阴极保护测试桩功能需求说明
1、 测试桩功能分类
阴保测试桩(下称CPTS)是阴极保护系统中必不可少的装置，主要用于阴极保护效果和运行参数的检测。现就外加强制电流保护方式的长输管线上安装智能测试桩需求功能进行阐述(牺牲阳极保护方式的管线一般较短或多用于城镇管线，智能测试桩的需求基本为4)。按使用场所不同大致分为两大类，即场站阀室特定场所的测试桩和管道线路上的测试桩。具体分类如下：
1) 场站阀室特定场所：绝缘接头、牺牲阳极、汇流通电点和辅助阳极测试桩； 2) 管道线路上：电位、电流、极化探头、牺牲阳极和排流测试桩。 备注：为表达需求程度，将需求划分为4级，1级最强烈，4级最弱。
2、测试桩功能需求
1) 绝缘接头测试桩
其功能为用来测试绝缘装置(绝缘接头或绝缘法兰，近年新安装的以接头居多)的绝缘性能。一般接线板上需要连接6根线缆，分别为绝缘装置两侧
的管道上各引出2根线缆和两侧线缆连接的防雷接地锌电池。
如左图所示，接线板上共有8个接线柱(不同产品数量不等)，其中1#、3#(编号顺序为由左到右，由上而下，下同)接线柱为装置阴极保护侧，由管道上引出，5#为锌电池，3#和5#相连；2#、4#为装置非阴极保护侧，6#为锌电池(与5#的锌电池为一套产品，中间由绝缘片隔离，埋设在管道附近)，4#和6#相连；7#、8#为预留接线柱。
日常测试时，需要分别测量绝缘装置
两侧的管地电位(下称电位)，即1#与参比电极的电位V1#、2#与参比电极的电位V2#。通过V1#和V2#的差值情况(>100mV时表明绝缘良好，<5mV时表明
绝缘失效，5~100mV需要改变条件或其他方法判定)判断绝缘接头的绝缘性能。锌接地电池的开路电位有时也需要测量，测量时3#和5#、4#和6#需要断开连接，单独测量5#、6#的相对于参比电极的管地电位，测量完成后恢复连接。
按规范为1年1次，每个企业规定不一致，1季度、1月都有。一般设置在集输气、调压场站或阀室(故大部分的均是防爆接线箱)，人员都能到达或有人值守，安装智能测试的需求为3。 2) 牺牲阳极测试桩
其功能为通过测试桩将镁阳极(或其他阳极)与需要被保护的管线连接，从而向管道提供阴极保护。对外加强制电流的阴保系统来说，牺牲阳极一般安装在集输气场站(保护场站的埋地管线)、阀室绝缘装置放空管一侧(保护放空管线)和特定地段(穿跨越河流、铁路等，保护电位不达标时补充)需要加强保护的管线段。
如下图所示，接线板上有2根线缆，其中1#为管道上引出的线缆，2#为牺牲阳极引出的线缆(线缆数量不定，可以是2根管道引出线缆，多个阳极包引出线缆，搭接方式各不相同)，平时处于搭接状态。
日常测试时，需要测量闭合状态下的电位(即搭接状态下的管地电位)、
开路状态下管道的电位和阳极的电位以及阳极的输出电流(即管线和阳极之间串1个毫安级的电流表)，完成后恢复。
对于安装在场站或阀室的，同绝缘接头测试桩其需求为3，线路上则为1。 3) 汇流通电点测试桩
其功能为恒电位仪与管道之间的连接，恒电位仪向管道提供保护电流及反馈信号，安装在阴极保护站。如下图所示，1#为管道上的零位引线、2#为设备恒电位仪的零位引线、3#为长效参比电极地下引线、5#为长效参比电极设备引线、4#为管道上
的阴极引线、6#为设备的阴极引线，连接关系见图。
日常测试时，需要分别测量1#和2#连接时、3#和5#连接时、4#和6#连接时的电位，该参数非常重要，关系到恒电位仪的运行状态及管线上阴保运行状态。目前该参数都是抄录恒电位仪设备显示屏上的显示值，与实际值会存在一定偏差，而每日拆卸(密封板)工作量又比较大，需要等级为1。
4) 辅助阳极测试桩
其功能为辅助阳极地床与设备恒电位仪的连接，安装在阴极保护站，线缆连接关系同牺牲阳极。日常测试时，只测试阳极地床的接地电阻，此时需关闭恒电位仪，断开连接。使用接地电阻测试仪测试其接地电阻，因存在多个操作程序(关键关停恒电位仪)，故实现智能较为困难，需求为4。 5) 电位测试桩
其功能为测试管道线路上的保护电位，是阴保系统上数量最多，一般1
处/公里，是日常测试中接触频繁的测试桩，可通过测试其保护电位，判断管线是否得到了有效的阴极保护，基础数据。
如左图所示，电位测试桩一般有2根线缆，均为由管道上引出(可理解为1备1用)。日常测试时，测试其电位。因其布设的密度大(相对于其他测试桩)，而长输管线途径的环境多变，部分区域车辆甚至人员难以到达(深山密林)，或测试需要花费很多时间，特别是恶劣天气时，浪费了人力物力。故而现在很多管线电位测试桩的设置，要么很密集(间距3、4百米，满足设计数量要求)，要么很稀疏(间距可达3、4公里)，在人员难以测量的区域，设置智能测试桩的需求为1。
电位测试桩，属于基础桩，其他如排流桩、极化探头(腐蚀试片)、牺牲阳极等类型测试桩均是在电位桩的基础上变化而来的。 6) 电流测试桩
其功能为计算管道外防腐层的电阻率，通过测量通、断电位以及管中电流，计算防腐层的绝缘电阻率。其结构为接线板上有4根管道线缆，分别焊接在管道上。4根线缆的焊点间距按相关规定布设。日常测试中，一般作为电位桩进行测试，需求为3。 7) 极化探头(腐蚀试片)测试桩
极化探头为一整套设备，由三个线缆接出，分别为硫酸铜参比电极、需与管道连接的腐蚀试片和不需与管道连接的腐蚀试片。其功能主要有在现有阴保情况下，模拟防腐层破损，一定面积露铁点是否能得到有效的阴极保护(试片与管道线缆搭接)和测试模拟自然电位(未与管线搭接)。
如左图所示，3#为参比电极，5#、7#为腐蚀试片，6#、8#为管道，5#与6#连接(照片中
拆除了)。日常测试中，需要测试参比电极的参比差(通过便携参比)，7#的自然电位和5#、6#及8#的保护电位。另需要测试5#与6#断开瞬间，5#的瞬间断电电位(即真实保护电位)，这个比较难实现。需求为2。 8) 排流测试桩
其功能为管道与排流装置(锌带或镁阳极或其他接地极产品)的连接，若接地极为锌带(辅以角钢)时，需要在两者之间添加一个固态耦合器，日常测试时同电位测试桩(较小频率需要测试锌带的接地电阻)；若为镁阳极时，日常测试同牺牲阳极测试桩。
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