一种绝缘接头失效模拟实验系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种绝缘接头失效模拟实验系统。所述系统包括土壤箱、实验管段、工况模拟系统、外加磁场系统以及绝缘性能测试系统。实验管段设置在土壤箱内，包括依次连接的保护侧管段、绝缘接头和非保护侧管段。工况模拟系统包括能够对保护侧管段进行保护的阴极保护模块和介质循环输送模块。外加磁场系统能够模拟漏磁检测产生的剩磁以及测量磁感应强度。绝缘性能测试系统能够测量管地电位。本实用新型专利技术提供一种针对管道漏磁检测过程造成绝缘接头的漏电失效现象和问题的实验系统，用于分析不同服役环境下绝缘失效行为及关键影响因素。因素。因素。

【技术实现步骤摘要】
一种绝缘接头失效模拟实验系统


[0001]本技术涉及石油与天然气运输领域，具体来讲，涉及输油气管道绝缘接头


技术介绍

[0002]绝缘接头是阴极保护管道系统中起电气隔离作用的重要部件，其作用是实现保护管段与非保护管段和设备电隔离，防止阴极保护电流漏失，提高阴极保护效率；存在杂散电流干扰时，绝缘接头可用于干扰区管段分段，或干扰区管段和非干扰区管段分隔，以减小杂散电流干扰对管道的影响程度和影响范围。
[0003]天然气、油品管道的绝缘接头在服役过程中受安装位置、输送介质等因素影响，可能出现绝缘性能降低和漏电的现象。近年来，在对天然气、油品管道现场调查和测试中发现，在服役年限长的管道上，由于长期的介质冲刷、清管检测器的磨损，绝缘接头内涂层逐渐失黏脱落或磨损失效、绝缘接头的绝缘性能降低、绝缘接头漏电失效的现象普遍存在。绝缘接头漏电失效严重影响管道阴极保护系统的运行，造成阴极保护电流流失、恒电位仪输出电流增大，阴保站远端管道极化电位偏低、保护效果降低，阴极保护系统的有效保护范围缩小等问题；同时，绝缘接头漏电还给杂散电流干扰防护中关键的管段分段隔离措施的有效性带来不确定性。
[0004]目前，对在役绝缘接头绝缘性能检测技术和方法有电位法、漏电电阻法、漏电率测量法和接地电阻测量法等。例如公开号为CN110609221A的中国专利技术专利所采用的便是漏电率测量法。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，没有针对管道漏磁检测过程造成绝缘接头的漏电失效现象和问题的测试手段。
[0006]专利技术人经研究发现，在内部腐蚀介质作用下，钢制管道内都不同程度存在腐蚀产物，这类腐蚀产物主要成分为Fe3O4，Fe3O4为一种有磁性、易导电的铁氧化物。管道定期进行的漏磁检测使管壁残留剩磁，管壁残留剩磁使导电腐蚀产物在绝缘接头中间的绝缘件(绝缘垫片)表面吸附沉积，导电腐蚀产物层作为电子导体跨接绝缘垫片两侧管段，导致绝缘垫片两侧管段短接，导致绝缘接头漏电失效。
[0007]因此，本技术的目的之一在于针对存在磁性且易导电的腐蚀产物的天然气或油品管道，提供因在漏磁检测过程残留剩磁而对绝缘接头造成诸如漏电失效等问题的模拟实验系统。
[0008]为了实现上述目的，本技术的提供了一种绝缘接头失效模拟实验系统。所述系统包括土壤箱、实验管段、工况模拟子系统、外加磁场子系统以及绝缘性能测试子系统。实验管段设置在土壤箱内，包括依次连接的保护侧管段、绝缘接头和非保护侧管段。工况模拟子系统包括阴极保护模块和介质循环输送模块，阴极保护模块能够对保护侧管段进行保
护，介质循环输送模块包括循环介质，且能够使循环介质在实验管段内流动。外加磁场子系统包括外部磁化件或内部磁化件，还包括特斯拉计，外加磁场子系统被配置为能够模拟漏磁检测产生的剩磁以及测量磁感应强度。绝缘性能测试子系统能够测量保护侧管段和非保护侧管段的绝缘状况。
[0009]与现有技术相比，本技术的有益效果可包括：能够模拟漏磁检测过程残留剩磁而对绝缘接头造成的影响；可用于分析不同服役环境下的绝缘失效行为及其关键影响因素，为优化绝缘接头尺寸及结构提供支撑。
附图说明
[0010]图1示出了本技术的一个示例性实施例中绝缘接头失效模拟实验系统的结构示意图。
[0011]图中标记：
[0012]1‑
土壤箱，2
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土壤，3
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实验管段，31
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保护侧管段，32
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绝缘接头，33
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非保护侧管段，4
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内涂层，41
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第一内涂层破损点，42
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第二内涂层破损点，5
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外涂层，51
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第一外涂层破损点，52
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第二外涂层破损点，6
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恒电位仪，7
