Способ автоматической совместной дренажной защиты для подземных сооружений, автоматическая дренажная установка для совместной защиты подземных сооружений для осуществления способа

Изобретение относится к методам электрохимической защиты подземных металлических сооружений от блуждающих токов, вызываемых рельсовым электротранспортом. Способ включает управление катодной поляризацией подземных сооружений путем регулирования величины отводимых блуждающих токов от защищаемых подземных сооружений к рельсовой сети в зависимости от величины потенциала «подземное сооружение – земля» относительно электрода сравнения, при этом осуществляют анализ измеренных значений потенциалов каждого защищаемого подземного сооружения, по результату анализа принимают решение о распределении блуждающих токов между защищаемыми подземными сооружениями с учетом их взаимного влияния и подают команду на управление отводом блуждающих токов отдельно для каждого подземного сооружения. Автоматическая дренажная установка содержит n дренажных цепей, при этом каждая дренажная цепь состоит из последовательно соединенных предохранителя, рубильника, шунта с измерительным прибором и силового коммутатора, причем каждый силовой коммутатор соединен со средней точкой дроссель-трансформатора, являющегося частью рельсовой сети, и сваркой с соответствующим защищаемым подземным сооружением через свою дренажную цепь, n электродов сравнения, n фильтров низких частот, входы которых соединены с соответствующими подземными сооружениями и электродами сравнения, а выходы - с блоком управления, блок принятия решения о распределении блуждающих токов между защищаемыми подземными сооружениями и блок синхронизации включения силовых коммутаторов, где n - количество защищаемых подземных сооружений. Изобретение позволяет обеспечить возможность оптимальной защиты сооружений: одновременного поддержания, в соответствии с ГОСТ 9.602-2005, защитного потенциала «подземное сооружение - земля» подземных металлических сооружений при минимально необходимом дренажном токе. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к методам электрохимической защиты подземных металлических сооружений от блуждающих токов, вызываемых рельсовым электротранспортом.

Известен способ дренажной защиты подземных сооружений (Красноярский, В.В. Подземная коррозия металлов и методы борьбы с ней. М: Изд-во М-ва коммун, хозяйства РСФСР, 1962. С. 195-198), суть которого заключается в отводе блуждающих токов из анодной зоны подземного сооружения в рельсовую сеть.

Известен блок диодно-резисторный (Свидетельство на полезную модель №165373 РФ «Блок диодно-резисторный для системы электрохимической защиты металлических сооружений от коррозии», МПК C23F 13/00, 2015, Макаров С.Н., Газизов М.X., Кирсанов В.Ю.), содержащий линейно соединенные между собой диод и резисторы, при этом средства регулировки величины тока выполнены в виде коммутирующих выключателей нагрузки.

Недостатком данного устройства является потеря энергии из-за рассеивания тепловой мощности на резисторах блока.

Известен блок совместной защиты (Качкалда, А.А. Повышение эффективности систем совместной защиты трубопроводов от коррозии с применением современных блоков совместной защиты производства компании «СоюзКомплект» // Электрохимзащита. 2015. №2(31). С. 88-90), содержащий силовые контактные зажимы, орган управления регулятора тока, устройство индикации, кнопку переключения показаний на индикаторе, измерительные контакты токового шунта, радиатор охлаждения, устройство защиты от перенапряжения.

Указанные устройства и способ имеют общий недостаток: поскольку величина блуждающих токов зависит от количества и величины нагрузок в рельсовой сети, регулировка блоков по току не позволяет поддерживать защитный потенциал сооружения на заданном уровне с необходимой точностью и, следовательно, не обеспечивается оптимальная защита подземного сооружения от коррозии.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является автоматическая дренажная установка для защиты подземного сооружения от блуждающих токов, вызываемых рельсовым электротранспортом (Свидетельство на полезную модель №170510 РФ «Автоматическая дренажная установка», МПК C23F 13/06, 2016, Кандаев В.А., Авдеева К.В., Уткина А.В., Медведева А.А.), содержащая дренажную цепь из последовательно соединенных предохранителя, рубильника, шунта с измерительным прибором, силового коммутатора, причем силовой коммутатор включен между рельсом и защищаемым подземным сооружением через дренажную цепь, электрод сравнения, блок управления, выход которого подключен к управляющему входу силового коммутатора, и фильтр низких частот, входы которого соединены с подземным сооружением и электродом сравнения, а выход - с блоком управления.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности совместной защиты нескольких подземных сооружений.

