Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 1302—2010
强制电流阴极保护电源设备应用技术
Specifications of power supply equipment for impressed current
cathodic protection and its operation
2010一08一01 实施
2010一05一25 发布
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY 1302—2010
目 次
前言 1 范围
规范性引用文件 3 术语和定义 4 一般规定 5 电源设备类型 6 性能试验
2
.
标志、使用说明书 8 包装、运输、储存 9 设备安装 10 设备调试· 11 维护。 附录A (规范性附录) 环境试验方法附录B (规范性附录) 电源设备性能测试方法附录C (资料性附录) 条文说明参考文献
7
10
11 19 21 Q/SY 1302—2010
前言
本标准的附录 A、附录 B为规范性附录，附录 C 为资料性附录本标准由中国石油天然气集团公司石油石化工程建设专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准主编单位：中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司。 本标准主要起草人：黄春蓉、龚树鸣、陈扬、张平、屠海波、牟华、李浩
Ⅱ Q/SY 1302—2010
强制电流阴极保护电源设备应用技术
1范围
本标准规定了强制电流阴极保护电源设备的基本技术要求、检验方法、标志、包装、运输、储存、安装及维护等方面的基本要求。
本标准适用于埋地钢质管道、储罐外底板、场站地下金属构筑物强制电流保护用电源设备。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有
的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 191包装储运图示标志 GB/T2423.1　电工电子产品环境试验　第2部分：试验方法　试验A：低温 GB/T2423.2　电工电子产品环境试验　第2部分：试验方法　试验B：高温 GB/T2423.3电工电子产品环境试验　第2部分：试验方法　试验Cab：恒定湿热试验 GB 2536变压器油 GB/T3482　电子设备雷击试验方法 GB/T3859.1一1993半导体变流器基本要求的规定 GB/T 3859.4半导体变流器包括直接直流变流器的半导体自换相变流器 GB 4208外壳防护等级（IP代码） GB6388运输包装收发货标志 GB9969　工业产品使用说明书　总则 GB/T21448一2008埋地钢质管道阴极保护技术规范 IEC 1024建筑物防雷
3　术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3. 1
恒电位仪 rectifier of auto-control 输出量可以调节，由闭环系统来稳定通电点通电电位的直流供电设备。
3. 2
硅整流器silicon rectifier 利用硅二极管或可控硅将交流电转换成直流电的整流装置。
3.3
可控硅恒电位仪silicon rectifier of auto-control 采用可控硅技术实现输出量调节的恒电位仪。
3. 4
高频开关恒电位仪high frequency switch rectifier of auto-control 采用高频开关电源技术实现输出调节的恒电位仪。
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3. 5
控制电位control potential 通电状态下，通电点的设定电位。
3.6
额定输出电压（Uan）rated output voltage 电源设备规定的最高输出电压。
3.7
额定输出电流（Ian） rated output current 电源设备规定的最大输出电流。
3.8
过电流 over current 超过额定电流的电流。
3.9
直流供电电压标称值（Ean）direct supply source stated value 对恒电位仪输入端所规定的直流电源标称电压值。
3.10
标称控制电位（Uen） stated value of protection potential 电源设备的最大控制电位。
3. 11
