固态去耦合器施工方案

第1页共10页去耦装置固态去耦合器去耦装置—固态去耦合器一、概述随着埋地钢质管道阴极保护技术使用的越来越广泛，阴极保护系统的稳第2页共10页定性也备受关注。但现实生产生活中，电磁干扰无处不在，电磁干扰对管道阴极保护系统的影响也同样存在。因为电磁干扰造成阴极保护功能失效、加快腐蚀、损坏外加电流设备的事例屡见不鲜，所以解决干扰问题就成为阴极保护系统中非常重要的问题之一。通常采用的电磁干扰解决方法是在管道上安装箝位式排流装置，排流装置可以有效的解决电磁干扰问题，将管道电位限制在可靠的水平。但现有的排流装置也存在一定的问题，比如只能耐受幅值比较小的电磁干扰，不能有效的解决直击雷电流、感应雷电流、交流故障电流等等强能量的干扰。去耦装置――固态去耦合器能很好解决线路的故障接地短路电流、高压线路上遭雷击的接地引入电流、电气化铁路运行时产生的杂散电流。其它电磁振荡引起的管道上产生的杂散电流，只要接地良好，本产品可有效防护由以上情况产生的过电压或过电流对管道安全运行，及对管道阴极保护的影响，防止管道因电磁干扰而加速腐蚀，以及高电压电流对人员的安全威胁，对管道设备起到有效的保护作用。二、引用标准NFPA70250-6（e）《国家电气规程》IEC61643.1-2005《连接低压配电系统的电涌保护器第1部分：性能要求和试验方法》NACERP0177《减轻交流电和雷电对金属构筑物和腐蚀控制系统影响的措施》GB18802.1-2002/IEC61643-1《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第1部分：性能要求和试验方法》GB11032《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB/T16935.1《低压系统内的绝缘配合第一部分：原理、要求和试验方法》GB/T19271.1《雷电电磁脉冲的防护第一部分：通则》GB50057《建筑物防雷设计规范》GB50251《输气管道工程设计规范》第3页共10页GB50253《输油管道工程设计规范》GB4208《外壳防护等级（IP代码）》GB/T2423《电工电子产品环境试验》SY/T0032-2000《埋地钢制管道交流排流保护技术标准》三、工作原理采用整流装置对交直流干扰进行电流泄放和电压限制，采用压敏电阻型电涌保护器的快速响应特性和火花间隙型电涌保护器的大电流耐受特性和低残压特性对直击雷和感应雷进行排流和电压限制，各器件之间采用特殊的智能能量配合方式，保证交直流干扰和直击雷、感应雷干扰之间的智能切换、有效动作和能量配合。1、火花间隙、防电涌模块进行能量配合，当有短时大电流时，浪涌保护器先动作，25ns后火花间隙动作，导通后的电压为50V，火花间隙的最大放电电流为50kA（10/350μs为直击雷波形），有效的降低直击雷、感应雷等强电流冲击对管道的影响。2、当有长时小电流干扰时，箝位模块动作，将管道电位限制在-2.0~+2V(可调，根据实际情况，结合我们的实际经验，建议在出厂时调低+2v的阀值电压，以达到更好的防护效果)之间，以确保管道免受杂散电流防腐，和阴极保护效果不受电磁干扰的影响。3、箝位模块、交流去耦、防电涌模块进行能量配合，在有长时小电流时，箝位模块动作，在有短时大电流冲击时，智能切换到防电涌模块和火花间隙配合动作，泄放大电流。通过器件间的能量配合，可排除各种电磁干扰对管道阴极保护系统的影响。