管道杂散电流的排流系统的制作方法

1.本公开涉及天然气长输管道技术领域，特别涉及一种管道杂散电流的排流系统。


背景技术：

2.天然气是一种优质、高效、清洁的低碳能源，可与核能及可再生能源等其他低排放能源形成良性互补，是能源供应清洁化的最现实选择。采用长输管道进行运输是天然气的主要运输方式。
3.长输管道会受到外界的杂散电流的干扰。通常有交流干扰和直流干扰，其中直流干扰又分为负直流干扰和正直流干扰。交流干扰会使管道的电位在一定范围内周期性地变化，负直流干扰会大幅度地拉低管道的电位，正直流干扰会大幅度地抬高管道的电位。
4.为了延缓管道的腐蚀，管道上通常都设置有防腐层，并且还针对管道设置有阴极保护装置。管道中的杂散电流不仅可能对管道沿线进行各种测试的人员造成人身伤害，而且还有可能导致管道出现例如析氢、阴极保护失效等问题，影响管道的寿命。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种管道杂散电流的排流系统，能够降低杂散电流对管道的不良影响。所述技术方案如下：
6.本公开实施例提供了一种管道杂散电流的排流系统，包括：
7.用于监测管道的电位的电位监测装置；
8.用于排出交流干扰电流的交流排流装置；
9.用于排出负直流干扰电流的负直流排流装置；
10.用于排出正直流干扰电流的正直流排流装置；
11.在所述管道的电位位于预设上限和预设下限之间时导通的第一继电器，所述第一继电器连接所述交流排流装置与所述管道；
12.在所述管道的电位低于所述预设下限时导通的第二继电器，所述第二继电器连接所述负直流排流装置与所述管道；
13.在所述管道的电位高于所述预设上限时导通的第三继电器，所述第三继电器连接所述正直流排流装置与所述管道；
14.用于控制所述第一继电器、所述第二继电器、所述第三继电器的控制器，所述控制器与所述电位监测装置、所述第一继电器、所述第二继电器、所述第三继电器分别相连。
15.可选地，所述排流系统还包括在所述第二继电器和所述第三继电器中的任意一个导通时发出警报的声光报警器，所述声光报警器与所述控制器相连。
16.可选地，所述预设上限为
‑
0.95v，所述预设下限为
‑
1.5v。
17.可选地，所述控制器包括集成电路，所述集成电路的型号为stm32f1032zet6。
18.可选地，所述第一继电器的控制端与所述集成电路的pb5引脚相连，所述第二继电器的控制端与所述集成电路的pb6引脚相连，所述第三继电器的控制端与所述集成电路的
pb7引脚相连。
19.可选地，所述排流系统还包括用于至少显示所述管道的电位，以及所述第一继电器、所述第二继电器和所述第三继电器的状态的显示屏，所述显示屏与所述控制器相连。
20.可选地，所述显示屏与所述集成电路的pb10引脚和pb11引脚相连。
21.可选地，所述控制器还包括模拟数字转换器，所述模拟数字转换器的输入端与所述电位监测装置相连，所述模拟数字转换器的输出端与所述集成电路的pa2引脚相连。
22.可选地，所述排流系统还包括用于设置所述预设上限和所述预设下限的输入装置，所述输入装置与所述控制器相连。
23.可选地，所述输入装置包括第一按键、第二按键、第三按键和复位按键，所述第一按键的一端与所述集成电路的pa12引脚相连，所述第二按键的一端与所述集成电路的pa13引脚相连，所述第三按键的一端与所述集成电路的pa14引脚相连，所述复位按键的一端与所述集成电路的nrst引脚相连，所述第一按键的另一端、所述第二按键的另一端、所述第三按键的另一端和所述复位按键的另一端均接地。
24.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
25.通过设置电位监测装置，能够对管道的电位进行监控测量，交流排流装置、负直流排流装置和正直流排流装置分别能够排出交流干扰电流、负直流干扰电流和正直流干扰电流。第一继电器、第二继电器、第三继电器分别将交流排流装置、负直流排流装置和正直流排流装置与管道相连，第一继电器、第二继电器、第三继电器能够在控制器的控制下导通。在管道的电位位于预设上限和预设下限之间时，表明管道上存在交流干扰电流，第一继电器导通后使交流干扰电流能够在交流排流装置的作用下从管道上排出。在管道的电位低于预设下限时，表明管道上存在负直流干扰电流，第二继电器导通后使负直流干扰电流能够在负直流排流装置的作用下从管道上排出。在管道的电位高于预设上限时，表明管道上存在正直流干扰电流，第三继电器导通后使正直流干扰电流能够在正直流排流装置的作用下从管道上排出。避免了杂散电流对管道造成的不良影响。
