Устройство защиты технических средств автоматизации импульсных и управляющих газопроводов от переходных напряжений и отвода импульсов тока

Авторы патента:

H02H9/06 - с использованием разрядников с искровым промежутком

Полезная модель относится к области защиты технических средств автоматизации (ТСА), в частности, к устройствам защиты технических средств автоматизации импульсных и управляющих газопроводов от переходных напряжений и отвода импульсов тока, работающих в линии импульсного и управляющего газа от грозовых и внутренних импульсных перенапряжений, а так же может быть использовано для предохранения устройств системы электрохимической защиты (ЭХЗ) трубопровода от перегрузок путем прерывания электрической связи по импульсной трубке между газопроводом и заземленными техническими средствами автоматизации. Технический результат, который может быть, достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к высокой надежности защиты технических средств автоматизации газопровода от импульсного перенапряжения, упрощению и снижению себестоимости устройства. Устройство защиты технических средств автоматизации импульсных и управляющих газопроводов от переходных напряжений и отвода импульсов тока состоит из импульсного и управляющего газопровода 1 в разрыв которого по ходу газа, перед защищаемым техническим средством 2 автоматизации, устанавливают изолирующее устройство, в частности, диэлектрическую вставку 3 с разделительным искровым разрядником 4 для взрывоопасных зон, при этом, под техническими средствами автоматизации рассматривают устройства и приборы, которые могут, как сами являться средствами автоматизации, так и входить в состав программно-аппаратного комплекса систем линейной телемеханики, автоматики, например, компрессорная станция (КС), газораспределительная станция (ГРС), газоизмерительная станция (ГИС), пункт замера расхода газа (ПЗРГ), пункт измерения расхода газа (ПИРГ), крановая площадка (КП) и другие, при этом разделительный искровой разрядник 4 располагают параллельно диэлектрической вставке 3, а установку разделительного искрового разрядника 4 на диэлектрической вставке 3 осуществляют при помощи специального кронштейна 5, при этом один из концов разделительного искрового разрядника 4 закрепляют в кронштейне 5, который гальванически соединен с одним из концевых патрубков (на фиг. не обозначен) диэлектрической вставки 3 и примыкающим участком трубной проводки газопровода 1, другой конец разделительного искрового разрядника 4 оснащен гибким проводником 6 с наконечниками (на фиг. не показаны), сечение гибкого проводника 6 не менее 25 мм² по меди, при этом гибкий проводник 6 присоединяют, к шине 7 уравнивая потенциалов с последующим включением ее в контур 8 заземления.

ил.1,

1 п. ф.-лы

Область техники, к которой относится полезная модель

Уровень техники

Известно устройство, для компенсации переменного напряжения, индуцированного в металлическом трубопроводе и направленного вдоль указанного трубопровода, расположенного в среде и окруженного слоем или оболочкой электроизоляционного материала, содержащее регулируемый источник переменного тока, выходы которого подсоединены к двум соединительным точкам на трубопроводе, расположенным на некотором расстоянии одна от другой вдоль трубопровода, характеризующееся тем, что оно снабжено средством для формирования сигнала с амплитудой и фазой, соответствующими переменному напряжению, индуцированному в трубопроводе в продольном направлении, выходы которого подсоединены ко входам регулируемого источника переменного тока, при этом регулируемый источник переменного тока выполнен с возможностью формирования в зависимости от указанного сигнала переменного тока, протекающего вдоль с такой амплитудой и фазой, что ток стремится уменьшить разность напряжений между трубопроводом и средой (см. пат. RU 2114934, кл. С23F 13/04, опубл. 10.07.1998 г.).

Недостатком данного устройства является невысокая надежность защиты трубопровода от воздействия наведенного переменного тока.

Известна система защиты трубопровода от воздействия наведенного переменного тока, характеризующаяся тем, что она снабжена опорой с закрепленными на ней клеммным терминалом и электрическим шкафом, в котором размещены конденсаторный блок отведения переменного тока на заземляющее устройство и предотвращения утечки постоянного тока электрохимической защиты трубопровода, устройство фильтрации отводимого тока по фиксированной частоте, устройство измерения отводимого тока и устройство защиты от импульсных перенапряжений (см. пат. RU 2446234, кл. С23F 13/04, опубл. 27.03.2012 г.).

