在含镉高硅铸铁阳极（高硅铸铁中添加镉元素，提升耐蚀性与电流输出稳定性）的外加电流阴极保护系统中，“一主一备” 恒电位仪的安装是保障系统连续运行的核心 —— 主设备正常工作时提供保护电流，备用设备在主设备故障时自动切换，避免被保护体（如管道、储罐）因断电失去防腐保护。以下结合含镉高硅铸铁阳极特性（高硬度、需防镉离子泄漏）与恒电位仪冗余设计要求，详细梳理施工流程、技术规范及安全要点：

一、施工前期准备（核心：材料合规与安全防护）

1. 设计与现场复核

• 阳极与恒电位仪匹配性确认：根据含镉高硅铸铁阳极参数（单支额定电流 5-15A、接地电阻≤8Ω），确认恒电位仪规格 —— 输出电流需覆盖阳极总需求（如 2 支阳极并联，主 / 备恒电位仪额定电流≥30A），输出电压≥15V（应对土壤电阻率波动导致的电压需求变化），且支持 “主备自动切换” 功能（切换时间≤100ms，避免保护中断）。
• 现场布局复核：含镉高硅铸铁阳极通常为深井 / 浅埋安装，需确认阳极井 / 坑与恒电位仪柜体的距离（≤50m，减少电缆损耗）；柜体安装位置需避开低洼积水区（距地面≥300mm）、强磁场（如高压电缆≥10m）及腐蚀性环境（如化工区需加装防雨防腐罩），同时预留操作空间（柜体周围≥1m 无遮挡）。
• 安全距离确认：含镉高硅铸铁阳极施工需远离饮用水源（≥50m，防止镉离子渗透污染），恒电位仪柜体需做接地保护（接地电阻≤4Ω），且周边设置 “高压危险” 警示标识。

2. 材料验收与准备

材料 / 设备名称规格要求验收核心要点含镉高硅铸铁阳极含镉量 0.5%-1.0%、硅含量 14%-17%，单支尺寸 Φ150×1000mm（示例），表面无砂眼 / 裂纹，引出电缆为铜芯交联聚乙烯绝缘（截面积≥25mm²，绝缘电阻≥200MΩ）提供材质证明书（镉、硅含量达标）、电化学性能报告（额定电流下腐蚀率≤0.2kg/(A・a)）；检查阳极表面涂层（若有防腐涂层）无破损，电缆接头密封完好主 / 备恒电位仪型号一致（如 PS-30A/15V），支持自动切换（含电流、电压双参数监测），防护等级 IP54（户外）/IP20（户内），具备过流、过压、过载保护功能通电测试：主备机空载输出电压 / 电流偏差≤5%，切换功能触发时（模拟主机关断），备机启动时间≤100ms；核对设备合格证、防爆认证（若为防爆区域）辅助材料阳极电缆（铜芯，截面积≥35mm²，耐温≥90℃）、控制电缆（RVVP 4×1.5mm²，用于主备机通讯）、接地极（镀锌角钢 50×50×5mm，长度 2.5m）、镉污染专用防护用品（乳胶手套、护目镜、防护服）电缆绝缘层无破损，用 500V 摇表测绝缘电阻≥100MΩ；接地极无锈蚀，防护用品符合 GB 12014-2019 标准

3. 工具与安全准备

• 工具：液压钻机（深井阳极钻孔）、吊装带（吊装阳极，承重≥500kg）、压线钳（压接电缆铜鼻子）、万用表 / 钳形电流表（测试电流电压）、接地电阻测试仪（精度 0.01Ω）、镉离子检测试纸（施工后检测土壤 / 水体）。
• 安全防护：含镉阳极施工需佩戴镉污染专用防护用品，避免皮肤直接接触阳极碎屑；作业区设置临时围挡，施工后剩余阳极废料需按危险废物管理（交由有资质单位处置，禁止随意丢弃）；恒电位仪安装需断电操作，柜体接地前严禁通电。

二、核心施工流程（分两部分：阳极安装 + 恒电位仪安装）

（一）含镉高硅铸铁阳极施工（以浅埋安装为例，深井安装可参考前期深井阳极流程）

1. 阳极坑开挖与预处理

• 按设计位置开挖阳极坑（尺寸 1.2m×1.2m×2.0m，若为 2 支阳极需间隔≥3m），坑底铺设 100mm 厚细砂（粒径 2-5mm，避免尖锐石子划伤阳极），并检测坑内土壤镉含量（ baseline 数据，便于后期监测）。
• 若地下水位较高，需在坑底设置排水盲沟（填充碎石），防止阳极长期浸泡导致镉离子加速溶出。

2. 阳极安装与填料填充

• 阳极就位：用吊装带平稳吊起含镉高硅铸铁阳极，垂直放入坑内（阳极引出电缆朝上，避免挤压损伤），调整阳极居中（与坑壁间距均匀，偏差≤100mm），顶部距坑口≥500mm（预留填料空间）。
• 填料填充：向坑内分层填充高纯度冶金焦炭（粒径 3-6mm，含碳量≥96%，与阳极接触良好），每层填充 300mm 后用振捣棒轻振（功率≥1.5kW，避免过度振捣导致阳极破裂），密实度≥92%；填料顶面距坑口 300mm，剩余空间用素土回填（分层夯实，压实度≥90%）。
• 电缆保护：阳极引出电缆沿坑壁穿 Φ50mm PVC 保护管（管顶高出地面 200mm），管内电缆用滑石粉润滑（避免穿管时磨损绝缘层），保护管接口用 PVC 胶水密封。

