外加电流保护系统故障判断与修复措施

阴极保护系统是为使埋地金属构件免受电化学腐蚀而采取的辅助保护方法之一,目前广泛应用于埋地管道、金属构件的桥梁、码头、港口等。由于施工条件受限,很多阴极保护系统在施工时无法满足设计,因此常常出现各类问题,以至于阴极保护系统无法正常投入运行。排除一个阴极保护系统的故障，需要对该系统的每个组件进行排查，包括：

● 外加电流阴极保护用的电源
● 阴极、零位、参比、阳极电缆
● 辅助阳极地床
● 系统内各种回路
１、 通电后，构筑物/电解质电位变正，这是正负极接反了，必须立即更正，否则将会造成被保护体快速电解腐蚀，危险性极大。
２、 施加电压正常，电流小但不为零〉阳极或地床破坏〉地床干燥或阳极露出水面〉土壤环境中，阳极地床的“气阻”〉阳极接头断开〉阴极引线断开
３、 施加电压正常，电流为零，可能的原因未阴阳极引线断开，或阳极完全失效。４、 施加电压、电流偏小，可能的原因有：〉变压比例不合适〉变压、整流器故障〉供电系统故障
５、 施加电压、电流偏大，可能的原因是变压比例不合适，或者参比信号出现短路现象（松原储罐外加电流阴极保护中就出现这样的情况）
６、 施加的电压、电流正常，但构筑物／电解质电位负移不够，可能的原因有：〉电连接点断开或接头电阻过大〉测试点处土壤干燥或土壤充气过多〉环境去极化作用过强，或水中含氧量增大〉绝缘故障，与其他构筑物短路〉金属构筑物的屏蔽作用〉相邻阴极保护装置失效〉防腐覆盖层老化或损坏
７、 施加的电压、电流正常，但构筑物 /电解质电位负得不正常，可能的原因有：〉在远端电连续性跨接断开〉调试之后，电解质的充气降低〉电解质流速降低〉干扰跨接断开
8、 变压整流器的主要部件有：虽然常用的电源有很多种类型，如热电发电机、太阳能发电机、风力发电机、发动机驱动的发电机、电池或燃料电池等，但是变压整流器依然是用于阴极保护系统的最常见电源。
● 整流器或面板
● 交流电路——交流终端、交流断路器、交流融合和交流过载保护
● 电源变压器
● 整流电路——全波桥、直流融合、直流过载保护和直流输出终端
● 直流电流表和电压表并联 通常情况下，变压整流器的故障源可能在交流电路、直流电路或整流电路。为了确定变压整流器的故障源，应采用一个便携式的万用表来测量直流输出。 在故障状态下，变压整流器输出的直流可能是下列情况之一：
①. 正常的电压，但电流为0： 在这种情况下，故障应该存在于整流器外部的直流电路，可能是直流电缆、正极或负极、或阳极（阳极本身或其对接工具）。
②. 电压 0 - 2，电流为0： 在这种情况下，故障存在于交流电源或整流电路。
③. 正常电压0.5，正常电流0.5： 在这种情况下，故障存在于交流电源或二极管本身。 请注意，在使用单相电源的情况下，正常电压被认为是二次侧电压的15%。9、 直流电缆的故障排除 直流电缆用于连接变压整流器直流输出终端和阳极、正极电缆，以及保护结构和负极电缆。直流电缆的故障源是非持续性的，这可能是由于其埋藏在土壤中的机械应力导致的。如前所述，要检查直流电缆可以通过交流电压表测量电阻，看变压整流器的输出电压是否为正常值以及输出电流是否为0。 如果正极电缆是故障源，它的电阻会呈现非常高；而负极电缆的电阻则等于测试引线电阻和负极电缆电阻之和。 如果负极电缆是故障源，它的电阻会呈现非常高；而正极电缆的电阻则等于测试引线电阻和正极电缆电阻之和。
10、辅助阳极地床的故障排除 由一个或多个阳极组成的地床，通过是通过阳极接线盒或者接头装备连接到主正极电缆上。地床的故障源头可能出在阳极尾处、阳极连接处或阳极本身。 通常情况下，阳极电阻会随着时间的推移而增加；其原因是发生了腐蚀或阳极与土壤发生了相互作用，这是由于高硅铸铁阳极与土壤中富含的氯会发生反应使其表面形成一层气态层。阳极电阻的增加也可能是由于土壤的干燥，因为土壤干燥会导致碳质回填覆盖在周围的阳极上。 当变压整流器输出电压是正常的、同时正负直流电缆的状态都是完好的，但没有电流的时候，我们需要去检查地床。在故障状态下，地床的电阻会表现出非常高的值。此时我们需要测量地床电阻，然后将其测量值与其最初的设计值和以往的记录值进行对比。
11、外加电流系统内被保护结构的故障排除 当变压器的输出电压和电流是正常的，但阴极保护条件未能达到保护结构物的目的的时候，那么故障的源头可能是铁路和交叉口的涂料退化、直流杂散电流、屏蔽、短路，或者电气隔离短路。 为了评估涂层条件或涂层效率，需要进行沿管线的实地调查。这可能包括Pearson调查或直流电压梯度调查。如果有必要的话，可能需要对涂层进行维修。 阴极保护屏蔽可能是由于沿管道路线附着了混凝土块的原因。由于这些土块的存在，阴极保护电流不能有效地到达被保护结构的表面；因此，等于没有有效的阴极保护条件。在这种情况下，如果还可以继续使用，那么清除这些土块是必须的；但如果不能的话，可以通过电镀阳极来确保一个适当的阴极保护系统。 对于任何一个下套管的管道，都应该测量其下套管前后的阴极保护电流，以确定在主要管道和套管之间是否存在短路。 隔离包也需要检测其是否短路、需要修理或更换。检查沿管道路线的直流干扰可以确定任何杂散电流问题。