SPECJALISTYCZNE PRZEDSIĘBIORSTWO ZABEZPIECZEŃ PRZECIWKOROZYJNYCH Corrpol" Sp. z o.o. ul. Elbląska 133A, 80-718 Gdańsk IMPULSOWE URZĄDZENIE POLARYZUJĄCE (IUP A-1/12 i IUP A-1.1/12) Dokumentacja Techniczno - Ruchowa (wersja dokumentacji do instalacji ochrony katodowej zbiorników podziemnych) Gdańsk, 2011
Spis treści 1. Przeznaczenie...3 2. Zasada działania...3 3. Opis układu...4 4. Konstrukcja mechaniczna...5 5. MontaŜ urządzenia...6 6. Rozruch urządzenia...7 7. Zalecenia eksploatacyjne...8 8. BHP...8 9. Wymagania specjalne...8 10. Dane techniczne...8 11. Typowe uszkodzenia...8 12. Uwagi końcowe...9-2 -
1. Przeznaczenie Impulsowe urządzenie polaryzujące przeznaczone jest do zastosowania w technologii ochrony katodowej jako niskonapięciowe źródło prądu stałego. MoŜe być wykorzystane w ochronie przed korozją elektrochemiczną podziemnych i podwodnych konstrukcji metalowych w tym rurociągów, pancerzy kabli, zbiorników itd. Zastosowana automatyczna regulacja prądu ochrony pozwala na optymalizację zabezpieczenia przeciwkorozyjnego obiektu oraz wykorzystanie w korozyjnie zmiennych warunkach zewnętrznych, np. w strefach oddziaływania prądów błądzących. Szczególną cechą urządzenia jest jego wysoka sprawność energetyczna, niewielka stała czasowa regulacji, gładki przebieg prądu wyjściowego, a takŝe przystosowanie do pomiarów potencjału bez omowego spadku napięcia IR techniką ON - OFF. 2. Zasada działania Urządzenie zbudowane zostało na bazie zasilacza impulsowego, którego prąd wyjściowy jest automatycznie utrzymywany przez specjalnie do tego celu wykonany element regulujący. SIEĆ ZASILAJĄCA 230V/50 Hz UKŁAD OCHRONY KATODOWEJ ZASILACZ IMPULSOWY DC (12-48 V) STEROWANY PRZETWORNIK DC/DC I FILTR POMIAR PRĄDU OCHRONY ZASILACZ POMOCNICZY ELEKTRONIKI µk UKŁAD STEROWANIA NASTAWY REGULACJI I FUNKCJI Rys. 1. Schemat blokowy urządzenia. W urządzeniu jednofazowe napięcie zasilające z sieci energetycznej 230V/50Hz po obniŝeniu do poziomu 12-48 V w zasilaczu impulsowym (w modelu IUP A-1/12 do 12 V), zamieniane jest w przetwornicy DC/DC na napięcie prądu stałego odpowiadające wymaganym parametrom ochrony katodowej. Parametry wyjściowe urządzenia (napięcie wyjściowe i prąd ochrony) uzaleŝnione są od zadanych przez uŝytkownika wartości natęŝenia prądu ochrony oraz warunków polaryzacji katodowej zabezpieczanego obiektu. - 3 -
Do celów pomiarów potencjału bez omowego spadku napięcia IR urządzenie moŝe być wprowadzone w róŝne tryby cyklicznego wyłączania i włączania prądu wyjściowego. Zasada działania urządzenia zilustrowana jest na schemacie blokowym na rys. 1. Linią kreskowaną zaznaczono zasadniczy blok funkcjonalny urządzenia galwanostat. Urządzenie wykonane jest II klasie izolacji i nie wymaga uziemiania. 3. Opis układu Urządzenie zasilane jest z jednofazowej sieci napięcia przemiennego 230V, 50Hz. Doprowadzone sieciowe napięcie przemienne zostaje obniŝone i wyprostowane w zasilaczu impulsowym do wymaganego poziomu, a następnie poddane regulacji i filtracji w sterowanej mikrokontrolerem (Atmel AVR) przetwornicy DC/DC. Programowanie pracy urządzenia odbywa się za pomocą przycisków znajdujących się na jego obudowie. Część elektryczna urządzenia składa się z wyłącznika sieciowego z bezpiecznikiem nadprądowym typu ABB SH-201 B 6A (lub analogicznym), seryjnie produkowanego zasilacza impulsowego serii DR (DR-15-12) firmy MeanWell