对地铁而言，我国各主要城市的地铁大都采用走行轨回流的直流牵引供电方式，铁轨对地绝缘技术难度很高，如不采用轨道进行回流，必然造成巨大的经济损失。(2)在役管道储罐安全生产要求严格，绝缘隔离改造与储运生产有冲突，工程实际不可行。(3)电绝缘效果不可靠。储罐管道检修检查频繁，只要有一处绝缘法兰被无意识地人为搭接短路或失效，整个保护储罐就全部与外界电连通，带来外部金属构筑物的杂散电流干扰影响。(4)电气化铁路和在役储罐的绝缘隔离改造不可能达到电绝缘效果。地铁等地气化铁路的钢轨道因雨雪尘埃以及枕木绝缘性能不良等客观原因，不可避免存在对地泄漏电流现象。储罐的防雷防静电接地极与其它储罐设备接地极，在地面下实际上已经连接成接地网络，所以无论加装多少绝缘法兰，只要保护体储罐的接地系统不独立，那么杂散电流就可以通过接地网络，使保护体储罐无法与外界电气绝缘隔离。(5)因为地下金属结构阴极保护系统是以大地为导电通道的特殊电路，所以此类干扰源对地泄漏电流是不可避免的。如果外界地下金属结构刚好处在干扰源的泄漏电压场影响范围内，那么绝缘隔离设施就无法解决杂散电流的干扰腐蚀(金属电解腐蚀)问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，利用该方法可替代绝缘隔离设施，成功治理依靠直流电源为动力来工作的机械设备以及外加电流阴极保护系统通常伴生的直流杂散电流干扰问题。为了达到上述的目的，本专利技术采用的技术方案是，在干扰源处设置反向平衡电路，反向平衡电路叠加在干扰源伴生的杂散电流对地泄漏通路中，通过调节反向平衡电路输出的反向平衡电流大小，抵消杂散电流，使被杂散电流干扰的外界金属构筑物对地电位恢复到干扰前的自然电位。所述的反向平衡电路由辅助阴极体、辅助阳极体、输出电流可调的辅助直流电源组成，辅助阳极体、辅助阴极体分别埋设在临近干扰源一侧，辅助电源的正极连接辅助阳极体，负极连接辅助阴极体。本专利技术利用电场叠加原理，通过在干扰源处设置反向平衡电路，调节反向平衡电路的电流大小，就可使外部电通路中的杂散电流被外加的反向平衡电流抵消，起到绝缘隔离的同样效果，外界金属构筑物就不会受到杂散电流的干扰，避免杂散电流引发的干扰腐蚀和火灾爆炸安全事故。利用该方法可替代绝缘隔离设施，成功治理地铁等直流电源以及外加电流阴极保护系统通常伴生的直流杂散电流干扰问题。附图说明图1是本专利技术应用在对钢质储罐进行外加电流阴极保护时的结构示意图；图2是本专利技术应用在对钢质储罐进行外加电流阴极保护时的电路分析示意图；图3是图2的模拟电路图。具体实施例方式，在临近干扰源处设置反向平衡电路，反向平衡电路叠加在干扰源伴生的杂散电流对地泄漏通路中，通过调节反向平衡电路输出的反向平衡电流大小，抵消杂散电流，使被杂散电流干扰的外界金属构筑物对地电位恢复到干扰前的自然电位。所述的反向平衡电路由辅助阴极体、辅助阳极体、输出电流可调的辅助直流电源组成，辅助阳极体、辅助阴极体分别埋设在临近干扰源一侧，辅助电源的正极连接辅助阳极体，负极连接辅助阴极体。参照图1，它是应用在对钢质储罐进行外加电流阴极保护时的结构示意图。图1中的E1是阴极保护系统中的主电源，阴极保护系统与被保护的金属构筑物构成干扰源，金属构筑物通过管道与外界金属构筑物连接，反向平衡电路叠加在干扰源伴生的杂散电流对地泄漏通路中，该反向平衡电路由辅助阴极体、辅助阳极体、输出电流可调的辅助直流电源组成，其中辅助直流电源包括辅助电源E2和可调式电阻R1，在临近干扰源处，辅助阳极体尽量靠近杂散电流对地泄漏部位埋设，辅助阴极体在临近干扰源附近埋设。辅助电源E2的正极通过电缆连接辅助阳极体，负极通过电缆连接辅助阴极体，其中辅助阳极体采用阴极保护系统中的阳极体，而辅助阴极体采用埋设在地下的被保护金属构筑物环墙基础内的钢筋体。图2是本专利技术应用在对钢质储罐进行外加电流阴极保护时的电路分析示意图。从图2中的可能电流分析可知，i2′为平衡电流。阴极保护电回路I1——被保护的金属构筑物从土壤中截获的保护电流；I2——外界金属构筑物从土壤中截获电流；I3——辅助阴极体从土壤中截获电流，I3＝I3′+I3″；I3′——辅助阴极体通过土壤向被保护的金属构筑物排泄电流；I3″——辅助阴极体通过土壤向外界金属构筑物排泄电流。平衡电回路i——辅助阴极体从土壤中截获电流；i′——被保护的金属构筑物从土壤中截获电流，i′＝i1′+i2′；i1′——被保护的金属构筑物通过土壤向辅助阴极体排泄电流；i2′——外界金属构筑物通过土壤向辅助阴极体排泄电流；i″——外界金属构筑物从土壤中截获电流，i″＝i1″+i2″；i1″——外界金属构筑物通过土壤向辅助阴极体排泄电流；i2″——被保护的金属构筑物通过土壤向辅助阴极体排泄电流。通过实验可观察到直流电流表A(相当于想象储罐间的管道和接地网被断开，加装了一个电流表)所示的电流值可以由正值到变为负值，即分流到金属构筑物以外的杂散电流可以被完全抵消。直流电流表A示值为0的状态就是杂散电流被抵消的平衡状态。这时，直流电压表V所测外界金属构筑物对地电位测量值与被干扰前的自然电位相差20mV以内，根据行业标准《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》(SY/T 0017-96)有关规定，可认为此时外界金属构筑物强制恢复到自然电位状态而免受干扰。当杂散电流被逐渐抵消的同时，储罐阴极保护系统的总电流(直流电流表A1显示值)也会同步降低，但幅度不大，原因是所共用的阳极体排本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种消除直流电源泄漏到大地中的杂散电流造成干扰危害的方法，其特征是在临近干扰源处设置反向平衡电路，反向平衡电路叠加在干扰源伴生的杂散电流对地泄漏通路中，通过调节反向平衡电路输出的反向平衡电流大小，抵消杂散电流，使被杂散电流干扰的外界金属构筑物对地电位恢复到干扰前的自然电位。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：覃红权，
申请(专利权)人：覃红权，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]
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