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阴极保护系统常见故障的分析

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。例如:格尔木站、甘森站93年由于阳极电缆断路造成阴极保护体系不能正常工作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在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)绝缘法兰失效或漏电绝缘法兰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法兰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法兰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。因为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)绝缘法兰漏电的测定。当绝缘法兰漏电而导致阴极保护系统故障时则可通过在绝缘法兰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法兰正常。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法兰漏电。 

测定流过绝缘法兰的电流也可用来判定绝缘法兰的性能。若绝缘法兰非保护端一侧能测出电流则法兰漏电;若测不出电流绝缘法兰不漏电(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1—2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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