RU2350690C1

RU2350690C1 - Transformer for cathodic protection

Info

Publication number: RU2350690C1
Application number: RU2007134235/02A
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Юдаков (RU); Михаил Александрович Юдаков; Анатолий Александрович Анашкин (RU); Анатолий Александрович Анашкин; Сергей Михайлович Орлов (RU); Сергей Михайлович Орлов; В чеслав Владимирович Чулючкин (RU); Вячеслав Владимирович Чулючкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-ЭС"
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-03-27

Abstract

FIELD: electrics; electrochemistry.

SUBSTANCE: invention concerns electrochemistry, particularly cathodic protection devices. Transformer includes case with side and back walls, bottom, cover and front hatchet, at least one voltage transformation unit, gauge unit, connection panel, indication unit, telematic unit, electric equipment unit. Case features access orifices for external cables input. Indication unit includes indicator set for indication of current output voltage, output current, protection potential and life timer for indication of accumulated object life. Telematic unit is attached to side wall of case. Electric equipment unit includes network socket, electric power meter, network protection automation and maintenance socket. Measurement unit and connection panel are attached in the case by a bracket at front case side. Case features additional side hatchet, and side case wall with the hatchet has part bent inwards forming compartment for telematic unit.

EFFECT: prevention of cable damage in electric equipment unit, enhanced reliability of connections, improved convenience of maintenance and repair, enhanced precision of parametre control.

12 cl, 6 dwg, 1 ex

Description

Устройство относится к области электрохимии, а именно к устройствам для катодной защиты, которые могут быть использованы для электрохимической защиты от почвенной коррозии подземных металлических сооружений, в том числе магистральных и городских трубопроводов, электрических кабелей, резервуаров для хранения нефти и газа.The device relates to the field of electrochemistry, namely, devices for cathodic protection, which can be used for electrochemical protection against soil corrosion of underground metal structures, including main and city pipelines, electric cables, oil and gas storage tanks.

Известен преобразователь для катодной защиты ПКЗ-АР, выпускаемый организацией-заявителем, представляющий собой прямоугольный шкаф с передней дверью, в котором размещен, по крайней мере, один модуль преобразования напряжения, блок телемеханики, блок электрооборудования, блок индикации, блок измерения, счетчик времени наработки и соединительная панель. При этом блок электрооборудования и блок индикации расположены на двери со стороны ее внутренней поверхности. Блок измерения и соединительная панель расположены в левой передней части шкафа, а блок телемеханики - в глубине шкафа за соединительной панелью и закреплен на боковой стенке с ее внутренней стороны. Блок индикации состоит из стрелочных индикаторов выходного напряжения, выходного тока, защитного потенциала. Блок электрооборудования содержит счетчик электроэнергии, автомат защиты сети для подключения устройства к питающей сети, сервисную розетку 230 В и сетевую колодку 230 В. На соединительной панели размещены датчик общего тока, переключатель "Выбор датчика", клеммы в виде болтовых соединений для внешних подключений и внутренних подключений. Блок измерения содержит соединитель для его подключения к блоку телемеханики (см.: http://vwvw.cit-es.ru/21.htm).A known converter for cathodic protection PKZ-AR, manufactured by the applicant organization, is a rectangular cabinet with a front door, which houses at least one voltage conversion module, telemechanics unit, electrical equipment unit, display unit, measurement unit, operating hours counter and connection panel. In this case, the electrical unit and the display unit are located on the door from the side of its inner surface. The measuring unit and the connecting panel are located in the left front part of the cabinet, and the telemechanics block is located in the back of the cabinet behind the connecting panel and is fixed to the side wall on its inner side. The display unit consists of dial indicators for the output voltage, output current, protective potential. The electrical unit contains an electricity meter, an automatic circuit breaker for connecting the device to the mains, a 230 V service socket and a 230 V mains. The connection panel contains a common current sensor, a "Sensor selection" switch, and terminals in the form of bolted connections for external connections and internal connections. The measurement unit contains a connector for connecting it to the telemechanics unit (see: http://vwvw.cit-es.ru/21.htm).

Однако в данной конструкции доступ к устройству телемеханики возможен только через открытую переднюю дверь, что обуславливает необходимость аттестации обслуживающего телемеханику персонала в части электробезопасности. Кроме того, затрудненный доступ к блоку телемеханики усложняет обслуживание преобразователя. Блок электрооборудования размещен на двери, что требует использования гибкого кабеля, регулярно подвергающегося деформациям, что снижает надежность работы преобразователя и безопасность его обслуживания. Кроме того, используемые стрелочные индикаторы в блоке индикации не обеспечивают надлежащей точности контроля параметров. Корпус преобразователя имеет жестко заданную при изготовлении конфигурацию, что снижает его устойчивость к неблагоприятным климатическим воздействиям.However, in this design, access to the telemechanics device is possible only through the open front door, which necessitates the certification of personnel serving telemechanics in terms of electrical safety. In addition, difficult access to the telemechanics unit complicates the maintenance of the converter. The electrical unit is located on the door, which requires the use of a flexible cable that is regularly subjected to deformations, which reduces the reliability of the converter and the safety of its maintenance. In addition, the arrow indicators used in the display unit do not provide adequate accuracy for parameter monitoring. The transducer housing has a rigidly specified configuration during manufacture, which reduces its resistance to adverse climatic influences.

Задачей заявляемого технического решения является создание преобразователя для катодной защиты, надежного в эксплуатации, обеспечивающего удобство обслуживания его составных частей, в.т.ч. блока телемеханики, при повышении их защиты от воздействия внешних климатических факторов.The objective of the proposed technical solution is to create a converter for cathodic protection, reliable in operation, providing ease of maintenance of its components, including telemechanics unit, while increasing their protection against external climatic factors.

