CN105154886B - 一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，该方法包括：步骤一，阴极保护装置配置在输气站和输油站内；步骤二，对于除了输气站和输油站之外的管道，在一段管道的两端各配置一套恒电位仪；步骤三，去耦合器设置；步骤四，在一段管道除了管道两端之外的其它任何地方，不允许安装恒电位仪。本发明的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，能够避免地磁暴引起的管道两端管地电位PSP的双极性过高，避免地磁暴引起的管道地磁感应电流GIC过大导致恒电位仪等设备的损坏，提高埋地油气管道防御地磁暴灾害的能力，延长管道及相关设备寿命。

Description

一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法

技术领域

本发明涉及埋地油气管道保护技术领域，具体涉及一种一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法。

背景技术

长距离输气管道每隔一段距离建有输气站和输油站，在输气站和输油站进出口设有绝缘法兰对管道进行电隔离，为了供电、维护方便，管道阴极保护装置设在输气站和输油站，并用金属导线把输气站和输油站进出口绝缘法兰外侧的两段管道连在一起，整条管线的输气站和输油站都这样做之后除了输气站和输油站外都变成用导线连接在一起的整体，管线整体是电连续性的，这样在每个输气站和输油站设的阴极保护装置可以保护输气站和输油站外两侧的两段管道，实现保护范围最大化。上述这种整条管道是电连续的管道保护配置方法的优点在于：所设计的恒电位仪简单、使用数量少且易于配置。但是，这样，就忽略了覆盖整条管线的全局性的电磁场干扰对管道的影响，例如空间天气引发的地磁暴干扰和与管线同走廊架设的高压交流直流输电线干扰等，导致地磁感应电流GIC(Geomagnetically Induced Current)和管地电位PSP(Pipe to Soil Potential)呈现“负面”累积效应。

现有技术存在以下几个问题：

(1)电连续管道过长的“负面”累积效应

当空间天气有磁暴发生时或有外来交直流杂散电流时，由于整条管道的累积效应，干扰管地电位会随着管道长度的增加而累积增加。整条管道的杂散电流干扰信号相互叠加“耦合”，使一段电连续管道的某一时刻干扰管地电位在两端极性相反、幅值最大且接近相等。而管道中间管地电位较低。

(2)当高压直流输电单极大地运行时附近的管道中流过大电流导致恒电位仪失灵甚至烧毁、绝缘接头过电压击穿、等电位连接器烧毁等管道事故常见报道。而地磁暴引起的GIC与直流输电电流类似，因此GIC过大也可能导致恒电位仪等设备损坏。

(3)现有技术恒电位仪控制具有严重的局限性

现有技术恒电位仪对任何杂散电流干扰都不具有抑制能力。也就是说，现有技术恒电位仪设计的出发点是抑制内部杂散电流干扰，不是抑制外部杂散电流干扰。因此，现有技术恒电位仪输出单极性输出具有严重的局限性和弊病。实践证明，恒电位仪的单极性输出的弊病，加之现有技术恒电位仪的配置方法导致电连续管道过长，常常使恒电位仪不但对管道起不到到有效的保护作用，反而还会起到恶化作用。

综上所述，现有埋地油气长输管道的恒电位仪配置方法中，管道是“电连续”性的。然而，当管道过长时，地磁暴全局性干扰导致管地电位会随着管道长度的增加而累积增加，整条管道的杂散电流干扰信号相互叠加“耦合”，从而使原有恒电位仪失去了对外来杂散电流干扰的抵抗作用。而且，现有恒电位仪是单极性输出的，其不能变换输出极性以自适应消除外来直流和交流杂散电流干扰以及空间天气引起的地磁杂散电流干扰。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，采用该方法：能够解决地磁暴引起的管道两端PSP管地电位呈现双极性过高和管道中间灾害点的问题，减少地磁暴引起的管道GIC过大甚至损坏恒电位仪等设备的问题，提高埋地油气管道防御地磁暴灾害的能力，延长管道及相关设备寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，以阴极保护配置为基本原则，该方法包括以下步骤：

