恒電位儀輸出電流不穩(wěn)定(波動劇烈、忽高忽低)是陰極保護系統(tǒng)常見故障,通常與外部環(huán)境干擾、系統(tǒng)部件故障或參數設置異常相關,具體原因可從以下幾類展開分析:
一、參比電極異常
參比電極是恒電位儀監(jiān)測被保護體電位的 “傳感器”,其信號失真會直接導致電流調節(jié)紊亂:
參比電極失效
1. 電極內部電解液干涸、電極芯(如飽和硫酸銅電極的銅棒)腐蝕斷裂,會導致電位信號漂移或無輸出,恒電位儀會誤判 “保護電位未達標” 而盲目增大電流,或因信號中斷引發(fā)電流波動。
2. 電極與被保護體接觸不良(如土壤中參比電極周圍出現干燥層、電纜接頭松動),信號會隨環(huán)境振動或濕度變化忽強忽弱,導致電流跟隨波動。
參比電極受干擾
1. 附近存在雜散電流(如電氣化鐵路、電解槽泄漏電流),會使參比電極測得的電位包含干擾信號,恒電位儀依據錯誤信號調節(jié)電流,形成周期性波動。
2. 土壤或水體中存在高濃度氯離子、硫化物等,可能腐蝕參比電極外殼或污染電解液,影響信號穩(wěn)定性。
二、陽極地床故障
陽極地床是電流輸出的 “通路”,其接地電阻不穩(wěn)定會導致電流忽大忽。
陽極地床接觸不良
1. 陽極與電纜連接松動、焊點氧化,會形成 “虛接”,導致回路電阻時大時小,電流隨之劇烈波動(類似電路中接觸不良導致的燈光閃爍)。
2. 深埋陽極周圍土壤干燥(如干旱季節(jié))或出現局部壓實 / 松動,接地電阻隨環(huán)境變化,恒電位儀為維持目標電位會頻繁調節(jié)電流。
陽極老化或局部失效
1. 外加電流陽極(如高硅鑄鐵、鈦基涂層陽極)表面出現鈍化膜、涂層剝落,會導致局部電阻突變,電流分配不均,引發(fā)整體輸出波動。
2. 犧牲陽極與外加電流系統(tǒng)混用(設計不當)時,陽極間可能產生電流 “競爭”,導致總電流不穩(wěn)定。
三、被保護體或回路異常
被保護結構的狀態(tài)變化或回路故障會改變電流需求,導致輸出異常:
被保護體表面狀態(tài)突變
1. 涂層大面積破損(如管道第三方破壞、儲罐內壁涂層脫落),裸露金屬面積突然增大,恒電位儀需瞬間提升電流以維持電位,若調節(jié)速度滯后,會出現短期電流峰值波動。
2. 被保護體與其他金屬結構意外接觸(如管道與鋼筋混凝土中的鋼筋短路),形成 “雜散回路”,導致電流分流或突然增大,引發(fā)輸出不穩(wěn)定。
線路故障
1. 陰極電纜、陽極電纜存在局部破損(如絕緣層老化漏電),漏點與土壤接觸電阻隨濕度變化,會導致回路總電阻波動,電流相應變化。
2. 電纜過長或截面積不足,在大電流輸出時出現 “線損” 波動(如溫度升高導致電阻變化),也會引發(fā)電流輕微抖動。
四、恒電位儀自身故障
設備內部元件或程序異常是電流不穩(wěn)定的直接原因:
調節(jié)模塊失靈
1. 恒電位儀的核心部件(如運算放大器、PID 調節(jié)電路)老化或受潮,會導致電位 - 電流反饋調節(jié)滯后或超調,出現 “調節(jié)過度→回調→再過度” 的震蕩(類似恒溫器失靈導致溫度忽高忽低)。
2. 輸出濾波電容失效,無法平滑電流波形,會使直流輸出疊加交流紋波,表現為電流數值跳動。
參數設置錯誤
1. 恒電位儀的 “調節(jié)速率”“輸出限制” 等參數設置不合理(如調節(jié)過快導致超調、過流保護閾值過高),會使電流在目標值附近劇烈震蕩。
2. 誤將 “恒電流模式” 當作 “恒電位模式” 運行,若被保護體電阻變化,會直接導致電流隨電阻波動(歐姆定律:I=U/R)。