低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统及安装方法
阅读说明：本技术 低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统及安装方法 (Open type cathode protection solar power supply system of low-pressure gas pipe network and installation method ) 是由 王龙腾 杜艳霞 葛彩刚 贾京鹿 李彩霞 尹志彪 曹忠涛 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统及安装方法,系统包括太阳能电池板、太阳能控制器、太阳能电池组、直流电源和阴极保护效果测试反馈装置,直流电源的正、负极对应与浅埋分布式辅助阳极地床和燃气管道电连接,阴极保护效果测试反馈装置由长效参比电极、测试片、电缆及测试桩组成；太阳能电池板用于将太阳能转换为电能,太阳能控制器用于将电能输送给太阳能电池组,太阳能电池组用于存储电能,直流电源用于为开放式阴极保护系统提供直流电流,直流电源输出功率≤300W,输出电流≤5A；其具有结构简单、成本低廉的优点,解决了低压燃气管网开放式阴极保护直流供电的问题；安装方法具有工艺简单、施工效率高的特点。(The invention relates to an open cathode protection solar power supply system of a low-voltage gas pipe network and an installation method thereof, wherein the system comprises a solar cell panel, a solar controller, a solar battery pack, a direct-current power supply and a cathode protection effect test feedback device, wherein the positive electrode and the negative electrode of the direct-current power supply are correspondingly and electrically connected with a shallow-buried distributed auxiliary anode ground bed and a gas pipeline, and the cathode protection effect test feedback device consists of a long-acting reference electrode, a test piece, a cable and a test pile; the solar cell panel is used for converting solar energy into electric energy, the solar controller is used for transmitting the electric energy to the solar cell array, the solar cell array is used for storing the electric energy, the direct-current power supply is used for providing direct current for the open cathode protection system, the output power of the direct-current power supply is less than or equal to 300W, and the output current is less than or equal to 5A; the low-voltage gas pipe network open cathode protection direct current power supply device has the advantages of simple structure and low cost, and solves the problem of open cathode protection direct current power supply of a low-voltage gas pipe network; the installation method has the characteristics of simple process and high construction efficiency.)
技术领域
本发明涉及一种开放式阴极保护系统供电系统，具体涉及一种低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统及其安装方法。
背景技术
