一、核心功能與技術原理
1. 過電壓防護機制
氣體放電原理:基于惰性氣體間隙設計,正常運行時(電壓≤擊穿閾值)保持絕緣狀態,不影響陰極保護系統的電位差測量26。當線路出現過電壓(如雷電沖擊或開關操作)時,間隙內氣體被電離形成導電通道,將過電壓能量快速泄放至大地,限制電壓幅值至安全范圍(通常≤50V)。
快速響應特性:響應時間≤100ns,可在納秒級時間內完成放電,有效保護絕緣接頭免受瞬時高壓沖擊。
2. 等電位連接功能
電位均衡作用:跨接在絕緣接頭兩端時,可平衡管道兩側的電位差,避免因電位失衡產生危險火花或電弧,同時防止陰極保護電流流失。
接地安全保障:通過可靠接地(接地電阻需符合 GB/T21448 標準),將管道過電壓引入大地,確保接觸人員安全。
二、關鍵技術參數與性能
參數項
指標
技術意義
標稱放電電流(8/20μs) 100kA 常規雷電沖擊下的持續泄流能力,滿足多數管道系統防護需求。
最大放電電流(10/350μs) 50kA 直擊雷等極端情況下的瞬時泄流能力,確保設備在強沖擊下不損壞。
交流擊穿電壓(50Hz) 1000V(部分資料為≤1200V) 正常工頻電壓下保持絕緣,避免誤動作。
沖擊擊穿電壓(1.2/50μs) 2200V(部分資料為≤2500V) 雷電沖擊下的擊穿閾值,需高于管道系統正常運行電壓。
響應時間 ≤100ns 確保在過電壓產生瞬間快速動作,減少設備承受高壓時間。
防護等級 IP68 完全密封設計,防水防塵防鹽霧,可直接埋地使用。
防爆等級 ExdIICT4 適用于爆炸性氣體環境(如油氣管道),防止電弧外泄引發爆炸。
導通后殘壓 ≤50V 放電后電壓極低,避免對管道系統造成二次損害。
三、結構設計與材料特性
1. 密封防爆結構
一體化硫化工藝:采用硅橡膠一體硫化連接電纜,結合高強度玻璃纖維管筒和環氧樹脂密封,確保外殼無泄漏,耐受埋地環境的腐蝕和機械應力。
氣體放電間隙:密封充氣間隙設計,防潮、防鹽霧、防細菌,適應長期埋地工況。
2. 耐腐蝕材料
外殼材質:選用耐腐蝕的金屬或復合材料,可承受土壤、地下水等惡劣環境的侵蝕,使用壽命長達 20 年以上。
電極材料:采用高熔點、高導電性的合金(如銅合金),確保在多次放電后仍保持穩定性能。
四、安裝與維護要點
1. 安裝規范
跨接方式:通過焊接或螺桿連接固定在絕緣接頭 / 法蘭兩端,確保電氣連接可靠,焊接處需做防腐處理(如涂覆環氧涂層)1013。
接地要求:接地極需符合 GB50253 標準,接地電阻≤4Ω,接地引線截面積≥25mm2,確保泄流路徑暢通1213。
埋地深度:建議埋深≥0.8 米,避免地面機械損傷,同時需預留檢修空間310。
2. 維護檢測
定期巡檢:每半年檢查一次外觀是否破損、接地是否松動,每年測試導通電壓和泄漏電流,確保參數符合出廠標準。
更換周期:若發現放電間隙電極燒蝕或密封失效,需及時更換整臺設備,避免防護性能下降