Analysis of cathodic protection systems using wave propagation techniques

Abstract

oz KATODIK KORUMA SİSTEMLERİNİN DALGA İLERLEMESİ TEKNİKLERİ KULLANILARAK ANALİZİ GÜRSOY, Berk Yüksek Lisans Tezi; Elektrik Elektronik Müh. Bölümü ODTÜ Tez Yöneticisi; Prof. Dr. Nevzat ÖZAY Aralık, 1998; 95 sayfa Katodik koruma, ortaya çıktığı günden bu yana makina ve metalürji mühendislerinin çalışma alam olmuştur. Oysa, mekanik ve şehirsel uygulamalarda kullanılmasına karşın, konu elektriksel bir yapıya sahiptir. Bu araştırmada katodik koruma sistemlerinin analizi probleminde kullanılmak üzere yeni bir matematiksel yaklaşım ortaya konulmuştur. Elektrik dalga ilerlemesi teorisi bu tezin özünü oluşturmaktadır çünkü eldeki sorun gerçekte kaplamalı ya da çıplak bir iletken üstündeki dalga ilerlemesi problemidir. Amaç enerji iletim hatlarındaki dalga ilerlemesi tekniklerini katodik koruma sistemlerinin analizinde kullanabilmektir. Matematiksel çalışmanın öncesinde katodik korumanın pratikteki kullanım alanları ve tasarım ve uygulama yöntemleri incelenmiştir. Klasik tasarım metodlan incelenerek kurulacak olan elektriksel modele zemin teşkil edilmeye çalışılmışta. Katodik korumanın değişik kullanım alanlarına değinilmiştir ancak çalışma esas olarak yeraltı boru hatlarını hedeflemektedir. Bu çalışmanın uygulama alanları heyecan vericidir; katodik koruma sistemlerinin tasarımında kullanılmak üzere hazırlanmıştır ve katodik koruma günden güne endüstriyel ve şehirsel uygulamaların vazgeçilmez bir parçası olmaktadır. Anahtar sözcükler: Katodik koruma, dalga ilerlemesi, toprak direnci, düşüm sabiti.

ABSTRACT ANALYSIS OF CATHODIC PROTECTION SYSTEMS USING WAVE PROPAGATION TECHNIQUES GÜRSOY, Berk MS Thesis; Electrical and Electronics Eng. Dept. METU Advisor: Prof. Dr. Nevzat ÖZAY December, 1998 95 Pages Since its introduction in the late 40' s, cathodic protection has been the in the field of mechanical and metallurgical engineers. However, the subject; though employed in mechanical and civil applications, is of a pure electrical nature. In this master's thesis, a new mathematical method is developed to be used in the analysis of cathodic protection systems. Electrical wave propagation theory forms the core of this thesis because the problem at hand is essentially the wave propagation on an insulated or bare conductor. The aim is to adapt transmission line wave propagation techniques to the analysis of cathodic protection systems. Preceding the mathematical work, practical methods used in the design and application of cathodic protection systems are investigated. Classical design approaches are studied to form a basis for the to-be-developed electrical model. Various applications of cathodic protection are discussed; nevertheless, the main goal of this thesis is to develop a model for the cathodic protection systems of underground pipelines. The applicability of this method is encouraging; it is prepared to be used in the design of commercial cathodic protection systems, and cathodic protection is becoming a more and more important part of industrial and civil applications. Keywords: Cathodic protection, wave propagation, soil resistivity, attenuation constant.