恒電位儀是陰極保護技術中用于提供穩定直流電流的核心設備，通過控制被保護金屬結構的電位處于設定的保護電位范圍，從而抑制其腐蝕。廣泛應用于管道、儲罐、海洋平臺、橋梁等大型金屬構筑物的防腐蝕保護。以下是其詳細介紹：

一、基本原理恒電位儀屬于外加電流陰極保護系統的核心部件，其工作基于 “電位控制” 原理：

·系統由恒電位儀（電源）、陽極地床（輔助陽極）、參比電極和被保護體組成閉合回路。

·恒電位儀通過參比電極實時監測被保護體的電位，與預設的 “保護電位”（如鋼鐵通常為 - 0.85V~-1.20V，相對飽和甘汞電極）對比，自動調節輸出電流：

·若被保護體電位高于保護電位（腐蝕風險高），儀器增大輸出電流，使被保護體更 “負”（陰極化）；

·若電位低于保護電位（可能過保護），儀器減小電流，避免過度消耗或氫脆風險。

二、核心組成與功能主體結構

·控制單元：核心為電位比較器和放大器，接收參比電極的信號并計算偏差，輸出調節指令。

·整流單元：將交流電（220V/380V）轉換為直流電，通過功率放大模塊輸出可調電流（0~ 幾百安培）。

·顯示與操作單元：數字屏顯示實時電位、輸出電流 / 電壓，支持保護電位設定、參數校準等操作。

關鍵功能

·恒電位模式：穩定被保護體電位在設定值（±5mV 以內），適用于大多數常規場景。

·恒電流模式：固定輸出電流（如應對參比電極故障時的應急模式）。

·過流 / 過壓保護：當輸出電流或電壓超過閾值時自動斷電，避免設備損壞。

·遠程監控：部分智能型號支持 4G/RS485 通信，可遠程查看數據、調整參數。

三、技術參數·輸入電源：AC 220V ±10% 或 380V ±10%，50Hz。

·輸出范圍：

·電壓：0~50V（常規）、0~100V（高電壓型號，適用于高電阻率環境）；

·電流：0~5A、0~10A、0~50A、0~200A（根據被保護體規模選擇，大型工程可并聯使用）。

·控制精度：電位控制誤差≤±5mV，電流控制誤差≤±2%。

·保護電位調節范圍：-0.5V ~ -2.0V（相對飽和甘汞電極，可根據金屬類型調整）。

·環境適應性：工作溫度 - 20℃~+50℃，濕度≤90%（無冷凝），防護等級一般為 IP54（戶外型可達 IP65）。

四、適用場景恒電位儀適用于需要長期、穩定保護的大型金屬結構，尤其在以下場景中優勢顯著：

1.長距離管道：輸油 / 氣干線、城市管網（土壤電阻率差異大，需調節電流）。

2.大型儲罐群：煉油廠油罐區、化工儲罐（單罐面積大，需均勻保護）。

3.高電阻率環境：沙漠、巖石區土壤（需高電壓輸出以克服電阻）。

4.復雜結構：海洋平臺、碼頭鋼樁（受潮汐、鹽霧影響，電位波動大）。

5.替代犧牲陽極：當犧牲陽極消耗過快（如高腐蝕環境）或保護電流不足時，改用恒電位儀更經濟。

五、系統配置與安裝配套組件

·輔助陽極：提供電流輸出的 “正極”，常用材料有高硅鑄鐵、石墨、鈦基涂層陽極（如混合金屬氧化物 MMO）。

·參比電極：監測電位的 “傳感器”，如飽和硫酸銅電極（土壤）、銀 / 氯化銀電極（海水）。

·連接電纜：陽極電纜（耐高溫、耐老化）、參比電極電纜（低噪聲屏蔽線）。

安裝要點

·主機需安裝在防雨、通風的控制柜內，遠離強電磁干擾（如變壓器）。

·輔助陽極地床的布置：可采用淺埋式（距地表 0.5~1 米）、深井式（適用于高電阻率地區）或分布式（沿管道間隔布置），確保電流均勻覆蓋。

·參比電極需貼近被保護體（如距管道 0.5~1 米），避免受陽極地床干擾。

六、調試與維護調試步驟

·初始電位測量：斷電狀態下測量被保護體自然電位，作為基準。

·保護電位設定：根據金屬類型和環境（如土壤中鋼鐵設為 - 0.85V~-1.0V）。

·電流調節：逐步增大輸出電流，直至被保護體電位穩定在設定值，記錄此時的電流值（作為日常運行參考）。

日常維護

·定期（每月）檢查：輸出電流、電壓是否穩定，參比電極是否完好（如硫酸銅電極需補充電解液）。

·季度校準：用標準電位計校準儀器的電位顯示精度，避免漂移。

·故障處理：若電位異常波動，需排查參比電極是否斷路、陽極地床是否腐蝕（如高硅鑄鐵陽極開裂）。

七、與犧牲陽極的對比特性

恒電位儀（外加電流系統）

犧牲陽極（犧牲陽極系統）

能量來源

外接電源（持續供電）

陽極自身腐蝕（無需電源）

適用規模

大型、長距離結構（如管道干線）

小型、短距離結構（如支線管道）

調節能力

可控制電位和電流

不可調節（依賴陽極自身特性）

壽命

主機壽命 10~15 年（易損件可更換）

3~20 年（取決于陽極消耗速度）

初期成本

較高（設備 + 安裝）

較低

運行成本

電費 + 維護費

幾乎無（僅需定期更換陽極）