Техническим результатом является исключение возможности повреждения кабеля блока электрооборудования при эксплуатации преобразователя, повышение надежности соединений элементов электрической схемы, повышение удобства технического обслуживания и ремонта, повышение точности контроля параметров.The technical result is the elimination of the possibility of damage to the cable of the electrical unit during the operation of the converter, increasing the reliability of the connections of the elements of the electrical circuit, increasing the convenience of maintenance and repair, improving the accuracy of parameter control.

Поставленная задача решается тем, что преобразователь для катодной защиты объекта, содержащий корпус, имеющий боковые, заднюю стенки, дно, крышу и переднюю дверь, снабженный технологическими отверстиями для подвода внешних кабелей; по крайней мере, один модуль преобразования напряжения, блок измерения, соединительную панель, блок индикации, включающий набор индикаторов для отображения текущего значения выходного напряжения, выходного тока, защитного потенциала и счетчик времени наработки для отображения суммарного времени наработки объекта, блок телемеханики, закрепленный на боковой стенке корпуса, блок электрооборудования, включающий сетевую колодку, счетчик электроэнергии, автомат защиты сети, а также сервисную розетку, при этом блок измерения и соединительная панель закреплены в корпусе посредством кронштейна на его лицевой стороне, модуль преобразования напряжения соединен с блоком измерения, с соединительной панелью и выходом автомата защиты сети, а соединительная панель подключена к выводу блока измерения, который в свою очередь подключен к блоку индикации, а также к блоку телемеханики, согласно предлагаемому решению корпус снабжен дополнительной боковой дверью, а боковая стенка корпуса со стороны боковой двери имеет изогнутую вовнутрь шкафа часть, образующую отсек для размещения блока телемеханики, снабженный защитной панелью, индикаторы блока индикации выполнены цифровыми, при этом блок индикации расположен на кронштейне над блоком измерения, блок измерения выполнен с возможностью преобразования измеряемых параметров в сигнал управления цифровыми индикаторами, блок электрооборудования закреплен со стороны внутренней поверхности боковой стенки, при этом боковая стенка имеет окно в месте размещения табло счетчика электроэнергии и, по крайней мере, одно технологическое отверстие для подвода кабелей.The problem is solved in that the Converter for cathodic protection of the object, comprising a housing having side, rear walls, bottom, roof and front door, equipped with technological holes for supplying external cables; at least one voltage conversion module, a measurement unit, a connection panel, an indication unit, including a set of indicators for displaying the current value of the output voltage, output current, protective potential and an operating time counter for displaying the total operating time of an object, a telemechanics unit fixed to the side the wall of the housing, an electrical equipment unit, including a network block, an electricity meter, a circuit breaker, and a service outlet, while the measurement unit and the panel is fixed in the housing through the bracket on its front side, the voltage conversion module is connected to the measurement unit, to the connection panel and the output of the circuit breaker, and the connection panel is connected to the output of the measurement unit, which in turn is connected to the display unit, as well as to the telemechanics unit, according to the proposed solution, the housing is equipped with an additional side door, and the side wall of the housing on the side of the side door has a part curved into the cabinet, forming a compartment for accommodating the unit and telemechanics equipped with a protective panel, indicators of the display unit are digital, while the display unit is located on the bracket above the measurement unit, the measurement unit is configured to convert the measured parameters into a control signal of digital indicators, the electrical unit is fixed on the side of the inner surface of the side wall, while the side wall has a window at the location of the electric meter board and at least one technological hole for cable entry.

Преобразователь для катодной защиты может быть снабжен колодкой телемеханики для соединения блока измерения с блоком телемеханики, при этом колодка телемеханики закреплена на внешней стороне боковой стенки со стороны боковой двери. Также он может содержать, по крайней мере, один автомат защиты сети модуля преобразования напряжения, через который модуль преобразования напряжения подключен к автомату защиты сети блока электрооборудования, при этом количество автоматов защиты сети соответствует количеству модулей преобразователей напряжения.The converter for cathodic protection can be equipped with a telemechanics block for connecting the measuring unit to the telemechanics block, while the telemechanics block is fixed on the outside of the side wall from the side of the side door. It may also contain at least one circuit breaker of the voltage conversion module through which the voltage conversion module is connected to the circuit breaker of the electrical unit, while the number of circuit breakers corresponds to the number of voltage converters.

Блок электрооборудования размещен ближе к передней двери, при этом элементы блока расположены по вертикали снизу вверх: сетевая колодка, затем сервисная розетка, счетчик электроэнергии, а автомат защиты сети расположен на лицевой стороне кронштейна слева от блока измерения.The electrical equipment block is located closer to the front door, while the elements of the block are located vertically from the bottom up: the power supply block, then the service outlet, an electricity meter, and the circuit breaker is located on the front side of the bracket to the left of the measurement unit.

Преобразователь для катодной защиты может быть снабжен платой питания, закрепленной на тыльной стороне кронштейна и подключенной к выходу автомата защиты сети и к блоку измерения, блоку индикации, блоку телемеханики.The converter for cathodic protection can be equipped with a power board mounted on the back of the bracket and connected to the output of the circuit breaker and to the measurement unit, display unit, telemechanics unit.

Крыша выполнена с возможностью перемещения в вертикальном направлении посредством двух приводов, каждый из которых состоит из электродвигателя и механизма передачи «винт-гайка», расположенных по боковым стенкам в их центральной части.The roof is movable in the vertical direction by means of two drives, each of which consists of an electric motor and a screw-nut transmission mechanism located along the side walls in their central part.

