17电位测试与杂散电流记录仪操作机械制造汽车标准机械制造机械、仪表工业.pdf

阴保电位测试与使用杂散电流记录仪的现场操作 参照标准：GB/T 21246-2007埋地钢质管道阴极保护参数测量方法 一、安全守则 1）在对强制电流阴极保护电源设备进行安装、调试、测量、维修之前，有关 人员应该受过电气安全培训，并掌握相关电气安全知识。2）测量接线应釆用绝缘线夹和插头，以避免与未知高压电接触，测量操作中 应首先接好仪表回路，然后再连接被测体，测量结束时，按相反的顺序操 作，并执行单手操作法。3）在对电隔离设施进行测量之前，应检查是否存在危险电圧。4）在雷暴天气下，应避免测试。5）当测量导线穿越街道、公路等交通繁忙的地段时，应设置安全警示标志或 站立安全监护人员。6）在涵洞或隧道中测试时，应首先检查涵洞或隧道的结构安全性及对有害气 体的浓度进行测量，确认是安全的条件下方可进行测量。二、测量基本要求 1）应在受过阴极保护专业知识培训，并具有相关实践经验的人员指导下进行 测试。2）测量仪表应按使用说明书的有关规定操作。3）测量导线应釆用铜芯绝缘软线：在有电磁干扰的地区（如高压输电线附 近），应采用屏蔽导线。4）所有测量连接点应保证电接触良好，长时间测试的应固定封闭。三、参比电极 1、管地电位测量是测量管道与其所处的电解质之间的电位差，必须借助于 参比电极才能完成。山于各处的土壤理化指标相差很大，参比电极在各处 的电极电位应相对稳定，测试数据才具有可比性。LI前，世界上通用的管 地电位参比电极（适用于土壤）为铜/饱和硫酸铜参比电极（以下简称硫酸 铜电极，代号CSE）。硫酸铜电极具有制作简单、在土壤中稳定性较好、使用方便等优点。2、硫酸铜电极的制作材料和使用必须满足下列要求：铜电极釆用紫铜丝或 棒（纯度不小于 99.7%）:硫酸铜为化学纯，用蒸憎水或纯净水配制饱和 硫酸铜溶液；渗透膜采用渗透率高的微孔材料，外壳使用绝缘材料。3、影响测量值准确性的因素主要有温度、浓度、氯离子、光照：1）温度：随参比电极的温度变化，它的电位也发生变化，测量值换算为 25 C的标准标准值有如下公式：Ecse,25C=Et+0.9mV/C（T-25C）温度校正系数：0.9mV/C；2）溶液浓度：随着硫酸铜浓度的降低，参比电极电位朝负方向变化，这 时所测得的结构物的电位变得更正。3）氯离子：随着氯离子浓度的增加，溶液变得浑浊，参比电极电位朝负 方向变化，所测得的结构物的电位变得更正。4）光照：铜盐具有较高的光敬性，置于强阳光照射下的参比电极比置于 暗处的参比电极电位将向负向偏移 10-50mVo 4、针对各种可能对硫酸铜参比电极造成电位影响导致测量误差的情况，使 用者应当注意参比电极的保养与维护，其使用和维护具体要求有：1）保持洁净，在不用时应清洁多孔塞，盖上保护帽或浸入硫酸铜溶液 以免受污染；2）保持校准状态（使用校准专用参比），特别在冬夏季节，使用时应记 录温度；3）避免较强阳光直接照射（隔光胶布遮蔽或放置于阴影中）：4）现场须备有固体硫酸铜，溶液浑浊时应及时更换，确保溶液饱和，有 可见硫酸铜晶体；5）去除铜芯氧化皮是时不要采用金属砂纸、钢锂等。5、硫酸铜参比电极的电位校准：硫酸铜电极的电极电位误差指测量用硫酸铜电极与校准过的硫酸铜电极 之间制电流阴极保护电源设备进行安装调试测量维修之前有关人员应该受过电气安全培训并掌握相关电气安全知识测量接线应釆用绝缘线夹和插头以避免与未知高压电接触测量操作中应首先接好仪表回路然后再连接被测体测量结束时按当测量导线穿越街道公路等交通繁忙的地段时应设置安全警示标志或站立安全监护人员在涵洞或隧道中测试时应首先检查涵洞或隧道的结构安全性及对有害气体的浓度进行测量确认是安全的条件下方可进行测量二测量基本要求应在测量导线应釆用铜芯绝缘软线在有电磁干扰的地区如高压输电线附近应采用屏蔽导线所有测量连接点应保证电接触良好长时间测试的应固定封闭三参比电极管地电位测量是测量管道与其所处的电解质之间的电位差必须借助于参比电的偏差。