關(guān)于富睿鑫對陰極保護電位智能采集技術(shù)應用現狀與展望
發(fā)布時(shí)間：
2020-12-30
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長(cháng)輸管線(xiàn)分布區域廣、地形復雜，采用陰極保護電位人工測量方式，存在測試數據不連續、周期長(cháng)、成本高且不能及時(shí)發(fā)現問(wèn)題等弱點(diǎn)。同時(shí)，隨著(zhù)高壓、特高壓交直流輸電工程的相繼建設投運，高鐵、地鐵線(xiàn)路快速增加，其對埋地長(cháng)輸管道、站內管網(wǎng)及設備的干擾問(wèn)題日益突出。因此，通過(guò) 集 成 陰 保 電 位 監 測 和 交 直 流 干 擾 參 數 監 測 技術(shù)、智能儀表技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等，發(fā)展完善陰極保護電位智能采集系統具有重要意義。
1 發(fā)展現狀
陰極保護電位智能采集系統是利用測試樁處布置的采集儀，配合長(cháng)效參比、極化試片等埋地裝置，將陰極保護通斷電電位、交直流電流、交流電壓等數據實(shí)時(shí)上傳監測平臺，并進(jìn)行數據存儲、展示、統計、分析等的陰極保護管理系統。系統主要由硬件和軟件兩部分構成，硬件即電位采集儀和埋地傳感部件，負責數據的采集和傳輸；軟件即陰極保護電位監測、評價(jià)和預警系統，負責數據的解析、存儲、分析和展示。
1.1 硬件研制
10年前國內各大高校及研究院所的科研人員就開(kāi)展了陰極保護電位智能采集設備的硬件研制工作，主要解決基本的陰極保護通電電位采集和數據傳輸問(wèn)題。早期的工作雖然都有應用效果的描述，但是缺乏具體工況的介紹，也未進(jìn)行長(cháng)時(shí)間穩定性、可靠性的驗證，大部分可歸類(lèi)為原型機的開(kāi)發(fā)，為工業(yè)化應用提供了技術(shù)路線(xiàn)。
1.2 應用現狀
陰極保護電位智能采集系統早期在西氣東輸二線(xiàn)、中石化儲運公司等管線(xiàn)得到應用，至今已在國內各管道公司廣泛推廣，實(shí)現了對管道線(xiàn)路及區域陰極 保護的監測。隨著(zhù)計算機采集卡和高速芯片技術(shù)的進(jìn)步，采集儀在采集電位數據的同時(shí)，還能同時(shí)獲取電壓、電流等數據；以太網(wǎng)、超文本鏈接、無(wú)線(xiàn)通信等技術(shù)的應用，促進(jìn)了陰極保護電位智能采集系統的發(fā)展。目前采集設備功能更加強大，其可靠性有了較大提升，與國外同類(lèi)產(chǎn)品相比，部分指標處于領(lǐng)先地位。
2 存在問(wèn)題
隨著(zhù)陰極保護智能采集系統的推廣應用，也暴露出了一些問(wèn)題，主要包括：運行故障率較高、監測數據不能完全滿(mǎn)足評價(jià)需求、分析評價(jià)軟件算法簡(jiǎn)單、數據管理平臺兼容性差等，反映了設備現狀與實(shí)際管理需求之間存在偏差，導致系統未能完全發(fā)揮應有的作用[3-4]。
其一，可靠性是系統面臨的主要問(wèn)題。系統可靠性由采集模塊、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 )信號質(zhì)量、外界干擾等影響數據傳輸質(zhì)量，特別是野外環(huán)境存在信號盲區，導致數據無(wú)法傳輸到遠程服務(wù)器。
其二，監測數據應用是面臨的現實(shí)問(wèn)題。數據被采集后，進(jìn)入軟件系統供分析、計算和應用。當前大多數評價(jià)軟件能夠根據陰極保護判據分析監測數據是否達標，還需要將監測數據與人工采集數據整合進(jìn)行數據準確性、有效性、完整性分析，結合管道本體、檢測、環(huán)境等數據，開(kāi)展風(fēng)險分析，擴大數據應用，為管道企業(yè)數據集成提供支撐環(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。一是提高設備的防水防塵水平，并在采集儀內部進(jìn)行溫度、濕度監測，提高系統自診斷能力；二是采用太陽(yáng)能、風(fēng)能等供電，對功耗進(jìn)行優(yōu)化，保證供電的可持續性；三是采用物聯(lián)網(wǎng)通訊、北斗衛星技術(shù)等覆蓋傳統信號盲區。未來(lái)，智能采集系統的發(fā)展主要有三個(gè)方面。
3.1 提高標準化程度和可靠性
推動(dòng)智能采集系統標準化設計，實(shí)現埋地裝置、供電模塊的通用化，采集到的數據符合統一的數據庫要求，并可以直接傳輸到統一的數據監測平臺，便于統一管理。重點(diǎn)提高供電、通訊等部件的可靠性。當前主流的高能電池供電主要應用于對采集頻率要求較低區域，因交直流干擾等對采集頻率要求高的區域以及低溫地區，應采用太陽(yáng)能電池、風(fēng)能供電、直流電源供電等，保障設備長(cháng)期穩定運行。在采用主流移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò )基礎上，針對信號覆蓋盲區，應發(fā)展北斗衛星通訊、物聯(lián)網(wǎng)通訊等，多渠道保障通訊順暢。
3.2 發(fā)揮系統監測技術(shù)作用
智能采集系統包含觸發(fā)監測功能，可進(jìn)行交直流干擾監測，當電位水平超過(guò)正常運行范圍，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；線(xiàn)路上多電位測量 臺采集設備同步采集通斷電電位，有利于判斷干擾范 圍、強度、流入流出位置，確定高風(fēng)險區并指導后期排流設計等工作。將智能采集系統得到的海量數據與日常管道運營(yíng)管理的難點(diǎn)、熱點(diǎn)問(wèn)題相結合，深化數據分析和應用，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
智能采集系統利用其布點(diǎn)多、分布廣、供電持續、傳輸及時(shí)的優(yōu)勢，作為基礎可拓展地質(zhì)災害預警系統、安保視頻監控系統等。結合智慧管道“端+云+大數據”的體系架構集成管道全生命周期數據，整合第三方施工和交叉施工監測、泄漏監測、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 結語(yǔ)
陰極保護電位智能采集系統的發(fā)展與應用實(shí)現了陰極保護的集中監控與管理，成功解決了測量誤差大、檢測工作量大、人工成本高等問(wèn)題，降低了陰極保護運行維護成本，提高了數據采集的可靠性，能實(shí)時(shí)掌握管道陰極保護狀況和腐蝕狀況，提高了管道管理水平。應強化采集系統的可靠性和標準化，不斷拓寬其應用領(lǐng)域，為智慧管道建設提供強有力的支持。
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