Корпус выполнен на опоре и снабжен защитной сеткой, расположенной горизонтально в его верхней части.The housing is made on a support and is equipped with a protective grid located horizontally in its upper part.

Технологические отверстия для подвода внешних кабелей расположены в дне корпуса, часть дна выполнена с вентиляционными отверстиями.Technological holes for supplying external cables are located in the bottom of the case, part of the bottom is made with ventilation holes.

Передняя и боковая двери снабжены двумя замками каждая, при этом замки для передней двери выполнены отличающимися от замков для боковой двери.The front and side doors are equipped with two locks each, while the locks for the front door are made different from the locks for the side door.

Крыша выполнена нависающей.The roof is overhanging.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид устройства, на фиг.2 - вид спереди на заявляемое устройство, на фиг.3 - вид сверху, на фиг.4 - вид сбоку, демонстрирующий размещение блока телемеханики без защитной панели, на фиг.5, 6 - механизм перемещения крыши в ее крайнем верхнем и нижнем положениях соответственно.The device is illustrated by drawings, where in Fig. 1 is a general view of the device, in Fig. 2 is a front view of the inventive device, in Fig. 3 is a top view, in Fig. 4 is a side view showing the placement of a telemechanics unit without a protective panel, in 5, 6 - the mechanism for moving the roof in its extreme upper and lower positions, respectively.

Позициями на чертеже обозначены: 1 - левая боковая стенка корпуса, 2 - правая боковая стенка корпуса, 3 - задняя стенка корпуса, 4 - дно корпуса, 5 - крыша корпуса, 6 - передняя дверь корпуса, 7 - замки передней двери, 8 - боковая дверь корпуса, 9 - замки боковой двери, 10 - модуль преобразования напряжения, 11 - блок измерения, 12 - соединительная панель, 13 - блок индикации, 14 - счетчик времени наработки, 15 - блок телемеханики, 16 - сетевая колодка, 17 - счетчик электроэнергии, 18 - автомат защиты сети блока электрооборудования, 19 - сервисная розетка, 20 - кронштейн, 21 - колодка телемеханики, 22 - защитная панель, 23 - окно в боковой стенке, 24 - привод подъема/опускания крыши, 25 - автомат защиты сети модуля преобразования напряжения, 26 - плата питания, 27 - опора, 28 - кабельные вводы, 29 - уголок, 30 - шток, 31 - направляющая втулка, 32 - ходовая гайка, 33 - ходовой винт, 34 - муфта, 35 - электродвигатель.The positions in the drawing indicate: 1 - the left side wall of the body, 2 - the right side wall of the body, 3 - the back wall of the body, 4 - the bottom of the body, 5 - the roof of the body, 6 - the front door of the body, 7 - the locks of the front door, 8 - the side case door, 9 - locks of the side door, 10 - voltage conversion module, 11 - measurement unit, 12 - connection panel, 13 - display unit, 14 - operating hours counter, 15 - telemechanics unit, 16 - network block, 17 - electricity meter , 18 - circuit breaker of the electrical unit, 19 - service socket, 20 - bracket, 21 - count telemechanic control box, 22 - protective panel, 23 - window in the side wall, 24 - roof lift / lower drive, 25 - circuit breaker of the voltage conversion module, 26 - power board, 27 - support, 28 - cable entries, 29 - corner, 30 - rod, 31 - guide sleeve, 32 - lead nut, 33 - lead screw, 34 - coupling, 35 - electric motor.

Устройство представляет собой прямоугольный корпус, левая боковая стенка 1, правая боковая стенка 2, и задняя стенка 3 которого, а также дно 4 выполнены в виде стационарных панелей, крыша 5 выполнена подвижной и нависающей над стенками корпуса, который снабжен также передней дверью 6, открывающейся вправо, и левой боковой дверью 8, открывающейся влево. При этом передняя дверь 6 снабжена замками передней двери 7, а левая боковая дверь 8 снабжена замками боковой двери 9, которые имеют конструктивные отличия, исключающие открытие передней двери ключом для боковой двери, и наоборот.The device is a rectangular case, the left side wall 1, the right side wall 2, and the rear wall 3 of which, as well as the bottom 4 are made in the form of stationary panels, the roof 5 is made movable and overhanging the walls of the case, which is also equipped with a front door 6 that opens to the right, and the left side door 8, opening to the left. In this case, the front door 6 is equipped with locks of the front door 7, and the left side door 8 is equipped with locks of the side door 9, which have structural differences that exclude the opening of the front door with a key for the side door, and vice versa.