附图说明
26.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本公开实施例提供的一种管道杂散电流的排流系统的结构框图；
28.图2是本公开实施例提供的一种管道杂散电流的排流系统的局部结构示意图。
具体实施方式
29.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
30.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分
不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排出其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
31.图1是本公开实施例提供的一种管道杂散电流的排流系统的结构框图。如图1所示，该管道杂散电流的排流系统包括：电位监测装置10、交流排流装置21、负直流排流装置22、正直流排流装置23、第一继电器31、第二继电器32、第三继电器33和控制器40。
32.电位监测装置10用于监测管道1的电位。
33.交流排流装置21用于排出交流干扰电流。
34.负直流排流装置22用于排出负直流干扰电流。
35.正直流排流装置23用于排出正直流干扰电流。
36.第一继电器31连接交流排流装置21与管道1，第一继电器31在管道1的电位位于预设上限和预设下限之间时导通。
37.第二继电器32连接负直流排流装置22与管道1，第二继电器32在管道1的电位低于预设下限时导通。
38.第三继电器33连接正直流排流装置23与管道1，第三继电器33在管道1的电位高于预设上限时导通。
39.控制器40用于控制第一继电器31、第二继电器32、第三继电器33，控制器40与电位监测装置10、第一继电器31、第二继电器32、第三继电器33分别相连。
40.通过设置电位监测装置，能够对管道的电位进行监控测量，交流排流装置、负直流排流装置和正直流排流装置分别能够排出交流干扰电流、负直流干扰电流和正直流干扰电流。第一继电器、第二继电器、第三继电器分别将交流排流装置、负直流排流装置和正直流排流装置与管道相连，第一继电器、第二继电器、第三继电器能够在控制器的控制下导通。在管道的电位位于预设上限和预设下限之间时，表明管道上存在交流干扰电流，第一继电器导通后使交流干扰电流能够在交流排流装置的作用下从管道上排出。在管道的电位低于预设下限时，表明管道上存在负直流干扰电流，第二继电器导通后使负直流干扰电流能够在负直流排流装置的作用下从管道上排出。在管道的电位高于预设上限时，表明管道上存在正直流干扰电流，第三继电器导通后使正直流干扰电流能够在正直流排流装置的作用下从管道上排出。避免了杂散电流对管道造成的不良影响。
41.如图1所示，电位采集装置10包括电位采集器101和参比电极102，参比电极102与电位采集器101相连，电位采集器101与控制器40相连，电位采集器101用于与管道1连接，并结合参比电极102检测出管道1的电位。
42.参比电极102可以为饱和硫酸铜参比电极。
43.可选地，预设上限为
‑
0.95v，预设下限为
‑
1.5v。管道的电位通常为负，在交流干扰电流的影响下，管道1的电位通常在一定范围内波动，在出现负直流干扰电流或正直流干扰电流时，就会导致管道的电位大幅度的改变。根据管道1电位可以判断管道所受到的杂散电流的类型，以
‑
0.95v作为预设上限，
‑
1.5v作为预设下限可以很好地对杂散电流的类型进行
区分。
44.可选地，该排流系统还包括用于设置预设上限和预设下限的输入装置70，输入装置70与控制器40相连。
45.对于不同区域的管道，所受到的杂散电流的影响也可能不同，为了更好地确定出管道1所受到的杂散电流的类型，通过设置输入装置70，使工作人员能够根据不同的需要对预设上限和预设下限进行调节，以设置出合适的预设上限和预设下限。
46.可选地，该排流系统还包括在第二继电器32和第三继电器33中的任意一个导通时发出警报的声光报警器50，声光报警器50与控制器40相连。