随着经济的快速发展，天然气资源得到了广泛利用，城市燃气管网规模也在不断扩大。近年来，随着埋地燃气管网地下服役环境的日益复杂，燃气管道腐蚀泄漏事故频发，经统计北京燃气管网每年因腐蚀导致的泄漏事故高达200余起，其中90％的腐蚀事故发生在没有施加阴极保护的管道上，主要集中于低压小区管网中，一些小区半年内就发生了多起腐蚀泄漏事故。如此频繁的泄漏，给燃气管网的安全生产造成了威胁，也给居民的生活带来了诸多不便。
目前绝大多数低压管网仅通过防腐涂层来进行外腐蚀防护，没有施加阴极保护，由于防腐层质量较差，且随着运行时间的增长，性能会逐年下降。因而，低压管网没有得到有效的保护，面临腐蚀风险。为解决外腐蚀问题需要采用阴极保护技术，低压管网防腐层质量较差，电流需求量大，且衰减较快，常规的牺牲阳极因输出电流小，同时消耗速率快，无法满足实际需求；外加电流方法可以提供较大电流，寿命长，但需要直流电源且可能会对外界存在干扰，为了解决直流电源和可能对外界干扰的问题，需要开发专用的低压管网开放式阴极保护技术，本发明采用浅埋分布式辅助阳极地床，避免电流集中，最大程度减少对外界干扰，同时利用太阳能供电系统为浅埋分布式辅助阳极地床提供阴极保护电流。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统及安装方法，太阳能供电系统具有结构简单、成本低廉、安全可靠、适用性强的优点，解决了低压管网因无法提供市电影响了外加电流阴极保护应用的问题；安装方法具有工艺简单、施工效率高的特点。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统，包括依次连接的太阳能电池板、太阳能控制器、太阳能电池组、直流电源和阴极保护效果测试反馈装置，所述直流电源的正极通过电缆与浅埋分布式辅助地床电连接，直流电源的负极通过电缆与燃气管道电连接；所述太阳能电池板用于将太阳能转换为电能，所述太阳能控制器用于将太阳能电池板产生的电能输送给太阳能电池组，所述太阳能电池组用于存储电能，所述直流电源用于为阴极保护供电。
进一步的，本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统，所述阴极保护效果测试反馈装置包括安装于管道旁边的长效参比电极、测试片、电缆和测试桩，测试桩中的第一端子通过电缆与燃气管道电连接，测试桩中的第二端子通过电缆与测试片和参比电极电连接，阴极保护效果测试反馈装置用于对燃气管道的保护电位进行测试，并把测试数据反馈给直流电源，用于调整直流电源的输出电压和输出电流。
进一步的，本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统，其中，所述浅埋分布式辅助阳极地床采用高硅铸铁或混合金属氧化物制作。
进一步的，本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统，其中，所述太阳能电池板为单晶硅双板，太阳能电池板的输出功率为100W～300W。
进一步的，本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统，其中，所述太阳能控制器为24V/5A的充放电控制器。
进一步的，本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统，其中，所述太阳能电池组为免维护储能胶体蓄电池组，太阳能电池组的电压为12V～24V。
进一步的，本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统，其中，所述直流电源的转换电压为12V～24V。
进一步的，本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统，其中，所述测试片采用与燃气管道相同的材质制作，所述参比电极采用CuSO4制作。
本发明一种上述低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统的安装方法，包括以下步骤：
一、根据燃气管道的埋地位置，埋设浅埋分布式辅助阳极地床并将电连接浅埋分布式辅助阳极地床的电缆引出地面；
二、在燃气管道的侧面挖开地面，将电连接燃气管道的电缆与燃气管道焊接后回填，并将电连接燃气管道的电缆引出地面；
三、根据浅埋分布式辅助阳极地床的埋地位置，分别安装太阳能电池板、太阳能控制器、太阳能电池组和直流电源；
四、依次连接太阳能电池板、太阳能控制器、太阳能电池组和直流电源，并将直流电源的正负极对应与浅埋分布式辅助阳极地床和燃气管道电连接。
进一步的，本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统的安装方法，还包括以下步骤：
五、根据浅埋分布式辅助阳极地床的埋地位置，埋设阴极保护效果测试反馈装置、测试片和参比电极，并使阴极保护效果测试反馈装置中的第一端子通过电缆与燃气管道电连接，使阴极保护效果测试反馈装置中的第二端子通过电缆电连接测试片和参比电极。