空冷型电源设备air cold source equipment 采用自然通风、强制风冷进行冷却的电源设备。
3. 12
油冷型电源设备oil cold source equipment 采用变压器油冷却的电源设备。
4一般规定
4.1电源设备输出电压不宜超过50V，电源设备的机壳必须接地，且应遵照国家安全标准的要求及有关设计文件的规定 4.2线路管道阴极保护宜选用恒电位仪；小型储罐群和站场区域阴极保护可选用多路输出恒电位仪、 硅整流器。电源设备的额定输出电流、额定输出电压宜控制在实际需要的1.5倍～8 倍。 4.3电源设备内外表面不应有明显的凹痕、裂纹、变形等现象，标志应清晰，涂层不应起泡、龟裂、 脱落或磨损；紧固件不应有锈蚀和其他机械损伤。 4.4在下列环境条件下电源设备应能正常工作：
环境温度：-25℃～50℃; 相对湿度：15%～90%; 大气压力：86kPa～106kPa。
4.5绝缘电阻
电源设备各输入、输出端子对机壳的绝缘电阻应不小于10M2。
4.6抗电强度 4.6.1交流电源输入端子对机壳应能承受1500V（有效值）、50Hz的试验电压，试验时间1min，不出现飞弧或击穿现象。 4.6.2直流电源输入端子对机壳应能承受750V（有效值）、50Hz的试验电压，试验时间1min，不出现飞弧或击穿现象。 2 Q/SY 1302—2010
4.6.3设备“零位接阴”端子分别与各远传接口的输出端子相互隔离，能承受1500V（有效值）、 50Hz的试验电压，试验时间1min，不出现飞弧或击穿现象。 4.7保护功能 4.7.1防雷保护 4.7.1.1电源设备的输入、输出端应安装有合适的雷电防护单元，并符合IEC1024的规定。 4.7.1.2当阳极线、管道受到感应雷影响时，阳极线、阴极线之间限幅电压100V～150V，过压通流容量20kA（8/20μS），漏电流小于或等于20mA；阳极线、零位接阴之间限幅电压100V～150V 过压通流容量20kA（8/20μS），漏电流小于或等于20mA；参比线、零位接阴之间限幅电压5V，过压通流容量50A（10/1000μS），漏电流小于0.3μA（3V）。 4.7.2过电流保护
a）电源设备必须具有过电流保护装置。 b）当电源设备输出电流达到额定值的102%～110%时，自动切断输出电流或自动限流，并声光
报警，延时一定时间后可自动恢复输出。持续2min 可自动限流或切断输出。
4.7.3过热保护
当电源设备内带散热器的半导体器件和电源变压器温度超过规定值时，应自动关机。 4.7.4故障保护
恒电位仪工作中出现故障时，应采用红色指示灯指示，并发出报警。 4.7.5一用一备系统互锁保护
工作机与备用机的运行应有互锁功能。
4.8数据传输要求 4.8.1当需实现远程测控时，应提供点对点或（和）数字通讯接口。 4.8.2远传远控至少应具有以下功能。 4.8.2.1点对点接口：
a）输出电压在0V～UaN（V）范围内变化，“电压信号输出”端口应变换成 4mA～20mA的标准
工业信号，变换误差应不大于1%。 b）输出电流在0A～IaN（A）范围内变化，“电流信号输出”端口应变换成4mA～20mA的标准
工业信号，变换误差应不大于1%。 c）当采用硫酸铜参比电极时，保护电位在OV～－UeN（V）范围内变化，“电位信号输出”端口
应变换成4mA～20mA的电流信号，变换误差应不大于1%；当采用高纯锌参比电极时，保护电位在1V～-Uen（V）范围内变化，“电位信号输出”端口应变换成 4mA～20mA的电流信号，变换误差应不大于1%。
d）远控输出通断功能：当输入高电平远控通断信号时，系统进入通/断的间歇测试状态；输入
低电平远控通断信号时，系统恢复连续电流输出状态，响应时间小于10ms；通/断的间歇测试状态10h 累计时钟误差不超过100ms。
4.8.2.2数字通讯接口：
a）通过数字通讯接口，计算机应能测量到输出电压、输出电流、保护电位值，测量误差应不大
于 1. 5% 。 b）远控输出通断功能：当设备接收到执行通断的信号时，系统进入通/断的间歇测试状态；接
收到结束通断信号时，系统恢复连续电流输出状态，响应时间小于10ms；通/断的间歇测试状态 10h累计时钟误差不超过100ms。
4.9自检功能
恒电位仪应具有恒电位自检功能。
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4.10冷却方式
除非另有规定，冷却方式应首选空冷型。冷却空气的日平均温度应不超过30℃或年平均温度应不超过25℃。
室外安装应首选油冷型，冷却油应符合GB2536 的规定。 4.11 系统温升要求
