2022阴极保护参数智能采集与数据处理设备.docx

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1、阴极保护参数智能采集与数据处理设备前言错误!未定义书签。1范围12规范性引用文件13术语和定义14参数采集基本要求31.1 一般规定31.2 参数类型与选取原则31.3 采集要求35 采集设备的技术指标45.1 一般规定45.2 阴极保护测试探头45.3 采集仪性能指标55.3.1 参数采集基本要求65.3.2 通讯性能指标95.3.3 服役性能指标11534安全性能指标125.3.5 配件性能指标135.4 恒电位仪参数采集基本要求135.4.1 参数采集基本要求145.4.2 恒电位仪参数远程控制性能指标176 通信协议196.4 一般规定196.5 阴极保护终端通信架构196.6 通信制

2、式196.7 阴极保护电源类终端TCP通信协议196.8 阴极保护电源类终端MODUBSRTU通信协议206.9 阴极保护参数采集类终端TCP通信协议207 数据存储与管理要求207.4 一般规定207.5 数据格式要求218 安装与调试278.4 一般规定278.5 安装要求278.5.1 安装前准备288.5.2 安装程序288.5.3 安装质量检验298.6 设备调试309 采集设备运行维护管理309.4 一般规定309.5 探头维护要求309.6 采集仪维护要求319.7 采集仪故障排查与处理31附录A33附录B41附录C50附录D681范围为规范阴极保护参数智能采集与数据处理设备技术

3、要求，制定本标准。本标准规定了阴极保护参数智能采集，采集设备技术指标，通信协议，数据存储与管理，安装与调试及采集设备运行维护管理的基本要求。阴极保护参数智能采集与数据处理设备除执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准规定。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注明时间的引用文件，仅注时间的版本适用于本标准。凡是不注时间的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T3482电子设备雷击试验方法GB3836爆炸性气体环境中的电力设备GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T21448埋地钢质管道阴极保护技术规范

4、SY/T0029埋地钢质检查片应用技术规范GB/T21246埋地钢质管道阴极保护参数测量方法GB/T50698埋地钢质管道交流干扰防护技术标准SYrr（X）87.6钢质管道及储罐腐蚀评价标准第6部分：埋地钢质管道交流干扰腐蚀评价GB50991埋地钢质管道直流干扰防护技术标准3术语和定义3.1阴极保护测试探头cathodicprotectiontestingprobe用于对阴极保护及交直流干扰参数进行测量并能将其转换为电信号的器件或装置，一般由测试试片与参比电极组成。3.2试片coupon采用与被调查金属构件理化性质相似,用于阴极保护效果、交直流干扰程度、自然腐蚀电位及腐蚀速率等测定的金属试片，

5、模拟了所安装位置管道上的防腐层破损点。3.3试片通电电位couponon-potential试片与被调查金属构件电连接后测得的试片/电解质电位。3.4试片断电电位couponinstant-offpotential试片与被调查金属构件连接并充分极化后，瞬时断开试片与构件的连接后测得的试片/电解质电位。3.5参比管referencetube底部与环境相通，并填充了电解质的塑料管，通过参比管可将参比电极安放到与测试试片较近的位置，也可实现对参比电极进行定期检查和更换。3.6直流电流密度DCcurrentdensity试片表面单位面积上流过的直流电流，Am2o3.7交流电流密度ACcurrentde

6、nsity试片表面单位面积上流过的交流电流，Am2o3.8交流干扰电压ACinterferencevoltage由交流干扰产生的金属构件或试片对电解质交流电压。3.9阴极保护参数智能采集系统cathodicprotectionparameterintelligentcollection(gathering)system基于无线传感器网络技术，具备阴极保护及杂散电流干扰参数终端数据自动采集、无线数据传输和数据应用分析等多功能的智能化数据采集和监控系统。通信协议communicationprotocol双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。3.11终端terminal进行数据采集的设备，在

7、阴极保护参数采集系统中涉及的终端主要包括采集仪和恒电位仪两类。3.12上位机mastercomputer是指可以显示监测阴极保护参数并可直接发出操控命令的计算机。4参数采集基本要求4.1 一般规定阴极保护参数自动采集仪和恒电位仪参数自动采集仪应具备按设定要求进行自动采集、储存、上传的功能，并与系统平台软件开发数据接口，实现交互兼容。4.2 参数类型与选取原则4.2.1 阴极保护参数自动采集仪应采集参数包括通电电位、试片断电电位、交流干扰电压、交流电流密度；宜采集参数包括直流电流密度、自然腐蚀电位等参数。4.2.2 腐蚀速率型阴极保护电位自动采集仪还应具备试片厚度或其它表征腐蚀速率的参数监测、远

8、传功能。4.2.3 恒电位仪参数自动采集仪的应采集参数包括：运行模式、运行状态、控制参数、保护电位、输出电压和输出电流；宜采集参数包括：恒电位仪故障状态。4.3 采集要求4.3.1 日常工作模式4.3.1.1 可根据实际需求远程设置采集时间间隔，每次采集一组数据，应包括：通电电位、断电电位、交流干扰电压；宜包括：交流电流密度、直流电流密度和自然腐蚀电位。腐蚀速率型阴极保护电位自动采集仪应包括试片厚度或其它表征腐蚀速率的参数。采集仪的采集周期应可远程设置调整。4.3.1.2 在测试前宜通过测试确定试片断电电位测试的延迟时间，一般宜大于200mso4.3.2 杂散电流参数监测模式4.3.2.1 宜

