
固態(tài)去耦合器是管道陰極保護(hù)系統(tǒng)中用于隔離雜散電流、保護(hù)管道和設(shè)備的關(guān)鍵裝置,排流方式基于 “正常隔離、故障導(dǎo)通” 的核心原理,通過內(nèi)部電子元件的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)對(duì)異常電流的快速疏導(dǎo)。以下是其主要排流方式及工作機(jī)制的詳細(xì)解析:
一、固態(tài)去耦合器的排流核心原理
固態(tài)去耦合器的排流功能依托于半導(dǎo)體器件、壓敏電阻、電容器等元件的非線性導(dǎo)電特性,實(shí)現(xiàn) “高阻抗隔離” 與 “低阻抗導(dǎo)通” 的動(dòng)態(tài)切換:
正常狀態(tài):阻抗極高,隔離管道與接地極,避免陰極保護(hù)電流流失。
故障狀態(tài):當(dāng)兩端電壓超過閾值,元件瞬間導(dǎo)通形成低阻抗通路,將故障電流排入大地。
二、主要排流方式及工作機(jī)制
1. 鉗位式排流(過電壓觸發(fā)排流)
原理:利用壓敏電阻或齊納二極管的電壓鉗位特性,當(dāng)兩端電壓超過設(shè)定閾值時(shí),元件迅速擊穿導(dǎo)通,將電壓鉗制在安全范圍內(nèi),同時(shí)將過電流導(dǎo)入接地極。
如雷擊過電壓:納秒級(jí)響應(yīng),快速泄放雷電流。交流電網(wǎng)故障:防止變壓器接地故障時(shí)的高壓竄入管道。
2. 強(qiáng)制排流(雜散電流主動(dòng)疏導(dǎo))
原理:通過整流橋和二極管組合,將管道上的直流雜散電流(如地鐵回流、陰極保護(hù)干擾)強(qiáng)制導(dǎo)向接地極,避免電流在管道上形成腐蝕電池。
工作機(jī)制:
當(dāng)管道電位正向偏移(高于接地極)時(shí),二極管導(dǎo)通,電流經(jīng)整流橋排流;
反向時(shí)二極管截止,維持陰極保護(hù)電位。
應(yīng)用場(chǎng)景:城市地鐵沿線、直流輸電線路附近的管道防雜散電流腐蝕。
3. 電容耦合排流(交流干擾抑制)
原理:利用電容器對(duì)交流信號(hào)的低阻抗特性,耦合交流干擾電流,同時(shí)隔離直流陰極保護(hù)電流。
特點(diǎn):對(duì)交流干擾排流效率高,不影響直流保護(hù)電位;電容容量根據(jù)干擾頻率設(shè)計(jì),需配合 MOV 防止電容過壓擊穿。
應(yīng)用場(chǎng)景:交流輸電線路平行敷設(shè)的管道區(qū)段。
4. 雙向?qū)ΨQ排流(全極性保護(hù))
原理:采用雙向晶閘管或?qū)ΨQ式 MOV 陣列,支持正、負(fù)兩個(gè)方向的過電壓觸發(fā),適用于交變電場(chǎng)或雙向雷擊場(chǎng)景。
典型結(jié)構(gòu):兩個(gè)單向晶閘管反向并聯(lián),或兩組 MOV 對(duì)稱連接,確保正負(fù)過電壓均能快速導(dǎo)通。
應(yīng)用場(chǎng)景:高壓交流輸電線路交叉跨越的管道、多雷區(qū)管道。
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