3.2 保護(hù)電流計(jì)算
??? 強(qiáng)制電流陰極保護(hù)的保護(hù)電流按下列公式計(jì)算：
??? I=2I0=2πDipL??? (5)
式中I——保護(hù)電流，A
??? I0——單側(cè)保護(hù)電流，A
3.3 輔助陽(yáng)極接地電阻計(jì)算
??? 在h＞＞d條件下，單支立式陽(yáng)極接地電阻按下式計(jì)算：
??? 
式中Rv1——單支立式陽(yáng)極接地電阻，Ω
??? La——陽(yáng)極長(zhǎng)度(含填料)，m
??? d——陽(yáng)極直徑(含填料)，m
??? h——輔助陽(yáng)桉埋深(填料頂部距地表面)，m
??? 在h＞＞La條件下，深埋式陽(yáng)極接地電阻按下式計(jì)算：
??? 
式中Rv2——深埋式陽(yáng)極接地電阻，Ω
??? 在La＞＞h條件下，單支水平式陽(yáng)極接地電阻按下式計(jì)算：
??? 
式中Rh——單支水平式陽(yáng)極接地電阻，Ω
3.4 陽(yáng)極組接地電阻的計(jì)算
??? 陽(yáng)極組接地電阻按下式計(jì)算：
??? 
式中Ra——陽(yáng)極組接地電阻，Ω
??? F——修正系數(shù)，查SY/T 0036—2000規(guī)范中“圖4.0.6”
??? Rv——單支陽(yáng)極接地電阻，Ω
??? n——陽(yáng)極數(shù)量，支
3.5 陽(yáng)極質(zhì)量的計(jì)算
??? 陽(yáng)極的質(zhì)量應(yīng)能滿足陽(yáng)極最小設(shè)計(jì)壽命的需要，按照下式計(jì)算：
??? 
式中m——陽(yáng)極總質(zhì)量，kg
??? t——輔助陽(yáng)極設(shè)計(jì)壽命，a
??? g——輔助陽(yáng)極消耗率，kg/(A·a)
??? K——輔助陽(yáng)極利用系數(shù)，取0.70～0.85
3.6 電源功率的計(jì)算
??? 強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的電源功率按下列計(jì)算：
??? 
式中P——電源功率，W
??? U——電源設(shè)備的輸出電壓，V
??? η——電源效率，一般取0.7
??? Rl——導(dǎo)線電阻，Ω
??? Rc——陰極(管道)與土壤界面過(guò)渡電阻，Ω
??? Er——陽(yáng)極地床的反電動(dòng)勢(shì)，V，焦炭填充時(shí)取2V
??? Re——防腐層過(guò)渡電阻，Ω·m
??? α——管道衰減因數(shù)，m-1
4 工程設(shè)計(jì)
4.1 陽(yáng)極地床類(lèi)型的選擇
??? 強(qiáng)制電流陰極保護(hù)按照輔助陽(yáng)極地床的不同分為淺陽(yáng)極地床和深陽(yáng)極地床。對(duì)于城市周邊的陰極保護(hù)站，只要地質(zhì)條件允許，一般建議采用深陽(yáng)極地床，以減少陰極保護(hù)電流對(duì)鄰近埋地金屬構(gòu)筑物的影響，并減少征地范圍，避免地床在運(yùn)行中被破壞。
??? 淺陽(yáng)極地床一般適用于長(zhǎng)輸管道，或者地質(zhì)條件不宜安裝深陽(yáng)極地床的地區(qū)；陽(yáng)極區(qū)占地面積一般為100～150m2，埋深為2～5m，不容易產(chǎn)生氣阻；施工比較簡(jiǎn)單，施工費(fèi)用低；陽(yáng)極一般為高硅鑄鐵陽(yáng)極，價(jià)格便宜；但容易產(chǎn)生屏蔽問(wèn)題，部分管道無(wú)法受到有效的陰極保護(hù)，并且對(duì)鄰近埋地金屬構(gòu)筑物的影響非常大。