i specjalnie do tego celu opracowanego podzespołu ATLAS 1103 CPM prod. ZSE Atlas-Sollich, spełniającego rolę sterowanego galwanostatu. Wszystkie te elementy montowane są na standardowej szynie DIN35. Urządzenie IUP A-1/12 posiada jeden, a urządzenia IUP A-1.1/12 dwa takie moduły w jednej obudowie. Wygląd i funkcje poszczególnych jego części przedstawiono na rys. 2. Rys. 2. Wygląd modułu impulsowego urządzenia polaryzującego IUP A-1/12. Urządzenie uruchamia się za pomocą sieciowego włącznika zasilania. W wyniku tej operacji zasilacz podaje napięcie do galwanostatu, który umoŝliwia przepływ prądu w obwodzie ochrony katodowej o natęŝeniu zgodnym z wewnętrznymi nastawami urządzenia. Są one pamiętane po wyłączeniu zasilania i urządzenie przywraca warunki pracy (natęŝenie prądu w obwodzie wyjściowym) jakie były ostatnio nastawiane przez operatora. Zmiana wartości prądu ochronnego oraz innych funkcji urządzenia odbywa się w dowolnej chwili poprzez przyciśnięcie odpowiedniej kombinacji przycisków na wierzchniej powierzchni obudowy galwanostatu. - 4 -
4. Konstrukcja mechaniczna Część elektroniczna urządzenia zabezpieczona jest przed wpływami atmosferycznymi w obudowie z tworzywa sztucznego skrzynce ABB 18-mod IP65 12753 o klasie izolacji II wykonanej z samo gasnącego poliwęglanu z przezroczystymi przyciemnionymi drzwiczkami. Ze względów bezpieczeństwa doprowadzenie napięcia zasilającego 230V/50 Hz oraz wyłącznik i zabezpieczenie instalacyjne typu S znajdują się równieŝ w przestrzeni zamkniętej. Obudowa ta mocowana jest w górnej części ramki szafki WSKP-LA produkcji SPZP CORRPOL, zaś w dolnej płyty montaŝowe do połączeń kablowych z elementami instalacji ochrony katodowej. Całość przykryta jest od góry odporną na działania mechaniczne i klimatyczne kapsułą ochronną wykonaną z kompozytu (laminatu z włóknem szklanym) na bazie Ŝywic poliestrowych. Pokrywa ta ma konstrukcję i kształt zapewniający odpowiednią sztywność mechaniczną oraz dopływ powietrza do wnętrza obudowy. Wygląd urządzenia przedstawiają fot. 1 i 2. Fot. 1 i Fot. 2. Widok urządzenia (model IUP A-1.1/12) od przodu i od tyłu. Fot. 3. Zewnętrzna obudowa - kapsuła ochronna z zamkiem. Ramka szafki WSKP-LA (stelaŝ aluminiowy) przykręcana jest śrubami mocującymi do betonowego fundamentu specjalnej lekkiej konstrukcji. Fundament urządzenia posiada otwór wewnętrzny spełniający rolę przepustu na przewody elektryczne (zasilanie urządzenia, obwód ochronny, obwód pomiarowy). Podłączenia przewodów do wszystkich podzespołów i obwodów ochrony katodowej znajdują się pod płytami montaŝowymi w dolnej części urządzenia. W przypadku takiej potrzeby (wilgotny grunt) przestrzeń wewnątrz fundamentu moŝe być odpowiednio wypełniona i uszczelniona celem wyeliminowania rozwoju Ŝycia biologicznego wewnątrz obudowy. - 5 -
5. MontaŜ urządzenia Urządzenie w miejscu przewidywanej lokalizacji montuje się w następujący sposób: 1. Przewody elektryczne (z odpowiednim zapasem) przekłada się przez otwór w fundamencie, zaś sam fundament dokładnie ustawia się w miejscu przeznaczenia i stabilizuje się jego pozycję w gruncie, 2. W urządzeniu demontuje się kapsułę ochronną oraz tylną płytę montaŝową (ze schematem połączeń), 3. Przewody zasilania naleŝy wprowadzić bezpośrednio do obudowy układów elektronicznych urządzenia w tym celu naleŝy zdemontować przednią część tej obudowy, przełoŝyć