9、具备由用户自定义设置或者采集参数超过设定阈值自动触发该模式功能。43.2.2 该模式主要针对电气化铁路交流干扰、城市轨道交通直流干扰或高压直流接地极干扰等特殊情况，调整相关参数采集频次。43.2.3 干扰结束、电位偏移量回到正常范围内时，自动恢复常规模式采集传输数据。5采集设备的技术指标5.1 一般规定5.1.1 采集设备包括阴极保护采集仪和恒电位仪，可实现阴极保护电位、交直流干扰参数、阴极保护设备运行参数等阴极保护相关参数的长期稳定监测，并自动上传到服务器，宜具备远程控制功能。5.1.2 采集设备宜进行模块化设计，阴极保护测试探头、电池、通讯天线、SIM卡等模块可检测与更换。5.1.3 采集

10、设备的常用配件，如智能桩、阴极保护测试探头及其它埋地装置宜进行通用性考虑。5.1.4 采集设备应有抗浪涌组件，具有防雷击能力。5.2 阴极保护测试探头521阴极保护测试探头应包括测试试片与参比电极等基本组件，可采用分体式结构，也可采用一体式极化探头结构。522阴极保护测试探头的分布原则应反映所监测对象整体的阴极保护效果、阴极保护薄弱位置或交直流干扰情况，一般宜优先选择以下位置埋设：强土壤腐蚀性地段、杂散电流干扰区、环境变化频繁、高后果区、阴极保护薄弱位置或其它业主发现的需要特别关注的地段。523测试试片材质及表面状态宜与被测结构物相似，阴极保护水平宜通过测试试片的通电与断电电位或去极化曲线来进

11、行评估。5.2.1 测试试片的裸露面积宜为ICm250c11当交直流杂散电流干扰程度为低时，用于评估阴极保护有效性的测试试片面积可根据防腐层类型进行选取，应符合表1的规定；当对交直流干扰程度进行评估或评价存在交直流杂散电流干扰时的阴极保护有效性的试片面积宜选用Icm2;自腐蚀试片的面积可选取6.5cn?50cm2；试片除裸露表面外，其余部位应作好防腐绝缘；所选试片面积及数量不宜影响阴极保护系统的输出电流。表1防腐层类型试片尺寸3PE1Cm26.5cm2FBE6.5Cm210cm2煤焦油沥青、胶带类防腐层IOem250cm25.2.2 测试试片裸露面形状宜为圆形、长条形或圆柱形，数据分析时宜评估

12、试片形状、面积、土壤电阻率、安装方式、埋设时间等因素对测试结果的影响。5.2.3 同一管道具有相同防腐层管段的检查片材质、裸露面形状、裸露面积、处理方式宜保持一致。5.2.4 对于极化稳定的试片，断电电位读取延迟时间不宜小于100mS,宜取150ms4（X）ms；断电周期不宜大于3s。5.2.5 参比电极的选择及安装宜符合下列规定：在土壤或淡水环境中，宜采用铜-饱和硫酸铜参比电极（以下简称饱和硫酸铜参比电极，缩写为CSE）；在土壤环境中也可采用高纯锌参比电极（纯度不小于99.995%）,该参比电极使用时需要采用75%石膏、20%膨润土及5%硫酸钠回填料包覆，相对于硫酸铜电极-85OmV的电位为

13、：+250mV（25）,使用温度不宜大于60；在海水环境中，宜采用银氯化银参比电极（缩写为SSC）。5.2.6 其余相关要求应符合现行标准埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法SY/T0029及埋地钢质管道阴极保护参数测量方法GB/T21246的有关规定。5.3 采集仪性能指标53.1参数采集基本要求5.3.1.1 采样功能a）通电电位采集通电电位采集性能指标见表2。表2项目要求采样范围-5.0VF5.OV,-20.0V-+20.0V和100.0V+100.0V量程自动切换，或按设计要求输入阻抗21OMQ分辨率W量程的0.1%准确度各量程不低于0.1级（误差W1%。）b）断电电位采集断电电位采集性能指

14、标见表3。表3项目要求采样范围5.0V+5.0V输入阻抗210MQ分辨率量程的0.1%准确度不低于0.1级（误差1%0）断电延迟时间150400ms,延迟时间误差10ms断电时长03s可调最小采样周期lsc）交流电压采集交流电压采集性能指标见表40表4项目要求采样范围0V-10V,OVIoOV量程自动切换，或按设计要求分辨率W量程的0.25%准确度各量程不低于05级（误差W5%o）（1）直流电流采集采集设备应预留直流电流采集的接口，采集性能指标见表5。表5项目要求采样范围-ImA+lmA,-2OmA+20mA,-100mA+100mA量程自动切换分辨率量程的0.1%准确度各量程不低于0.1级（误差W1%。）采样电阻宜为1020。，采样电阻需根据试片的对地电阻来选择，不宜超过试片对地电阻的1/10。试片裸露面积l-50cm2,选择原则参见5.2.4e）交流电流采集采集设备应预留交流电流采集的接口，采集性能指标见表6。表6项目要求采样范围OmA10mA,OmA30mA,OmAIOomA的量程自动切换分辨率W量程的0.5%准确度各量程不高于0.5级（误差W5）采样电阻宜为10Q20Q,采样电阻需根据试片的对地电阻来选择，不宜超过试片对地电阻的l10o试片裸露面积Icm2DER腐蚀速率采集采集设备应预留腐蚀速率监