CN107612085A - 用于油气长输管道监视阀室的蓄电池充电装置、蓄电池井 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池充电装置，包括：第一控制模块，其输入端与太阳能板、外接电源相连；第一充电模块，其输入端与第一控制模块第一输出端相连，第一充电模块输出端与蓄电池相连；第二充电模块，其输入端与第一控制模块第二输出端相连，第二充电模块输出端与蓄电池相连；检测模块，其输入端与蓄电池相连；第二控制模块，其输入端与检测模块输出端相连，第二控制模块输出端与第二充电模块相连。本发明还公开了一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池井。本发明的有益效果：能防止雨水过大引起蓄电池井漏水，并能够保证在日照时间和强度弱的情况下，蓄电池可持续给用电设备供电，保证阀室与控制中心数据传输的可靠性。

Description

用于油气长输管道监视阀室的蓄电池充电装置、蓄电池井

技术领域

本发明涉及管道***技术领域，具体而言，涉及一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池充电装置、蓄电池井。

背景技术

对于油气长输管道工程中的监视阀室，现有技术中的蓄电池井采用长方形井盖，在连续多雨的区域，雨量过大会导致雨水从井盖侧面漏流进蓄电池井内，使得蓄电池进水，无法给相关设备供电，现场通讯中断。另外，在阴冷区域，平均日照时间短及太阳光强度低，导致太阳能极板吸收电量不充足，无法持续给蓄电池供电，使得蓄电池给设备供电过程中会中断，导致RTU无法与站控***正常通讯，数据传输中断，调控中心无法对监视阀室状态进行监视，严重影响站场平稳、持续运行。因此，采用原有蓄电池井盖做法以及蓄电池井附近不设置充电设备的做法，会影响RTU阀室的数据传输，影响设备的可靠性和安全性。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池充电装置、蓄电池井，避免雨水进入蓄电池井，并通过增设蓄电池充电设备提高蓄电池容量，保证蓄电池可以持续给设备供电。

本发明提供了一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池充电装置，包括：

第一控制模块，其输入端与太阳能板、外接电源相连，用于接收太阳能板或外接电源提供的电源，并根据电源的来源控制开启第一充电模块或第二充电模块；

第一充电模块，其输入端与所述第一控制模块第一输出端相连，所述第一充电模块的输出端与蓄电池相连，所述第一充电模块用于根据所述第一控制模块的控制指令开启对蓄电池的充电；

第二充电模块，其输入端与所述第一控制模块第二输出端相连，所述第二充电模块的输出端与蓄电池相连，所述第二充电模块用于根据所述第一控制模块的控制指令开启对蓄电池的充电；

检测模块，其输入端与所述蓄电池相连，所述检测模块用于检测所述蓄电池的电流和电压；

第二控制模块，其输入端与所述检测模块输出端相连，所述第二控制模块输出端与所述第二充电模块相连，所述第二控制模块用于根据所述检测模块检测到的电流和电压，在所述第二充电模块充电过程中对所述第二充电模块的充电方式进行控制。

作为本发明进一步的改进，所述第二充电模块包括充电电机以及与所述充电电机相连的恒流快充模块、限流模块、涓流浮充模块、停充模块；

其中，

恒流快充模块，其用于所述蓄电池的电压低于设定值时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机对所述蓄电池以最大的恒定电流进行充电；

限流模块，其用于所述蓄电池的电压达到上限电压时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机对所述蓄电池以恒压和限流进行充电；

涓流浮充模块，其用于所述蓄电池的电压达到浮充设定值时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机对所述蓄电池以涓流进行充电；

停充模块，其用于所述蓄电池的电压达到充盈设定值时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机停止对所述蓄电池的充电。

作为本发明进一步的改进，所述第二充电模块还包括与所述充电电机相连的过流及短路保护模块；

所述过流及短路保护模块用于所述蓄电池在充电过程中所述充电电机的启动电流过大或负荷短路时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机停止对所述蓄电池的充电。

作为本发明进一步的改进，所述第二充电模块还包括与所述充电电机相连的反接保护模块；

所述反接保护模块用于当所述第二充电模块和所述蓄电池的连接线正负极接反时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机停止对所述蓄电池的充电。

作为本发明进一步的改进，所述第二充电模块上设有LED指示灯。

本发明还提供了一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池井，包括：井盖、用于放置蓄电池的井体、用于排放所述井体内气体的预埋排气管、太阳能板及如权利要求1-5中任意一项所述的蓄电池充电装置；

