Мегомметры

Переносный мегомметр М1101М. Мегомметр М1101М предназначен для измерения сопротивления изоляции электрических цепей без напряжения. Диапазон измерений прибора от 1 до 100 Мом. Прибор рассчитан на работу при температуре окружающего воздуха от -25 до +60 °С. Питание осуществляется от встроенного генератора переменного тока с ручным приводом. Мегомметр применяют при ремонтных и монтажных работах на станциях дренажной и катодной защиты.

Принцип измерения заключается в применении магнитоэлектрического логометра постоянного тока (рис. 4.3.6), состоящего из магнитной системы и двух рамок, одна из которых (рабочая) включена в цепь генератора тока последовательно с ограничивающими резисторами R1 и R2, другая (противодействующая) включена как вольтметр на питающее напряжение последовательно с добавочными резисторами RЗ и R4, обеспечивающими установку стрелки прибора на нулевой отметке. Автономный источник постоянного тока повышенного напряжения Г имеет ручной привод. Мегомметры М1101М по напряжению на зажимах З, Л изготовляют на 100, 500 или 1000 В. Они имеют двухпредельную шкалу кОм и МОм. На пределе МОм замкнуты контакты 2 и 3 переключателя пределов П, на пределе кОм – контакты 3, 4 и 1, 2. Каждому положению стрелки логометра соответствует определенная величина сопротивления.

Класс точности прибора 1,0. Номинальная частота вращения рукоятки генератора 120 об/мин.

Измерительные электроды

При проведении электрических измерений на установках защиты, газопроводах, кабелях относительно земли используют электроды сравнения, в качестве которых могут применяться различные металлы, имеющие в почвенном электролите определенный электродный потенциал, характерный лишь для данного металла и служащий мерой его химической активности. Основное условие получения наиболее достоверных данных измерений – сохранение постоянства стационарного потенциала электрода сравнения. В качестве стандартного электрода, потенциал которого условно принят за нуль и с которым сравнивают потенциалы других металлов, принят водородный электрод. Условно стальной электрод приравнивают к водородному. Однако если при измерениях применять стальной электрод, установленный в грунт, то при прохождении электрического тока его стационарный потенциал будет изменяться вследствие поляризации, что явится причиной ошибок в результатах измерений, поэтому такой электрод можно использовать только при измерениях в зоне блуждающих токов. В этом случае вследствие действия значительных знакопеременных величин потенциалов явлениями поляризации электрода сравнения можно пренебречь. В зонах почвенной коррозии пользуются только неполяризующимися электродами сравнения, а в зонах действия блуждающих токов – как неполяризующимися, так и стальными электродами.

Неполяризующиеся медно-сульфатные электроды сравнения. На магистральных газопроводах наиболее распространен неполяризующийся медно-сульфатный электрод – полуэлемент «медь – ион меди». Его получают следующим образом. Электрод из электролитической меди М0 или М1 помещают в раствор химически чистого сульфата меди, в котором концентрация ионов меди равна концентрации их в насыщенном растворе. Практически переносной неполяризующийся медно-сульфатный электрод сравнения представляет собой сосуд с пористым дном (рис. 4.3.7, а, б), заполненный насыщенным раствором сернокислой меди CuSO₄ (медным купоросом). В него опускают медный стержень, очищенный от окислов. Сверху сосуд закрывают крышкой. Промышленностью выпускается переносный электрод ЭН-1.

Источник ошибок при работе с переносным медно-сульфатным электродом – разность потенциалов, возникающая на границе между пористым дном электрода и почвой. Сухие пористые песчаные почвы могут вызывать отклонения разности потенциалов до 20 мВ, что возможно устранить увлажнением почвы в месте установки электрода. Чтобы уменьшить ошибку, возникающую при измерениях разности потенциалов «труба–земля» вследствие падения напряжения в грунте на участке между трубой и электродом, переносный электрод устанавливают как можно ближе к трубе, т.е. непосредственно над газопроводом.

При электрохимической защите магистральных газопроводов от коррозии применяют стационарные неполяризующиеся медносульфатные электроды сравнения (рис. 4.3.7, в), состоящие из эбонитового корпуса, дно которого выполнено из пористой керамики. В верхней части корпуса имеется отверстие для заливки насыщенного раствора или пасты сернокислой меди. Резьба отверстия предназначена для ввинчивания медного стержня, который опрессован полистиролом для предотвращения окисления. Неопрессованным остается лишь небольшой рабочий участок медного стержня, погруженный в электролит.

Стационарный электрод сравнения необходимо помещать в пункте измерения ниже глубины промерзания грунта в открытый или пробуренный для этой цели шурф. Для лучшего контакта с грунтом к нижней части электрода прикрепляют резиновую губку, тщательно пропитанную раствором химически чистой сернокислой меди. Это повышает стабильность работы электрода. Перед установкой электрод на дно шурфа насыпают слой (толщиной 8…10 см) хорошо измельченной сухой глины, не содержащей механических примесей и загрязнений, и заливают его насыщенным раствором сульфата меди (около 200 см³) . Глинистая прослойка, смоченная раствором сульфата меди, позволяет поддерживать проводимость среды, окружающей электрод на определенном уровне. После установки электрода на глинистую прослойку и вывода измерительного провода на поверхность земли шурф засыпают грунтом. При установке стационарного электрода в песчаный грунт электрод обваловывают глиной. Стационарный медносульфатный электрод, установленный в грунте у газопровода в точке дренажа СКЗ или в любом другом пункте трассы, позволяет осуществлять измерения круглый год, а также проводить работы по автоматизации и телеконтролю средств защиты. Промышленностью начат выпуск медносульфатных электродов длительного действия типа МЭД АКХ.

Металлические электроды применяются для обеспечения контакта измерительных схем с землей в качестве заземлителей и питающих электродов при измерении удельного сопротивления грунта и в некоторых случаях в качестве электрода сравнения при измерении разности потенциалов «сооружение–земля» в зонах действия блуждающих токов.

Металлические электроды в зависимости от их назначения имеют различные длину, диаметр и форму. Обычно они представляют собой стальные стержни в виде копья.

Стальные питающие электроды (рис. 4.3.8, а) снабжаются пластмассовым кольцом для ограничения глубины его погружения в землю. Длина стержня 700 мм, диаметр 15...20 мм.

Стальные измерительные электроды (рис. 4.3.8, б, в) конструктивно выполняются так же, как и питающие, но имеют меньшую длину. Иногда в верхней части они изогнуты под прямым углом.

Период стабилизации потенциала стального электрода, как правило, лежит в пределах от 3 до 20 мин, а в отдельных случаях достигает и нескольких часов. При измерении разности потенциалов сооружение – земля в зонах влияния блуждающих токов стальные электроды допускается применять, если при заданной погрешности измерения в 10 % амплитуда измеряемой разности потенциалов сооружение – земля составляет 2...3 В, а при заданной погрешности 20 % не менее 1...1,5 В.

При проведении измерений на подземных кабелях связи, проложенных в телефонной канализации, используются различные конструкции металлических электродов, изготовленные из свинца.