В корпусе расположен как минимум один модуль преобразования напряжения 10. В левой передней части корпуса расположены блок измерения 11, соединительная панель 12, блок индикации 13, счетчик времени наработки 14. Блок индикации 13 содержит цифровой индикатор текущего значения выходного напряжения «U вых» и выходного тока «I вых» преобразователя для катодной защиты, а также текущего значения напряжения защитного потенциала «U пот» защищаемого объекта или сооружения. В левой задней части корпуса расположен блок телемеханики 15. С внутренней стороны левой боковой стенки 1 корпуса расположены сетевая колодка 16, счетчик электроэнергии 17, обращенный своим индикатором к внутренней стороне левой боковой стенки 1, автомат защиты сети блока электрооборудования 18 для подключения преобразователя катодной защиты к питающей сети, сервисная розетка 19, кронштейн 20. Соединительная панель 12, блок измерения 11, счетчик времени наработки 14, блок индикации 13 расположены снизу вверх по вертикали на лицевой стороне кронштейна 20, при этом блок измерения 11, счетчик времени наработки 14 и блок индикации 13 могут быть закрыты спереди вертикальной декоративной панелью. На внешней стороне левой боковой стенки корпуса 1, в средней ее части, расположена колодка телемеханики 21. При этом левая боковая стенка корпуса 1 имеет изогнутую внутрь шкафа часть, которая образует отсек для размещения в нем блока телемеханики 15, который закрыт защитной панелью 22. Левая боковая стенка корпуса 1 имеет также окно 23, расположенное напротив индикатора счетчика электроэнергии 17 для считывания его показаний. Доступ к блоку телемеханики 15, к колодке телемеханики 21, к индикатору счетчика электроэнергии 17 осуществляется при открытой боковой двери 8. С внутренней стороны каждой боковой стенки корпуса, в центральной ее части, расположен привод подъема/опускания крыши 24 в виде электродвигателя и механизма передачи «винт-гайка». С внутренней стороны задней стенки 3 на рейке закреплен как минимум один автомат защиты сети модуля преобразования напряжения 25, а на тыльной стороне кронштейна 20 в нижней его части расположена плата питания 26 для питания блока измерения 11, блока индикации 13, счетчика времени наработки 14, блока телемеханики 15. Корпус снабжен опорами 27 в виде прямоугольных рам, вертикально ориентированных вдоль его боковых стенок и жестко с ними соединенных. Блок телемеханики 15 соединен кабелями с блоком измерения 11 через кабельные вводы 28, расположенные в левой боковой стенке 1 корпуса и через колодку телемеханики 21.At least one voltage conversion module is located in the housing 10. In the left front of the housing there is a measurement unit 11, a connecting panel 12, an indication unit 13, an operating hours counter 14. The indication unit 13 contains a digital indicator of the current value of the output voltage “U o” and output current “I out” of the converter for cathodic protection, as well as the current value of the voltage of the protective potential “U sweat” of the protected object or structure. A telemechanics unit 15 is located in the left rear part of the housing. On the inside of the left side wall 1 of the housing there is a network block 16, an electricity meter 17, turned by its indicator to the inside of the left side wall 1, a circuit breaker of the electrical equipment block 18 for connecting the cathodic protection converter to mains supply, service socket 19, bracket 20. Connection panel 12, measuring unit 11, operating hours counter 14, indicating unit 13 are located from bottom to top vertically on the front side of the bracket yna 20, while the measurement unit 11, the operating time counter 14 and the display unit 13 can be closed in front by a vertical decorative panel. On the outer side of the left side wall of the housing 1, in its middle part, there is a telemechanics block 21. In this case, the left side wall of the housing 1 has a part curved into the cabinet, which forms a compartment for accommodating the telemechanics block 15, which is closed by a protective panel 22. The left the side wall of the housing 1 also has a window 23 located opposite the indicator of the electricity meter 17 for reading its readings. Access to the telemechanics block 15, to the telemechanics block 21, to the indicator of the electricity meter 17 is carried out with the side door 8. open. On the inside of each side wall of the housing, in its central part, there is a drive for raising / lowering the roof 24 in the form of an electric motor and a transmission mechanism screw nut. " At least one circuit breaker of the voltage conversion module 25 is fixed on the rail from the inside of the back wall 3, and on the back of the bracket 20 in its lower part there is a power board 26 for powering the measurement unit 11, display unit 13, operating time counter 14, unit telemechanics 15. The housing is equipped with supports 27 in the form of rectangular frames vertically oriented along its side walls and rigidly connected to them. The telemechanics unit 15 is connected by cables to the measurement unit 11 through cable entries 28 located in the left side wall 1 of the housing and through the telemechanics block 21.

Привод подъема/опускания крыши 24 состоит из двух лифтов, каждый из которых выполнен следующим образом. К внутренней стороне крыши, вдоль ее боковой стороны жестко прикреплен уголок 29. К уголку 29 в центральной его части прикреплен верхним своим концом вертикальный шток 30, проходящий сквозь направляющую втулку 31 в нижнюю часть корпуса. Нижний конец штока 30 жестко прикреплен к торцу ходовой гайки 32, находящейся в сцеплении с ходовым винтом 33, который через муфту 34 соединен с выходным валом электродвигателя 35.The drive of raising / lowering the roof 24 consists of two elevators, each of which is made as follows. Corner 29 is rigidly attached to the inner side of the roof, along its lateral side. A vertical rod 30 is attached to the corner 29 in its central part, passing through the guide sleeve 31 to the lower part of the housing. The lower end of the rod 30 is rigidly attached to the end of the spindle nut 32, which is in engagement with the spindle 33, which is connected through a coupling 34 to the output shaft of the electric motor 35.

Верхняя сторона корпуса закрыта защитной горизонтальной сеткой. На лицевой стороне соединительной панели 12 расположены клеммы в виде болтовых соединений, предназначенные для внутренних и внешних подключений, переключатель для выбора датчика потенциала. На тыльной стороне соединительной панели 12 расположен датчик общего тока.The upper side of the case is covered with a horizontal protective net. On the front side of the connecting panel 12 are terminals in the form of bolted connections for internal and external connections, a switch for selecting a potential sensor. On the back of the connection panel 12 is a common current sensor.

