[发明专利]管道次声波监测辅助交流杂散电流的智能排流装置及方法

说明书

本发明涉及管道次声波监测辅助交流杂散电流的智能排流装置及方法，其特征在于，该装置包括：管道次声波监测系统，用于实时监测管道的次声波监测数据；记录存储模块，用于存储管道的次声波历史监测数据和分析结果；交流测量传输模块，用于实时获取管道杂散电流的测量值；中央处理器，用于根据实时监测的次声波监测数据、次声波历史监测数据和管道杂散电流的测量值，得到分析结果以及管道受到杂散电流干扰的时间和程度；排流控制模块，用于根据分析结果控制现场排流装置进行排流，本发明可以广泛用于埋地金属油气管道安全性检测领域中。

技术领域

本发明是关于一种管道次声波监测辅助交流杂散电流的智能排流装置及方法，属于埋地金属油气管道安全性检测领域。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，能源需求的增长及能源结构的调整，中国的油气长输管道敷设量显著增加。处于同样高速发展的是高压电网和电气化铁路的建设，由于地理位置的限制，在油气管道与电气化铁路的设计建设过程中，不可避免地出现并行或交叉穿越敷设的情况，埋地油气管道将会受到杂散电流的干扰腐蚀，若处理不当，将会形成很大危害。交流杂散电流主要通过容性、阻性及感性耦合对相邻近的埋地管道或金属体造成干扰，使得管道中产生流进、流出的交流杂散电流而导致腐蚀。在电气化铁路附近的管道上，因感应而产生的干扰电压从几伏、几十伏，一直到几百伏，其作用时断时续，随着电气化铁路馈电网负载而变化。对管道杂散电流防护的一种有效措施就是排流保护。

声波可以在各种介质中传播，其高频分量在传播过程中，由于其波长短、频率高等特点，在传播过程中衰减速度较快，对于远距离传输来说，很有可能由于衰减而检测不到信号。次声波具有频率低、波长长、能量衰减慢的传播特性，一般能够传播上千米的距离。因此，采用对声波信号在时域特征提取、频域特征提取的方式实现定位输气管道泄漏点具有很大的发展前景，通过这种方式可提前预防危险事故的发生，提高管道的安全保障水平。神经网络理论与预测控制算法相结合，形成了一类神经网络预测控制。首先是利用神经网络能对任意的复杂非线性函数充分逼近，能够学习和适应不确定系统的动态特性，能够采用并行分布处理算法快速进行实时运算等特点，建立神经网络辨识模型作为预测模型。智能预测控制弥补了传统预测控制算法精度不高、仅适用于线性系统、缺乏自学习和自组织功能、鲁棒性不强的缺陷。这些算法可以处理非线性、多目标、约束条件等异常情况。

然而，传统的排流装置主要存在以下问题：1)检测和排流分开进行，在排流过程中没有排流效果反馈，可能形成“过排流”或“欠排流”；2)必须手动断开和接续排流装置才能测得排流电流，这种带电操作既不方便又不安全；3)不能及时发现排流器是否出现故障；4)对于电气化铁路的干扰，管道的管地电位变化具有时间特征，与列车运行时间相对应，很难准确、及时、智能地将管道保护电位维持在一个相对稳定的数值。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有排流效果反馈且方便安全的管道次声波监测辅助交流杂散电流的智能排流装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：管道次声波监测辅助交流杂散电流的智能排流装置，其特征在于，该智能排流装置包括：管道次声波监测系统，用于实时监测管道的次声波监测数据；记录存储模块，用于存储管道的次声波历史监测数据；交流测量传输模块，用于实时获取管道杂散电流的测量值；中央处理器，用于根据实时监测的次声波监测数据、次声波历史监测数据和管道杂散电流的测量值，得到分析结果以及管道受到杂散电流干扰的时间和程度；排流控制模块，用于根据分析结果，控制现场排流装置进行排流，实现对管道的智能排流作业。

进一步，该智能排流装置还包括报警模块，所述报警模块用于根据所述交流测量传输模块发送的报警信号进行报警，并发送预警信号至所述中央处理器。