4、接地、任何排流设备只是一个中间环节，排流效果的优劣，除了选择可靠的排流设备外，接地电阻的控制与接地材料的选择也十分重要，只有排流设备选择得当，接地效果良好，才能更好的解决各种干扰引起的问题，建议在有交流干扰的环境中应慎重使用镁阳极，镁阳极在交流干扰环境下有可能引起极性逆变，在高温环境下应慎用锌阳极，锌阳极在高温环境下也可能引起极性逆变，请慎重选用第4页共10页四、外形尺寸埋地型外形尺寸地表型外形尺寸五、性能参数序号试验项目技术参数1启动电压(1mA)-2V/+2V（可调）2交直流排流电流额定值50A3标称放电电流100kA（8/20μs）4最大放电电流200kA（8/20μs）5直流泄露电流≤1mA6冲击导通电压≤2200V（1.2/50μs）7故障电流（AC-rms/工频/30周波）≥3500A8响应时间≤1ns9工作温度-45～+70℃六、技术规格规格安装形式及位置埋地/地表防爆类型防爆/非防爆第5页共10页外壳防护等级IP68/IP65外壳材料铸铝合金外壳防腐喷塑或氟碳耐候漆内部结构三防防潮、防盐雾、防细菌电压等级2.2kV绝缘层绝缘电阻≥100MΩ单芯多股绞合铜导线七、特点对比常规排流器固态去耦合器1、常规排流装置由几个正反连接的二极管组成，通过排流产品将管道接地后，当管道和大地之间的电位差超过二级管的启动电压时，二级管即导通，将管道上的电压限制为二级管两端的导通电压。2、优点：可耐受长时间小能量电流，在存在干扰时，排除干扰。3、缺点：不能耐受大能量电流，在大电流发生时，会对阴保系统和管道造成损坏。1、集嵌位式排流、浪涌保护和交流去耦于一体的交直流干扰产品，具有较高的AC故障电流通断能力和极低的电压保护水平。2、具有防护管道交直流干扰和交直流腐蚀的功能；3、具有防护直击雷击中管道的大电流排流功能；4、具有防护雷电电磁干扰的电阻性耦合、电容性耦合、电感性耦合的排流功能；5、采用密封结构，电弧不易外泄，具有防爆功能；6、防护等级高，适用于室外、埋地等不同环境的安装。7、本产品可跨接在绝缘接头两端，作为等电位使用。八、安装形式第6页共10页地表安装支架安装九、安装说明1、将产品一端连接在管道上，一端连接在接地网上，接地网的接地电阻值应控制在2欧姆之内。2、本产品可采用防爆箱结构，可直接安装在防爆环境里。3、本产品采用密封结构，可安装在潮湿的地方。十、维护本产品为免维护产品，但如遇直击雷等强电流数次冲击时，产品会存在劣化的可能，劣化即为产品损坏，失去作用。该产品应定期打开箱体，检查产品.三、设计方案依据电气化铁路附近的地下金属管道会受到交流干扰。某处现场测出持续干扰电压可达57V，瞬间干扰电压可达上千伏，交流干扰电压危及人身和设备的安全，引起管道交流电的腐蚀。交流干扰见SY/T0032-2000《埋地钢质管道第7页共10页交流排流保护技术标准》。1．综合保护措施(1)控制安全距离管道与交流接地体的安全距离接地形式电力等级（KV）1035110220安全距离（m）临时接地点0.51.03.05.0铁路或电杆接地1.03.05.010.0电站变电站接地体2.510.015.030.0(2)在交流电干扰区域内进行管道施工时，应在长度300m与大地绝缘的管段两端装设单独临时接地极，超过300m应由一端始每隔300m装设一个单独的临时接地极，接地极接地电阻应小于30Ω。(3)对管道交流干扰电压可采取下列防护措施：a）接地栅极b）电屏蔽c)极化电池d)接地电池。(4)受交流干扰影响的管道阴极保护站，其交、直流供电设备应经常进行交流干扰电压测试，若超过允许值必须采取排除干扰电压的措施。(5)受交流干扰影响的管道牺牲阳极保护装置，应经常进行下列测试工作：a)测量牺牲阳极交、直流输出b)测量管/地交、直流电压(6)管道与邻近干扰源的相互位置，若两者距离大于1000米可不做调查，对干扰源及被干扰管道的测试项目见SY/T0032-2000。2．管道在高压交流电力系统接地体附近埋设时，必须采取安全可靠的防护第8页共10页措施。