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作者：沈立龙

第一作者单位：马鞍山港华燃气有限公司

摘自《煤气与热力》2019年9月刊

1   概述

杂散电流的存在，对燃气管网阴极保护系统的正常运行提出了更高的要求。判别阴极保护系统是否正常运行的依据是采用人工间歇测量的相关参数，但测量周期较长且数据不连续，不易及时发现问题。本文针对人工抄录存在的问题，提出强制电流阴极保护远程监测系统，对相关内容进行探讨。

2   远程监测系统

2.1  设备安装方式及采集对象

强制电流阴极保护远程监测系统（以下简称远程监测系统）的本地设备包含强制电流阴极保护装置、远程监测装置两部分，可采用地面安装、地下安装，采用地面安装时的设备安装方式见图1，图中未表示出电源。由图1可知，除了辅助阳极地床等需要埋于地下的装置外，接线盒、电源、远程监测装置均安装在地面的不锈钢箱体内，电缆则通过不锈钢管桩从地下引至地面的不锈钢箱体内。与地面安装不同的是，采用地下安装时，接线盒、电源、远程监测装置均安装监测井内。地面安装与地下安装的现场分别见图2、3。不锈钢箱体进行防雷接地处理，不锈钢箱体外表面以及监测井盖表面喷涂燃气设施警示标志。

图1   采用地面安装时的设备安装方式

图2   地面安装现场

图3   地下安装现场

远程监测装置主要由监测装置、发射接收装置（自带锂电池、SIM卡）组成，可以实现保护电位（管地电位）的自动采集和发送，以及接收由监控中心发送来的高低电位报警限值。通过接线盒等装置，还可实现对保护电位的人工抄录。远程监测装置现场安装方便，操作温度范围为-20~50 ℃，防护等级别为IP68。远程监测装置对数据的采集频率可根据用户需要进行设定，通常的采集时间间隔为15 min。

2.2  远程监测系统流程

远程监测系统主要由本地设备、互联网、服务器等部分组成，系统流程见图4。由远程监测装置采集的保护电位数据经GPRS上传至互联网，监控中心设置网关服务器、数据处理服务器、数据库服务器，对上传数据进行数据处理与储存。除上传数据功能外，远程监测装置接收由监控中心发送来的高低电位报警限值。一旦触发报警，远程监测系统将及时向管理人员发送报警信息。对于数据库服务器中的数据，PC客户端、手机客户端均可通过互联网实时查询。

图4   远程监测系统流程

3   监测数据的有效性及精度

采集对象为某市天然气高压管网编号为JR03的强制电流阴极保护桩（以下简称JR03桩），选取2018年3月1日至21日的人工抄录数据、监测数据进行对比分析。人工抄录每7~10 d抄录1次数据，每次抄录测量3次，取平均值。远程监测系统每15 min采集1次数据（以下简称监测数据）。

2018年3月1日至21日人工抄录数据平均值与监测数据日平均值见表1。由表1可知，人工抄录结果显示，日均保护电位变化范围为-1.10~-1.11 V，与远程监测系统采集到的日均保护电位变化范围（-1.10~-1.12 V）接近。受路程及天气的影响，人工抄录不能实现实时监测，而远程监测系统不受这方面的影响，可连续实时采集数据，对监测强制电流阴极保护有效性更有价值。

表1   2018年3月1日至21日人工抄录数据平均值与监测数据日平均值

某段时间的平均值不能真实反映远程监测系统的监测能力，为此我们选取2018年3月21日9：00至18：00，对JR03桩的保护电位进行连续人工抄录，共采集10次数据，时间间隔为1 h。相对应的，远程监测系统也选取该时段每个整点的数据。将人工抄录数据作为基础，计算监测数据与人工抄录数据的相对误差。2018年3月21日9：00至18：00人工抄录数据与监测数据的瞬时值见表2。由表2数据可计算得到，监测数据与人工抄录数据的相对误差范围为-0.91%~1.77%，说明监测数据精度理想。

表2   2018年3月21日9：00至18：00人工抄录数据与监测数据的瞬时值

4   结语

介绍强制电流阴极保护远程监测系统（简称远程监测系统）的设备安装方式、采集对象、系统流程，将人工抄录数据作为基础，分析远程监测系统监测数据（简称监测数据）的有效性。远程监测系统的设备安装方式可采用地面安装、地下安装。对于地面安装，除了辅助阳极地床等需要埋于地下的装置外，接线盒、电源、远程监测装置均安装在地面的不锈钢箱体内，电缆则通过不锈钢管桩从地下引至不锈钢箱体内。采用地下安装时，接线盒、电源、远程监测装置均安装在监测井内。远程监测装置主要由监测装置、发射接收装置（自带锂电池、SIM卡）组成，可以实现保护电位的自动采集和发送，以及接收由监控中心发送来的高低电位报警限值。通过接线盒等装置，还可实现对保护电位的人工抄录。人工抄录不能实现实时监测，远程监测系统可连续实时采集数据，对监测强制电流阴极保护的有效性更有价值。监测数据与人工抄录数据的相对误差范围为-0.91%~1.77%，监测数据精度理想。