Катодная защита трубопроводов. Схема ПАСК.

Коррозией металлов называется разрушение поверхности их, вызываемое химическими или электрохимич. процессами, распространяющимися с поверхности в глубь металла.

При катодной защите в корне подавляются электролитические процессы, вызывающие коррозию металла, находящегося в почве, и потому в сочетании с изоляционным покрытием она является эффективным средством для сохранения и бесперебойной работы магистральных трубопроводов.

Принцип электрохимической защиты от коррозии сводится к катодной поляризации металлического подземного сооружения током от внешнего источника, в результате чего потенциал защищаемого сооружения достигает величины, при которой реакция анодного растворения металла практически прекращается.

Искусственно созданный отрицательный потенциал на поверхности трубопровода предотвращает возможность выхода из трубопровода электрических токов, являющихся причиной почвенной коррозии. Достигается это присоединением трубопровода к отрицательному полюсу (катоду) источника постоянного тока, положительный полюс которого (анод) присоединяется к специальному заземлителю, закопанному в землю на расстояние в нескольких десятков метров от трассы трубопровода.

Основное исполнительное устройство, применяемое в катодной защите, это станции катодной защиты, состоящая из трех основных частей: - исполнительный механизм (или силовой блок); - регулирующий орган (блок управления); - блок измерения.

Исполнительный орган на примере автоматического катодного преобразователя ПАСК-М.

Преобразователи представляют собой бескаркасную конструкцию в виде шкафа с передней дверью. Контрольно-измерительные приборы, органы управления и сигнализации преобразователя расположены на подвижной панели, укрепленной за дверью. С обратной стороны панели установлены блок управления и измерительный блок. Внутри шкафа расположены силовой трансформатор, блок вентилей, сглаживающий реактор и панель с предохранителями и выключателями, обеспечивающих включение и отключение преобразователей. В силовом блоке варисторы осуществляют защиту от атмосферных перенапряжений на питающей стороне и на стороне нагрузки. Фильтр радиопомех предназначен для подавления радиопомех, возникающих при работе преобразователя.

Силовой трансформатор Т предназначен для преобразования напряжения питающей сети до необходимого значения для получения на выходе преобразователя требуемого выпрямленного напряжения, а также гальванической развязки выходных цепей преобразователя от питающей сети. Датчик обратной связи по току обеспечивает получение сигнала обратной связи по току, амплитуда которого пропорциональна изменению выходного тока нагрузки. Сглаживающий дроссель предназначен для сглаживания тока нагрузки. Тиристоры предназначены для преобразования однофазного переменного тока в плавно изменяющийся переменный ток, регулирование которого осуществляется изменением времени подачи на тиристоры управляющих сигналов импульсов.

Передача информации по ЛЭП

В промышленных предприятиях в системах управления используются воздуш­ные линии на отдельных участках сети. Эти линии используются также для значительно удаленных от диспетчер­ского пункта промышленных объектов или в особых условиях (вечная мерзлота, скальный грунт и т. д.). Для сооружения воздушных линий применяют в основном стальные, медные и биметаллические провода диаметром 3-4 мм.

Электрические свойства воздушных линий связи определяются их первичными и вторичными пара­метрами. К первичным параметрам относятся: активное сопро­тивление проводов Rа, индуктивность L, емкость С и проводи­мость изоляции проводов G. В однородной проводной линии эти параметры равномерно распределены по всей ее длине.

Активное сопротивление линии переменному току возрастает с увеличением частоты тока, что связано в первую очередь с поверхностным эффектом.

Для воздушных линий, у которых расстоя­ния между проводами достаточно велики, величиной R_бл (эффект близости) можно пренебречь.

Индуктивность линии L зависит главным образом от рас­стояния между проводами и их диаметра, а также от материала провода и частоты тока.

Емкость линии С зависит от расстояния между проводами, диаметра провода и диэлектрика между проводами цепи.

Проводимость изоляции (утечка) G зависит от вида изоля­ции, частоты тока и климатических условий.

Вторичные параметры линии характеризуют условия распро­странения электромагнитной энергии по линии связи и зависят только от первичных параметров и частоты тока. К вторичным параметрам относят волновое сопротивление линии Z_B и постоян­ную передачи (коэффициент распространения) γ.

Волновое сопротивление Z_B представляет собой сопротивле­ние, которое встречает падающая или отраженная волна электро­магнитной энергии при распространении вдоль однородной ли­нии.

В линиях значительной протяженности при высокой частоте вследствие влияния емкости по всей длине линии ток в начале и конце линии различен. Различное значение в разных точках ли­нии будет иметь и падение напряжения.

Сопротивление, измеренное в начале линии, называется вход­ным и определяется как отношение напряжения и тока в начале линии.

Энергия электромагнитной волны, распространяющейся вдоль линии, реализуется полностью в нагрузке только тогда, когда со­противление нагрузки равно волновому сопротивлению. При этом по линии связи передается максимальная мощность и достигает­ся наибольший КПД. В противном случае часть энергии возвра­щается от конца линии к ее началу в виде отраженной волны тока и напряжения, что приводит к значительным нерациональ­ным потерям энергии в линии и, кроме того, может вызвать искажение телемеханической передачи. Отражение волны будет происходить во всех точках линии, в которых нарушается ее однородность (например, на стыках воздушных и кабельных линий). Поэтому для уменьшения этого явления обычно проводят согласование входных сопротивлений соединяемых аппаратов или разнородных участков линий с помощью специальных согла­совывающих трансформаторов.

Постоянная передачи (коэффициент распространения) харак­теризует изменение мощности электромагнитной волны при ее распространении вдоль линии, а также фазы напряжения и тока.

Затухание зависит в основном от активного сопротивления линии. Поэтому для увеличения дальности передачи необходимо применять провода с малым удельным сопротивлением или устанавливать промежуточные усилительные станции.