Модуль преобразования напряжения 10 представляет собой прямоугольный каркас, разделенный горизонтальной перегородкой на два отсека, В верхнем отсеке размещен выходной каскад модуля, выполненный по схеме мостового усилителя мощности. В нижнем отсеке размещен узел управления усилителем мощности, выполненный на базе двухтактного ШИМ-контроллера. Фронтальная и тыльная стороны каркаса выполнены в виде штыревого теплоотвода. Правая, левая, верхняя и нижняя стороны каркаса закрыты тонкими стенками из материала, обладающего экранирующими свойствами. Органы управления и индикации модуля расположены на вертикальной передней и горизонтальной верхней панелях. На передней панели расположены силовые и измерительные выводы в виде болтовых соединений, предназначенные для подключения к соответствующим выводам на соединительной панели 12 и одноименным выводам смежного модуля преобразования напряжения 10. Также здесь расположены переключатель для выбора режима работы, потенциометр для установки выходного тока, потенциометр для установки защитного потенциала, цифровой индикатор текущего значения выходного тока данного модуля или текущего значения защитного потенциала сооружения, переключатель для выбора режима индикации, единичный индикатор сигнализации обрыва в цепи электрода сравнения, единичный индикатор сигнализации наличия сетевого напряжения на данном модуле. На верхней панели модуля 10 расположены выводы в виде болтовых соединений для подключения к питающей сети через автомат защиты сети модуля преобразования напряжения 25, сетевые предохранители, сетевой выключатель, выводы для выбора максимального значения выходного напряжения, соединитель для подключения к блоку измерения 11, соединитель для подключения к смежному модулю.The voltage conversion module 10 is a rectangular frame divided by a horizontal partition into two compartments. In the upper compartment, the output stage of the module is made, made according to the scheme of a bridge power amplifier. In the lower compartment there is a power amplifier control unit based on a push-pull PWM controller. The front and back sides of the frame are made in the form of a pin heat sink. The right, left, upper and lower sides of the frame are covered with thin walls made of a material with shielding properties. The controls and indicators of the module are located on the vertical front and horizontal upper panels. On the front panel there are power and measuring leads in the form of bolted connections, designed to connect to the corresponding terminals on the connecting panel 12 and the same terminals of the adjacent voltage conversion module 10. Also there is a switch for selecting the operating mode, a potentiometer for setting the output current, a potentiometer for setting protective potential, digital indicator of the current value of the output current of this module or the current value of the protective potential of the structure, switch To select the display mode, a single breakage alarm indicator circuit reference electrode, indicator unit signaling the presence of the mains voltage on the module. On the top panel of module 10 there are pins in the form of bolted connections for connecting to the mains through a circuit breaker of the voltage conversion module 25, mains fuses, a circuit breaker, pins for selecting the maximum output voltage, a connector for connecting to measurement unit 11, a connector for connecting to the adjacent module.

Функционирование устройства может осуществляться либо в режиме автоматического поддержания защитного тока, либо в режиме автоматического поддержания защитного потенциала. Мощность устройства определяется количеством подключенных модулей преобразования напряжения 10. При увеличении их числа максимальное выходное напряжение преобразователя для катодной защиты остается неизменным, а наращивание его мощности обеспечивается за счет увеличения максимального значения суммарного выходного тока. В режиме автоматического поддержания защитного тока техническими средствами каждого модуля осуществляется непрерывное измерение текущего значения его выходного тока, сравнение его с требуемым значением, установленным с помощью потенциометра, и изменение режима выходного каскада таким образом, чтобы текущее значение выходного тока было равно требуемому значению с заданной точностью. В режиме синхронного управления значение тока задается на передней панели базового модуля и с помощью жгута связи передается на входы соответствующих каскадов всех модулей преобразования напряжения 10. В режиме автономного управления значение тока задается на передней панели каждого модуля 10 и жгут связи может быть отключен. Цифровой индикатор, расположенный на передней панели каждого модуля, отображает текущее значение выходного тока данного модуля, а цифровой индикатор "Iвых", расположенный на блоке индикации 13, отображает текущее значение суммарного выходного тока всего преобразователя, которое можно определить также суммированием показаний индикаторов всех модулей 10. Включенное состояние счетчика времени наработки 14 индицируется мерцанием единичного индикатора, расположенного в правом нижнем углу цифрового индикатора "Время наработки". В режиме автоматического поддержания защитного потенциала осуществляется непрерывное измерение текущего значения потенциала, сравнение его с установленным значением и изменение режима выходных каскадов всех модулей 10 таким образом, чтобы текущее значение защитного потенциала было равно установленному значению. При этом на цифровом индикаторе «U пот» блока индикации 13, а также на передней панели модуля преобразования напряжения 10 отображается текущее значение защитного потенциала. Значение защитного тока, обеспечивающего поддержание требуемого значения защитного потенциала, отображается на цифровом индикаторе "Iвых" блока индикации 13. При обрыве в цепи электрода сравнения во время работы в режиме автоматического поддержания защитного потенциала включается индикатор "ОБРЫВ ЭС" и обеспечивается автоматическое переключение преобразователя напряжения 10 в режим поддержания защитного тока, предварительно установленного при настройке преобразователя. При возникновении короткого замыкания в цепи нагрузки в режиме поддержания тока преобразователь для катодной защиты продолжает поддерживать заданный ток, напряжение на выходе при этом снижается до нуля. При возникновении короткого замыкания в цепи нагрузки в режиме поддержания потенциала преобразователь ограничивает ток на уровне, установленном при настройке режима. Напряжение на выходе при этом снижается до нуля. После устранения перегрузки автоматически восстанавливается режим преобразователя, в котором он находился до возникновения перегрузки, то же самое обеспечивается при исчезновении и последующем возникновении напряжения в питающей сети.The functioning of the device can be carried out either in the mode of automatically maintaining the protective current, or in the mode of automatically maintaining the protective potential. The power of the device is determined by the number of connected voltage conversion modules 10. With an increase in their number, the maximum output voltage of the converter for cathodic protection remains unchanged, and the increase in its power is provided by increasing the maximum value of the total output current. In the mode of automatically maintaining the protective current by the technical means of each module, it continuously measures the current value of its output current, compares it with the required value set using the potentiometer, and changes the output stage mode so that the current value of the output current is equal to the required value with a given accuracy . In the synchronous control mode, the current value is set on the front panel of the base module and, using the communication harness, is transmitted to the inputs of the corresponding stages of all voltage conversion modules 10. In the autonomous control mode, the current value is set on the front panel of each module 10 and the communication harness can be disconnected. The digital indicator located on the front panel of each module displays the current value of the output current of this module, and the digital "Iout" indicator located on the display unit 13 displays the current value of the total output current of the entire converter, which can also be determined by summing the readings of the indicators of all modules 10 The on state of the running hours counter 14 is indicated by the flickering of a single indicator located in the lower right corner of the digital indicator "Running hours". In the mode of automatically maintaining the protective potential, the current potential value is continuously measured, compared with the set value and the output stages of all modules 10 are changed in such a way that the current value of the protective potential is equal to the set value. At the same time, the current value of the protective potential is displayed on the digital display "U sweat" of the display unit 13, as well as on the front panel of the voltage conversion module 10. The value of the protective current, ensuring the maintenance of the required value of the protective potential, is displayed on the digital indicator "Iout" of the display unit 13. If the reference electrode breaks during operation in the mode of automatically maintaining the protective potential, the indicator "BREAK OFF" is activated and the voltage converter 10 switches automatically into the mode of maintaining the protective current pre-set when setting up the converter. If a short circuit occurs in the load circuit in the current maintenance mode, the converter for cathodic protection continues to maintain the specified current, and the output voltage decreases to zero. If a short circuit occurs in the load circuit in the potential maintenance mode, the inverter limits the current at the level set when setting the mode. The output voltage is then reduced to zero. After eliminating the overload, the converter mode in which it was before the occurrence of overload is automatically restored, the same is ensured when the voltage disappears and the subsequent occurrence in the mains.

