天然气管道强制电流阴极保护检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种天然气管道强制电流阴极保护检测系统，包括恒电位仪(1)，恒电位仪(1)的参比连接端连接有第一参比电极(11)，还包括移动式恒电位装置(2)和切换装置(3)，移动式恒电位装置(2)无线连接切换装置(3)控制其开关，恒电位仪(1)的输出阴极端经切换装置(3)的第一常闭开关连接天然气管道(4)，恒电位仪(1)的输出阳极端经切换装置(3)的第二常闭开关连接第一阳极(12)，所述移动式恒电位装置(2)用于向天然气管道(4)施加阴极保护电压。本发明专利技术提供了一种天然气管道强制电流阴极保护检测系统，用于配合现有的恒电位仪进行故障排查。

【技术实现步骤摘要】
天然气管道强制电流阴极保护检测系统
本专利技术涉及天然气设备
，特别是涉及一种天然气管道强制电流阴极保护检测系统。
技术介绍
管道阴极保护是延长埋地金属燃气管道使用寿命、保障管道安全运营的重要措施。现有天然气管道多采用强制电流阴极保护法，通过恒电位仪对天然气管道施加强制阴极电流，使天然气管道与阳极地床之间的电位处于-0.85V至-1.25V之间，防止天然气管道被土壤腐蚀，如果高于-0.85V，阴极保护作用减弱，达不到保护效果，小于-1.25V，天然气管道容易从土壤中置换出氢气，使管道保护层脱落。现有的恒电位仪通过电缆与管道、参比电极以及阳极相连，恒电位仪与管道、参比电极以及阳极的连接电缆在长期使用过程中，容易发生腐蚀、接触不良等故障，由于一台恒电位仪需要对距离较长的管道施加阴极保护，上述故障很容易造成管道远端的检测电压偏差过大，达不到保护要求；另外，对于现有天然气管道的保护电位检测，多采用阴极保护监测桩，阴极保护监测桩也通过电缆与管道、参比电极等相连，在长期使用过程中，也容易发生腐蚀、接触不良等故障；也容易造成管道的电压检测偏差过大，无法判断管道电压是否在阴极保护电压范围之内；另外，天然气管道本身的腐蚀严重，也容易造成天然气管道电阻增加，容易造成管道远端的检测电压偏差过大，达不到保护要求。因此，造成管道检测电压偏差过大的原因较多。现有技术的缺陷是，现有的恒电位仪固定设置，不方便移动，在上述故障的排查过程中，缺少一种移动式恒电位装置配合现有的恒电位仪进行故障排查。
技术实现思路
有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本专利技术的目的是提供一种天然气管道强制电流阴极保护检测系统，用于配合现有的恒电位仪进行故障排查。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种天然气管道强制电流阴极保护检测系统，包括恒电位仪，恒电位仪的参比连接端连接有第一参比电极，其关键在于，还包括移动式恒电位装置和切换装置，移动式恒电位装置无线连接切换装置控制其开关，恒电位仪的输出阴极端经切换装置的第一常闭开关连接天然气管道，恒电位仪的输出阳极端经切换装置的第二常闭开关连接第一阳极，所述移动式恒电位装置用于向天然气管道施加阴极保护电压。天然气管道、第一阳极、第一参比电极均埋设于地下。上述结构设置的效果为，当管道的阴极电位出现偏差过大时，用户通过移动式恒电位装置向切换装置发送指令，切换装置的第一常闭开关和第二常闭开关断开；恒电位仪的输出阴极端与天然气管道断开，恒电位仪的输出阳极端与第一阳极断开。恒电位仪短暂信用。移动式恒电位装置再通过某个阴极保护检测桩向天然气管道施加阴极保护电压，如果在其它各个阴极保护检测桩检测点的检测电压均正常，说明恒电位仪与天然气管道、第一阳极、第一参比电极的连接出现了故障，由于移动式恒电位装置是可以移动的，因此，可以在各个不同的检测点即阴极保护检测桩处施加阴极保护电压。如果在某个检测点施加检测电压，该检测点附近阴极保护检测桩检测电压出现异常，比如，与施加在其它检测点时，附近的阴极保护检测桩的电压明显不同，说明该阴极保护检测桩与天然气管道、第二阳极、第二参比电极的连接出现了故障。如果天然气管道中部出现了腐蚀断裂问题，则在腐蚀故障点的前部检测电压正常，后部检测电压不正常。移动式恒电位装置向天然气管道施加阴极保护电压的时间是短暂的，一是可以是减小移动式恒电位装置的功率，二是不影响天然气管道的阴极保护效果，只用于故障检测。阴极保护检测桩连接有无线GPRS检测仪，无线GPRS检测仪用于向网络平台发送检测电压数据，阴极保护检测桩连接有天然气管道、第二阳极、第二参比电极。