管道陰極保護(hù)遠(yuǎn)傳與雜散電流排除技術(shù)探究

路雪松

（大慶油田工程建設(shè)有限公司國(guó)際事業(yè)部第三工程部，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

隨著油氣集輸系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展，油氣管道需要在地下進(jìn)行埋設(shè)，高壓電網(wǎng)、電氣化鐵路等對(duì)油氣管道會(huì)產(chǎn)生一定的電磁干擾，這對(duì)油氣集輸系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用等會(huì)產(chǎn)生直接的影響。在此背景下，油氣管道附近的架空高壓交流輸電線路以及電氣化鐵路等，通過(guò)電阻耦合、電容耦合以及電磁感應(yīng)耦合等，對(duì)管道陰極保護(hù)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生直接的影響，極容易出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕問(wèn)題。基于此，為提高管道陰極保護(hù)效果，則需要從雜散電流排除的角度進(jìn)行控制，結(jié)合管道陰極保護(hù)控制，實(shí)現(xiàn)管道陰極保護(hù)遠(yuǎn)傳控制效果的進(jìn)一步提升[1]。

1 管道陰極保護(hù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

管道陰極保護(hù)與控制，則需要從管道雜散電流排除、陰極保護(hù)控制的角度進(jìn)行優(yōu)化，排流裝置在實(shí)際使用的過(guò)程中，其以地極與管道之間進(jìn)行連接，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)高壓線、鐵路等產(chǎn)生的雜散電流方面進(jìn)行有效控制[2]。陰極保護(hù)電位數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)可以通過(guò)采集模塊以及GPRS通信，實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)陰極保護(hù)電位的有效監(jiān)測(cè)與控制。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳與控制，則需要從充電傳輸、充電控制以及通信管理等角度進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)數(shù)據(jù)的管理與控制。在實(shí)現(xiàn)管道陰極保護(hù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)搭建與控制中，太陽(yáng)能電池板的充電時(shí)間以及電壓等，可以通過(guò)太陽(yáng)能充電控制器進(jìn)行控制，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳與控制的基礎(chǔ)上，則可以通過(guò)與管道連接，實(shí)現(xiàn)排流與傳輸控制，其總體架構(gòu)如圖1所示。

2 陰極保護(hù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的功能搭建

在實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的過(guò)程中，其中包含電位采集、GPRS無(wú)線通信以及數(shù)據(jù)監(jiān)控等，在實(shí)現(xiàn)電位參數(shù)采集與控制的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)GPRS無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)參數(shù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端數(shù)據(jù)監(jiān)控中心[3]。在數(shù)據(jù)監(jiān)控中包含實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及電位變化等相關(guān)信息，在硬件設(shè)備初始化的狀態(tài)下，與服務(wù)器之間建立連接，在發(fā)送AT指令下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸控制。陰極保護(hù)數(shù)據(jù)采集則是以24位精度的ADS1210芯片為主，并與A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行串聯(lián)，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息動(dòng)態(tài)化處理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的管理與控制。數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，則是通過(guò)10M晶振轉(zhuǎn)換器為基礎(chǔ)，在實(shí)現(xiàn)濾波處理與控制的基礎(chǔ)上，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸DS1210芯片。芯片在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，其是以SCLK、SDIO、SDO引腳進(jìn)行光電隔離以及數(shù)據(jù)傳輸控制，通過(guò)模擬量轉(zhuǎn)換數(shù)字信息，并將其傳輸?shù)紾PRS模塊中。數(shù)據(jù)傳輸模塊則是以GTM900為中心，在對(duì)AT命令進(jìn)行控制的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸與控制。GTM900GPRS模塊在實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)下，則需要從內(nèi)部IP地址以及網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)連接的角度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的管理與控制。通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)控以及信息轉(zhuǎn)換，對(duì)UDP通信請(qǐng)求、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫孢M(jìn)行優(yōu)化，在實(shí)現(xiàn)信息管理與數(shù)據(jù)控制的基礎(chǔ)上，通信協(xié)議可以通過(guò)AT命令集，對(duì)陰保電位數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與控制。在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與控制的過(guò)程中，則可以通過(guò)GPRS的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效控制。通過(guò)GPRS模塊，可以對(duì)傳輸數(shù)據(jù)、信息控制等方面進(jìn)行優(yōu)化，在固定公網(wǎng)IP地址的服務(wù)器以及數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫(kù)搭建的基礎(chǔ)上，可通過(guò)陰極保護(hù)電位數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示與控制。

3 雜散電流排除

在油氣管道運(yùn)行的過(guò)程中，雜散電流對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際功能會(huì)產(chǎn)生直接的影響，而且，會(huì)加速管道腐蝕，這對(duì)電流設(shè)備運(yùn)行與控制等方面會(huì)產(chǎn)生直接的影響。基于此，為解決這一問(wèn)題，在對(duì)電磁干擾問(wèn)題進(jìn)行研究與分析，則需要在管道上安裝排流裝置，排流裝置可以解決電磁干擾問(wèn)題，并將管道電位限制在正常的水平下，鉗位排流法在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)電壓保護(hù)以及抗干擾控制，降低電磁干擾對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。在對(duì)排流裝置的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行研究中，則可以從高壓線路的故障接地短路電流、高壓線路上避雷線連接與控制，這對(duì)管道安全保護(hù)效果提升方面有積極作用。排流裝置在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其是以電容元件、晶閘管以及浪涌保護(hù)器等構(gòu)成，其可以實(shí)現(xiàn)交隔直功能，電容元件可以導(dǎo)通管道上耦合的交流干擾電流，而且，在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，可以降低交流對(duì)電壓的干擾。晶閘管是以PNPN四層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為主，在與PN結(jié)連接應(yīng)用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)直流電流的有效控制，避免直流電流通過(guò)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)管道陰極保護(hù)的遠(yuǎn)傳以及雜散電流控制等方面進(jìn)行研究中，則需要保證陰極保護(hù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與控制，提高遠(yuǎn)程監(jiān)控與傳輸?shù)木龋⒔档推渚C合成本，這對(duì)進(jìn)一步提高管道陰極保護(hù)效果方面有積極作用。此外，在實(shí)現(xiàn)管道陰極保護(hù)與控制中，需要對(duì)交直流干擾進(jìn)行控制，降低或減緩電化學(xué)問(wèn)題對(duì)管道所產(chǎn)生的腐蝕，這對(duì)提高天然氣的運(yùn)輸安全性方面有積極作用。