所述井盖位于地面以上，且所述井盖与所述井体开口处密封连接；

所述井体包括基底、基础以及所述基底和所述基础形成的容纳空间，所述基底位于地面以下的基坑内，所述基础位于所述基底之上，且所述基础底部与所述基底顶部相连，所述基础顶部位于地面之上并与所述井盖密封连接；

所述预埋排气管一端贯穿所述基础上部且位于地面以上，所述预埋排气管另一端位于所述井体外部且位于地面以上；

所述蓄电池充电装置位于所述井盖外部且位于地面以上，所述蓄电池充电装置与所述蓄电池连接；

所述太阳能板位于所述井盖外部且位于监视阀室外，所述太阳能板与所述蓄电池充电装置连接。

作为本发明进一步的改进，所述预埋排气管包括首尾依次相连的出口段、第一竖直段、第一水平段、第二竖直段和第二水平段；

所述出口段位于所述井盖外部且出口朝下；

所述第一竖直段垂直伸入地面以下，外露于地面的部分通过管卡固定在监视阀室的外墙壁上；

所述第一水平段水平放置于地面以下；

所述第二竖直段垂直伸出地面以上；

所述第二水平段水平贯穿所述基础上部且位于所述井盖内部，所述第二水平段的入口朝向所述井盖内部。

作为本发明进一步的改进，所述基础的底部设置碎石灌沥青的垫层。

作为本发明进一步的改进，所述基础外部固定连接若干爬梯。

作为本发明进一步的改进，所述基础近底部处预埋一根镀锌钢管。

本发明的有益效果为：

1、通过设计圆锥形井盖，可以避免因雨水过大而进入蓄电池井，保证蓄电池可以持续给设备供电；

2、通过增设蓄电池充电装置，可以弥补由于日照时间和强度不足导致蓄电池储备电量不足的缺陷，进一步保证蓄电池可以持续给设备供电。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池充电装置的示意图；

图2为本发明实施例所述的一种蓄电池井的结构示意图。

图中，

1、井盖；2、基底；3、基础；4-1、出口段；4-2、第一竖直段；4-3、第一水平段；4-4；第二竖直段；4-5；第二水平段；5、外墙壁；6、垫层；7、爬梯；8、蓄电池充电装置。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1，如图1所示，本发明实施例的一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池充电装置，包括：

第一控制模块，其输入端与太阳能板、外接电源相连，用于接收太阳能板或外接电源提供的电源，并根据电源的来源控制开启第一充电模块或第二充电模块；

第一充电模块，其输入端与第一控制模块第一输出端相连，第一充电模块的输出端与蓄电池相连，第一充电模块用于根据第一控制模块的控制指令开启对蓄电池的充电；

第二充电模块，其输入端与第一控制模块第二输出端相连，第二充电模块的输出端与蓄电池相连，第二充电模块用于根据第一控制模块的控制指令开启对蓄电池的充电；

检测模块，其输入端与蓄电池相连，检测模块用于检测蓄电池的电流和电压；

第二控制模块，其输入端与检测模块输出端相连，第二控制模块输出端与第二充电模块相连，第二控制模块用于根据检测模块检测到的电流和电压，在第二充电模块充电过程中对第二充电模块的充电方式进行控制。

作为优选的实施方式，第二充电模块包括充电电机以及与充电电机相连的恒流快充模块、限流模块、涓流浮充模块、停充模块；

其中，

恒流快充模块，其用于蓄电池的电压低于设定值时，在第二控制模块的控制下控制充电电机对蓄电池以最大的恒定电流进行充电；例如，当被充蓄电池的电压低于设定值(12V电池组﹤13V，24V电池组﹤26V)时，充电机以最大的恒定的电流对蓄电池进行快速充电。

限流模块，其用于蓄电池的电压达到上限电压时，在第二控制模块的控制下控制充电电机对蓄电池以恒压和限流进行充电；例如，当被充的蓄电池接近充满时(12V电池组≥13.5V，24V电池组≥27V)，充电流自动进行限制。

涓流浮充模块，其用于蓄电池的电压达到浮充设定值时，在第二控制模块的控制下控制充电电机对蓄电池以涓流进行充电；例如，当被充的蓄电池的电压达到浮充设定值时(12V电池组约为13.9V，24V电池组约为27.9V)，则自动转为浮充状态，即约为0.1～0.2A的电流进行充电(具体与被供电设备当时的用电量有关)。