Задачей изобретения является обеспечение возможности оптимальной защиты: одновременного поддержания, в соответствии с ГОСТ 9.602-2005, защитного потенциала «подземное сооружение - земля» подземных металлических сооружений при минимально необходимом дренажном токе.

Указанная задача достигается с помощью способа автоматической совместной дренажной защиты подземных сооружений, включающего управление катодной поляризацией подземных сооружений путем регулирования величины отводимых блуждающих токов от защищаемых подземных сооружений к рельсовой сети в зависимости от величины потенциала «подземное сооружение – земля» относительно электрода сравнения, при этом осуществляют анализ измеренных значений потенциалов каждого защищаемого подземного сооружения, по результату анализа принимают решение о распределении блуждающих токов между защищаемыми подземными сооружениями с учетом их взаимного влияния и подают команду на управление отводом блуждающих токов отдельно для каждого подземного сооружения.

Указанная задача достигается также использованием автоматической дренажной установки для совместной защиты подземных сооружений, содержащей n дренажных цепей, при этом каждая дренажная цепь состоит из последовательно соединенных предохранителя, рубильника, шунта с измерительным прибором и силового коммутатора, причем каждый силовой коммутатор соединен со средней точкой дроссель-трансформатора, являющегося частью рельсовой сети, и сваркой с соответствующим защищаемым подземным сооружением через свою дренажную цепь, n электродов сравнения, n фильтров низких частот, входы которых соединены с соответствующими подземными сооружениями и электродами сравнения, а выходы - с блоком управления, блок принятия решения о распределении блуждающих токов между защищаемыми подземными сооружениями и блок синхронизации включения силовых коммутаторов, причем упомянутый блок принятия решения подключен между соответствующими выходами фильтров низких частот и одним из входов блока управления, упомянутый блок синхронизации соединен с входом блока управления, количество выходов блока управления равно количеству защищаемых подземных сооружений, а выходы блока управления соединены с соответствующими управляющими входами силовых коммутаторов дренажных цепей, где n - количество защищаемых подземных сооружений. При этом упомянутые соединения выполнены свинчиванием.

На фиг. представлена функциональная схема предлагаемой автоматической дренажной установки для совместной защиты подземных сооружений, реализующая способ автоматической совместной дренажной защиты для подземных сооружений.

Предлагаемое устройство содержит n дренажных цепей (1, 1', … 1ⁿ), где n - количество подземных сооружений, каждая дренажная цепь состоит из последовательно соединенных предохранителя (2, 2', … 2ⁿ), рубильника (3, 3', … 3ⁿ), шунта (4, 4', … 4ⁿ) с измерительным прибором (5, 5', … 5ⁿ) и силового коммутатора (6, 6', … 6ⁿ), n электродов сравнения (7, 7', … 7ⁿ), n фильтров низких частот (8, 8', … 8ⁿ), блок принятия решения 9, блок управления 10, блок синхронизации 13, причем силовой коммутатор 6 включен между средней точкой дроссель-трансформатора 11, являющегося частью рельсовой сети, и защищаемым подземным сооружением 12 через дренажную цепь 1. Аналогично подключаются дренажные цепи для остальных подземных сооружений. Вход каждого фильтра низких частот (8, 8', … 8ⁿ) соединен с соответствующими ему подземным сооружением (12, 12', … 12ⁿ) и электродом сравнения (7, 7', … 7ⁿ), а выход каждого фильтра низких частот (8, 8', … 8ⁿ) - с соответствующим входом блока принятия решения 9, выход блока принятия решения 9 и выход блока синхронизации 13 соединены с входами блока управления 10, выходы блока управления 10, количество которых равно количеству подземных сооружений, соединены с управляющими входами силовых коммутаторов (6, 6', … 6ⁿ).

Способ автоматической совместной дренажной защиты для подземных сооружений осуществляют с помощью автоматической дренажной установки для совместной защиты подземных сооружений следующим образом.

