雜散電流排流 極性排流器固態(tài)去耦合器鉗位式極性排流器

在陰極保護(hù)系統(tǒng)（無論是犧牲陽極法還是外加電流法）中，極性排流器并非直接提供保護(hù)電流的裝置，而是保障陰極保護(hù)系統(tǒng) “有效運(yùn)行” 和 “保護(hù)效果不被破壞” 的關(guān)鍵輔助角色，其功能圍繞 “排除雜散電流干擾” 展開，具體可拆解為以下 4 個角色：

1. 雜散電流的 “單向排泄閥”：防止雜散電流對被保護(hù)體的腐蝕

陰極保護(hù)的邏輯是通過向金屬結(jié)構(gòu)（如管道、儲罐）施加陰極電流，使其整體處于 “陰極極化狀態(tài)”（保護(hù)電位通常維持在 - 0.85V~-1.20V CSE），從而抑制陽極溶解（腐蝕的本質(zhì)）。但實(shí)際環(huán)境中，雜散電流（如軌道交通牽引電流、高壓電力系統(tǒng)泄漏電流、工業(yè)設(shè)備干擾電流）會打破這種極化平衡—— 當(dāng)雜散電流 “流入” 金屬結(jié)構(gòu)時，會局部抵消陰極保護(hù)電流，甚至使部分區(qū)域從 “陰極” 反轉(zhuǎn)為 “陽極”，引發(fā)嚴(yán)重的 “雜散電流腐蝕”（速率遠(yuǎn)高于自然腐蝕）。

此時，極性排流器的作用如同一個 “單向排泄閥”：

當(dāng)金屬結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)正向雜散電流（即可能導(dǎo)致局部陽極化的電流）時，排流器內(nèi)部的二極管迅速導(dǎo)通，為雜散電流開辟低電阻通路，使其從金屬結(jié)構(gòu)→排流器→排流地床→大地，直接 “排走” 干擾；

當(dāng)雜散電流方向反轉(zhuǎn)（或無雜散電流時），二極管反向截止，阻斷電流從大地→排流器→金屬結(jié)構(gòu)的通路，避免 “反向電流” 抵消陰極保護(hù)系統(tǒng)輸出的保護(hù)電流。

簡言之，它只 “排干擾”，不 “泄保護(hù)”，確保陰極保護(hù)系統(tǒng)建立的極化狀態(tài)不被雜散電流破壞。

2. 陰極保護(hù)電流的 “守護(hù)者”：避免保護(hù)電流流失

陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)效果依賴于 “足夠的保護(hù)電流持續(xù)作用于金屬結(jié)構(gòu)”—— 若保護(hù)電流因外部通路流失，會極化不足，保護(hù)失效。而未安裝排流器時，若金屬結(jié)構(gòu)附近存在接地系統(tǒng)（如其他設(shè)備接地、接地極），陰極保護(hù)電流可能通過這些 “非預(yù)期通路” 流失（例如：管道→接地極→大地→輔助陽極，形成無效回路）。

極性排流器通過 “反向截止特性” 解決這一問題：

陰極保護(hù)電流的方向是 “輔助陽極 / 犧牲陽極→大地→金屬結(jié)構(gòu)”（或直接通過導(dǎo)線傳輸），若金屬結(jié)構(gòu)與外部接地系統(tǒng)之間存在電位差，保護(hù)電流有 “從金屬結(jié)構(gòu)流向接地系統(tǒng)” 的趨勢（即反向電流）；

排流器的二極管在反向電壓下呈高阻狀態(tài)，可有效阻斷這一趨勢，強(qiáng)制保護(hù)電流只能作用于金屬結(jié)構(gòu)表面，確保保護(hù)電流不流失、不浪費(fèi)，維持穩(wěn)定的極化水平。

3. 系統(tǒng)電位的 “穩(wěn)定器”：抑制瞬態(tài)過電壓沖擊

實(shí)際應(yīng)用中，雜散電流往往伴隨 “瞬態(tài)過電壓”（如地鐵列車啟動 / 制動時的電流沖擊、雷電感應(yīng)電壓、電力系統(tǒng)負(fù)荷波動），這類過電壓可能超出陰極保護(hù)系統(tǒng)的耐受范圍：

一方面，過電壓可能擊穿陰極保護(hù)系統(tǒng)的絕緣部件（如電纜接頭、測試樁絕緣層），導(dǎo)致系統(tǒng)短路或損壞；

另一方面，過電壓會瞬間破壞金屬結(jié)構(gòu)的極化平衡，引發(fā)局部電位驟升，形成 “瞬時陽極區(qū)”，加速腐蝕。

多數(shù)極性排流器內(nèi)置 “過壓保護(hù)模塊”（如壓敏電阻、防雷組件），兼具 “瞬態(tài)過電壓抑制” 功能：

當(dāng)瞬態(tài)過電壓超過設(shè)定閾值時，保護(hù)模塊迅速導(dǎo)通，將過電壓能量通過排流地床釋放到大地，避免其傳導(dǎo)至金屬結(jié)構(gòu)或陰極保護(hù)設(shè)備；

過電壓消失后，模塊自動恢復(fù)高阻狀態(tài)，不影響排流器的正常單向?qū)щ姽δ?，從而維持整個陰極保護(hù)系統(tǒng)的電位穩(wěn)定。