廖勇 涂军 高丹平 许城玮 付锴

国家管网集团东部储运南昌输油分公司

摘要：管道阴极保护系统在长期运行过程中，恒电位仪常出现输出电压和输出电流异常等故障，影响阴极保护系统的稳定运行。本文结合输油站实际工作中碰到的恒电位仪常见故障，分析故障成因，提出针对性解决方法，并给出恒电位仪使用与维护建议，为相关工作提供技术参考与实践借鉴。

关键词：管道阴极保护；恒电位仪；故障分析；解决方法

恒电位仪作为管道阴极保护系统的核心控制设备，广泛应用于油气输送管道防腐等工程场景。某输油站在近11年的实际应用中，先后投用青岛雅合体IHF型恒电位仪2台，覆盖1条成品油管道的防腐保护。本文结合实际运维经验，针对恒电位仪运行中出现的各类常见故障，梳理分析故障形成原因并提出解决方法。

1  概述

强制电流阴极保护系统，主要通过外部直流电源对被保护金属管道提供阴极保护电流。由恒电位仪、管道、长效参比电极、辅助阳极、连接电缆等部件构成（图 1）。恒电位仪保护开启后，保护电流从恒电位仪正极流出，经过辅助阳极进入土壤，再流入到管道上，给埋地管道提供阴极保护。

图 1 强制电流阴极保护系统基本构成示意图

恒电位仪主要由控制台操作面板、交流配电盘、主备切换机、自动切换控制器等组成（图 2）。

图 2 现场恒电位仪图示

辅助阳极一般为高硅铸铁阳极、石墨阳极、钢铁阳极、柔性阳极、贵金属氧化物阳极等。阳极地床接地电阻检测周期为小于等于1年。

长效参比电极主要作为强制电流阴极保护系统恒电位工作模式下的基准信号源，其校准检测周期为小于等于6个月。

2  常见故障及解决方法

恒电位仪在运行过程中，常出现输出电压、输出电流异常等故障，不同故障对应多种成因，应采取针对性处置措施。

（1）输出电压、输出电流同时升高

故障现象：恒电位仪显示屏输出电压、输出电流同时升高至恒电位仪报警。

原因分析：①长效参比线或零位接阴线虚接、断缆；②长效参比电极失效；③绝缘接头失效；④恒电位仪采样板或采样底板坏。

解决方法：①使用ZC-8型接地电阻测试仪测量长效参比线或零位接阴线，如电阻值无穷大说明断缆，使用防腐检漏仪PCMx查找电缆路径及断点并修复或者更换新的电缆线；排查恒电位仪底部接线端以及阴极接线箱线路是否存在虚接，如紧固后故障消除说明线路存在虚接；②使用便携参比对长效参比进行校准，如电位差值大于100 mV，更换长效参比；③使用电位差法或恒电位仪同步通断法判断绝缘接头的绝缘性能，如失效需对绝缘接头进行消磁或清管作业；④切换为备用恒电位仪运行正常，则拆下备用机采样板或采样底板换至运行机，如换后恒电位仪运行正常，立即向厂家采购采样板或采样底板。

（2）输出电压升高、输出电流为零

故障现象：恒电位仪显示屏输出电压一直升高至报警、输出电流为零。

原因分析：阳极线或阴极线虚接、断缆。

解决方法：使用ZC-8型接地电阻测试仪测量阳极线或阴极线，如电阻值无穷大说明断缆，需使用防腐检漏仪PCM x查找电缆路径及断点并修复或者更换新的电缆线；或排查恒电位仪底部接线端以及阴极接线箱线路是否存在虚接，如紧固后故障消除说明线路存在虚接。

（3）输出电压升高、输出电流不变或微升

故障现象：恒电位仪显示屏输出电压升高、输出电流不变或微升。

原因分析：①阳极地床接地电阻增大，②地床老化、消耗大。

解决方法：①使用ZC-8型接地电阻测试仪测量阳极线接地电阻如大于10 Ω，可利用地床排气孔进行浇水排气等措施，如果效果不明显，则更换阳极地床或增加阳极数量降低接地电阻；②更换阳极地床。

（4）输出电压稳定，输出电流为零

故障现象：恒电位仪有稳定的输出电压，没有输出电流或很小。

原因分析：①受上下游恒电位仪干扰；②受直流杂散电流干扰。

解决方法：①调整上下游恒电位仪预置电位，当线路上通电电位比恒电位仪预置电位正时，恒电位仪就会有输出电流；②排查直流干扰源，如管道电位持续偏负，在直流杂散电流干扰段增设极性排流器。

3  结语

输油站恒电位仪的故障主要集中在输出电压、输出电流异常方面，其成因可分为恒电位仪设备故障、电缆故障、阳极地床故障等。通过“故障判断—原因分析—针对处置”流程，能够有效解决常见恒电位仪故障，保障阴极保护系统稳定运行。

针对恒电位仪日常故障排查和运行维护，提出如下建议。

明确判断逻辑。恒电位仪显示屏异常时，切换备用机，故障现象相同，一般为现场故障；若备用机正常运行，则为设备本体故障。

定期校准维护。每6个月进行一次恒电位仪运行状况综合检测。包括恒电位仪接地系统性能测试、恒电位仪运行情况检测、恒电位仪控制系统检测、恒电位仪输出电压与输出电流校验等。

如阳极地床日常维护要求：阳极地床位置应设置标志桩，并定期巡检；应确保阳极组及汇流电缆地面以上部分不存在被破坏问题；辅助阳极接地电阻半年内上升明显或突然大幅度上升时，应分析原因，找出问题，并采取措施进行处理。长效参比电极校准：如果校准读数大于50 mV，通过注水孔注水后，或在埋设区域地表浇水后，重复测量；如果仍无法改善，应检查固态长效硫酸铜参比电极是否失效，连接电缆是否断路等。

规范安装接线。安装时严格按照说明书区分阳极、阴极、参比电极、零位接线端子，避免恒电位仪接线柱以及阴极接线箱处线路接反、虚接，线缆选用标准规格、耐候性、绝缘性良好的型号，接线完成后进行导通测试，确保无虚接、错接。

强化日常巡检。每日检查恒电位仪运行情况，并记录其运行参数，定期检查接线端子紧固情况，定期清理设备内部灰尘，避免散热不良。

备件储备管理。提前储备常用易损件（如采样板、采样底板、铜垫片、铜螺帽等），建立备件台账，确保故障发生时能快速更换，缩短停机时间。

作者简介：廖勇，1993年生，本科，现为南昌输油分公司吉安输油站管道运维岗高级工，主要从事管道保护、腐蚀防护等工作。联系方式：18879006199。