關(guān)于富睿鑫對(duì)陰極保護(hù)電位智能采集技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與展望
發(fā)布時(shí)間：
2020-12-30
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長(zhǎng)輸管線分布區(qū)域廣、地形復(fù)雜，采用陰極保護(hù)電位人工測(cè)量方式，存在測(cè)試數(shù)據(jù)不連續(xù)、周期長(zhǎng)、成本高且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題等弱點(diǎn)。同時(shí)，隨著高壓、特高壓交直流輸電工程的相繼建設(shè)投運(yùn)，高鐵、地鐵線路快速增加，其對(duì)埋地長(zhǎng)輸管道、站內(nèi)管網(wǎng)及設(shè)備的干擾問(wèn)題日益突出。因此，通過(guò) 集 成 陰 保 電 位 監(jiān) 測(cè) 和 交 直 流 干 擾 參 數(shù) 監(jiān) 測(cè) 技術(shù)、智能儀表技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，發(fā)展完善陰極保護(hù)電位智能采集系統(tǒng)具有重要意義。
1 發(fā)展現(xiàn)狀
陰極保護(hù)電位智能采集系統(tǒng)是利用測(cè)試樁處布置的采集儀，配合長(zhǎng)效參比、極化試片等埋地裝置，將陰極保護(hù)通斷電電位、交直流電流、交流電壓等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳監(jiān)測(cè)平臺(tái)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、展示、統(tǒng)計(jì)、分析等的陰極保護(hù)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，硬件即電位采集儀和埋地傳感部件，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和傳輸；軟件即陰極保護(hù)電位監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和預(yù)警系統(tǒng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的解析、存儲(chǔ)、分析和展示。
1.1 硬件研制
10年前國(guó)內(nèi)各大高校及研究院所的科研人員就開(kāi)展了陰極保護(hù)電位智能采集設(shè)備的硬件研制工作，主要解決基本的陰極保護(hù)通電電位采集和數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。早期的工作雖然都有應(yīng)用效果的描述，但是缺乏具體工況的介紹，也未進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性、可靠性的驗(yàn)證，大部分可歸類(lèi)為原型機(jī)的開(kāi)發(fā)，為工業(yè)化應(yīng)用提供了技術(shù)路線。
1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀
陰極保護(hù)電位智能采集系統(tǒng)早期在西氣東輸二線、中石化儲(chǔ)運(yùn)公司等管線得到應(yīng)用，至今已在國(guó)內(nèi)各管道公司廣泛推廣，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管道線路及區(qū)域陰極 保護(hù)的監(jiān)測(cè)。隨著計(jì)算機(jī)采集卡和高速芯片技術(shù)的進(jìn)步，采集儀在采集電位數(shù)據(jù)的同時(shí)，還能同時(shí)獲取電壓、電流等數(shù)據(jù)；以太網(wǎng)、超文本鏈接、無(wú)線通信等技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了陰極保護(hù)電位智能采集系統(tǒng)的發(fā)展。目前采集設(shè)備功能更加強(qiáng)大，其可靠性有了較大提升，與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，部分指標(biāo)處于領(lǐng)先地位。
2 存在問(wèn)題
隨著陰極保護(hù)智能采集系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，也暴露出了一些問(wèn)題，主要包括：運(yùn)行故障率較高、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不能完全滿足評(píng)價(jià)需求、分析評(píng)價(jià)軟件算法簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)兼容性差等，反映了設(shè)備現(xiàn)狀與實(shí)際管理需求之間存在偏差，導(dǎo)致系統(tǒng)未能完全發(fā)揮應(yīng)有的作用[3-4]。
其一，可靠性是系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題。系統(tǒng)可靠性由采集模塊、供電模塊和傳輸模塊的可靠性決定，影響采集模塊正常工作的主要因素是溫度、濕度等環(huán)境因素；供電模塊，系統(tǒng)功耗優(yōu)化技術(shù)存在差異，傳輸模塊，主要是網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量、外界干擾等影響數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，特別是野外環(huán)境存在信號(hào)盲區(qū)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器。