本发明一种低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统及安装方法与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置太阳能电池板、太阳能控制器、太阳能电池组、直流电源和阴极保护效果测试反馈装置，并使直流电源的正极通过电缆与浅埋分布式辅助阳极地床电连接，使直流电源的负极通过电缆与燃气管道电连接；其中，太阳能电池板用于将太阳能转换为电能，太阳能控制器用于将太阳能电池板产生的电能输送给太阳能电池组，太阳能电池组用于存储电能，直流电源用于为阴极保护供电，阴极保护效果测试反馈装置用于对燃气管道的保护电位进行测试，并把测试数据反馈给直流电源，用于调整直流电源的输出电压和输出电流。由此就构成了一种结构简单、成本低廉、安全可靠、适用性强的用于燃气管网的阴极保护太阳能供电系统。本发明通过设置太阳能电池板、太阳能控制器、太阳能电池组、直流电源和阴极保护效果测试反馈装置，并通过直流电源为阴极保护供电，为外加电流阴极保护提供了一种新的电源选择，解决了低压管网区域因无法提供市电影响外加电流阴极保护应用的问题，保证了燃气管网的安全，且具有安装方便、占地面积小的特点。阴极保护太阳能供电系统的安装方法具有工艺简单、施工效率高的优点。
下面结合附图所示
具体实施方式
对本发明一种低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统及安装方法作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统的示意图。
具体实施方式
首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案及请求保护范围进行的限制。
如图1所示本发明低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统的具体实施方式，包括依次连接的太阳能电池板1、太阳能控制器2、太阳能电池组3、直流电源4和阴极保护效果测试反馈装置7，并使直流电源4的正极通过电缆与浅埋分布式辅助阳极地床5电连接，使直流电源4的负极通过电缆与燃气管道6电连接。其中，太阳能电池板1用于将太阳能转换为电能，太阳能控制器2用于将太阳能电池板1产生的电能输送给太阳能电池组3，太阳能电池组3用于存储电能，直流电源4用于为阴极保护供电。
通过以上结构设置就构成了一种结构简单、成本低廉、安全可靠、适用性强的用于低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统。本发明通过设置太阳能电池板1、太阳能控制器2、太阳能电池组3、直流电源4和阴极保护效果测试反馈装置7，并通过直流电源4为阴极保护供电，为外加电流阴极保护提供了一种新的电源选择，解决了低压管网区域因无法提供市电影响外加电流阴极保护应用的问题，保证了燃气管网的安全，且具有安装方便、占地面积小的特点。
作为具体实施方式，本发明使阴极保护效果测试反馈装置7设置了长效参比电极、测试片、电缆和测试桩，并使测试桩中的第一端子71通过电缆与燃气管道6电连接，使测试桩中的第二端子72通过电缆与测试片8和参比电极9电连接。这一装置可用于对燃气管道的保护电位进行测试，并把测试数据反馈给直流电源，用于调整直流电源的输出电压和输出电流，增强了功能性和实用性。
作为具体实施方式，本发明使浅埋分布式辅助阳极地床5采用了高硅铸铁或混合金属氧化物制作；使太阳能电池板1采用了单晶硅双板，使太阳能电池板1的输出功率为100W～300W；使太阳能控制器2采用了24V/5A的充放电控制器；使太阳能电池组3采用了免维护储能胶体蓄电池组，使太阳能电池组3的电压为12V～24V；使直流电源4的转换电压为12V～24V；使测试片8采用了与燃气管道相同的材质制作，使参比电极9采用了CuSO4制作，以提高测试精度。
基于同一构思，本发明还提供了上述低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统的安装方法，具体包括以下步骤：
一、根据燃气管道6的埋地位置，埋设浅埋分布式辅助阳极地床5并将电连接浅埋分布式辅助阳极地床5的电缆引出地面。
二、在燃气管道6的侧面挖开地面，将电连接燃气管道6的电缆与燃气管道6焊接后回填，并将电连接燃气管道6的电缆引出地面。
三、根据浅埋分布式辅助阳极地床5的埋地位置，分别安装太阳能电池板1、太阳能控制器2、太阳能电池组3和直流电源4。
四、依次连接太阳能电池板1、太阳能控制器2、太阳能电池组3和直流电源4，并将直流电源4的正负极对应与浅埋分布式辅助阳极地床5和燃气管道6电连接。
进一步地，本发明一种低压燃气管网开放式阴极保护太阳能供电系统的安装方法，还包括以下步骤：
五、根据浅埋分布式辅助阳极地床5的埋地位置，埋设阴极保护效果测试反馈装置7、测试片8和参比电极9，并使阴极保护效果测试反馈装置7中的第一端子71通过电缆与燃气管道6电连接，使阴极保护效果测试反馈装置7中的第二端子72通过电缆电连接测试片8和参比电极9。
本发明提供的一种阴极保护太阳能供电系统的安装方法，具有工艺简单、施工效率高、安全可靠的特点。
以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。