系统满载24h后，其极限温升应符合表1的要求。
表1 系统温升要求
极限温升
部件和部位
℃ 45
主电路半导体器件外壳与半导体器件相连接的铜母线的螺钉固定处与半导体器件相连接的绝缘导线主电路上阻、容元件
裸铜45；有锡镀层55
35
距外表面30mm处的空气：25 60（A级绝缘）、80（B级绝缘)
变压器、电抗器的线圈、铁芯
不损伤相接触的绝缘零件
4.12 测量、显示
电源设备应能测量和显示输出电压、输出电流、保护电位、电源电压等参数，精度1.5级，同时采用指示灯显示各个工作状态
采用数字方式显示输出电压、输出电流、保护电位、电源电压等参数时，数字应清晰、明亮，显示窗应设置在方便观察的位置。 4.13接线端子
电源设备接线板上应装有电源输入、阳极输出、阴极输出、零位接阴、参比输入、机壳接地等接线端子，接线柱应安装在绝缘板上，接线柱的大小满足连接线横截面积的要求，同时要满足强度要求。接线板上应设有维修专用的电源插座。如有传输要求，接线板上应设置数据传输接口。 4.14“三防”要求
机内电路板、导线焊接点应采取防霉、防潮、防尘处理。 4.15机壳
机壳采用厚度不小于1.5mm的冷轧钢板成形，表面采用静电喷塑防腐处理。机壳防护等级：室外IP55及以上，室内IP31及以上，且满足GB 4208要求。 4.16负载等级
电源设备负载等级应满足GB/T3859.1的I级要求。
4.17噪声
电源设备运行噪声一般应不高于95dB（A），但与经常需要操作、监视和维护的设备安装在一起的电源设备，应不高于80dB（A），要求安静环境时，应不高于65dB（A）。 4.18使用寿命
电源设备正常运行条件下连续工作寿命不低于10年。
5电源设备类型
5.1硅整流器 5.1.1电源要求
交流供电电源：
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单相（220±10%）V，频率：（50±5%）Hz; 三相（380±10%）V，频率：（50±5%）Hz
5.1.2输出电压、输出电流范围
输出电压的可调范围应为0V［或2%UaN（V)」～100%UaN（V），输出电流的可调范围应为 0A [或2%IaN （A)］ ～100%IaN （A)。 5.1.3 调节方式
可采用下列之一的调节方式，实现输出电压、输出电流的调节。 a）步进式调节：采用粗调、中调、细调三组开关，实现在额定输出电压范围内达到64阶以上的
电压调节。 b）自耦变压器调节：采用自耦变压器，实现输出电压的连续调节。 c）可控硅调节：通过改变可控硅的导通角，实现输出电压 2%UaN（V）～100%UaN（V）、输出
电流2%IdN（A）～100%IdN（A）的连续调节。 d）输出端串联可变电阻器，实现输出电流2%～100%的调节。
5.1.4通断模式
就地控制通断和远程控制通断均应具有通12s，断3s 的通断模式，并应适应通 4s，断1s 及通
0.8s，断0.2s 的测试模式要求。 5.2可控硅恒电位仪 5.2.1电源要求
交流供电电源：单相（220±10%）V，频率：（50±5%）Hz; 三相（380±10%）V，频率：（50±5%）Hz。
5.2.2输出电压、输出电流范围
输出电压的可调范围应不窄于2%UaN（V）～100%UdN（V），输出电流的可调范围应不窄于 2%IdN (A) ～100%IdN (A)。 5.2.3恒电位控制范围
恒电位的控制范围应根据被保护结构的类型和所用参比电极的类型来确定，并应在该范围内连续可调。当碳钢和低合金钢阴极保护采用Cu－CuSO4参比电极和高纯锌参比电极时，其恒电位控制范围应为OV～-Uen（V)。 5.2.4恒电位精度
当负载变化、电网电压在本标准规定的范围变化时，电源设备的通电点电位值的变化应小于5mV。 5.2.5参比电极输人端输人阻抗应不小于1M2。 5.2.6电源设备应具备下列运行模式：
a）恒电位。 b）恒电流。 c）整流器。
5.2.7交流纹波系数
恒电位仪处于额定状态工作时，其电压输出纹波系数应不大于5%。
5.2.8抗干扰能力 5.2.8.1抗持续干扰特性：仪器应具有抗交流50Hz工频干扰功能，在“参比电极”端子与“零位接阴”端子之间加人50Hz，30V持续干扰电压时，保护电位值的变化不大于5mV。 5.2.8.2抗瞬间干扰特性：参比线、零位线之间瞬间应能承受4J，1500V过电压。 5.2.9偏离控制电位误差报警功能
当通电点电位偏离控制电位30mV～100mV时，恒电位仪应能声光报警。
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