Потенциал «подземное сооружение - земля», определенный относительно соответствующего электрода сравнения (7, 7', … 7ⁿ), подается на вход соответствующего фильтра низких частот (8, 8', … 8ⁿ), где происходит выделение постоянной составляющей сигнала «подземное сооружение - земля», затем сигналы с фильтров низких частот (8, 8', … 8ⁿ) поступают на соответствующий вход блока принятия решения 9.

В блоке принятия решения 9 проводится анализ поступивших значений потенциалов. По результату анализа блок принятия решений 9 выдает управляющий сигнал, позволяющий распределить блуждающий ток между защищаемыми подземными сооружениями с учетом их взаимного влияния таким образом, чтобы обеспечить их одновременную защиту. Данный сигнал поступает на вход блока управления 10, и является определяющим во всей работе автоматической дренажной установки для совместной защиты.

На каждом выходе блока управления 10 формируются импульсы, длительность которых тем меньше, чем больше потенциал «сооружение - земля», поступающий на вход блока 9. Последовательность импульсов управляет работой силовых коммутаторов (6, 6', … 6ⁿ). За время импульса коммутаторы (6, 6', … 6ⁿ) находятся во включенном состоянии и происходит отвод блуждающих токов с подземных сооружений к рельсам. Во время паузы коммутаторы (6, 6', … 6ⁿ) выключены, цепь разрывается.

Блок синхронизации 13 позволяет синхронизировать моменты включения силовых коммутаторов (6, 6', … 6ⁿ).

Точность поддержания потенциала каждого сооружения повышается, и как следствие, повышается их защищенность, поскольку управление дренируемым током осуществляется централизованно на основании анализа поступивших на вход блока принятия решения 9 значений потенциалов каждого сооружения.

Защита дренажных устройств от недопустимых токовых перегрузок осуществляется при помощи предохранителей (2, 2', … 2ⁿ). Величина среднего дренируемого тока в каждой дренажной цепи (1, 1', … 1ⁿ) определяется при помощи соответствующего измерительного прибора (5, 5', … 5ⁿ) с шунтом (4, 4', … 4ⁿ).

Применение изобретения позволяет обеспечить возможность оптимальной защиты: одновременного поддержания, в соответствии с ГОСТ 9.602-2005, защитного потенциала «подземное сооружение - земля» подземных металлических сооружений при минимально необходимом дренажном токе, и тем самым обеспечить безаварийную работу сооружений на весь период эксплуатации.

1. Способ автоматической совместной дренажной защиты подземных сооружений, включающий управление катодной поляризацией подземных сооружений путем регулирования величины отводимых блуждающих токов от защищаемых подземных сооружений к рельсовой сети в зависимости от величины потенциала «подземное сооружение – земля» относительно электрода сравнения, при этом осуществляют анализ измеренных значений потенциалов каждого защищаемого подземного сооружения, по результату анализа принимают решение о распределении блуждающих токов между защищаемыми подземными сооружениями с учетом их взаимного влияния и подают команду на управление отводом блуждающих токов отдельно для каждого подземного сооружения.

2. Автоматическая дренажная установка для совместной защиты подземных сооружений, содержащая n дренажных цепей, при этом каждая дренажная цепь состоит из последовательно соединенных предохранителя, рубильника, шунта с измерительным прибором и силового коммутатора, причем каждый силовой коммутатор соединен со средней точкой дроссель-трансформатора, являющегося частью рельсовой сети, и сваркой с соответствующим защищаемым подземным сооружением через свою дренажную цепь, n электродов сравнения, n фильтров низких частот, входы которых соединены с соответствующими подземными сооружениями и электродами сравнения, а выходы - с блоком управления, блок принятия решения о распределении блуждающих токов между защищаемыми подземными сооружениями и блок синхронизации включения силовых коммутаторов, причем упомянутый блок принятия решения подключен между соответствующими выходами фильтров низких частот и одним из входов блока управления, упомянутый блок синхронизации соединен с входом блока управления, количество выходов блока управления равно количеству защищаемых подземных сооружений, а выходы блока управления соединены с соответствующими управляющими входами силовых коммутаторов дренажных цепей, где n - количество защищаемых подземных сооружений.

3. Установка по п. 2, в которой упомянутое соединение выполнено свинчиванием.