??? 深陽(yáng)極地床一般適用于城市內(nèi)管網(wǎng)、長(zhǎng)輸管道、站場(chǎng)內(nèi)密集管網(wǎng)和地表土壤電阻率高而地下土壤電阻率低的地區(qū)；陽(yáng)極區(qū)占地面積一般為6～10m2。埋深為30～100m，如果施工不當(dāng)，容易產(chǎn)生氣阻；施工技術(shù)難度大，施工費(fèi)用較高；陽(yáng)極一般為高硅鑄鐵陽(yáng)極、鈦陽(yáng)極(金屬氧化物陽(yáng)極)等，價(jià)格較高；屏蔽問(wèn)題比淺陽(yáng)極地床少，局部個(gè)別管段可能無(wú)法受到有效的陰極保護(hù)，對(duì)鄰近埋地金屬構(gòu)筑物的影響較小。
4.2 陽(yáng)極種類(lèi)與規(guī)格的選擇
??? 常用的輔助陽(yáng)極材料為高硅鑄鐵陽(yáng)極和鈦陽(yáng)極(金屬氧化物陽(yáng)極)，建議在淺陽(yáng)極地床系統(tǒng)中采用高硅鑄鐵陽(yáng)極，深陽(yáng)極地床系統(tǒng)中采用鈦陽(yáng)極(金屬氧化物陽(yáng)極)，陽(yáng)極規(guī)格根據(jù)計(jì)算確定。
4.3 電源設(shè)備的選擇
? ??一般情況下選用整流器和恒電位儀。由于埋地管道的保護(hù)電流隨時(shí)間變化很小并且很慢(以月為周期)，在國(guó)外多用整流器。恒電位儀具有恒保護(hù)電位與恒保護(hù)電流的功能，在國(guó)內(nèi)發(fā)展很快，幾乎占領(lǐng)了埋地管道陰極保護(hù)的整個(gè)領(lǐng)域[8]。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于自然條件惡劣的地點(diǎn)，應(yīng)選擇整流器；在選擇恒電位儀時(shí)，不必追求所謂的智能型、遠(yuǎn)控式等功能，因?yàn)槟壳皩?duì)此沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這類(lèi)儀器的可靠性需要實(shí)踐的檢驗(yàn)。由于許多天然氣公司已經(jīng)建立了SCADA系統(tǒng)，在選擇恒電位儀時(shí)應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)采集的要求。
4.4 測(cè)試系統(tǒng)
??? 通過(guò)設(shè)計(jì)電流測(cè)試樁、電位測(cè)試樁、絕緣裝置測(cè)試樁和埋地檢查片來(lái)測(cè)試陰極保護(hù)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)。一般按照每1km距離設(shè)計(jì)1處電位測(cè)試樁，每5～8km距離設(shè)計(jì)1處電流測(cè)試樁。在絕緣法蘭(絕緣接頭)處應(yīng)設(shè)計(jì)絕緣裝置測(cè)試樁，以檢測(cè)絕緣效果。埋地檢查片則用來(lái)評(píng)價(jià)陰極保護(hù)的保護(hù)度，可以考慮按照一定的管網(wǎng)規(guī)模安裝1處埋地檢查片，方便以后定期開(kāi)挖檢測(cè)。測(cè)試樁應(yīng)設(shè)有長(zhǎng)效埋地參比電極和與管道同材質(zhì)的輔助試片。在實(shí)踐中可以采用測(cè)試井來(lái)代替測(cè)試樁。
4.5 電絕緣裝置
??? 沒(méi)有絕緣體就沒(méi)有陰極保護(hù)[9]，管道的保護(hù)段與非保護(hù)段、管道與套管、管道與支架、管道與管橋之間應(yīng)有可靠的電絕緣措施?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置絕緣法蘭(絕緣接頭)、聚乙烯墊塊等手段達(dá)到絕緣的目的。其技術(shù)要求按照SY/T 0086—95《陰極保護(hù)管道的電絕緣標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，應(yīng)注意同時(shí)設(shè)計(jì)防雷電過(guò)電流保護(hù)設(shè)施(避雷器、接地電池等)。
