1 设计遵循的规范、标准
钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范 SY 0007-99
埋地钢质管道阴极保护参数测试方法 SY/T 0023-96
埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范 SY/T 0036-2000
阴极保护管道的电绝缘标准 SY/T 0086-2003
2 设计参数
土壤 电阻率： 1.0Ω&m
地下水位： 1.20m
自然电位： -0.65V 相对饱和硫酸铜参比电极）
汇流点电位： -1.25V（相对饱和硫酸铜参比电极）
管道保护电位：≤ -0.95V（相对饱和硫酸铜参比电极）
保护电流密度： 10mΑ／m2
3 阴极保护系统设计
3.1 概述
对站内管网采用强制电流法阴极保护，辅助阳极采用高硅铸铁阳极。设1套阴极保护系统，设在专门的阴极保护间内。设2台恒电位仪，其中1台备用，两台恒电位仪通过中央控制台互相切换；设1支长效参比电极；根据管线分布，在站内设6～8组阳极地床。
3.2 技术要求及相关技术参数
3.2.1 阴极保护控制台主要技术性能及参数
（1 ） 使用环境
环境温度： -15°C～+45°C
相对湿度： 20～90%
（2 ） 电源：单相 AC220V±10% 50Hz±5%
（3）安全要求：绝缘电阻：电源进线对机壳≥2MΩ；电气强度：电源进线对机壳可承受1500V（有效值），50HZ的电压，历时1min不应出现闪络或击穿。
（4 ） 功能
由开关选择投入运行设备。
可测量运行仪器的输出电压、输出电流、保护电位等。
可监测交流输入电压。
可测量、记录运行仪器的电能消耗。
设有互锁装置，防止两台恒电位仪同时投入运行。并有工作机（A）与备用机（B）运行状态手动互换功能，并且工作机因意外故障停机及延时误差时，可自动及时启动备用机功能。
设有维修专用的电源插座。
在埋地管道阴极保护参数测试中，具有手动控制阴极保护电流处于通12S，断3S间歇工作状态的功能
管地电位输出范围：0～-3.0V
抗干扰能力：输入承受1000V（AC）0.2S时仍能正常工作。
输入阻抗：大于 1MΩ
输出负载电阻：0-600Ω
系统变换误差：不大于2%（包含恒电位仪工作噪声的影响）
(5) 防雷击保护
当阳极线、管道受到感应雷影响时，阳极、阴极线之间：限幅电压：100-150V; 过压通流容量10kA(8/20μS); 漏电流≤20mA ；阳极、零位线之间：限幅电压：100-150V; 过压通流容量10kA(8/20μS); 漏电流≤20mA ；参比、零位线之间：限幅电压：5V; 过压通流容量54A(10/1000μS); 漏电流<0.3μA(3V) 。
3.2.2 恒电位仪主要技术性能及参数
使用环境
室内温度： -15°C~45°C
相对湿度： 20~90%
电源： AC220V±10% ，频率：50Hz±5%
安全要求
满足标准 GB8898 的要求
绝缘电阻：电源进线相对机壳的绝缘电阻≥2MΩ
击穿强度：仪器的电源进行对机壳击穿电压≥AC1500V （试验时间1min）
直流输出： 40V/20A
输出电流： 20A
输出电压： 40V
波纹系数：满负荷时≤10%
恒电位功能
最小恒电位范围 -0.5V~ -3.0V ；
恒电位精度：≤ ± 10mV
恒电流功能：恒电位仪应能具有恒电流功能，在此模式下工作时，恒电位仪应能在调定的恒定输出电流下工作，而不管负载如何变化。
