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阴极保护系统中常见的故障

1、保护管道绝缘不良,漏电故障的危害

在阴极保护站投入运行,或牺牲阳极保护投产一段时间后,出现了在规定的通电点电位下, 输出电流增大,管道保护距离却缩短的现象,或者在牺牲阳极系统中,牺牲阳极组的输出电流量增大,其值已超过管道的保护电流需要,但保护电位仍达不到规定指标的现象。发生上述情况的原因,主要是被保护金属管道与未被保护的金属结构物“短路”,这种现象称之为阴极保护管道漏电,或者叫做“接地故障”。

 接地故障使得被保护管道的阴极保护电流流入非保护金属体,在两管道的“短接”处形成“漏电点”, 这就会造成阴极保护电流的增大,阴极保护电源的过负荷和阴极保护引起的干扰。

 另外阳极地床断路、阴极开路、零位接阴断路都会导致阴极保护不能投保。判断阳极地床连接电缆断路时可采用:

(1)测输出电流,将恒电位仪开启,在恒电位仪阳极输出端串上一电流表,如果电流为零,则说明有断路现象。

(2)将恒电位仪机后阳极输出线断开,接入临时地床或其它接地装置,若有输出电压、电流,则可断定阳极地床连接线断路。在阳极电缆与地床阳极接线处应设置接线用水泥井或标志。

2、造成管道漏电的原因

(1)施工不当,交叉管道间距不合规范,即当两条管道一条为阴极保护的管道,另一条为未保护的管道交叉时,施工要求应保持管道间的垂直净距不小于0.3m,并在交叉点前后一定长度内将管道作特别绝缘,如果施工时不严格按照上述规定去做,那么管道埋设一段时间后,在土壤应力的作用下, 管道相互可能搭接在一起,会造成绝缘层破损,金属与金属的相连形成漏电点。

(2)绝缘接头失效或漏电,绝缘接头质量欠佳,在使用一段时间后绝缘零件受损或变质,使法兰不再绝缘,从而使得两法兰盘侧不再具有绝缘性能,阴极保护电流也就不再有限制;或者是输送介质中有一些电解质杂质使绝缘接头导通,不再具有绝缘性能。

从上述原因看, 漏电点只可能发生在保护管道与非保护管道的交叉点,或保护管道的绝缘接头处,因此查找漏电点就带有上述局限性。但如果地下管网复杂,被保护管道与多条和线有交叉穿越,则使得漏电点的查找出现复杂现象。常常要根据现场实际情况,反复测量、多方位检查并综合判断才能找到真正的漏电故障点。

3、漏电点的查找

(1)利用查找管道绝缘层破损点,从而确定管道的漏电点或短接点的方法。 此方法首先将脉冲信号送到被测管道上, 如果管道防腐绝缘层良好,流入管道的电流很弱,仪表没有显示。如果管道防腐层有破损,电流将从土壤中通过破损处漏入管道,电流的流动会在周围土壤中将产生明显的电位梯度。当探测人员手持两个参比电极在管道正上方探测行走时, 伏特计将明显的抖动,当伏特计指针停止抖动时,两个参比电极的中间既为防腐层漏点位置,该方法简便宜行,定位准确,是目前国际上公认的检漏方法(DCVG)

(2)可利用测定管内电流大小的方法寻找漏电点。在无分支的阴极保护管道, 管内电流是从远端流向通电点。当非保护管道接入后就会形成分支电路,使保护电流经过漏电点会变小,因此可利此法来寻找漏电点的位置。利用此法测定时,在有怀疑的管段上可依次选点,用IR压降法或者补偿法(详见有关说明)测定管内电流,再通过比较各点电流的大小来确定漏电点的电位。

(3)绝缘接头漏电的测定。当绝缘接头漏电而导致阴极保护系统故障时, 则可通过在绝缘接头两侧管段上,分别测量管地电位,若保护侧为保护电位,非保护侧为自然电位,则绝缘接头正常。否则有问题存在。也可在非保护侧测法兰端部的对地电位, 如此电位比非保护管道或其它金属构筑物的电位要负,则此绝缘接头漏电。

测定流过绝缘接头的电流, 也可用来判定绝缘接头的性能。若绝缘接头非保护端一侧,能测出电流则法兰漏电;若测不出电流绝缘接头不漏电。

(4)近间距电位测量法CIPS

在测试桩上测量保护电位只能反映管道的整体保护水平,不能说明管道各点都得到了保护。采用近间距测量方式,是沿管道每隔 12 米测量一次管地电位,可以准确的检测出没有得到保护的管段。

4、阳极接地故障

 阴极保护另一常见故障是由阳极接地引起的。阳极接地电阻与阳极地床的设计与施工质量密切相关。"冻土"会使阳极地床电阻增加几倍至十几倍,"气阻"也会使阳极地床电阻增加。当阳极使用一段时间后,也会由于腐蚀严重,表面溶解不均匀造成电流障碍。因此在阴极保护的仪器上会出现电位升高, 而保护电流下降的现象。此时应通过测量,更换或检修阳极地床来使阴极保护正常运行。另一薄弱环节,是阳极电缆线与阳极接头处的密封与绝缘,若施工不妥则会造成接头处的腐蚀与断路,使阴极保护电流断路而无法输入给管道。

 

 

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