通过上述的结构设置，移动式恒电位装置能配合现有的恒电位仪进行故障排查。所述切换装置包括单片机以及继电器，单片机连接有第一通讯模块，单片机经开关三极管连接继电器的线圈控制其通断电，继电器设置有所述的第一常闭开关和第二常闭开关。上述结构设置的效果为：第一通讯模块用于连接移动式恒电位装置接收开关指令，然后，通过开关三极管控制继电器的线圈通断电，通过继电器设置的第一常闭开关和第二常闭开关控制恒电位仪的开关。所述移动式恒电位装置设置有恒电位电路，所述恒电位电路包括蓄电池直流电源、中心控制单元、驱动单元、IGBT逆变模块、高频隔离电压单元、高频整流单元、输出滤波及采样单元；蓄电池直流电源为中心控制单元、驱动单元、IGBT逆变模块供电；中心控制单元经参比信号隔离放大单元连接有参比输入单元；中心控制单元获取参比输入单元的参比信号和输出滤波及采样单元的反馈信号，经驱动单元控制IGBT逆变模块输出交流信号，交流信号经高频隔离电压单元隔离变压之后输出给高频整流单元，高频整流单元将交流信号转换成直流信号，然后经输出滤波及采样单元输出直流信号；中心控制单元还连接有输入及显示单元；中心控制单元还连接有第二通讯模块。第二通讯模块无线连接切换装置的第一通讯模块。蓄电池直流电源将蓄电池的电能输出稳定的直流电压；驱动单元用于连接中心控制单元获取控制信号并输出PWM控制信号，通过PWM控制信号直接控制IGBT逆变模块，将蓄电池直流电源输出的直流电压转换为高频交流，并通过控制开—关时间控制输出交流电压；高频隔离电压单元设置有隔离变压器，用高频变压器完成输入与输出的隔离，保证用电安全，同时得到需要的电压等级。高频整流单元将高频交流变换为高频直流信号。输出滤波及采样单元将高频脉动直流净化为高质量的直流信号。同时完成输出电压和电流的采样，反馈到中心控制单元；中心控制单元获取参比输入单元的参比信号和输出滤波及采样单元的反馈信号生成控制信号发送给驱动单元。输出滤波及采样单元用于连接天然气管道、第二阳极。参比输入单元用于连接第二参比电极。输入及显示单元用于完成控制方式，电位、电流的设定，开、关机控制，运行状态显示，包括电源显示、运行显示、移动式恒电位装置的故障显示。所述蓄电池直流电源设置有蓄电池，蓄电池连接有充放电电路，蓄电池经充电开关SQ1连接有至少两个储能电容，储能电容经放电开关SQ2连接IGBT逆变模块为其供电；中心控制单元设置有微处理器，所述充电开关SQ1和放电开关SQ2均为电子开关，微处理器控制充电开关SQ1和放电开关SQ2的开关。通过上述的电路设置，蓄电池经充电开关SQ1逐个为储能电容充电，将电能保存在储能电容中，当移动式恒电位装置通过放电按钮发出测试指令时，多个储能电容的电量经放电开关SQ2一起放出，有利于提高移动式恒电位装置的供电能力，其中，多个储能电容以串联和并联的方式连接。所述移动式恒电位装置还设置有支架，支架的底部设置有滚轮。上述结构设置的效果为，方便推动移动式恒电位装置的转移。所述支架上还设置有漏气检测收集装置，所述漏气检测收集装置包括竖直设置在支架上的安装杆，安装杆的下端固定设置有下端盖，安装杆的上端固定设置有上端盖，下端盖和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气管道强制电流阴极保护检测系统，包括恒电位仪(1)，恒电位仪(1)的参比连接端连接有第一参比电极(11)，其特征在于，还包括移动式恒电位装置(2)和切换装置(3)，移动式恒电位装置(2)无线连接切换装置(3)控制其开关，恒电位仪(1)的输出阴极端经切换装置(3)的第一常闭开关连接天然气管道(4)，恒电位仪(1)的输出阳极端经切换装置(3)的第二常闭开关连接第一阳极(12)，所述移动式恒电位装置(2)用于向天然气管道(4)施加阴极保护电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种天然气管道强制电流阴极保护检测系统，包括恒电位仪(1)，恒电位仪(1)的参比连接端连接有第一参比电极(11)，其特征在于，还包括移动式恒电位装置(2)和切换装置(3)，移动式恒电位装置(2)无线连接切换装置(3)控制其开关，恒电位仪(1)的输出阴极端经切换装置(3)的第一常闭开关连接天然气管道(4)，恒电位仪(1)的输出阳极端经切换装置(3)的第二常闭开关连接第一阳极(12)，所述移动式恒电位装置(2)用于向天然气管道(4)施加阴极保护电压。