3.2.3 高硅铸铁阳极
（1） 含铬高硅铸铁阳极的化学成分应符合表1 的要求：
表 1 高硅铸铁阳极化学成分
化学成分
Si
Mn
C
Cr
P
S
Fe
质量百分含量 %
14..25~15.25
0.6
1.3
4~5
≤ 0.25
≤ 0.1
余量
（2） 高硅铸铁阳极的允许工作电流密度为≤ 80A/m2 ，消耗率小于0.5kg /（A×a）。
（3 高硅铸铁阳极引出线为VV-1kV/1H16mm2型。
（4 ）阳极引出线与阳极的接触电阻应为零，拉脱离强度数值应大于阳极自身质量的1.5倍，阳极接头密封可靠，阳极表面应无明显缺陷。
（5） 为了有效降低辅助阳极的接地电阻，阳极周围填加焦炭填包料。
3.2.4 采用长效饱和Cu/CuSO4参比电极，预包装在有填包料的布袋中，并带有一根截面积为2.5mm2的高分子聚乙烯铜芯电缆，不同规格的参比电极应带有清晰可读的标识。参比电极要求极化小、稳定性好、寿命长。Cu/CuSO4参比电极测量误差±10mV 。
3.2.5 电缆
高硅铸铁阳极、阴极电缆、均压电缆均采用VV22-1kV/1×25mm2 型；参比、零位接引导线为VV-1KV/1×6mm2 型；测试桩测试线为VV-1KV/1×10mm2 型。
4 阴极保护系统的施工
4.1 恒电位仪及控制台
恒电位仪及控制台放置在阴极保护间内，房间内共布置输出为40V/30A恒电位仪2台（其中1台备用）；配套的中央控制台1台。接线图见附图一。设备的安装应按设计和设备产品说明书要求进行。
4.2 汇流点及参比电极
根据站内管线的分布，设一处通电点和多处汇流点。其中，通电点旁埋设长效参比电极，可以用来恒电位仪调试电位的参比。汇流点安装图见附图二。焊点采用铝热焊焊接，焊点处需做防腐绝缘处理，防腐要求不低于原防腐层。可用环氧树脂配固化剂涂刷于焊点处。
4.3 电缆
电缆与管道的连接采用铝热焊焊接，在焊接后要采取必要的防护措施，以防接头损坏。电缆埋深在冻土层以下。直埋电缆的上、下须以不小于100mm厚的软土或沙层包覆，上盖红砖，覆盖宽度应超过电缆两侧各50mm。电缆应留有足够的裕量以防在电缆上产生张力，回填土中应去掉尖锐石块或其他可能损伤导线绝缘的材料。电缆穿路要铺设Ф89×4钢管。沿电缆走向埋设电缆标志桩。电缆与管道交叉时，相互间的净垂直距离不应小于0.5m 。
4.4 高硅铸铁阳极
根据站内管线分布情况，布置6～8组阳极地床，每组阳极包括5支高硅铸铁阳极，阳极规格φ75×1500mm。每支阳极带2m长电缆，电缆规格为VV-lkV/1×16mm2 。埋深为阳极顶部距地面1.5m ，阳极间距为2m 。辅助阳极周围用填包料包覆，径向厚度为100mm，填包料采用焦碳粉，且焦碳最大粒径宜小于15mm，含炭量大于85% 。
阳极地床的埋设宜避开地下构筑物，选择在潮湿、低洼地区。阳极安装见附图三 。
4.5 测试桩
在管网多处布置电位测试桩，以测试管道的保护电位是否达到要求。测试桩为钢质测试桩，外表作防腐处理，涂刷成醒目的桔黄色。埋设于介质流向左侧距管道中心1.5米处。桩的标识要清楚，埋设要牢固稳定。安装图见附图四。
5 投产调试
5.1 强制电流阴极保护系统，在投入运行前进行一次系统测试。测试方法应按SY/T 0023的规定进行。
5.2 系统参数测试应至少包括以下项目：
辅助阳极区的土壤电阻率；
保护电位。
判定标准为：管道电位应达到保护电位-0.90V或更负（相对于铜 / 硫酸铜参比电极）。同时有效消除IR 压降。