山于测量中可能存在硫酸铜电极被污染、铜电极表面氧化或 溶液饱和度不够、多孔塞被有机物阻塞、永久性安装的参比电极有缺陷等 情况，测量前应对使用的硫酸铜电极进行精确性核实，以保证测量结果的 准确性，尤其是在野外进行参比电极对参比电极的测量时，采用校准过的 参比电极是十分必要的。野外用硫酸铜电极的精确度可以通过将其与校准 硫酸铜电极一同置于装有淡水的塑料盆中，测试它们之间的电位差的方法 来核实，其电位差应不大于 5mV。四、电位及测量方法 1、管地极化电位、通电电位与断电电位：管道与附近土壤界面上的电位差为管地极化电位，当参比电极置于地表时,阴保系统持续运行时测量的管道对参比电极电位为管道通电电位，其值为 管地极化电位与 IR降之和，瞬间中断阴保系统电源，IR降瞬间消失，此时 可得到瞬间断电电位，如果此时没有杂散电流干扰，瞬间断电电位近似等 于管地极化电位，但如果存在杂散电流干扰，瞬间断电电位不等于管地极 化电位，管地极化电位是判断阴保有效性的唯一判据。2、电位极性:管地电位测量中采用直流数字式电压表时，应将电压表的负接线柱（COM 接黑表笔）与硫酸铜参比电极连接，正接线柱（V 接红表笔）与管道连接,仪表指示的是管道相对于参比电极的电位值，正常情况下显示负值。管地通电电位测量接线图：数字万用表-0 参比电极、丄 _ I:制电流阴极保护电源设备进行安装调试测量维修之前有关人员应该受过电气安全培训并掌握相关电气安全知识测量接线应釆用绝缘线夹和插头以避免与未知高压电接触测量操作中应首先接好仪表回路然后再连接被测体测量结束时按当测量导线穿越街道公路等交通繁忙的地段时应设置安全警示标志或站立安全监护人员在涵洞或隧道中测试时应首先检查涵洞或隧道的结构安全性及对有害气体的浓度进行测量确认是安全的条件下方可进行测量二测量基本要求应在测量导线应釆用铜芯绝缘软线在有电磁干扰的地区如高压输电线附近应采用屏蔽导线所有测量连接点应保证电接触良好长时间测试的应固定封闭三参比电极管地电位测量是测量管道与其所处的电解质之间的电位差必须借助于参比电3、通电电位的测量:1）测量前，应确认阴极保护运行正常，管道已充分极化。2）测量时，将硫酸铜电极放置在管顶正上方地表的潮湿土壤上，应保证 硫酸铜电极底部多空塞与土壤接触良好。如果接触不良，接触电阻很 大，会带来很大的测量误差，现场测量中硫酸铜电极与干燥土壳或冻 土、岩石、植物或铺砌材料之间的高电阻接触，都会带来测量误差；潮湿土壤的电阻率低，有利于减小硫酸铜电极与土壤的接触电阻，现 场应寻找土质地表并浇水湿润。3）将电压表调至适宜的量程上，读取数据，作好管地电位值及极性记录,注明该电位值的名称。只有电压表在适合的量程上，才能保证电压表 的测量准确度。量程过低，有损坏仪表的可能；量程过高，测量误差 将加大。4）应用通电电位评价阴极保护效果的有效性时，必须考虑 IR 降对真实极 化电位的影响。因所测得的电位值含有除管道金属/电解质界面以外的 所有电压降；为满足对较大电压降进行考虑的要求，需要在测试现场 多花一些时间评价阴极保护的满意程度。当 IR 降影响程度已考虑，在 没有较大的环境、构筑物、防腐层完整性及阴极保护参数改变的情况 下，本方法可用于日常常规管理的监测测量。4、自然电位的测量：1）测量询，应确认管道是处于没有施加阴极保护的状态下。对已实施过 阴极保护的管道宜在完全断电 24h 后进行。2）测量时，将硫酸铜电极放置在管顶正上方地表的潮湿土壤上，应保证 硫酸铜电极底部与土壤接触良好。3）将电圧表与管道及硫酸铜电极正确连接。