杂散电流分析预警工作方法与流程

本发明涉及管道安全性检查，特别是涉及杂散电流分析预警工作方法。

背景技术：

1、在城市地底有着复杂的地下管道的埋设。其中管道腐蚀本身就是一个棘手的问题，需要经常地对腐蚀点进行检测，并进行阴极保护。然而，由于地下管道系统的庞大且复杂，必然存在着并行管道的存在，而对并行管道进行阴极保护时，则会出现各种问题，若采用多电源对并行管道进行阴极保护，则会存在电源过于复杂的问题，若采用同一个电源对多对并行管道进行阴极保护，并行管道之间则会出现耦合的情况，还会出现绝缘层损坏点难以确定等问题，因此，急需一种能够方便且精准的用于多对并行管道进行杂散电流分析预警的工作方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了杂散电流分析预警工作方法，为了实现本发明的上述目的，本发明提供了杂散电流分析预警工作方法，包括如下步骤：

2、s1，在并行管道之间设置安装第一检测桩、第二检测桩、第三检测桩收集杂散电流的分布数据，第一检测桩、第二检测桩和第三检测桩可将检测数据输入上位机中进行处理，并经过数据处理后操控预警装置发出预警信息；

3、s2，通过第一检测桩和第二检测桩得到第一管道节点电压和第二管道节点电压，并经过计算得到相应的关联矩阵，将关联矩阵经过处理计算得到相应的解耦矩阵，通过该解耦矩阵处理得到第一管道杂散电流的矩阵和第二管道杂散电流的矩阵；

4、s3，上位机设置有仿真校准模块，该模块内部自带有仿真数据，将仿真数据和s2中所得的第一管道杂散电流的矩阵和第二管道杂散电流的矩阵做误差计算，得到校正后的杂散电流的矩阵数据；

5、s4，将校正后的杂散电流的矩阵数据与关联矩阵c1和c2带入该神经网络中进行特征选择得到miv值，将miv值进行影响值计算，通过影响值与预设阈值的比较筛选出离绝缘层破损处较近的支点；

6、s5，通过s4步骤得到的支点选取出整体支路，通过第一检测桩、第二检测桩和第三检测桩测得的数据对第一管道和第二管道绝缘层具体破损的位置进行计算，经过系统整理成预警数据操控预警装置发出预警信息。

7、作为本发明的一种优选方案，s2中的解耦矩阵的计算过程包括如下公式：,

8、x＝c2ac2t+c1(g+z)-1c1t

9、x表示解耦矩阵；

10、c1表示保护电源ve与第一管道节点电压之间的关联矩阵，c1t则为其转置；

11、g表示管道之间接触电阻矩阵；

12、z表示每条支路之间互电阻的矩阵；

13、c2表示保护电源ve与第二管道节点电压之间的关联矩阵，c2t则为其转置；

14、a表示每条支路电感矩阵。

15、作为本发明的一种优选方案，s2中的第一管道杂散电流的矩阵和第二管道杂散电流的矩阵的计算过程包括如下公式：

16、

17、v1表示第一管道节点电压的列向量；

18、h1表示第一检测桩测得杂散电流的向量；

19、x表示解耦矩阵；

20、

21、v2表示第二管道节点电压的列向量；

22、h2表示第二检测桩测得杂散电流的向量；

23、x表示解耦矩阵；

24、y1＝v1·(g+z)-1，

25、y1表示第一管道杂散电流的矩阵；

26、g表示管道之间接触电阻矩阵；

27、z表示每条支路之间互电阻的矩阵；

28、v1表示第一管道节点电压的列向量；

29、y2＝v2·(g+z)-1，

30、y2表示第二管道杂散电流的矩阵；

31、g表示管道之间接触电阻矩阵；

32、z表示每条支路之间互电阻的矩阵；

33、v2表示第二管道节点电压的列向量。

34、作为本发明的一种优选方案，s3中的误差计算具体包括如下公式：

35、

36、u1表示第一管道电流误差值；

37、i表示第i个支点；

38、m表示第一管道支点的个数；

39、表示内部第一管道第i个支点的仿真值；

40、表示第一管道杂散电流矩阵中的第i个支点的电流值；

41、

42、u2表示第二管道电流误差值；

43、i表示第i个支点；

44、n表示第二管道支点的个数；

45、表示内部第二管道第i个支点的仿真值；

46、表示第二管道杂散电流矩阵中的第i个支点的电流值。

47、作为本发明的一种优选方案，s4中的较近的支点的计算具体包括如下公式：

48、

49、表示第一管道第i个支点的特征选择值；

50、i表示第i个支点；

51、m表示第一管道支点的个数；

52、表示在第一关联矩阵中两个相邻支点之间的电势差；

53、

54、表示第一管道第i个支点的特征选择值；

55、i表示第i个支点；

56、m表示第一管道支点的个数；

57、表示第一管道第i个支点的影响值；

58、

59、表示第二管道第i个支点的特征选择值；

60、i表示第i个支点；

61、n表示第二管道支点的个数；

62、表示在第二关联矩阵中两个相邻支点之间的电势差；

63、

64、表示第二管道第i个支点的特征选择值；

65、i表示第i个支点；

66、n表示第二管道支点的个数；

67、表示第二管道第i个支点的影响值。

68、作为本发明的一种优选方案，s5步骤中绝缘层具体破损的位置的计算公式如下：

69、

70、

71、表示第一管道的第i个支点处的破损的绝缘层的电阻值；

72、表示第一管道的第i个支点处的电流值；

73、表示第一管道的第i+1个支点处的电流值；

74、表示第一管道的第i个支点处的电压值；

75、表示第i个支点处第三检测桩的电压值；

76、表示第二管道的第i个支点处的破损的绝缘层的电阻值；

77、表示第二管道的第i个支点处的电压值；

78、

79、

80、表示第一管道的绝缘层破损处；

81、w1表示第一管道的绝缘层长度；

82、表示第一管道的第i个支点处的破损的绝缘层的电阻值；

83、r2表示第一管道的绝缘层电阻值；

84、表示第二管道的绝缘层破损处；

85、w2表示第二管道的绝缘层长度；

86、表示第二管道的第i个支点处的破损的绝缘层的电阻值；

87、r3表示第二管道的绝缘层电阻值。

88、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：1、进行了解耦操作，解决了并行轨道之间的信号干扰问题；2、得到多支点的杂散电流的数据，并将其矩阵化方便集中处理；3、对所求得的杂散电流的数据进行误差校正，使所求得的数据更加真实准确；4、确定了绝缘层的具体破损位置，并处理成整体的预警数据反应给工作人员，使得工作人员能够更加直观的知道一共有哪些具体破损位置，并一一进行检查和修复。

89、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。