其二，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用是面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。數(shù)據(jù)被采集后，進(jìn)入軟件系統(tǒng)供分析、計(jì)算和應(yīng)用。當(dāng)前大多數(shù)評(píng)價(jià)軟件能夠根據(jù)陰極保護(hù)判據(jù)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否達(dá)標(biāo)，還需要將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與人工采集數(shù)據(jù)整合進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、有效性、完整性分析，結(jié)合管道本體、檢測(cè)、環(huán)境等數(shù)據(jù)，開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)分析，擴(kuò)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，為管道企業(yè)數(shù)據(jù)集成提供支撐環(huán)境。
3 發(fā)展前景
為解決上述問(wèn)題，各研發(fā)和應(yīng)用單位進(jìn)行了有益的嘗試，并取得了一定效果。一是提高設(shè)備的防水防塵水平，并在采集儀內(nèi)部進(jìn)行溫度、濕度監(jiān)測(cè)，提高系統(tǒng)自診斷能力；二是采用太陽(yáng)能、風(fēng)能等供電，對(duì)功耗進(jìn)行優(yōu)化，保證供電的可持續(xù)性；三是采用物聯(lián)網(wǎng)通訊、北斗衛(wèi)星技術(shù)等覆蓋傳統(tǒng)信號(hào)盲區(qū)。未來(lái)，智能采集系統(tǒng)的發(fā)展主要有三個(gè)方面。
3.1 提高標(biāo)準(zhǔn)化程度和可靠性
推動(dòng)智能采集系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)埋地裝置、供電模塊的通用化，采集到的數(shù)據(jù)符合統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)要求，并可以直接傳輸?shù)浇y(tǒng)一的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，便于統(tǒng)一管理。重點(diǎn)提高供電、通訊等部件的可靠性。當(dāng)前主流的高能電池供電主要應(yīng)用于對(duì)采集頻率要求較低區(qū)域，因交直流干擾等對(duì)采集頻率要求高的區(qū)域以及低溫地區(qū)，應(yīng)采用太陽(yáng)能電池、風(fēng)能供電、直流電源供電等，保障設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。在采用主流移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，針對(duì)信號(hào)覆蓋盲區(qū)，應(yīng)發(fā)展北斗衛(wèi)星通訊、物聯(lián)網(wǎng)通訊等，多渠道保障通訊順暢。
3.2 發(fā)揮系統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)作用
智能采集系統(tǒng)包含觸發(fā)監(jiān)測(cè)功能，可進(jìn)行交直流干擾監(jiān)測(cè)，當(dāng)電位水平超過(guò)正常運(yùn)行范圍，自動(dòng)觸發(fā)密集采集模式，及時(shí)捕捉動(dòng)態(tài)干擾信號(hào)；線路上多電位測(cè)量 臺(tái)采集設(shè)備同步采集通斷電電位，有利于判斷干擾范 圍、強(qiáng)度、流入流出位置，確定高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)并指導(dǎo)后期排流設(shè)計(jì)等工作。將智能采集系統(tǒng)得到的海量數(shù)據(jù)與日常管道運(yùn)營(yíng)管理的難點(diǎn)、熱點(diǎn)問(wèn)題相結(jié)合，深化數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用，是未來(lái)一段時(shí)間需考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。
3.3 提高管道智能化管理水平
智能采集系統(tǒng)利用其布點(diǎn)多、分布廣、供電持續(xù)、傳輸及時(shí)的優(yōu)勢(shì)，作為基礎(chǔ)可拓展地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)、安保視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。結(jié)合智慧管道“端+云+大數(shù)據(jù)”的體系架構(gòu)集成管道全生命周期數(shù)據(jù)，整合第三方施工和交叉施工監(jiān)測(cè)、泄漏監(jiān)測(cè)、移動(dòng)巡檢、智能安防等技術(shù)，提供智能分析和決策支持，實(shí)現(xiàn)管道的可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，進(jìn)一步提高管道的智能化管理水平。
4 結(jié)語(yǔ)
陰極保護(hù)電位智能采集系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了陰極保護(hù)的集中監(jiān)控與管理，成功解決了測(cè)量誤差大、檢測(cè)工作量大、人工成本高等問(wèn)題，降低了陰極保護(hù)運(yùn)行維護(hù)成本，提高了數(shù)據(jù)采集的可靠性，能實(shí)時(shí)掌握管道陰極保護(hù)狀況和腐蝕狀況，提高了管道管理水平。應(yīng)強(qiáng)化采集系統(tǒng)的可靠性和標(biāo)準(zhǔn)化，不斷拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，為智慧管道建設(shè)提供強(qiáng)有力的支持。
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