4）将电压表调至适宜的量程上，读取数据，作好管地电位值及极性记录,注明该电位值的名称。5、断电电位的测量：1）在测量之前，应确认阴极保护正常运行，管道已充分极化。2）测量时，在所有电流能流入测量区间的阴极保护电源处安装电流同步 断续器，并设置在合理的周期性通/断循环状态下同步运行，同步误差 小于 O.lso制电流阴极保护电源设备进行安装调试测量维修之前有关人员应该受过电气安全培训并掌握相关电气安全知识测量接线应釆用绝缘线夹和插头以避免与未知高压电接触测量操作中应首先接好仪表回路然后再连接被测体测量结束时按当测量导线穿越街道公路等交通繁忙的地段时应设置安全警示标志或站立安全监护人员在涵洞或隧道中测试时应首先检查涵洞或隧道的结构安全性及对有害气体的浓度进行测量确认是安全的条件下方可进行测量二测量基本要求应在测量导线应釆用铜芯绝缘软线在有电磁干扰的地区如高压输电线附近应采用屏蔽导线所有测量连接点应保证电接触良好长时间测试的应固定封闭三参比电极管地电位测量是测量管道与其所处的电解质之间的电位差必须借助于参比电合理的通/断循环周期和断电时间设置原则是：断电时间应 尽可能的短，以避免管道明显的去极化，但乂应有足够长的时间保证 测量采集及在消除冲击电压影响后读数。为了避免管道明显的去极 化，断电期宜不大于 3s,典型的通/断周期设置为：通电 12s,断电 3so 3）将硫酸铜电极放置在管顶正上方地表的潮湿土壤上，应保证硫酸铜电 极底部与土壤接触良好。4）将电压表调至适宜的量程上，读取数据，读数应在通/断电 0.5s 之后 进行。5）记录下管道对电解质的通电电位（Von）和断电电位（Voff）,以及相 对于硫酸铜电极的极性。所测得的断电电位（Voff）,即为硫酸铜电 极安放处的管道保护电位。6）如果对冲击电压的影响存在怀疑时，应使用脉冲示波器或高速记录仪 对所测结果进行核实。五、现场测试 1、使用万用表的电位测试 1）测试要点：使用以上管地电位测试方法获得的电位值实际代表的是处 于参比电极下方 120 锥角对应范围内或相距参比电极距离最近的与 测试导线连通的构筑物的平均电位。所以现场测试时，必须将参比靠 近被测试 U标或置于 LI标正上方。2）管线测试：依照管地通电电位测量接线图，将硫酸铜电极放置在管顶 正上方地表的潮湿土壤上（现场地表干燥时应浇水湿润），正确连接 万用表，选择合适的量程，读数并按要求记录电位与交流电压。3）场站区域阴保测试：站内管线电位测试时，将参比电极靠近被测点，万用表一端接参比电极，另一端接与待测管线电气连通的地上金属结 构物裸露位置，读数并按要求记录电位数据与参比位置。罐体电位测 试时，罐体周围电位的测试方法等同于管线电位测量，罐底底部的电 位则必须通过预先埋设于罐体底部的参比电极来测量，通电点可选择 任意电气连通管线的裸露位置，正确连接万用表，选择合适的量程，读数并按要求制电流阴极保护电源设备进行安装调试测量维修之前有关人员应该受过电气安全培训并掌握相关电气安全知识测量接线应釆用绝缘线夹和插头以避免与未知高压电接触测量操作中应首先接好仪表回路然后再连接被测体测量结束时按当测量导线穿越街道公路等交通繁忙的地段时应设置安全警示标志或站立安全监护人员在涵洞或隧道中测试时应首先检查涵洞或隧道的结构安全性及对有害气体的浓度进行测量确认是安全的条件下方可进行测量二测量基本要求应在测量导线应釆用铜芯绝缘软线在有电磁干扰的地区如高压输电线附近应采用屏蔽导线所有测量连接点应保证电接触良好长时间测试的应固定封闭三参比电极管地电位测量是测量管道与其所处的电解质之间的电位差必须借助于参比电记录电位数据与参比位置。