2.根据权利要求1所述的天然气管道强制电流阴极保护检测系统，其特征在于：所述切换装置(3)包括单片机(31)以及继电器，单片机(31)连接有第一通讯模块(32)，单片机(31)经开关三极管连接继电器的线圈控制其通断电，继电器设置有所述的第一常闭开关和第二常闭开关。


3.根据权利要求1所述的天然气管道强制电流阴极保护检测系统，其特征在于：所述移动式恒电位装置(2)设置有恒电位电路，所述恒电位电路包括蓄电池直流电源(21)、中心控制单元(22)、驱动单元(23)、IGBT逆变模块(24)、高频隔离电压单元(25)、高频整流单元(26)、输出滤波及采样单元(27)；
蓄电池直流电源(21)为中心控制单元(22)、驱动单元(23)、IGBT逆变模块(24)供电；
中心控制单元(22)经参比信号隔离放大单元(221)连接有参比输入单元(222)；
中心控制单元(22)获取参比输入单元(222)的参比信号和输出滤波及采样单元(27)的反馈信号，经驱动单元(23)控制IGBT逆变模块(24)输出交流信号，交流信号经高频隔离电压单元(25)隔离变压之后输出给高频整流单元(26)，高频整流单元(26)将交流信号转换成直流信号，然后经输出滤波及采样单元(27)输出直流信号；
中心控制单元(22)还连接有输入及显示单元(28)；
中心控制单元(22)还连接有第二通讯模块(29)。


4.根据权利要求3所述的天然气管道强制电流阴极保护检测系统，其特征在于：所述蓄电池直流电源(21)设置有蓄电池(211)，蓄电池(211)连接有充放电电路(212)，蓄电池(211)经充电开关SQ1连接有至少两个储能电容(213)，储能电容(213)经放电开关SQ2连接IGBT逆变模块(24)为其供电；中心控制单元(22)设置有微处理器(220)，所述充电开关SQ1和放电开关SQ2均为电子开关，微处理器(220)控制充电开关SQ1和放电开关SQ2的开关。


5.根据权利要求3所述的天然气管道强制电流阴极保护检测系统，其特征在于：所述移动式恒电位装置(2)还设置有支架(5)，支架(5)的底部设置有滚轮。


6.根据权利要求5所述的天然气管道强制电流阴极保护检测系统，其特征在于：所述支架(5)上还设置有漏气检测收集装置(7)，所述漏气检测收集装置(7)包括竖直设...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢娜娜，郑显丰，杨玉强，袁昕，黄勇，王震，
申请(专利权)人：重庆燃气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50