Способ определения потенциалаподземного сооружения
Патент 819731
Авторы
Способ определения потенциалаподземного сооружения
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социайистическнк
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«i>819731
=Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.03. 78 (21) 2592672/18-21 (51)М. Хл.
Ц 01 В 19/00//
С 23 F 13/00 с присоединением заявки ¹â€”
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 0704.81 Бюллетень ¹ 13
Дата опубликования описания 07. 04 . 81 (53) УДХ 621.317..7 (088,8) (72) Авторы изобретения
В. А. Ловачев, К.Л. Шамшетдинов ;:1 а ".й ут ов gjj Л-,, Всесоюзный научно-исследовательский инсти по строительству магистральных трубопрово.(71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ПОДЗЕМНОГО
СООРУЖЕНИЯ эле к т род поля риз у ет с я по-другому, чем основное сооружение, и в момент выключения вспомогательного электрода его потенциал не будет равен потенциалу основного сооружения.
Указанный способ требует сложной аппаратуры (быстродействующих переключателей, специального вольтметра или осциллографа), что затрудняет его применение в полевых условиях и влечет за собой. возможность появления дополнительных ошибок.
Этот способ, кроме того, требует стационарного помещения электрода сравнения под землей, так как производить земляные работы при каждом измерении слишком трудоемко. Но электроды сравнения с течением времени, как показала практика, изменяют .свой потенциал . Таким образом, в измерения вкрадывается еще одна методическая погрешность.
Изобретение относится к электрозащите от коррозии подземных металлических сооруженийр например трубо-. проводов, а точнее к способам измерения потенциала этих сооружений.
Известны способы измерения потенциала подземных металлических сооружений, заключающиеся в том, что на уровне заложения подземного сооружения на некотором расстоянии от него закладывают вспомогательный электрод, который электрически соединяют с сооружением через специальный прерыватель, позволяющий отключать вспомогательный электрод от сооружения на короткие промежутки времени. Вблизи вспомогательного электрода под землей устанавливают электрод сравнения и с помощью этого электрода измеряют потенциал вспомогательного электрода 20 в периоды его отключения от сооружения (1) .
/.
Основные недостатки этих способов следующие.
ПосколЬку вспомогательный электрод находится на некотором расстоянии от исследуемого сооружения, между исследуемым сооружением и вспомогательным электродом неизбежно возникает градиент потенциала, вспомогательный ЗO
Известен также способ, заключающийся в том, что измеряют потенциал вспомогательного электрода по электроду сравнения и в процессе этих измерений исключают величину омического падения напряжения между сооружением и электродом сравнения, установ819731 ленным на поверхности земли над вспомогательным электродом (2).
При реализации этого способа возможны два варианта.
1) Вспомогательный электрод располагают у поверхности сооружения.
2) Вспомогательный электрод располагают на некотором расстоянии от подземного сооружения.
B первом варианте вспомогательный электрод находится в условиях, близких к условиям исследуемого сооружения. Однако, так как электрическое поле в грунте в основном вызывается токами, втекающими в само сооружение, то с прекращением тока в цепи вспомогательного электрода омическое !5 падение напряжения в грунте не исчезнет, хотя, возможно, оно будет несколько меньше.
Во втором варианте при достаточном удалении вспомогательного электрода 20 от сооружения этот электрод может оказаться на одной эквипотенциальной поверхности с электродом сравнения, и при выключении тока вспомогательного электрода омическое падение напряжения между вспомогательным электродом и электродом сравнения будет отсутствовать. Но при этом потенциал вспомогательного электрода будет значительно отличаться от потенциала исследуемого сооружения.
Таким образом, в любом случае по описанному способу измерение не может быть точным.
Цель изобретения — повышение точности измерения потенциала подземных сооружений, поляризуемых внешним источником тока для защиты от коррозии.
Поставленная цель достигается тем, что при реализации способа определения потенциала подземного сооружения, 40 заключающегося в том, что измеряют потенциалы вспомогательного электрода по электроду сравнения и в процессе измерений исключают величину омического падения напряжения между 4 сооружением и электродом сравнения, устанавливаемым на поверхности земли над вспомогательным электродом, вспомогательный электрод электроизолируют От металлического сооружения и располагают непосредственно на нем, потенциал сооружения измеряют при включенной электрозащите, а потенциал вспомогательного электрода измеряют при включенной и при выключенной электрозащите сооружения, после чего потенциал подземного сооружения определяют из выражения !
Ч=(-(И сп.э "een.ý)(60 где ((— фактический потенциал подзем ного сооружения;
U - потенциал сооружения, измеренный по электроду сравне65 ния, находящемуся на поверх- . ности земли над сооружением; ((- потенциал вспомогательного
ЮС((.Э электрода, измеренный по тому же электроду сравиения при включенной электрозащите подземного сооружения;
0 - потенциал вопомогательного
1 электрода, измеряемый по торс((. э му же электроду сравнения при выключенной электрозащите.
Кроме того, при определении потенциала протяженного сооружения на поверхности земли на одной линии с установленным электродом сравнения перпендикулярно сооружению устанавливают дополнительный электрод сравнения, измеряют разность потенциалов между электродами сравнения при включенной электрозащите л U и при выключенной электрозащите а0, вычисляют ( поправочный коэффициент k по формуле .(k д о (ЬО и разность потенциалов вспомогательного электрода, измеренную при включенной и выключенной защите, умножают на К.