przewód przez zadławienie i podłączyć do zacisków, następnie obudowę ponownie zamontować, 4. Przewody systemu ochrony katodowej (przyłącze katodowe, anody, elektrody odniesienia, elektrody symulujące itp.), po uwzględnieniu niezbędnego zapasu, naleŝy zakończyć odpowiednimi zaciskami kablowymi oraz oznaczyć (opisać), następnie podłączyć do odpowiednich zacisków w dolnej części na listwie montaŝowej, 5. Podłączyć pozostałe elementy systemu jeśli istnieją, np. uziemienie otokowe zbiornika, ogranicznik napięcia itp., 6. Po wykonaniu podłączeń naleŝy sprawdzić ich poprawność, np. poprzez przeprowadzenie niezbędnych pomiarów elektrycznych, 7. Zamknąć tylną płytę montaŝową urządzenie gotowe jest do uruchomienia i regulacji. Po tych czynnościach naleŝy załoŝyć i zamknąć kapsułę ochronną. UWAGA: Nie sprawdzać oporności izolacji urządzenia. Urządzenie nie posiada Ŝadnych metalowych elementów, na których mogłoby pojawić się niebezpieczne napięcie zasilacz impulsowy i obudowa urządzenia gwarantują II klasę izolacji. Rys. 3. Schemat podłączenia urządzenia do zasilania i do chronionego obiektu. - 6 -
6. Rozruch urządzenia Po włączeniu urządzenia (załączeniu włącznika typu S) dokonuje się właściwej regulacji parametrów pracy urządzenia, tj. regulacji wartości natęŝenia prądu polaryzującego. Do ustawiania parametrów pracy słuŝą przyciski na powierzchni obudowy galwanostatu. Opis oraz funkcje przycisków i wskaźników przedstawiono na rys. 4. 1. OFF - przycisk chwilowego rozłączenia prądu ochrony. 2. Ug - przycisk pomiaru napięcia na wyjściu układu polaryzacji. 3. UP, DWN - przyciski programowania wartości prądów. 4. SET, MOD - przyciski programowania trybu pracy. 5. In, E,1, 2, P, Im - wskaźniki LED - informacja o trybie pracy przyrządu. 6. OFF - wskaźniki LED - sygnalizacja braku przepływu prądu, np. po naciśnięciu wyłącznika OFF. 7. WRK - wskaźniki LED - sygnalizacja prawidłowej pracy przyrządu. 8. ALM - wskaźniki LED - sygnalizacja braku prawidłowej pracy przyrządu (sytuacja alarmowa). Rys. 4. Widok obudowy galwanostatu Atlas 1103 CPM z elementami regulacyjnymi - widoczne pole odczytowe prądu wyjściowego wyskalowane w ma. Rozruch i uruchomienie instalacji ochrony katodowej powinno odbywać się zgodnie z wymaganiamiami norm PN-EN 12954, PN-EN 13636 i PN-EN 15257. Fabrycznie wartość prądu wyjściowego ustawiona jest na 0 (zero), stąd bezpośrednio po uruchomieniu niezbędna jest wstępna regulacja wielkości prądu polaryzacji. Wartości potencjałów chronionego obiektu względem elektrod odniesienia mierzy się za pomocą woltomierza prądu stałego włączonego pomiędzy odpwiednimi zaciskami na płycie montaŝowej (zgodnie z oznaczeniami). Aby dokonać regulacji prądu wyjściowego w urządzeniu naleŝy postępować w następujący sposób: 1. Wcisnąć krótko przycisk MOD - winny zaświecić się wskaźniki In oraz E (w przypadku, gdy zaświecą się inne wskaźniki naleŝy kontynuować naciskanie przycisku aŝ do uzyskania oczekiwanej kombinacji świecących wskaźników). 2. Wcisnąć przycisk SET aktywujący klawisze UP i DWN programowania wartości prądu. 3. Przyciskami UP i DWN ustawić Ŝądaną wartość prądu ochrony widoczną na wskaźniku cyfrowym, dłuŝsze przytrzymanie przycisku zwiększa szybkość zmian nastawy. 4. Wcisnąć przycisk SET zatwierdzający ustawiony prąd ochrony. 