4.10　电源设备容量的选择

4.10.1　管道接地电阻

管道的接地电阻为管道保护电位减去管道极化电位再除以阴极保护总电流。在设计阶段，可以根据防腐层的电阻率进行计算。随着防腐层质量的提高，管道接地电阻所占的比重也越来越大，当管道距离不长时，不能忽略。电缆的电阻等于单位长度电阻乘以总长度。由于这些电阻比较小，在设计中经常忽略不计。

4.10.2　阳极地床的反电动势

阳极地床的反电动势为阳极极化电位与阴极极化电位之差。根据Pourbaix图，一般把阳极地床的反电动势规定为2.0V。因此，在选择恒电位仪时，应在计算电压的基础上加上2.0V。由于恒电位仪的输出电压往往远远高于实际计算的电压值，所以，该值可以忽略不计，只是在计算阳极地床接地电阻时，需要考虑阳极反电动势（或阳极的极化）引起的误差。除非在地床周围采取必要的安全措施，以防止跨步电压造成的危害，一般情况下，电源的额定输出电压不超过50V。

4.10.3　电源设备额定输出的选择

电源的输出电流决定于保护管道所需要的电流及一定的安全余量，电源的输出电压为电源输出电流与电阻的积加上阴阳极之间的反电动势。选择电源设备时，要考虑到管道防腐层的老化以及日后管道的扩建，要选择标准输出额定值的电源设备，设备余量一般取25%～50%。在存在杂散电流干扰的环境下，要提高电源的容量，以满足抑制杂散电流干扰的需求。当阴极保护需要电容量较大时，由于单相整流设备效率低（60%），应优先选用三相整流设备。

4.10.4　电源设备的防护

除了在电源输入、输出端安装防雷保护外，对处于直流输电线路接地极附近的管道，电源设备输出端（正极、负极、零位接阴电缆、参比电缆）要加装过载保护装置（热继电器或熔断器）、浪涌保护器。浪涌保护器要安装在每根电缆和接地网之间，防止引入的故障电流烧损设备。加在零位接阴电缆以及参比电缆中的保险装置额定电流将远远低于设备的额定输出。如果站内有区域保护或在跨接绝缘接头对主管道阴极保护影响不大的情况下，尽量将绝缘接头跨接以保护电源设备。

如果电源设备为硅整流恒电位仪，过小的电流输出会导致电源输出处于临界状态，输出电压始终脉动。由于管道防腐层质量的提高，阴极保护电流往往很小。为了保证电源平稳输出，最好选用高频开关电源型恒电位仪。

国外站场及管道的阴极保护，多采用整流器，其结构简单，经久耐用，维护方便，而且站场内的整流电源多数室外安装，如图4-21所示，采用风冷，非防爆型。接线箱也是非防爆型，只要达到一定防水等级即可。国内多采用恒电位仪，其结构复杂，耐用性差，一旦出现故障，基本上只有厂家才能修理。恒电位仪多数安装在室内，有时还要配备空调。所以，在以后的工程中，应考虑使用整流电源而不是一味地使用恒电位仪。

图4-21　整流器安装在防火堤外