2、使用DL1数据记录仪的测试 1）准备阶段：选择状态良好的手提电脑、DL-1仪器、电池、测试线、参 比电极，准备防水塑料袋及防水胶带；使用电脑运行 TEAC4软件，对 DL-1仪器进行设置（有未备份数据应及时备份，防止误删除）；2）埋设、安装阶段：将设置完成的 DL-1开机试运行，确认完好即可开始;将设置中对应通道的测试数据线的黑色线夹连接至参比电极，红色线 夹连接至测试线（参比与测试线应分别引出导线）连接好使用防水胶 带密封；须埋地检测的，应将 DL-1设备装入塑料袋整体做防水密封；将参比电极与仪器摆放至相应位置，连接好各处（导线接触处可用万 用表确认导通性）；无人监测的须适当掩蔽设备，防止丢失；记录开 始测试时间，计算收取时间。3）收取、读数阶段：达到测试时长后可收取设备；对密封的仪器设备整 体取出，有水环境应仔细检查，发现设备浸水应及时切断电源，烘干 处理；去除密封后，使用电脑运行 TEAC4软件，读取 DL-1测试数据,确认数据记录成功后可记录结束时间，完成收取；需继续使用的应及 时备份数据至电脑。3、使用 HC-069数据记录仪的测试 1）准备阶段：选择状态良好的 HC-069仪器、U 盘、电池、测试线、参比 电极，准备防水塑料袋及防水胶带；对 HC-069仪器进行设置（时间 设置、通道设置）；查看各通道测试项口的误差值，进行记录（通过 短接红黑线夹评估）；了解该仪器的 U 盘使用顺序（有需插盘后开机 的、也有须开机后插盘的）；2）埋设、安装阶段：将设置完成的 HC-069仪器开机试运行，确认完好 即可设置开始时间；将设置中对应通道的测试数据线的黑色线夹连接 至参比电极，红色线夹连接至测试线（参比与测试线应分别引岀导线）连接好使用防水胶带密封；须埋地检测的，应将 HC-069设备装入塑 料袋整体做制电流阴极保护电源设备进行安装调试测量维修之前有关人员应该受过电气安全培训并掌握相关电气安全知识测量接线应釆用绝缘线夹和插头以避免与未知高压电接触测量操作中应首先接好仪表回路然后再连接被测体测量结束时按当测量导线穿越街道公路等交通繁忙的地段时应设置安全警示标志或站立安全监护人员在涵洞或隧道中测试时应首先检查涵洞或隧道的结构安全性及对有害气体的浓度进行测量确认是安全的条件下方可进行测量二测量基本要求应在测量导线应釆用铜芯绝缘软线在有电磁干扰的地区如高压输电线附近应采用屏蔽导线所有测量连接点应保证电接触良好长时间测试的应固定封闭三参比电极管地电位测量是测量管道与其所处的电解质之间的电位差必须借助于参比电防水密封；将参比电极与仪器摆放至相应位置，连接好各 处（导线接触处可用万用表确认导通性）；无人监测的须适当掩蔽设 备，防止丢失；记录开始测试时间与结束时间。3）收取、读数阶段：达到测试时长后可收取设备：对密封的仪器设备整 体取出，有水环境应仔细检查，发现设备浸水应及时切断电源，烘干 处理；去除密封后，检查是否有死机情况，运行良好的，取出 U 盘备 份测试数据，完成收取。4、IR降分析：土壤环境、阴极保护电流密度、防腐层状况等情况对测试通电电位的 IR降 有一个综合影响，在考虑 IR降时应多方调查、总结规律、区别对待，提高阴极 保护有效率判定的准确度。制电流阴极保护电源设备进行安装调试测量维修之前有关人员应该受过电气安全培训并掌握相关电气安全知识测量接线应釆用绝缘线夹和插头以避免与未知高压电接触测量操作中应首先接好仪表回路然后再连接被测体测量结束时按当测量导线穿越街道公路等交通繁忙的地段时应设置安全警示标志或站立安全监护人员在涵洞或隧道中测试时应首先检查涵洞或隧道的结构安全性及对有害气体的浓度进行测量确认是安全的条件下方可进行测量二测量基本要求应在测量导线应釆用铜芯绝缘软线在有电磁干扰的地区如高压输电线附近应采用屏蔽导线所有测量连接点应保证电接触良好长时间测试的应固定封闭三参比电极管地电位测量是测量管道与其所处的电解质之间的电位差必须借助于参比电