47.交流干扰电流通常普遍存在，且波动幅度不大，相比负直流干扰电流和正直流干扰电流，危害较小。通过设置声光报警器50，在第二继电器32和第三继电器33中的任意一个导通时，也即在管道1上出现负直流干扰电流或正直流干扰电流时，在控制器40的控制下就会发出声光警报。如果声光报警始终未消除，则说明第二继电器32或第三继电器33始终处于闭合状态，也就表明负直流干扰电流或正直流干扰电流还没有完全排出，管道1的电位仍然没有恢复正常，使工作人员能够及时获知管道1的具体情况。
48.第二继电器32导通时声光报警器50发出的警报与第三继电器33导通时声光报警器50发出的警报不同，以方便判断出是负直流干扰电流还是正直流干扰电流，便于工作人员采用相应的处理措施，确保管道1的安全。
49.图2是本公开实施例提供的一种管道杂散电流的排流系统的结构示意图。如图2所示，控制器40可以包括集成电路41，集成电路41的型号为stm32f1032zet6。
50.采用集成电路41对排流系统中的其他结构进行控制，有利于减小排流系统的体积。型号为stm32f1032zet6的集成电路41精准高，运算快，处理数据高效，可以满足排流系统的控制需求。
51.如图2所示，第一继电器31的控制端与集成电路41的pb5引脚相连，第二继电器32的控制端与集成电路41的pb6引脚相连，第三继电器33的控制端与集成电路41的pb7引脚相连。
52.在管道1的电位位于预设上限和预设下限之间时，集成电路41的pb5引脚相应地发出控制信号，使第一继电器31导通；在管道1的电位低于预设下限时，集成电路41的pb6引脚相应地发出控制信号，使第二继电器32导通；在管道1的电位高于预设上限时，集成电路41的pb7引脚相应地发出控制信号，使第二继电器32导通。
53.前述的声光报警器50也与集成电路41的pb6引脚和pb7引脚相连，这样在集成电路41控制第二继电器32和第三继电器33中的任意一个导通时，均会触发声光报警器50发出警报。
54.可选地，输入装置70可以包括第一按键71、第二按键72、第三按键73和复位按键74。其中，第一按键71的一端与集成电路41的pa12引脚相连，第二按键72的一端与集成电路41的pa13引脚相连，第三按键73的一端与集成电路41的pa14引脚相连，复位按键74的一端与集成电路41的nrst引脚相连，第一按键71的另一端、第二按键72的另一端、第三按键73的另一端和复位按键74的另一端均接地。
55.通过第一按键71、第二按键72、第三按键73能够对预设上限和预设下限进行调节。例如第三按键73用于切换所需要调节的对象，将当前所要调节的对象从预设上限切换成预
设下限，或是将当前所要调节的对象从预设下限切换成预设上限。第一按键71用于增大当前调节的对应的数值，第二按键72用于减小当前调节的对应的数值。例如当前所要调节的对象是预设上限，通过点击第一按键71，能够使预设上限增大，通过点击第二按键72，能够使预设上限减小。又例如每点击一次第一按键71，当前所要调节的对象增大0.01v，每点击一次第二按键72，当前所要调节的对象减小0.01v。复位按键74用于使预设上限和预设下限恢复到默认值，例如，预设上限的默认值为
‑
0.95v，预设下限的默认值为
‑
1.5v。
56.如图1所示，该排流系统还包括显示屏60。显示屏60用于至少显示管道1的电位，以及第一继电器31、第二继电器32和第三继电器33的状态，显示屏60与控制器40相连。
57.通过设置显示屏60，以准确反应出管道1的电位情况，并且方便工作人员获知第一继电器31、第二继电器32和第三继电器33的状态，即导通还是断开，方便工作人员知晓排流系统的工作情况。
58.此外，显示屏60还用于在调节预设上限和预设下限时，对预设上限和预设下限进行显示，以方便工作人员对预设上限和预设下限进行调节。
59.在本公开实施例中，显示屏60可以为液晶显示屏。
60.如图2所示，显示屏60可以与集成电路41的pb10引脚和pb11引脚相连，显示屏60与集成电路41实现串行通信，使显示屏60能够在集成电路41的控制下正常显示。
61.如图2所示，该控制器40还包括模拟数字转换器42。模拟数字转换器42的输入端与电位监测装置10相连，模拟数字转换器42的输出端与集成电路41的pa2引脚相连。
62.模拟数字转换器42能够将电位监测装置10输出的模拟信号转化为数字信号，并输入给集成电路41，使集成电路41能准确获取管道1的电位。
63.以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。