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作者：沈立龍

第一作者單位：馬鞍山港華燃氣有限公司

摘自《煤氣與熱力》2019年9月刊

1   概述

雜散電流的存在，對燃氣管網陰極保護系統的正常運行提出了更高的要求。判別陰極保護系統是否正常運行的依據是采用人工間歇測量的相關參數，但測量周期較長且數據不連續，不易及時發現問題。本文針對人工抄錄存在的問題，提出強制電流陰極保護遠程監測系統，對相關內容進行探討。

2   遠程監測系統

2.1  設備安裝方式及采集對象

強制電流陰極保護遠程監測系統（以下簡稱遠程監測系統）的本地設備包含強制電流陰極保護裝置、遠程監測裝置兩部分，可采用地面安裝、地下安裝，采用地面安裝時的設備安裝方式見圖1，圖中未表示出電源。由圖1可知，除了輔助陽極地床等需要埋于地下的裝置外，接線盒、電源、遠程監測裝置均安裝在地面的不銹鋼箱體內，電纜則通過不銹鋼管樁從地下引至地面的不銹鋼箱體內。與地面安裝不同的是，采用地下安裝時，接線盒、電源、遠程監測裝置均安裝監測井內。地面安裝與地下安裝的現場分別見圖2、3。不銹鋼箱體進行防雷接地處理，不銹鋼箱體外表面以及監測井蓋表面噴涂燃氣設施警示標志。

圖1   采用地面安裝時的設備安裝方式

圖2   地面安裝現場

圖3   地下安裝現場

遠程監測裝置主要由監測裝置、發射接收裝置（自帶鋰電池、SIM卡）組成，可以實現保護電位（管地電位）的自動采集和發送，以及接收由監控中心發送來的高低電位報警限值。通過接線盒等裝置，還可實現對保護電位的人工抄錄。遠程監測裝置現場安裝方便，操作溫度范圍為-20~50 ℃，防護等級別為IP68。遠程監測裝置對數據的采集頻率可根據用戶需要進行設定，通常的采集時間間隔為15 min。

2.2  遠程監測系統流程

遠程監測系統主要由本地設備、互聯網、服務器等部分組成，系統流程見圖4。由遠程監測裝置采集的保護電位數據經GPRS上傳至互聯網，監控中心設置網關服務器、數據處理服務器、數據庫服務器，對上傳數據進行數據處理與儲存。除上傳數據功能外，遠程監測裝置接收由監控中心發送來的高低電位報警限值。一旦觸發報警，遠程監測系統將及時向管理人員發送報警信息。對于數據庫服務器中的數據，PC客戶端、手機客戶端均可通過互聯網實時查詢。

圖4   遠程監測系統流程

3   監測數據的有效性及精度

采集對象為某市天然氣高壓管網編號為JR03的強制電流陰極保護樁（以下簡稱JR03樁），選取2018年3月1日至21日的人工抄錄數據、監測數據進行對比分析。人工抄錄每7~10 d抄錄1次數據，每次抄錄測量3次，取平均值。遠程監測系統每15 min采集1次數據（以下簡稱監測數據）。

2018年3月1日至21日人工抄錄數據平均值與監測數據日平均值見表1。由表1可知，人工抄錄結果顯示，日均保護電位變化范圍為-1.10~-1.11 V，與遠程監測系統采集到的日均保護電位變化范圍（-1.10~-1.12 V）接近。受路程及天氣的影響，人工抄錄不能實現實時監測，而遠程監測系統不受這方面的影響，可連續實時采集數據，對監測強制電流陰極保護有效性更有價值。

表1   2018年3月1日至21日人工抄錄數據平均值與監測數據日平均值

某段時間的平均值不能真實反映遠程監測系統的監測能力，為此我們選取2018年3月21日9：00至18：00，對JR03樁的保護電位進行連續人工抄錄，共采集10次數據，時間間隔為1 h。相對應的，遠程監測系統也選取該時段每個整點的數據。將人工抄錄數據作為基礎，計算監測數據與人工抄錄數據的相對誤差。2018年3月21日9：00至18：00人工抄錄數據與監測數據的瞬時值見表2。由表2數據可計算得到，監測數據與人工抄錄數據的相對誤差范圍為-0.91%~1.77%，說明監測數據精度理想。

表2   2018年3月21日9：00至18：00人工抄錄數據與監測數據的瞬時值

4   結語

介紹強制電流陰極保護遠程監測系統（簡稱遠程監測系統）的設備安裝方式、采集對象、系統流程，將人工抄錄數據作為基礎，分析遠程監測系統監測數據（簡稱監測數據）的有效性。遠程監測系統的設備安裝方式可采用地面安裝、地下安裝。對于地面安裝，除了輔助陽極地床等需要埋于地下的裝置外，接線盒、電源、遠程監測裝置均安裝在地面的不銹鋼箱體內，電纜則通過不銹鋼管樁從地下引至不銹鋼箱體內。采用地下安裝時，接線盒、電源、遠程監測裝置均安裝在監測井內。遠程監測裝置主要由監測裝置、發射接收裝置（自帶鋰電池、SIM卡）組成，可以實現保護電位的自動采集和發送，以及接收由監控中心發送來的高低電位報警限值。通過接線盒等裝置，還可實現對保護電位的人工抄錄。人工抄錄不能實現實時監測，遠程監測系統可連續實時采集數據，對監測強制電流陰極保護的有效性更有價值。監測數據與人工抄錄數據的相對誤差范圍為-0.91%~1.77%，監測數據精度理想。