3. 阳极接地电阻测试

• 采用三极法测试阳极接地电阻（电流极距阳极坑≥30m，电压极距阳极坑≥15m），要求电阻≤8Ω；若电阻超标，需补充填充焦炭或加深阳极埋深，直至达标。
• 测试完成后，用镉离子检测试纸检测坑周边土壤，确认无镉离子泄漏（试纸变色程度符合安全标准）。

（二）“一主一备” 恒电位仪安装（核心：接线规范 + 切换功能调试）

1. 柜体固定与接地系统安装

• 柜体固定：户外安装时，先浇筑 C25 混凝土基础（尺寸 800mm×600mm×300mm，预埋地脚螺栓），基础养护 7 天后固定恒电位仪柜体（用螺母紧固，柜体垂直度偏差≤1mm/m）；户内安装可直接固定在墙面（墙体承重≥50kg，用膨胀螺栓固定）。
• 接地系统安装：

1. 在柜体旁 2m 处开挖接地坑（深度 2.5m），打入镀锌角钢接地极（2 根，间距≥5m），用 40×4mm 镀锌扁钢连接接地极与柜体接地端子（扁钢埋深≥0.7m，焊接处做防腐处理：涂刷环氧煤沥青漆 2 遍）。
2. 用接地电阻测试仪测试接地系统，要求接地电阻≤4Ω；若不达标，增加接地极数量或敷设降阻剂（膨润土降阻剂，覆盖接地极）。

2. 电缆接线（严格区分动力线与控制线，避免干扰）

• 主回路接线（阳极 - 恒电位仪 - 被保护体）：
• 接线端连接对象技术要点恒电位仪 “阳极输出” 端含镉高硅铸铁阳极引出电缆1. 电缆剥线长度 15mm，压接铜鼻子（与电缆截面积匹配），用螺栓紧固在输出端子上（扭矩 8-10N・m）；2. 主、备机 “阳极输出” 端并联（共用阳极电缆），接线处用绝缘胶带包裹恒电位仪 “阴极输出” 端被保护体（如管道测试桩）1. 用铜缆连接至被保护体阴极端子，确保接触良好（去除端子表面氧化层）；2. 主、备机 “阴极输出” 端并联，避免切换时断连恒电位仪 “参比电极” 端Cu/CuSO₄参比电极1. 参比电极埋设在被保护体附近 1-2m 处（深度与被保护体一致）；2. 用屏蔽线连接参比电极与端子，屏蔽层单端接地（避免干扰）
• 控制回路接线（主备机通讯）：用 RVVP 4×1.5mm² 控制电缆连接主备机的 “通讯接口”（按设备说明书引脚对应，通常为 485 通讯线），确保正负极无反接；电缆两端做标识（“主→备”“备→主”），避免后期维护混淆。

3. 设备调试（核心：主备切换与参数设定）

• 单机参数设定：

1. 分别给主、备机通电（先合主电源开关，再合控制开关），进入参数设置界面：设定 “保护电位”（通常 - 0.85V~-1.20V，相对 Cu/CuSO₄参比电极）、“最大输出电流”（略大于阳极总需求，如 30A）、“过压保护值”（15V）。
2. 测试单机运行：主机关闭备机，手动调节输出电流，观察被保护体电位是否稳定在设定值；备机测试同理，确保单机保护功能正常。

• 主备切换调试：

1. 开启主备机，设置 “主备模式” 为 “自动切换”：主备机实时监测对方运行状态（电流、电压、通讯信号）。
2. 模拟主故障：手动断开主机电源，观察备机是否在 100ms 内自动启动，输出电流 / 电压迅速恢复至设定值（用钳形电流表、万用表实时监测）；同理模拟备机故障，测试主机切换功能。
3. 连续运行测试：主备机正常运行 72 小时，记录每小时的电流、电压数据，确认波动≤5%，切换功能无误触发。

三、施工后验收与安全要求

1. 验收标准

• 阳极系统：含镉高硅铸铁阳极固定牢固，填料无塌陷，接地电阻≤8Ω；周边土壤镉离子检测无超标，防护用品按危废处理记录完整。
• 恒电位仪系统：柜体安装平整，接地电阻≤4Ω；主备机运行正常，切换时间≤100ms，保护电位稳定在设定范围；电缆接线规范，标识清晰，绝缘层无破损。
• 文档验收：提交《含镉高硅铸铁阳极安装记录》《恒电位仪调试报告》《镉污染检测报告》，附施工影像资料（阳极安装、接线、调试照片）。

2. 特殊安全要求（含镉阳极重点）

• 镉污染防控：施工过程中若阳极破损，需立即用专用收纳袋收集碎屑（避免散落），并对污染区域土壤进行清理（深度≥300mm），清理后检测镉含量，达标后方可继续施工。
• 后期监测：每季度检测阳极周边土壤 / 水体的镉离子含量（采用原子吸收光谱法），每半年检查恒电位仪主备切换功能（模拟故障测试），确保系统安全稳定。
• 人员培训：运维人员需培训镉污染应急处理流程（如皮肤接触后用肥皂水冲洗，误食后立即就医），严禁在阳极区域饮食、吸烟。

四、注意事项

1. 含镉高硅铸铁阳极严禁与饮用水源、农田土壤直接接触，若施工区域为敏感环境（如水源保护区），需更换为无镉阳极（如普通高硅铸铁阳极）。
2. 恒电位仪柜体需做防腐处理（户外加装防雨罩，化工区涂刷防腐漆），避免柜体锈蚀导致短路；电缆沟需定期检查，防止积水浸泡电缆绝缘层。
3. 后期维护时，需先断开主备机电源，再进行接线检查；更换阳极时，需穿戴全套镉防护用品，旧