Работа преобразователя заключается в следующем.The operation of the converter is as follows.

В жаркую погоду в соответствии с сигналом, поступающим от датчика температуры в устройство управления, привод подъема/опускания крыши 24 удерживает последнюю в крайнем верхнем положении. При этом отвод тепла от штыревого теплоотвода модуля 10 обеспечивается конвекцией за счет отверстий в дне 4 корпуса, отверстий в защитной сетке и зазором по всему периметру крыши между внутренней ее поверхностью и защитной сеткой, а также между боковыми стенками корпуса, внешними поверхностями передней и боковой дверей и между боковыми вертикальными стенками нависающей над корпусом крыши 5. В холодную погоду по сигналу от датчика температуры устройство управления подает на привод подъема/опускания крыши 24 команду на опускание крыши 5. Таким образом, узлы преобразователя напряжения 10 в период неблагоприятных погодных условий являются более защищенными.In hot weather, in accordance with the signal from the temperature sensor to the control device, the drive for raising / lowering the roof 24 holds the latter in its highest position. In this case, heat removal from the pin heat sink of module 10 is ensured by convection due to holes in the bottom 4 of the case, holes in the protective mesh and a gap around the entire perimeter of the roof between its inner surface and the protective mesh, as well as between the side walls of the housing, the outer surfaces of the front and side doors and between the vertical side walls hanging over the roof body 5. In cold weather, the signal from the temperature sensor controls the roof raising / lowering drive 24 to the roof lowering command 5. So m, the voltage converter units 10 during adverse weather conditions are more secure.