停充模块，其用于蓄电池的电压达到充盈设定值时，在第二控制模块的控制下控制充电电机停止对蓄电池的充电。例如，当被充的蓄电池的电压达到充盈设定值(12V时为14.1V，24V时为28.2V)时，则自动关断充电输出。

作为优选的实施方式，第二充电模块还包括与充电电机相连的过流及短路保护模块；过流及短路保护模块用于蓄电池在充电过程中充电电机的启动电流过大或负荷短路时，在第二控制模块的控制下控制充电电机停止对蓄电池的充电。因此，当出现电池容量很大(内阻小)、负荷短路或在市电充电期间同时启动电机的情况下(此时启动电流非常大，对于充电器而言是接近短路)也不会损坏。

作为优选的实施方式，第二充电模块还包括与充电电机相连的反接保护模块；反接保护模块用于当第二充电模块和蓄电池的连接线正负极接反时，在第二控制模块的控制下控制充电电机停止对蓄电池的充电。这是因为在实际操作中，极易因操作人员粗心或不慎将充电模块与蓄电池的连接线正负极接反，致使蓄电池向充电模块反向供电而造成充电模块损坏。反接保护模块的设计，使得当出现反接时会进行有效保护并通过指示灯提示，最大限度地避免了事故的发生。

作为优选的实施方式，第二充电模块上设有LED指示灯，例如有用于显示恒流快充模块、限流模块、涓流浮充模块、停充模块、过流及短路保护模块和反接保护模块工作状态的指示灯。

本发明的蓄电池充电装置能自动根据蓄电池电压的不同状况，分别采用恒流快充、涓流浮充、充满时自动停充等方式，同时有自动过流及短路保护等功能，避免电池损坏，延长使用寿命。运用动态调整充电技术，充电渗透到蓄电池极板内部，使蓄电池完全充足，并且的充电过程中自动保持蓄电池处于微量析气状态，减少电解液和水分的挥发，显著提高了充电效率和延长蓄电池的使用寿命。

本发明的蓄电池充电装置能根据太阳能板的电量情况，及时开启第二充电模块对蓄电池的充电，避免了由于日照时间和强度不足导致蓄电池储备电量不足的缺陷，进一步保证蓄电池可以持续给设备供电。

实施例2，一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池井，如图2所示，包括：井盖1、用于放置蓄电池的井体、用于排放井体内气体的预埋排气管、太阳能板及如实施例1所述的蓄电池充电装置8。

井盖1位于地面以上，且井盖1与井体开口处密封连接；

井体包括基底2、基础3以及基底2和基础3形成的容纳空间，基底2位于地面以下的基坑内，基础3位于基底2之上，且基础3底部与基底2顶部相连，基础3顶部位于地面之上并与井盖1密封连接；

预埋排气管一端贯穿基础3上部且位于地面以上，预埋排气管另一端位于井体外部且位于地面以上；

蓄电池充电装置8位于井盖1外部且位于地面以上，蓄电池充电装置8与蓄电池连接；

太阳能板位于井盖1外部且位于监视阀室外，太阳能板与蓄电池充电装置8连接。

需要注意的是，太阳光板应设置在四周无遮挡障碍物，无污染源(如烟雾、粉尘)、无腐蚀性气体等安全可靠的地方。方阵平面正常情况应朝向正南方。在基本烈度6度以上地震区及风力大于10级的地区，方阵及其他设备都应采取加固抗震等防患措施。

蓄电池可以为若干蓄电池组成的蓄电池组，但需要保证蓄电池组的工作环境温度。蓄电池组应布置在井体内并留有通风口。

作为优选的实施方式，井盖1为圆锥形结构，圆锥形结构的锥底直径大于蓄电池井井体的开口直径。需要说明的是，井盖1的具体尺寸可以根据需求进行设计。但需要注意的是，井盖1必须采用圆锥形，这种结构的设计避免雨水从井盖侧面漏流进蓄电池井内，保证蓄电池可以持续给设备供电。井盖1采用不锈钢材质，避免腐蚀，影响使用。

