恒电位仪

恒电位仪本身就是一台整流器下的一个分支，具有恒电位，恒电流功能。恒电位指的是，将参比电极反馈作为恒定标准，来控制整理器的输出。如果一旦恒电位出现问题，比如说干扰，参比电极损坏等，这时恒电位仪怎么工作呢？这时需要恒电流功能，恒定电流输出，也就是说，电流输出不变，电压变化。

只要仪器的放大倍数计算设计得正确，取样信号特性与仪器输入输出特性有足够的线性一致，并且调整良好，恒电位仪在额定工作范围内可使被保护物通电点的电位与设定的控制电位一致，误差一般在5mV以下。正因其有使通电点电位保持近于恒定的性质，因此称为恒电位仪。

阴极保护法是输气管道腐蚀防护的有效方法，恒电位仪是阴极保护系统的控制中心和电源。通过恒电位仪的正极电缆与辅助阳极相连接，通电后在地下形成一个半球面电场，负极接在被保护管道上，参比电极接线柱与参比电极相连接，参比电极埋设在管道附近，测量输气管道电位，监测保护效果。恒电位保护开启后，保护电流从恒电位仪正极流出，经过辅助阳极进入土壤，再流到管道上，又沿阴极导线回到电源负极，从而起到保护管道的作用。^[1]

理想的三电极恒电位仪电路主要由运算放大器、三电极体系、样品溶液、反馈电阻四部分构成。其中三电极体系由工作电极、参比电极、辅助电极组成。工作电极的作用是在外加电位条件下，使待测溶液发生电化学反应，从而测定该电极上产生的电流；辅助电极和工作电极组成一个导通回路；而参比电极作为工作电极和辅助电极的基准电极。反馈电阻主要将工作电极产生的电流转换成电压，以符合后端采集输入的要求^[2] 。

恒电位仪的核心是比较放大器，由深度负反馈的差动放大器构成，一般采用性能优良的集成运算放大器担任，其输入是控制和参比（取样）电路，输出到跟随放大、控制移相、振荡等电路生成触发脉冲，极化电源由晶闸管整流电路构成，通过改变导通角实现调节输出。

（1）开机

a.将恒电位仪“手动给定”旋钮、“自动给定”旋钮逆时针调到底，将“手动/自动”开关扳到“自动”位置，将“测量选择”开关扳到“给定”位置。

b.接通总电源，设备电源开关扳到“开机”位置，此时恒电位仪接通电源。

c.将“停止/运行”旋钮转到“运行”，此时恒电位仪电源接通。

d..慢慢调节恒电位仪的“自动调节”旋钮，观察电位表指示，达到设定值时停止调节。

f.将设备的“测量选择”开关扳到“C1”位置，此时毫伏表指示管道保护电位。如设备跳到“故障”可按“复位”按键开关恢复运行状态。

g.完成上述操作后至少观察0.5小时，设备无异常发热无报警现象后，从电流表记录输出电流，从电压表记录输出电压，从电位表记录保护电位。

（2）停机

将恒电位仪设备电源开关扳到“关机”位置，自动调节旋钮逆时针调到底。

（3）手动运行

在设备故障情况下经电器工程师确认恒电位仪可在手动状态运行。

安装恒电位仪的地方应该适合通风、散热，设备应该轻拿轻放，在安装接线时，应该检查电源是不是适合恒电位仪的规定电压值。

在附近有油罐的的地方安装恒电位仪，应该使用防爆类型的整流电源，大多数时候，都是将整流电源安装在仪表间里面的。

安装时一定要根据接线示意图接线，这样才能保证输出的电源极性正确。而且在接线的地方都有明确的标示符“+”“—”，首先使用万用表来测试接线柱是否准确，然后尝试通电后再将电缆的接头密封起来装好，设备安装完成后机壳要保证持续的良好的接地性能。

在给安装好的恒电位仪通电使用之前，必须先测量出管道的自然电位，而且电位值应该在-0.6V左右，这里指的注意的是，如果管道上带有临时使用的阴极保护设备，这里测试的电位仪有可能会在-1.10V或者更低。接着要测量阳极地床的电位情况，还有焦炭回填料包裹的阳极这里的电位值一般会在+0.20V~+0.30V CSE之间，注意：如果填料使用镀锌铁板圆筒。

1、每天到阴保间观察设备运行状况，记录恒电位仪的输出电流、输出电压、给定电位(给定电位本工程确定为-1.50v)、测量电位。

2、设备运行正常时，定期通过测试桩测量管道保护电位，并做好记录，如发现管道保护电位值正于-850mv时，应通知专业人员。

3、随时察看设备有无异常。如设备出现设备出现故障或异常现象如：噪音增大；输出出现较大摆动；箱体温度超过75℃或嗅到设备过热引起的异味，应及时关闭该设备。

4、恒电位仪应连续不间断运行，在设备自动状态出现故障时，可切换到手动状态运行。

5、设备出现故障时，应由电气专业维修人员检修。

一、电源指示不亮

故障原因： 主电源断路器跳闸；电源熔断器熔断；指示灯损坏

处理方法：检查设备是否有短路，然后合闸；更换熔断器或指示灯

输出电压、电流达到；C1电位指示下降

故障原因：绝缘法兰短路；或与其它地下金属结构物短路；参比电极损坏

处理方法：修复短路的绝缘法兰，断开地下金属结构物；检查参比电极测量线或更换参比电极

二、噪声增大

故障原因：机箱放置不平；主继电器接触不良；主变压器、滤波电抗器螺栓松动

处理方法：机箱垫平；更换主继电器；拧紧松动螺栓

三、故障灯亮

故障原因：测试转换跳动；阳极或阴极汇流电缆开路；参比电极电缆开路或参比电极失效

处理方法：按复位按钮；检查阳极或阴极汇流电缆；检查参比电极电缆或更换参比电极

1、安装、接线等作业，请务必在切断全部电源后进行；

2、清扫及拧紧端子须在关闭电源后进行，以防短路及触电；

3、更换控制板或元器件时须在关闭电源后进行，以防损坏设备。