[发明专利]一种埋地管道阴极保护法及阴极保护系统

权利要求书

1.一种埋地管道阴极保护法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101，根据埋地管道所在地区的土壤特性参数和接地极所在地区的土壤特性参数构建土壤模型，根据接地极参数和接地极的位置构建所述接地极模型，根据埋地管道参数和埋地管道的位置构建埋地管道模型；设定采用的牺牲阳极保护装置的数量为m，令m＝0；设定采用的强制排流装置的数量为n，且m+n＝x₀；

步骤102，生成m个所述牺牲阳极保护装置对应的初始装设参数向量，以及n个所述强制排流装置对应的初始装设参数向量，结合所述土壤模型、所述接地极模型以及所述埋地管道模型，获得初始管地电位差；所述牺牲阳极保护装置的装设参数向量包含所述牺牲阳极保护装置的位置、所牺牲阳极的敷设长度和辐射角度，所述强制排流装置的装设参数向量包含所述强制排流装置的位置、对应地床位置和外接电流源产生电流的大小；

步骤103，基于所述土壤模型、所述接地极模型以及所述埋地管道模型，根据预设算法，生成m个所述牺牲阳极保护装置对应的H种装设参数向量和n个所述强制排流装置对应的H种装设参数向量，并对应获得第一管地电位差至第H管地电位差；

获得所述初始管地电位差、所述第一管地电位差至所述第H管地电位差中的最小管地电位差，以及与所述最小管地电位差对应的m个所述牺牲阳极保护装置的装设参数向量，以及n个所述强制排流装置的装设参数向量；其中H为大于等于1的整数；

步骤104，判断m是否小于x₀，当m<x₀时，使m＝m+1，n＝n-1，并重新执行步骤102至步骤104，直至m＝x₀；

步骤105，在获得的x₀+1组最小管地电位差中，选出目标管地电位差，并获得与所述目标管地电位差对应的m个所述牺牲阳极保护装置的装设参数向量，以及n个所述强制排流装置的装设参数向量；所述目标管地电位差是x₀+1组最小管地电位差中的最小管地电位差；

步骤106，将所述目标管地电位差与埋地管道允许的最大管地电位进行比较，当所述目标管地电位差小于等于所述最大管地电位时，所述步骤105中获得的与所述目标管地电位差对应的m个所述牺牲阳极保护装置的装设参数向量，以及n个所述强制排流装置的装设参数向量即为目标结果；

当所述目标管地电位差大于所述最大管地电位时，将x₀加1并重新执行所述步骤101至所述步骤106。

2.根据权利要求1所述的埋地管道阴极保护法，其特征在于，在所述步骤102和所述步骤103中，获得所述初始管地电位差、所述第一管地电位差至所述第H管地电位差的方法均包括以下步骤：

步骤201，m个所述牺牲阳极保护装置和n个所述强制排流装置将埋地管道分成管道段；将具有导电性能的埋地器件分成段；每一段所述管道段，每一段所述埋地器件，以及所述牺牲阳极保护装置中的导体和所述强制排流装置中的导体统称为导体段，设所述导体段的数目为x；

步骤202，根据x段所述导体段对应产生的漏电流在第k导体段的中点产生的电位V_k，获得所述第k导体段的轴向电流，其中1≤k≤x；

步骤203，根据基尔霍夫电流定律和所述第k导体段的轴向电流，获得x段所述导体段对应产生的漏电流；

步骤204，根据所述管道段的漏电流，以及所述管道段的防腐层电阻，获得所述管道段的管地电位差。

3.根据权利要求2所述的埋地管道阴极保护法，其特征在于，在所述步骤102中，所述初始管地电位差对应整条埋地管道；在所述步骤103中，所述第一管地电位差至所述第H管地电位差对应整条埋地管道，所述最小管地电位差对应整条埋地管道；在所述步骤106中，所述最大管地电位对应整条埋地管道。

4.根据权利要求2所述的埋地管道阴极保护法，其特征在于，在所述步骤102中，所述初始管地电位差对应埋地管道的指定区域；在所述步骤103中，所述第一管地电位差至所述第H管地电位差对应埋地管道的指定区域，所述最小管地电位差对应埋地管道的指定区域；在所述步骤106中，所述最大管地电位对应埋地管道的指定区域。