作为优选的实施方式，井盖1与基础3接触部分采用防水砂浆勾缝，实现密封连接，避免雨水进入。

由于蓄电池井形成密闭空间，为了避免电池析出的氢气聚集，蓄电池井应预埋排气管，用于氢气的排出。作为优选的方式，预埋排气管包括首尾依次相连的出口段4-1、第一竖直段4-2、第一水平段4-3、第二竖直段4-4和第二水平段4-5。出口段4-1位于井盖1外部且出口朝下。第一竖直段4-2垂直伸入地面以下，外露于地面的部分通过管卡固定在监视阀室的外墙壁5上。第一水平段4-3水平放置于地面以下。第二竖直段4-4垂直伸出地面以上。第二水平段4-5水平贯穿基础3上部且位于井盖1内部，第二水平段4-5的入口朝向井盖1内部。更为优选的，预埋排气管采用DN20镀锌钢管，每个监视阀室20m。预埋排气管不应在蓄电池井附近随意设置，应引致监视阀室的外墙壁5处，***危险区域外，且需距地上工艺设备7.5m以外，并进行固定。需要说明的是，出口段4-1出口开口朝下，是为了避免雨水通过预埋排气管进入蓄电池井内部，造成蓄电池进水，影响设备供电。分段式的设计可以便于排气管的预埋，同时也可根据需求对不同的分段长度进行调整，但需要说明的是，无论分段与否，预埋排气管的出口开口一定要朝下，避免雨水进入。

作为优选的实施方式，为了保证预埋排气管的防腐性，需要在预埋前在排气管外表面涂敷防腐层，例如，防腐层可以为若干层环氧富锌底漆和若干层银灰色丙烯酸聚氨脂面漆。

作为优选的实施方式，基底2放置于基坑内的土层，在基坑中基底2以上部分采用素土分层压实回填，并在两个基底2的相对两侧及四周同时回填素土，分层厚度不大于300，压实系数不得小于0.94。素土是天然沉积土层中没有掺杂其他杂质、密度细腻均匀、有一定粘稠度的土，采用素土回填后，使基底2四周更加紧实。

作为优选的实施方式，基底2也可以座于回填土层上，但需超挖至老土层，同时，采用级配砂石分层回填压实基底2的四周至基底标高。需要注意的是，回填厚度不大于300mm，压实系数不小于0.96，这样才能保证基底2的紧实稳固。

作为优选的实施方式，基础3近底部处预埋一根镀锌钢管。用镀锌钢管主要是因为抗干扰性和电气连接性，防止其他强磁强电信号干扰弱电信号。作为更优选的实施方式，为了保证镀锌钢管的防腐性，需要在预埋前在镀锌钢管表面刷若干层环氧富锌底漆和若干层银灰色丙烯酸聚氨脂面漆，例如各刷两层，可以达到Sa2.5的除锈等级。

作为优选的实施方式，基础3采用混凝土C40浇注，基础3采用HRB400级钢筋用，钢筋保护层厚度为50mm，增加与混凝土之间的咬合力。

作为优选的实施方式，基础3的底部设置碎石灌沥青的垫层6，垫层6厚度为200mm，每边宽出素混凝土垫层200mm。这样做是为了进一步保证基础3底部的稳固。

作为优选的实施方式，基础3与土壤直接接触表面刷环氧沥青涂层，厚度可根据需求进行选择。厚度≥1mm时，抗强腐蚀；厚度≥500μm时，抗中等腐蚀；厚度≥300μm时，抗弱腐蚀。

作为优选的实施方式，基础3露出地面部分及地坪下100mm均以20mm厚、水泥和砂的体积比为1:2.5的水泥砂浆罩面，并在罩面上刷银灰色涂料。这样可以保证外观的美观，也能去除基础3表面的毛刺。

作为优选的实施方式，基础3外部固定连接若干爬梯7，便于对井体内部的设备进行查看检修。

监视阀室蓄电池井盖采用圆锥形并在附近增加蓄电池充电装置后，能防止雨水过大引起蓄电池井漏水的现象，并且能够保证在日照时间和强度弱的情况下，蓄电池可以持续给用电设备供电，保证阀室与控制中心数据传输的可靠性，使管道建设更趋于标准化、模块化、人性化、减少施工工序及材料、方便运行维护、减少设备投资和施工费用。

本发明适用于所有监视阀室蓄电池井做法。对于长输管线工程、油气田地面工程、油库工程的现场仪表设备的接地有着巨大的应用空间和良好的经济效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池充电装置，其特征在于，包括：

第一控制模块，其输入端与太阳能板、外接电源相连，用于接收太阳能板或外接电源提供的电源，并根据电源的来源控制开启第一充电模块或第二充电模块；

第一充电模块，其输入端与所述第一控制模块第一输出端相连，所述第一充电模块的输出端与蓄电池相连，所述第一充电模块用于根据所述第一控制模块的控制指令开启对蓄电池的充电；