5. Wcisnąć przycisk MOD na czas powyŝej 3 sek. - winien zgasnąć wskaźnik E, zaś wskaźnik In winien świecić. Oznacza to, Ŝe przyrząd wyszedł z trybu programowania i przeszedł do pracy z ustawionym prądem In (nominalnym). Krótkotrwałego wyłączenia prądu polaryzującego celem dokonania pomiarów potencjału podczas polaryzacji dokonuje się za pomocą przycisku OFF. Uwaga: 1. Urządzenie posiada, oprócz opisanego wyŝej, kilka innych trybów pracy, które wykorzystywane mogą być do celów diagnostycznych i serwisowych instalacji ochrony katodowej. 2. Regulację prądu ochrony katodowej i ocenę skuteczności zabezpieczneia perzeciwkorozyjnego powinien dokonywać personel posiadający co najmniej II-gi stopień certyfikacji zgodnie z normą PN-EN 15257 lub legitymujący się takimi samymi kompetencjami. - 7 -
7. Zalecenia eksploatacyjne Uruchomienie i eksploatację urządzenia polaryzującego powinny wykonywać osoby przeszkolone do prac w zakresie obsługi instalacji ochrony katodowej i posiadające w tym zakresie odpowiednie doświadczenie zawodowe. Niewłaściwe podłączenie urządzenia lub wadliwie dobrane parametry pracy mogą stać się przyczyną uszkodzenia korozyjnego zabezpieczanej konstrukcji lub konstrukcji sąsiednich. Urządzenia polaryzujące IUP powinny być eksploatowane zgodnie z przeznaczeniem i instrukcją obsługi instalacji ochrony katodowej. W przypadku uszkodzenia urządzenia naprawę powinien wykonywać wyłącznie producent lub jednostka upowaŝniona. W okresie gwarancji, w przypadku stwierdzenia próby naprawy przez osoby nieupowaŝnione, usunięcie usterek będzie wykonane na koszt uŝytkownika. Wszelkie uwagi eksploatacyjne naleŝy zgłaszać do producenta urządzenia. 8. BHP Dostęp do obsługi i regulacji urządzenia winny mieć jedynie osoby odpowiednio przeszkolone i o stosownych kwalifikacjach. Bezpieczeństwo eksploatacji i obsługi urządzenia uzyskane zostało przez zastosowanie II stopnia izolacji od strony zasilającej. Napięcie wyjściowe prądu stałego nie jest niebezpieczne dla ludzi. 9. Wymagania specjalne UŜytkownik instalacji ochrony katodowej w przypadku zasilania stacji z linii energetycznej winien zadbać, aby na początku przyłącza zasilającego zamontowane zostały stosowne odgromniki stanowiące pierwszy stopień ochrony. 10. Dane techniczne Dane znamionowe: zasilanie: 230 V, 50 Hz, maksymalny pobór mocy z sieci 15 W ochrona przeciwporaŝeniowa: II stopień izolacji zabezpieczenie zwarciowo-przeciąŝeniowe typu S napięcie wyjściowe nie więcej niŝ 15 V stopień ochrony obudów IP66 prąd znamionowy: 1 A napięcie znamionowe: 12 V sprawność: ok.. 80% zabezpieczenia elektroniczne urządzenia: automatyczne zabezpieczenie zwarciowe i przepięciowe, automatyczne zabezpieczenie termiczne. 11. Typowe uszkodzenia Wysoki stopień złoŝoności technicznej i układowej urządzenia oraz konieczność posiadania specjalistycznej wiedzy w dziedzinie budowy i konstrukcji urządzeń energoelektronicznych wyklucza wykonywanie samodzielnych napraw. W przypadku stwierdzenia nieprawidłowości w pracy urządzenia przez osoby uprawnione do pełnienia nadzoru naleŝy niezwłocznie powiadomić SPZP CORRPOL. - 8 -
12. Uwagi końcowe Producent zastrzega sobie prawo wprowadzenia zmian konstrukcyjnych urządzenia. Ewentualne uwagi dotyczących pracy urządzenia prosimy kierować pod adresem: Specjalistyczne Przedsiębiorstwo Zabezpieczeń Przeciwkorozyjnych CORRPOL Sp. z o.o. ul. Elbląska 133A, 80-718 Gdańsk, tel.(058) 300 90 00, fax. (058) 300 90 09. - 9 -