Работа привода подъема/опускания крыши 24 происходит следующим образом. При необходимости перемещения крыши 5 электродвигатель 35 переходит в режим вращения выходного вала, что вызывает вращение ходового винта 33 и перемещение в вертикальном направлении ходовой гайки 32. Закрепленный на ней шток 30 также перемещается, обеспечивая перемещение крыши 5. Снятие команды на перемещение вызывает прекращение вращения вала электродвигателя 35, и крыша 5 прекращает движение. При этом электродвигатель 35 во время стоянки не потребляет электроэнергию, то есть система обладает эффектом "памяти положения". Новое перемещение крыши 5 начинается с того положения, в котором она остановилась после последней команды на перемещение.The operation of the drive raising / lowering the roof 24 is as follows. If it is necessary to move the roof 5, the electric motor 35 enters the rotation mode of the output shaft, which causes the rotor 33 to rotate and the spindle nut 32 to move in the vertical direction. The rod 30 mounted on it also moves, allowing the roof to move 5. Removing the move command causes the shaft to stop rotating the electric motor 35, and the roof 5 stops the movement. At the same time, the electric motor 35 does not consume electricity during parking, that is, the system has the effect of a “position memory”. A new movement of the roof 5 begins with the position in which it stopped after the last move command.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Элементы корпуса, в том числе левая боковая стенка 1, правая боковая стенка 2, задняя стенка 3 корпуса, крыша 5, передняя дверь 6, боковая дверь 8 выполнены из листовой стали толщиной 1.5 мм. Дно корпуса 4 и верхняя защитная сетка изготовлены из металлической сетки с диаметром ячейки не более 2.4 мм в соответствии с требованиями ГОСТ 14254-96 (код IP). Замки передней двери 7 и замки боковой двери 9 выполнены под ключ в виде многогранника. Причем ключом от боковой двери нельзя открыть переднюю дверь. Ключи изготовлены из закаленной стали. Теплоотводы модуля преобразования напряжения 10 выполнены из сплава алюминия и меди, стенки - из оцинкованной стали, передняя и верхняя панели - из листового стеклотекстолита. Выходной каскад реализован на кольцевых сердечниках марки М2000НМ1 К45×28×12 и МП140 К44×28×10.3, полевых транзисторах типа IRFP22N50A, на диодах BYV72EW, HER307, конденсаторах фильтра типа К50-35 220 мкФ ×450 В, конденсаторах развязки типа К73-17-0.1×400 В, К78-2 - 3300×2000 В. Устройство управления реализовано на контроллере К1156ЕУ2, операционных усилителях 140УД12, варисторах типа TVR20391 и разрядниках типа NS3R400F, входящих в узел защиты от перенапряжения при грозовых разрядах, мостовом выпрямителе типа КВРС-1008, резисторе типа С5-5 в качестве ограничения тока при включении питания, тиристоре типа MCR12M в схеме блокировки, микросхемы типа PIC 18F1320-1/P для управления светодиодным индикатором типа BC56-125RWA. Блок измерения 11 выполнен на базе процессора типа PIC 18F452-1/P, операционных усилителей типа ОР177А, OP296GS, коммутаторов типа CPC1035N, PWG612S, применяемых в схеме измерения поляризационного потенциала. Блок индикации 13 и счетчик времени наработки 14 реализованы на специализированной микросхеме типа MAX695EPL для управления индикаторами типа BC56-125RWA. Блок телемеханики 15 реализован на базе процессора типа PIC 18F252-1/SO, операционных усилителей типа OP296GS, микросхемы интерфейса типа ADM232AARN, сотового GSM модема типа 1306 В, аккумулятора типа TR 1,3-6. В качестве защитного корпуса применен корпус типа G-265. В качестве сетевой колодки применена колодка типа ТВ6303. Счетчик электроэнергии 17 применен типа СЭА11М. Автоматы защиты сети 18, 25 использованы типа ДЕК-6А, ДЕК-25А. Сервисная розетка 19 использована типа РА16260. Кронштейн 20 выполнен из листовой стали. Колодка телемеханики 21 использована типа ТВ1506. Защитная панель 22 выполнена из листовой стали. Неподвижные элементы привода подъема/опускания крыши 24 выполнены из стали, подвижные - из латуни, а электродвигатель 35 использован типа ДШИ-200-3. Плата питания 26 реализована на трансформаторах типа ТП-1243-1, ТП-122-11, на микросхемах стабилизации напряжения типа 7805, 7815, 7915, выпрямительных диодах типа 1N5821, конденсаторах фильтра типа К50-35 220 мкФ ×50 В, К50-35 100 мкФ ×50 В. Опора 27 выполнена из прямоугольной трубы 20×20 мм.Housing elements, including the left side wall 1, the right side wall 2, the rear wall 3 of the housing, the roof 5, the front door 6, the side door 8 are made of sheet steel 1.5 mm thick. The bottom of the housing 4 and the upper protective mesh are made of metal mesh with a cell diameter of not more than 2.4 mm in accordance with the requirements of GOST 14254-96 (IP code). The locks of the front door 7 and the locks of the side door 9 are made turnkey in the form of a polyhedron. Moreover, the key to the side door cannot open the front door. The keys are made of hardened steel. The heat sinks of the voltage conversion module 10 are made of an alloy of aluminum and copper, the walls are made of galvanized steel, the front and upper panels are made of fiberglass sheet. The output stage is implemented on ring cores of the M2000NM1 K45 × 28 × 12 and MP140 K44 × 28 × 10.3 brands, field-effect transistors of the IRFP22N50A type, BYV72EW, HER307 diodes, filter capacitors of the K50-35 type 220 μF × 450 V, isolation capacitors of the K73-17 type -0.1 × 400 V, K78-2 - 3300 × 2000 V. The control device is implemented on the K1156EU2 controller, 140UD12 operational amplifiers, TVR20391 varistors and NS3R400F type arresters included in the surge protection unit during lightning discharges, and the KVRS-1008 bridge rectifier resistor type C5-5 as a current limit when power is turned on, tyri MCR12M type lock in the interlock circuit; PIC 18F1320-1 / P type microcircuits for controlling the BC56-125RWA type LED indicator. Measurement unit 11 is based on a PIC 18F452-1 / P type processor, OP177A, OP296GS operational amplifiers, CPC1035N, PWG612S switches used in the polarization potential measurement circuit. Indication unit 13 and operating hours counter 14 are implemented on a specialized chip type MAX695EPL for controlling indicators of type BC56-125RWA. The telemechanics block 15 is implemented on the basis of a PIC 18F252-1 / SO type processor, OP296GS type operational amplifiers, an ADM232AARN type interface chip, a 1306 V type GSM cellular modem, and a TR 1.3-6 type battery. As a protective case, a type G-265 case is used. As a network block, a block of type TV6303 is used. The electricity meter 17 is used type SEA11M. Network circuit breakers 18, 25 are used of type DEK-6A, DEK-25A. Service socket 19 used type PA16260. The bracket 20 is made of sheet steel. The telemechanics block 21 is used as type TV1506. The cover plate 22 is made of sheet steel. The fixed elements of the drive for raising / lowering the roof 24 are made of steel, the movable elements are made of brass, and the electric motor 35 is used of the DSHI-200-3 type. Power board 26 is implemented on transformers of the TP-1243-1, TP-122-11 type, on voltage stabilization circuits of the type 7805, 7815, 7915, rectifier diodes of the type 1N5821, filter capacitors of the type K50-35 220 μF × 50 V, K50-35 100 μF × 50 V. Support 27 is made of a rectangular tube 20 × 20 mm.