Недостатком данной системы является то, что она не обеспечивает надежность защиты технических средств автоматизации трубопроводов от наведенных индуцированных токов и представляет собой сложную конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип является устройство для газопроводов, состоящее из электроизолирующей вставки с искровым разрядником, установленное в разрыве трубопровода и предназначенное для обеспечения электрического разъединения защищаемого катодной защитой объекта от не защищаемого, заземленного или имеющего собственную систему ЭХЗ, а также электрического секционирования трубопроводов, проходящих в зонах воздействия блуждающих токов (см. ВСН 39-1.22.007-2002 «Указания по применению вставок электроизолирующих для газопровода»).

Недостатком данной система является то, что она предназначена согласно ВСН 39-1.22.007-2002 только для магистральных и промысловых газопроводах и ответвлениях от них условным диаметром до 1400 мм включительно с избыточным давлением среды до 10 МПа (100 кг/см²) при одиночной прокладке и многониточной прокладке в технических коридорах, а также на промысловых трубопроводах условным диаметром до 500 мм включительно с избыточным давлением среды выше 10 МПа (100 кг/см²) до 20 МПа (200 кг/см²).

Раскрытие полезной модели

Задачей предлагаемой полезной модели является разработка надежного устройства защиты технических средств автоматизации импульсных и управляющих газопроводов от переходных напряжений и отвода импульсов тока, работающих в линии импульсного и управляющего газопровода от грозовых и внутренних импульсных перенапряжений, а также для предохранения устройств системы электрохимической защиты трубопровода (далее по тексту ЭХЗ) от перегрузок путем прерывания электрической связи по импульсной трубке между газопроводом и заземленными техническими средствами автоматизации, обладающего высокой надежностью защиты технического средства автоматизации, упрощением и снижением себестоимости устройства.

Технический результат, который может быть, достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к высокой надежности защиты технических средств автоматизации газопровода от импульсного перенапряжения, упрощению и снижению себестоимости устройства.

Технический результат достигается с помощью установки в разрыв импульсной линии по ходу газа, перед защищаемым техническим средством автоматизации диэлектрической вставки с разделительным искровым разрядником для взрывоопасных зон.

Технический результат достигается с помощью устройства защиты технических средств автоматизации импульсных и управляющих газопроводов от переходных напряжений и отвода импульсов тока, содержащее импульсный и управляющий газопровод, диэлектрическую вставку с патрубками, разделительный искровой разрядник, контур заземления, при этом диэлектрическую вставку с патрубками, устанавливают в разрыве импульсной линии трубной проводки газопровода по ходу газа, перед защищаемым техническим средством автоматизации, а разделительный искровой разрядник, устанавливают параллельно диэлектрической вставке с помощью кронштейна, при этом один из концов разделительного искрового разрядника закреплен в кронштейне, который гальванически соединен с одним из концевых патрубков диэлектрической вставки и примыкающим участком трубной проводки газопровода, а другой конец разделительного искрового разрядника снабжен гибким проводником с наконечниками при этом гибкий проводник соединен с шиной уравнивая потенциалов с последующим соединением ее с контуром заземления.

В устройстве в качестве технического средства автоматизации используют устройства и приборы системы линейной телемеханики и автоматики компрессорной станции или газораспределительной станции или газоизмерительной станции или пункта замера расхода газа или пункта измерения расхода газа или крановых площадок.

Таким образом, технический результат достигается с помощью установки разделительного искрового разрядника параллельно диэлектрической вставке с помощью специального кронштейна, при этом один конец разделительного искрового разрядника закреплен в кронштейне, который гальванически соединен с одним из концевых патрубков диэлектрической вставки и примыкающим участком импульсной трубной проводки газопровода, а другой конец разделительного искрового разрядника оснащен гибким проводником с наконечниками, причем сечение гибкого проводника не менее 25 мм² по меди с последующим соединением последнего к шине уравнивая потенциалов и включением в контур заземления.

При возникновении на трубной проводке импульсного и управляющего газопровода перенапряжения носящего естественный (грозовой) и/или техногенный характер происходит сброс возникшего импульсного перенапряжения через разделительный искровой разрядник на контур заземления. Диэлектрическая вставка, установленная в разрыв импульсной линии, в свою очередь препятствует прохождению потенциала в ТСА.

Таким образом, применение диэлектрической вставки с разделительным искровым разрядником позволяет не только защитить ТСА от импульсного перенапряжения, но и предотвратить возможное поражение наведенным потенциалом обслуживающего персонала организации, эксплуатирующей средства автоматики.

Краткое описание чертежей

На Фиг. дано устройство защиты технических средств автоматизации импульсных и управляющих газопроводов от переходных напряжений и отвода импульсов тока, общий вид.

