Способ определения местоположения источника блуждающего тока
Владельцы патента RU 2473098:
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" (RU)
Изобретение относится к области защиты подземных металлических сооружений от коррозии блуждающими токами и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности для определения наличия и местоположения источника блуждающих токов. Сущность: выбирают не менее двух участков вблизи защищаемого сооружения. Устанавливают взаимно перпендикулярные направления измерения по сторонам света (север-юг и запад-восток). На участке между точками измерения пошагово измеряют удельное электрическое сопротивление. Измеряют разность потенциалов между двумя точками поверхности земли. Рассчитывают приведенное значение градиента ν по формуле: ,
где К - количество измерений удельного электрического сопротивления между местами установки электродов сравнения; V - измеренная разность потенциалов между электродами сравнения, В; ρi - удельное электрическое сопротивление грунта в i-той точке, Ом·м. С применением ν строят векторные диаграммы в каждом квадранте на карте местности с ориентацией направления выполненных измерений по сторонам света. По точке пересечения продолжения векторов определяют местоположение источника блуждающего тока. Технический результат: повышение точности определения местоположения источника блуждающего тока. 1 ил.
Изобретение относится к области защиты подземных металлических сооружений от коррозии блуждающими токами и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности для определения наличия и местоположения источника блуждающего тока.
Известен способ определения наличия блуждающих токов в земле [см. ГОСТ 9.602-2005. ЕСЗКС. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии. С.38], включающий отключение станций катодной защиты (далее - СКЗ), измерение разности потенциалов между двумя точками поверхности земли по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Изменение измеряемой разности потенциалов по величине и знаку или только по величине указывает на наличие в земле блуждающих токов.
Недостатком способа является невозможность определения местоположения источника блуждающего тока.
Известен способ определения местоположения источника блуждающего тока, принятый в качестве прототипа, включающий отключение СКЗ, измерение разности потенциалов (градиента) между двумя точками поверхности земли в двух взаимно перпендикулярных направлениях на не менее чем двух участках вблизи защищаемого сооружения (квадрантах), построение векторов блуждающего тока в каждом квадранте на карте местности с ориентацией направления выполненных измерений по сторонам света, продолжение векторов до пересечения в одной точке, определяющей местоположение источника блуждающего тока на карте [см. Рекомендации по электрическим измерениям и изысканиям. М. - ВНИИСТ, 1968. - 73 с.].
Недостатком прототипа является недостаточная точность способа, обусловленная тем, что в месте измерения (квадрантах) не учитываются электрические свойства грунта.
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего повысить точность определения местоположения источника блуждающего тока.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения местоположения источника блуждающего тока, включающем измерение разности потенциалов между двумя точками поверхности земли в двух взаимно перпендикулярных направлениях на не менее чем двух участках вблизи защищаемого сооружения (квадрантах), построение векторов блуждающего тока в каждом квадранте на карте местности с ориентацией направления выполненных измерений по сторонам света, продолжение векторов до пересечения в одной точке, определяющей местоположение источника блуждающего тока на карте, пошагово измеряют удельное электрическое сопротивление грунта на участке между электродами сравнения, при этом шаг измерения l выбирают исходя из следующей зависимости:
l=L/(K-1),
где L - расстояние между электродами сравнения, м;
К - количество измерений удельного электрического сопротивления между местами установки электродов сравнения (не менее 10),
а векторные диаграммы строят с применением приведенного значения градиента ν, определяемого по формуле:
где К - количество измерений удельного электрического сопротивления между местами установки электродов сравнения;
V - измеренная разность потенциалов между электродами сравнения, В;
ρi - удельное электрическое сопротивление грунта в i-той точке, Ом·м.
Заявленное изобретение поясняется фиг., на которой показан пример определения местоположения источника блуждающего тока построением векторной диаграммы, где: 1 - трубопровод; 2 - направление течения блуждающего тока без учета сопротивления грунта; 3 - направление течения блуждающего тока, скорректированное с учетом сопротивления грунта.