Таким образом, предлагаемое техническое решение преобразователя для катодной защиты позволяет:Thus, the proposed technical solution of the Converter for cathodic protection allows you to:

- повысить надежность работы преобразователя и безопасность его обслуживания путем исключения жгута, подвергающегося деформации при открывании/закрывании двери;- to increase the reliability of the converter and the safety of its maintenance by eliminating the bundle undergoing deformation when opening / closing the door;

- повысить удобство обслуживания преобразователя путем расположения всех индикаторов во фронтальной плоскости, а также путем расположения блока телемеханики в отсеке, доступ в который обеспечен через открытую боковую дверь;- increase the convenience of maintenance of the Converter by placing all indicators in the frontal plane, as well as by placing the telemechanics unit in the compartment, which is accessed through an open side door;

- обеспечить безопасность персонала, обслуживающего телемеханику, от поражения электрическим током, т.к. открытая боковая дверь обеспечивает доступ к блоку телемеханики и к индикатору счетчика электроэнергии, но исключает соприкосновение человека с токоведущими частями преобразователя, которые могут находиться под напряжением, опасным для жизни человека. Это обстоятельство исключает необходимость в аттестации персонала, обслуживающего телемеханику, а также персонала, ведущего контроль за потреблением электроэнергии преобразователем напряжения;- ensure the safety of personnel serving telemechanics from electric shock, as an open side door provides access to the telemechanics unit and to the indicator of the electricity meter, but excludes human contact with live parts of the transducer, which can be under voltage, dangerous to human life. This circumstance eliminates the need for certification of personnel servicing telemechanics, as well as personnel monitoring the consumption of electricity by a voltage converter;

- повысить качество работы преобразователя за счет повышения точности показаний встроенных индикаторов путем применения цифровых индикаторов взамен стрелочных;- improve the quality of the converter by improving the accuracy of the built-in indicators by using digital indicators instead of arrow ones;

- повысить устойчивость преобразователя к неблагоприятным климатическим воздействиям за счет возможности регулирования суммарной площади поперечного сечения вентиляционных каналов путем подъема/опускания крыши. Это позволяет существенно ограничить в зимний период доступ климатических осадков в виде снега, дождя к внутренним частям преобразователя.- increase the resistance of the converter to adverse climatic influences due to the possibility of regulating the total cross-sectional area of the ventilation ducts by raising / lowering the roof. This makes it possible to significantly limit the access of climatic precipitations in the form of snow and rain to the interior of the converter in winter.

Claims

1. A converter for cathodic protection, comprising a housing having side, rear walls, a bottom, a roof, and a front door, provided with technological holes for supplying external cables, at least one voltage conversion module, a measurement unit, a connection panel, an indication unit, including a set of indicators for displaying the current value of the output voltage, output current, protective potential and an operating time counter for displaying the total operating time of an object, a telemechanics unit fixed to to the housing wall, an electrical equipment unit, including a network block, an electricity meter, a circuit breaker and a service outlet, while the measurement unit and the connection panel are fixed in the case by means of a bracket on its front side, the voltage conversion module is connected to the measurement unit, with a connection panel and the output of the circuit breaker, and the connecting panel is connected to the output of the measurement unit, which is connected to the display unit, as well as to the telemechanics unit, characterized in that the housing is equipped with an additional side door, the side wall of the case on the side of the side door has a part curved inside the case, forming a compartment for placing the telemechanics block, equipped with a protective panel, and the indicators of the display unit are digital, while the display unit is located on the bracket above the measurement unit, the measurement unit is made with the ability to convert the measured parameters into a control signal for digital indicators, the electrical unit is fixed on the side of the inner surface of the side wall, and on the sides second wall of the housing has a window at the location of the meter board, and at least one process opening for cable access.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that it is equipped with a telemechanics block for connecting the measurement unit to the telemechanics block, wherein the telemechanics block is fixed on the outside of the side wall from the side of the side door.

3. The Converter according to claim 1, characterized in that it contains at least one circuit breaker of the voltage conversion module through which the voltage conversion module is connected to the circuit breaker of the electrical unit, while the number of circuit breakers corresponds to the number of converter modules voltage.

4. The Converter according to claim 1, characterized in that the electrical equipment unit is located closer to the front door, while the elements of the unit are located vertically, the bottom of which is the power block, then a service outlet, an electricity meter, and the circuit breaker is located on the front side bracket to the left of the measurement unit.

5. The Converter according to claim 1, characterized in that it is equipped with a power board mounted on the back of the bracket and connected to the output of the circuit breaker and to the measurement unit, display unit, telemechanics unit.

6. The Converter according to claim 1, characterized in that the roof is movable in the vertical direction by means of two drives, each of which consists of an electric motor and a screw-nut transmission mechanism located along the side walls in their central part.

7. The Converter according to claim 1, characterized in that the housing is made on a support.

8. The Converter according to claim 1, characterized in that the technological holes for supplying external cables are located in the bottom of the housing.

9. The Converter according to claim 1, characterized in that the bottom part is made with ventilation holes.

10. The Converter for cathodic protection according to claim 1, characterized in that the housing is equipped with a protective grid located horizontally in its upper part.

11. The Converter according to claim 1, characterized in that the front and side doors are equipped with two locks each, while the locks for the front door are made different from the locks for the side door.

12. The Converter according to claim 1, characterized in that the roof is overhanging.