有交流干扰时管道侧的干扰防护a）在地面上或施工中的管道，当管道处于与大地绝缘状态时，应进行接地处理，以消除电场干扰。b）在存在地电场干扰地段上，应对管道采取加强防腐绝缘层，注意完好无损。c）在干扰严重管段一侧，设接地极与管道连接，使其地面与管道处于等电位以防接触管道作业人员的人身伤害。d）分段隔离，即用绝缘法兰或绝缘接头将长距离干扰管划分若干短小干扰段，使干扰减轻，视情况对各小段采取进一步措施。e）牺牲阳极接地排流应注意牺牲阳极极性逆转问题。f）钳位式交流排流是一种排流效果好，适用广，设置简单，投入低的排流法。它是由排流接地极、排流节和排流线组成。排流接地极可用废钢，接地电阻不宜大于0.5欧，可通过增加接地体的并联根数，接地体埋设距防护管道30米以外管道一侧。排流节的分支电路中，其中一分路串入一只硅二极管，另一分路中反向串入二只硅二极管，当干扰电压正半周时，通过串入一只二极管的分路排流，管道上残留干扰电压为+0.7V当干扰电压负半周时，通过串入二只二极管的分路排流，管道上残留干扰电压为-1.4V，此值与阴极保护电位相符合，利用干扰电流作为阴极保护电流，利用二极管的钳位特性称钳位排流法。二极管的耐压等级依管道干扰电位最大值确定，二极管允许电流以50~100A为宜，二极管有散热器。3．排流效果评定(1)在弱碱性土壤内，管道交流干扰电压≤10V(2)在中性土壤中，管道交流干扰电压≤8V(3)在酸性土壤或盐碱土壤中，管道交流干扰电压≤6V第9页共10页四、设计方案1．方案确定依据交流杂散电流排流标准确定采用嵌位式排流技术与智能排流器相结合，辅助牺牲阳极接地排流的方案。2．嵌位式排流节嵌位电压控制在＋0.7V～－1.4V”，那么该排流节只能由三只硅二极管组成，如图所示。因为硅二极管的正向节压降为0.7V，所以，正臂只能串入一只硅二极管Z1，负臂只能串入二只硅二极管Z2、Z3，正负臂上的硅二极管互为反向安装。干扰电压的正半波时，Z1导通；负半波时，Z2、Z3导通，所以负臂节的压降为－1.4V，与管道的阴极保护电位相近，不仅阻止了保护电流的散失，而且利用了干扰电压的一部分。拟定在每个排流点设置一个嵌位式排流节。采用整流装置对交直流干扰进行电流泄放和电压限制，采用压敏电阻型电涌保护器的快速响应特性和火花间隙型电涌保护器的大电流耐受特性和低残压特性对直击雷和感应雷进行排流和电压限制，各器件之间采用特殊的智能Z1Z3Z2排流节排出正残压排出负残压T第10页共10页能量配合方式，保证交直流干扰和直击雷、感应雷干扰之间的智能切换、有效动作和能量配合。1、火花间隙、防电涌模块进行能量配合，当有短时大电流时，浪涌保护器先动作，25ns后火花间隙动作，导通后的电压为50V，火花间隙的最大放电电流为50kA（10/350μs为直击雷波形），有效的降低直击雷、感应雷等强电流冲击对管道的影响。2、当有长时小电流干扰时，箝位模块动作，将管道电位限制在-2.0~+2V(可调，根据实际情况，结合我们的实际经验，建议在出厂时调低+2v的阀值电压，以达到更好的防护效果)之间，以确保管道免受杂散电流防腐，和阴极保护效果不受电磁干扰的影响。3、箝位模块、交流去耦、防电涌模块进行能量配合，在有长时小电流时，箝位模块动作，在有短时大电流冲击时，智能切换到防电涌模块和火花间隙配合动作，泄放大电流。通过器件间的能量配合，可排除各种电磁干扰对管道阴极保护系统的影响。4、接地、任何排流设备只是一个中间环节，排流效果的优劣，除了选择可靠的排流设备外，接地电阻的控制与接地材料的选择也十分重要，只有排流设备选择得当，接地效果良好，才能更好的解决各种干扰引起的问题，建议在有交流干扰的环境中应慎重使用镁阳极，镁阳极在交流干扰环境下有可能引起极性逆变，在高温环境下应慎用锌阳极，锌阳极在高温环境下也可能引起极性逆变，请慎重选用