На чертеже показано расположение электродов по отношению к исследуемому сооружению.
На схеме изображены трубопровод 1, электрически изолированный от него вспомогательный металлический электрод 2, электрод 3, дополнительный электрод сравнения 4, вольтметр 5 и (катодная станция б.
При включенной электрозащите (что является нормальным состоянием защищаемого трубопровода) измеряют потенциал трубопровода и потенциал вспомогательного электрода 2. Затем выключают электрозащиту трубопровода и повторно измеряют потенциал вспомо- гательного электрода 2. Все три измерения должны проводиться с использованием одного и того же экземпляра электрода сравнения 3 без изменения его расположения. Измерение при выключенной защите сооружения целесообразно производить через несколько минут после выключения, чтобы снизились уравнительные токи, которые могут возникать на магистральных трубопроводах и других протя>кеннйх сооружениях. На непротяженных сооружениях уравнительные токи возникать не будут..
Принцип способа заключается в том, что вспомогательный электрод все время находится при своем естественном потенциале. При измерении этого потенциала с помощью электрода сравнения 3, расположенного на поверхности земли, B измеряемую величину входит омическое падение напряжения д (1 между электродом сравнения 3 и
819731 вспомогательным электродом 2. Поскольку электрод 2 расположен на по- . верхности трубопровода, падение напряжения между электродами 2 и 3 по существу равно величине омического падения напряжения в.грунте между
5 электродом 3 и трубопроводом.
При выключении электрозащиты изображенное на чертеже электрическое поле исчезнет, и с помощью электрода сравнения 3 будет измеряться ис- тинный естественный потенциал вспомогательного электрода 2. Сам естественный потенциал электрода 2 при выключении защитного тока трубопровода, не имеющего электрического контакта с электродом 2, изменяться не 15 будет.
Потенциал подземного трубопровода вычисляют по формуле
20 где à — фактический потенциал подземного сооружения:
U — потенциал сооружения, измеренный по электроду сравнения, находящемуся на поверх.— ности земли над сооружением;
U — потенциал вспомогательного электрода, измеренный по тов п.э му же электроду сравнения при включенной электрозащите подземного сооружения;
U — потенциал вспомогательного
ВСП. Э электрода, измеренный по то- му же электроду сравнения при выключенной электрозащите.
2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при определении потенциала протяженного сооружения на поверхности земли на одной линии с установленным электродом сравнения перпендикулярно сооружению устанавливают дополнительный электрод сравнения, измеряют разность потенциалов между электродами сравнения при включенной электрозащите д0 и при выключенной электрозащите а U и вычисляют поправочный коэффициент k по формуле
1 ьО
1 ьи
I = 0- 3 =О (Us
U — потенциал трубопровода, измеренный по электроду срав- 2 нения 3, находящемуся на поверхности земпи над трубопроводом;
0 - потенциал вспомогательного электрода 2, измеренный по тому же электроду сравнения
3 при включенной электрозащите подземного трубопровода;
0 — потенциал вспомогательного
Жп,э электрода 2, измеренный по тому же электроду сравнения
3 при выключенной электрозащите.
Если трубопровод имеет большую протяженность, например, если он ма-. 40 гистральный,то на тех участках, на которых могут присутствовать уравнительные токи, для повышения точности определения потенциала на поверхности земпи на линии, перпендикуляр- 4 ной трубопроводу, .проведенной из расположения электрода сравнения 3, устанавливают дополнительный электрод сравнения 4, аналогичный, электроду сравнения 3. Измеряют разность потенциалов между электродами сравнения 3 и 4 при включенной защите трубопровода(ь О) и выключенной (а0 ) .
Из полученных данных вычисляют поправочный коэффициент k по форму.ле
1
Ьв
На этот коэффициент умножают раз- d0 ность потенциалов вспомогательного электрода, измеренных при включенной и выключенной защите. Если коэффициент к=1, это указывает на отсутствие уравнительных токов.
Простота способа и отсутствие каких-либо сложных устройств обеспечивает возможность его широкого внедрения.
Воэможность использовать в качестве вспомогательного электрода любые металлы, в том числе и коррозионностойкие, обеспечивает несменяемость этого электрода.
Формула изобретения
1. Способ определения потенциала подземного сооружения, заключакщийся в том, что измеряют потенциал вспомогательного электрода по электроду сравнения и в процессе измерения исключают величину омичеекого падения напряжения между сооружением и электродом сравнения, устанавливаемым на поверхности земли над вспомогательным электродом, о т л и ч а.юшийся тем, что, с целью повышения точности определения потенциала, вспомогательный электрод электроизолируют от металлического сооружения и располагают его непосредственно на сооружении, потенциал сооружения измеряют при включенной электрозащите, а потенциал вспомогательного электрода измеряют при включенной и при выключенной электрозащите сооружения, после чего потенциал подземного сооружения определяют из выражения
819731
Составитель Ф. Цареградский
Редактор Б. Федотов Техред М.рейвес Корректор В. Синицкая — ГР=
Под пис н ое
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
О и разности потенциалов вспомогательного электрода, измеренных при включ®иной и выключенной за анте,умножают иа k
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 305423, кл. G 01 R 27/20, 26.02.70, 2. Авторское свндетельство СССР
Р 277502, кл. С. 23 F 13/00, 15. 12. 66 (прототип).