第二充电模块，其输入端与所述第一控制模块第二输出端相连，所述第二充电模块的输出端与蓄电池相连，所述第二充电模块用于根据所述第一控制模块的控制指令开启对蓄电池的充电；

检测模块，其输入端与所述蓄电池相连，所述检测模块用于检测所述蓄电池的电流和电压；

第二控制模块，其输入端与所述检测模块输出端相连，所述第二控制模块输出端与所述第二充电模块相连，所述第二控制模块用于根据所述检测模块检测到的电流和电压，在所述第二充电模块充电过程中对所述第二充电模块的充电方式进行控制。

2.根据权利要求1所述的蓄电池充电装置，其特征在于，所述第二充电模块包括充电电机以及与所述充电电机相连的恒流快充模块、限流模块、涓流浮充模块、停充模块；

其中，

恒流快充模块，其用于所述蓄电池的电压低于设定值时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机对所述蓄电池以最大的恒定电流进行充电；

限流模块，其用于所述蓄电池的电压达到上限电压时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机对所述蓄电池以恒压和限流进行充电；

涓流浮充模块，其用于所述蓄电池的电压达到浮充设定值时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机对所述蓄电池以涓流进行充电；

停充模块，其用于所述蓄电池的电压达到充盈设定值时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机停止对所述蓄电池的充电。

3.根据权利要求2所述的蓄电池充电装置，其特征在于，所述第二充电模块还包括与所述充电电机相连的过流及短路保护模块；

所述过流及短路保护模块用于所述蓄电池在充电过程中所述充电电机的启动电流过大或负荷短路时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机停止对所述蓄电池的充电。

4.根据权利要求2所述的蓄电池充电装置，其特征在于，所述第二充电模块还包括与所述充电电机相连的反接保护模块；

所述反接保护模块用于当所述第二充电模块和所述蓄电池的连接线正负极接反时，在所述第二控制模块的控制下控制所述充电电机停止对所述蓄电池的充电。

5.根据权利要求1所述的蓄电池充电装置，其特征在于，所述第二充电模块上设有LED指示灯。

6.一种用于油气长输管道监视阀室的蓄电池井，其特征在于，包括：井盖(1)、用于放置蓄电池的井体、用于排放所述井体内气体的预埋排气管、太阳能板及如权利要求1-5中任意一项所述的蓄电池充电装置(8)；

所述井盖(1)位于地面以上，且所述井盖(1)与所述井体开口处密封连接；

所述井体包括基底(2)、基础(3)以及所述基底(2)和所述基础(3)形成的容纳空间，所述基底(2)位于地面以下的基坑内，所述基础(3)位于所述基底(2)之上，且所述基础(3)底部与所述基底(2)顶部相连，所述基础(3)顶部位于地面之上并与所述井盖(1)密封连接；

所述预埋排气管一端贯穿所述基础(3)上部且位于地面以上，所述预埋排气管另一端位于所述井体外部且位于地面以上；

所述蓄电池充电装置(8)位于所述井盖(1)外部且位于地面以上，所述蓄电池充电装置(8)与所述蓄电池连接；

所述太阳能板位于所述井盖(1)外部且位于监视阀室外，所述太阳能板与所述蓄电池充电装置(8)连接。

7.根据权利要求6所述的蓄电池井，其特征在于，所述预埋排气管包括首尾依次相连的出口段(4-1)、第一竖直段(4-2)、第一水平段(4-3)、第二竖直段(4-4)和第二水平段(4-5)；

所述出口段(4-1)位于所述井盖(1)外部且出口朝下；

所述第一竖直段(4-2)垂直伸入地面以下，外露于地面的部分通过管卡固定在监视阀室的外墙壁(5)上；

所述第一水平段(4-3)水平放置于地面以下；

所述第二竖直段(4-4)垂直伸出地面以上；

所述第二水平段(4-5)水平贯穿所述基础(3)上部且位于所述井盖(1)内部，所述第二水平段(4-5)的入口朝向所述井盖(1)内部。

8.根据权利要求6所述的蓄电池井，其特征在于，所述基础(3)的底部设置碎石灌沥青的垫层(6)。

9.根据权利要求6所述的蓄电池井，其特征在于，所述基础(3)外部固定连接若干爬梯(7)。

10.根据权利要求6所述的蓄电池井，其特征在于，所述基础(3)近底部处预埋一根镀锌钢管。