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辅助电极，8
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介质循环输送模块，81
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循环介质，82
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介质储存装置，83
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循环动力装置，84
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介质循环管，9
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外部磁铁，10
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特斯拉计，11
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数字万用表，12
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参比电极，13
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保护侧管段的管地电位测试点，14
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非保护侧管段的管地电位测试点。
具体实施方式
[0013]在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本技术的绝缘接头失效模拟实验系统。
[0014]在本技术中披露详细的说明实施例。但是，为了描述示例实施例的目的，本技术中披露的特定的结构和功能细节仅仅是代表性的。然而，本技术可以以诸多可替换的形式实施，并且不应当被解释为仅仅局限于本技术中陈述的实施例。因此，虽然示例实施例能够为各种修改和可替换的形式，但是，这些实施例在附图中以示例的方式示出并在这里被详细地描述。但是，应该理解，不应当将示例实施例限制为所披露的特定形式。相反，示例实施例覆盖落入在本公开的范围内的所有的修改、等同物和可替换物。
[0015]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性或具有严格的顺序性。
[0016]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“结合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0017]专利技术人经研究，发现在钢制管道内存在腐蚀产物的情况下，绝缘接头内部绝缘件表面的腐蚀产物吸附或沉积以及绝缘接头的漏电失效均和管道漏磁检测过程密切相关，但目前尚没有针对管道漏磁检测过程造成绝缘接头的漏电失效现象和问题的测试手段和评估方法。
[0018]图1示出了在本技术的一个示例性实施例中，所述绝缘接头失效模拟实验系
统的示意图，所述实验系统包括土壤箱1、实验管段3、工况模拟子系统、外加磁场子系统以及绝缘性能测试子系统。
[0019]其中，实验管段3设置在土壤箱1内，同时，土壤箱1内还设置有土壤2，土壤2的量根据实验需要设置，例如，设置土壤2完全覆盖实验管段3以使实验管段3所处的环境更加接近真实管道所处的环境。
[0020]实验管段3包括依次连接的保护侧管段31、绝缘接头32以及非保护侧管段33。所述实验管段3可以为钢制管道。进一步地，实验管段3的内壁(包括保护侧管段31的内壁、绝缘接头32的内壁以及非保护侧管段33的内壁)可具有内涂层4或可不具有内涂层4。实验管段3的内壁具有内涂层4时，内涂层4可以为完整的内涂层或破损本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝缘接头失效模拟实验系统，其特征在于，所述绝缘接头失效模拟实验系统包括土壤箱、实验管段、工况模拟子系统、外加磁场子系统以及绝缘性能测试子系统，其中，实验管段设置在土壤箱内，包括依次连接的保护侧管段、绝缘接头和非保护侧管段；工况模拟子系统包括阴极保护模块和介质循环输送模块，阴极保护模块能够对保护侧管段进行保护，介质循环输送模块包括循环介质，且能够使循环介质在实验管段内流动；外加磁场子系统包括外部磁化件或内部磁化件，还包括特斯拉计，外加磁场子系统被配置为能够模拟漏磁检测产生的剩磁以及测量磁感应强度；绝缘性能测试子系统能够测量保护侧管段和非保护侧管段的绝缘状况。2.根据权利要求1所述的绝缘接头失效模拟实验系统，其特征在于，所述实验管段内壁具有完整内涂层、具有破损内涂层或不具有内涂层；实验管段外壁具有破损外涂层或不具有无外涂层。3.根据权利要求2所述的绝缘接头失效模拟实验系统，其特征在于，所述破损内涂层包括第一内涂层破损点和第二内涂层破损点，所述破损外涂层包括第一外涂层破损点和第二外涂层破损点。4.根据权利要求1所述的绝缘接头失效模拟实验系统，其特征在于，所述外部磁化件设置在实验管段的外壁，被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬彬，王爱玲，余东亮，刘雪光，方迎潮，何黎，张海磊，陈晶，陈思彬，王祯中，闫茂成，范卫华，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：新型
国别省市：