В качестве пояснения приводим следующее. Измеренная разность потенциалов (градиент) зависит от значения силы (плотности) протекающего блуждающего тока, которая характеризует интенсивность и направление движения блуждающего тока, расстояния между электродами сравнения (выбирается обычно 100 м), а также удельного сопротивления грунта, расположенного на участке между точками измерения. Следовательно, точность определения местоположения источника блуждающего тока повысится, если оценивать измеренные показания разности потенциала с учетом удельного электрического сопротивления грунта.
Способ реализуют следующим образом. Выбирают не менее двух участков для проведения электроизмерений вблизи защищаемого сооружения. С помощью компаса на местности устанавливают взаимно перпендикулярные направления измерения разности потенциалов по сторонам света (север-юг и запад-восток). На участке между точками измерения потенциала пошагово с шагом l=L(K-1) (L - расстояние между электродами сравнения, м; К - количество измерений (не менее 10)) измеряют удельное электрическое сопротивление ρi. Измеряют разность потенциалов V между двумя точками поверхности земли. Рассчитывают приведенное значение градиента ν по формуле: 
С применением приведенного значения градиента ν строят векторные диаграммы направления источника блуждающего тока в каждом квадранте на карте местности с ориентацией направления выполненных измерений по сторонам света. По точке пересечения продолжения векторов определяют местоположение источника блуждающего тока.
Пример. Определено, что участок подземного газопровода промышленной площадки компрессорной станции подвержен опасному влиянию источника блуждающего тока. Измерениями установлено, что интенсивность действия источника не изменяется со временем. Необходимо определить местоположение источника с целью устранения его влияния на газопровод. Отключают все СКЗ, действующие на промышленной площадке. Выбирают два участка (северный и южный) размерами 100×100 м, в пределах которых отсутствуют подземные трубопроводы, кабели и др. и расположенные в 50 м от газопровода, подверженного влиянию источника блуждающего тока. Измеряют разность потенциалов между двумя электродами сравнения, установленными на выбранных участках на расстоянии 100 м и ориентированными по сторонам света «север-юг», «запад-восток». Поскольку действие источника блуждающего тока постоянно во времени, измерения выполняют без синхронизации во времени.
На северном участке зарегистрировано, что показания между электродами «север-юг» составили - +81 мВ, «запад-восток» - +155 мВ. На южном участке - +152 мВ и +201 мВ, соответственно.
Строят векторные диаграммы на карте местности, по которым определяют возможное местоположение источника. Однако поиск источника в полученной точке не дал результатов.
Далее, согласно заявленному изобретению, проводят измерение удельного электрического сопротивления грунта с шагом 10 м (всего одиннадцать точек измерения), перемещая прибор для измерения удельного сопротивления вдоль линии, соединяющей электроды сравнения. Рассчитывают приведенное значение градиента ν. Строят скорректированные векторные диаграммы и по точке пересечения продолжения векторов уточняют местоположение источника блуждающего тока. Установлено, что в данной точке промышленной площадки расположен аккумуляторный бокс резервного питания компрессорной станции с поврежденными подземными кабелями, являющимися источником блуждающего тока.
Применение заявленного способа позволяет повысить точность определения местоположения источника блуждающего тока.
Способ определения местоположения источника блуждающего тока, включающий измерение разности потенциалов между двумя точками поверхности земли в двух взаимно перпендикулярных направлениях на не менее чем двух участках вблизи защищаемого сооружения (квадрантах), построение векторов блуждающего тока в каждом квадранте на карте местности с ориентацией направления выполненных измерений по сторонам света, продолжение векторов до пересечения в одной точке, определяющей местоположение источника блуждающего тока на карте, отличающийся тем, что пошагово измеряют удельное электрическое сопротивление грунта на участке между электродами сравнения, при этом шаг измерения 1 выбирают исходя из следующей зависимости:
l=L/(K-1),
где L - расстояние между электродами сравнения, м;
K - количество измерений удельного электрического сопротивления между местами установки электродов сравнения (не менее 10), а векторные диаграммы строят с применением приведенного значения градиента ν, определяемого по формуле
где K - количество измерений удельного электрического сопротивления между местами установки электродов сравнения;
V - измеренная разность потенциалов между электродами сравнения, В;
ρi - удельное электрическое сопротивление грунта в i-й точке, Ом·м.