Осуществление полезной модели

Устройство защиты технических средств автоматизации импульсных и управляющих газопроводов от переходных напряжений и отвода импульсов тока состоит из импульсного и управляющего газопровода 1 в разрыв которого по ходу газа, перед защищаемым техническим средством 2 автоматизации, устанавливают изолирующее устройство, в частности, диэлектрическую вставку 3 с разделительным искровым разрядником 4 для взрывоопасных зон, причем, под техническими средствами автоматизации рассматривают устройства и приборы, которые могут, как сами являться средствами автоматизации, так и входить в состав программно-аппаратного комплекса систем линейной телемеханики, автоматики, например, компрессорная станция (КС), газораспределительная станция (ГРС), газоизмерительная станция (ГИС), пункт замера расхода газа (ПЗРГ), пункт измерения расхода газа (ПИРГ), крановые площадки (КП) и другие, при этом разделительный искровой разрядник 4 располагают параллельно диэлектрической вставке 3, а установку разделительного искрового разрядника 4 на диэлектрической вставке 3 осуществляют при помощи специального кронштейна 5, при этом один из концов разделительного искрового разрядника 4 закрепляют в кронштейне 5, который гальванически соединен с одним из концевых патрубков (на фиг. не обозначен) диэлектрической вставки 3 и примыкающим участком трубной проводки газопровода 1, другой конец разделительного искрового разрядника 4 оснащен гибким проводником 6 с наконечниками (на фиг. не показаны), сечение гибкого проводника 6 не менее 25 мм² по меди, при этом гибкий проводник 6 присоединяют, к шине 7 уравнивания потенциалов с последующим включением ее в контур 8 заземления.

Устройство защиты технических средств автоматизации импульсных и управляющих газопроводов от переходных напряжений и отвода импульсов тока эксплуатируют следующим образом.

При возникновении на трубной проводке импульсного и управляющего газопровода 1 импульсного перенапряжения происходит сброс возникшего перенапряжения через разделительный искровой разрядник 4, на контур заземления 8 следующим образом, так как разделительный искровой разрядник 4 установлен параллельно диэлектрической вставке 3 с помощью специального кронштейна 5, причем один из концов разделительного искрового разрядника 4, закреплен в кронштейне 5, который гальванически соединен с одним из концевых патрубков диэлектрической вставки 3 для газопровода 1 и примыкающим участком трубной проводки газопровода 1, то диэлектрическая вставка 3, установленная в разрыв импульсного и управляющего газопровода 1 по ходу газа, в свою очередь препятствует прохождению потенциала в защищаемое техническое средство 2 автоматизации, а другой конец разделительного искрового разрядника 4 оснащенный гибким проводником 6 с наконечниками, причем сечение гибкого проводника 6 не менее 25 мм² по меди и присоединенный к шине 7 для уравнивая потенциалов производит заземление посредством контура 8 заземления.

Таким образом, использование диэлектрической вставки 3 и разделительного искрового разрядника 4 для защиты ТСА от импульсных перенапряжений дает высокую надежность защиты с одновременным упрощением и снижением себестоимости конструкции и возможностью защитить не только средство 2 автоматизации, но и предотвратить возможное поражение наведенным потенциалом обслуживающего персонала организации, эксплуатирующей средства 2 автоматизации, за счет технически оригинального выполнения устройства.

Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- высокую надежность защиты средств автоматизации;

- упрощение и снижение себестоимости конструкции устройства;

- возможность предотвратить возможное поражение наведенным потенциалом обслуживающего персонала организации, эксплуатирующей средства автоматизации.

1. Устройство защиты технических средств автоматизации импульсных и управляющих газопроводов от переходных напряжений и отвода импульсов тока, содержащее импульсный и управляющий газопровод, диэлектрическую вставку с патрубками, разделительный искровой разрядник, контур заземления, отличающееся тем, что диэлектрическую вставку с патрубками устанавливают в разрыве импульсной линии трубной проводки газопровода по ходу газа перед защищаемым техническим средством автоматизации, а разделительный искровой разрядник, устанавливают параллельно диэлектрической вставке с помощью кронштейна, при этом один из концов разделительного искрового разрядника закреплен в кронштейне, который гальванически соединен с одним из концевых патрубков диэлектрической вставки и примыкающим участком трубной проводки газопровода, а другой конец разделительного искрового разрядника снабжен гибким проводником с наконечниками, при этом гибкий проводник соединен с шиной уравнивая потенциалов с последующим соединением ее с контуром заземления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве технического средства автоматизации используют устройства и приборы, входящие в состав системы линейной телемеханики и автоматики компрессорной станции, или газораспределительной станции, или газоизмерительной станции, или пункта замера расхода газа, или пункта измерения расхода газа, или крановой площадки.