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固態去耦合器是一種用於陰極保護系統的設備，能安全有效地控制管道上交流故障電流或雷電流對埋地管道的影響，以下將從其工作原理、技術參數、性能優勢、應用範圍等維度展開詳細介紹：

• 工作原理
  • 交流旁路原理：利用電容對交流信號低阻抗、電感對交流電流有阻礙作用且可濾除特定頻率交流信號的特性，設計電容和電感組成的濾波電路，將管道上感應的交流電流旁路到大地，消除交流干擾對陰極保護系統的影響4。
  • 過電壓保護原理：內部通常採用非線性電阻元件，如金屬氧化物壓敏電阻（MOV）等。在正常工作電壓下，其電阻極高，幾乎沒有電流通過；當遭受雷擊或電涌等過電壓衝擊時，其電阻會迅速降低，呈現低阻狀態，從而將過電壓產生的大電流快速引導入地，限制管道上的電壓幅值4。
  • 直流去耦合原理：使用單嚮導通元件，如二極管等。當陰極保護電流按正常方向流動時，單嚮導通元件處於導通狀態，允許陰極保護電流通過；當外部直流雜散電流試圖進入管道時，單嚮導通元件的反向截止特性會阻止直流雜散電流的進入。此外，還可通過監測和控制管道與地之間的電位差來實現直流去耦合，當檢測到管道電位異常變化時，去耦合器調整內部電路參數，調節管道與地之間的電流流動，使管道電位恢復到正常陰極保護電位範圍內4。
• 技術參數1
  • 直流隔離電壓：通常為 - 2V/+2V，是判斷是否切換到短路模式以提供過壓保護的閾值。
  • 衝擊通流容量：一般用 4/10µs 波形下的電流值表示，如 100KA，體現去耦合器在遭受雷電衝擊或交流故障電流時的耐受能力。
  • 穩態交流電流：如 45A，指去耦合器在正常工作狀態下能夠傳導的穩態交流電流值。
  • 漏電流：要求≤1mA，反映去耦合器在隔離直流電流時的性能，漏電流越小，對直流電流的隔離效果越好。
  • 故障電流：如≥3500A（AC-rms / 工頻 / 30 周波），表示去耦合器在故障狀態下能夠承受的交流均方根電流值。
  • 工作溫度：一般為 - 45℃~+60℃，體現去耦合器能夠正常工作的溫度區間。
  • 防護等級：通常為 IP65，說明去耦合器具有良好的防塵和防水性能。
• 性能優勢
  • 高可靠性：採用先進的固態元件，無機械活動部件，減少了因機械磨損、接觸不良等問題導致的故障風險，能夠在惡劣的環境條件下長期穩定運行3。
  • 快速響應：可以在納秒級的時間內對雜散電流干擾做出反應，迅速啟動保護機制，有效避免因雜散電流引發的突發性腐蝕破坏3。
  • 過壓保護能力強：能夠承受高幅值的浪涌電壓，通過內置的高性能壓敏電阻和其他過壓保護元件，將過電壓限制在安全範圍內，保護陰極保護系統中的其他設備免受損坏3。
  • 數據監測與通信功能：智能固態去耦合器內置多種傳感器，可實時監測通過自身的電流、電壓以及環境溫度等參數，並通過無線通信模塊將數據實時傳輸到遠程監控中心，方便工作人員進行智能化的遠程管理5。
• 應用範圍
  • 管道保護：用於管道電位梯度墊（接地墊）的去耦合，以及埋地長輸管道穿越高壓輸電線路、電氣化鐵路或通訊鐵塔等區域時，降低交流感應電壓和雜散電流的影響，保護管道免受腐蝕16。
  • 設備保護：對設備進行過交流故障、雷電和開關暫態過程的過電壓保護，如絕緣接頭、絕緣法蘭等1。
  • 電力系統：用於高壓輸電線路及電氣化鐵路週邊，降低雜散電流對埋地管道的干擾，也可保護變電站和發電廠等設備免受交流感應電壓和雜散電流的干擾6。
  • 通信系統：防止雜散電流對通信線路的干擾，確保通信信號的清晰和穩定傳輸6。
  • 其他領域：還可用於電路板設計與調試中隔離電源中的高頻噪聲，以及不同金屬間的去耦合等場景6。