油气管道杂散电流采集仪的设计与实现

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文油气管道杂散电流采集仪的设计与实现论文作者：杜逸伟学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：电子与通信工程指导教师：王宝珠职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectronicandCommunicationEngineeringTHEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTHESTRAYCURRENTACQUISITIONINSTRUMENTONOI

2、LANDGASPIPELINESbyDuYiweiSupervisor:Prof.WangBaozhuMay2017摘要管道运输是我国石油、天然气的主要运输方式，然而密集建设的轨道交通网和电力网络等产生的杂散电流对管道产生了强烈的腐蚀，造成管道穿孔，甚至泄露，不但污染环境，而且造成了巨大的经济损失和人身危害。及时准确地检测油气管道的杂散电流，采取必要的防护措施，对于管道的安全运行具有重要的意义。对于分布分散、输送距离长的管道线路，传统的人工巡检方式无法采集到断电电位、效率低下，这是目前急需解决的关键问题。设计开发一款无人值守、高精度、

3、能够自动采集相关参数的杂散电流采集系统已成为油气管道保护领域的迫切要求。本文通过系统研究杂散电流产生的原因和测试原理，对企业委托方的功能需求和技术指标进行了全面细致的分析，提出采用试片断电法实现断电电位的自动采集。本文设计的杂散电流采集系统包括杂散电流采集仪和远程管理平台两部分，杂散电流采集仪可以自动采集所需的管道电位数据并通过无线网络发送到远程管理平台，用户可以通过远程管理平台实时查看管线的保护状态，并实现对杂散电流采集仪的控制。论文的主要内容包括：（1）根据杂散电流测试的国家标准，设计了一款具有低功耗、自动采集数据和远程通信等特点

4、的杂散电流采集仪。着重分析了信号调理和采集模块，实现了高输入阻抗、低温度漂移和高精确度的信号采集电路。同时，对于较宽范围的交流电压设计了增益控制模块，实现多量程的自动切换，进一步提高数据精度。（2）为解决巡检录入效率低下的问题，本文采用B/S结构设计了远程管理平台，通过制定完善的杂散电流采集仪远程通信协议，实现采集数据上传存储、设备远程控制、WebGIS地图浏览、数据报表生成等功能，能够同时支持多个采集设备的数据上传，极大提高了管道监测中的管理效率和数字化水平，为日后大数据在管道监测中的应用提供了数据支撑。（3）对系统整体性能进行了详

5、细的现场测试，主要包括杂散电流采集精度、系统功耗、数据远程通信、平台管理等多个方面。大量测试表明，本文设计的杂散电流采集系统性能全部达到国家标准要求，满足企业实际需要。目前本系统已在新疆等多个地区安装200余套，投入使用，效果良好。关键字：管道杂散电流腐蚀远程管理平台监控IABSTRACTPipelinetransportationisthemainwaytotransportoilandnaturalgas,butdensetracktransportationnetworkandpowernetworkcreatealotofst

6、raycurrentwhichcausesseverecorrosionontheburiedpipelines.Pipelinecorrosionperforationnotonlypollutestheenvironment,butalsocausesgreateconomiclossandendangerslives.Takingprotectiveactionsbasedontimelyandaccuratedetectionofstraycurrentonoilandgaspipelinesismeaningfultothe

7、safetyofpipelines.Traditionalartificialperiodicalinspectionfacestheunavoidableproblemsthatitcan'tcollectoffpotentialandithaslowefficiencywhenitcomestodisperselong-distancepipelines.Thedesignofanunattended,high-precision,automaticacquisitionoftherelevantparametersofstray

8、currentacquisitionsystemhasbecomeanurgentrequirementinthefieldofoilandgaspipelineprotection.Basedonthesystemat