步骤一，阴极保护装置配置在输气站和输油站内；

步骤二，对于除了输气站和输油站之外的管道，在一段管道的两端各配置一套恒电位仪；

步骤三，去耦合器设置；

步骤四，在一段管道除了管道两端之外的其它任何地方，不允许安装恒电位仪。

优选的是，在所述步骤一中，阴极保护装置应配置在输气站和输油站内，保护输气站和输油站内外管道及设备的阴极保护装置应各自独立工作，以避免相互干扰。

在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤二中，对于除了输气站和输油站之外的管道，在一段管道的两端各配置一套恒电位仪，从而限制地磁暴引起的管道两端PSP双极性过高。

在上述任一技术方案中优选的是，所述恒电位仪选用具有防地磁暴、防爆功能且具有输出双极性、大功率的在恒压恒流控制范围内连续可调的恒电位仪。

在上述任一技术方案中优选的是，所述恒电位仪的输出阴极引线焊接在管道上，恒电位仪选用能够承受较大电流的阴极引线和等电位连接器的附件，以应对地磁暴灾害。

在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤三中，去耦合器设置：对于一段管道，利用利用管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法所编制的计算机软件找出该一段管道的地磁暴灾害突变点，在地磁暴灾害突变点处设置去耦合器，从而限制地磁暴引起的管道PSP过大。

在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤三中，利用管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法所编制的计算机软件找出该一段管道的地磁暴灾害突变点，包括如下步骤：

(1)建立管网受地磁暴影响的机理模型；

(2)建立管网参数数据库；

(3)建立管网环境参数数据库；

(4)建立N种地磁暴模式数据库；

(5)定义地磁暴灾害突变点模式；

(6)计算管网管地电位DPSP分布；

(7)搜索突变点并判断是否还有其它地磁暴模式；

(8)消掉各种地磁暴模式的相同突变点；

(9)定义地磁暴灾害突变点评估指标。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第(2)项的建立管网参数数据库，其管网参数包括管道自身参数、管道附属部分参数，管道自身参数包括单位长度电阻、结构及材料成分性质，管道附属部分参数包括单位长度导纳、结构及性质、内外涂层成分和管道内流质。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第(3)项的建立管网环境参数数据库，其管网环境参数包括管道空间因素、管道大气半空间因素、管道土壤半空间因素、管道坐标系分量变化率因素、管道受电磁场源分布影响的因素。所述管道空间因素包括：构成整个空间的大气半空间和土壤半空间，涉及管道架空铺设和埋地铺设的问题。所述管道大气半空间因素包括：空气温度、湿度、空气成分的浓度、高山、河流、冷源、热源、地裂和地形参数。所述管道土壤半空间因素包括：大地电阻率、土壤酸碱盐性、土壤酸碱性、土壤酸碱性、土壤化学成分的参数。所述管道坐标系分量变化率因素包括：直角坐标系、球坐标系、拄坐标系跟分量变化率，涉及管道拐角、管道分支和海拔高度的参数。所述管道受电磁场源分布影响的因素包括：高压直流输电、高压交流输电、电气化铁路、地磁暴、核爆、雷电、地磁场、自然电场和人工电磁场。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第(5)项的定义地磁暴灾害突变点模式，其模式包括：管道端点突变模式——月牙峰，管道中间点突变模式——燕尾峰。所述管道端点突变模式——月牙峰：端点PSP单调上升或单调下降；如果对于一个函数f(x)，x∈[a,b]，在左端点处x＝a处右连续且存在一阶右导数f'(a)，f'(a)＜0或f'(a)＞0；在右端点处x＝b处左连续且存在一阶左导数f'(b)，f'(b)＜0或f'(b)＞0，则f(a)和f(b)对应的图形为月牙峰。所述管道中间点突变模式——燕尾峰：中间点左侧PSP单调上升，右侧PSP单调下降；中间点左侧PSP单调上升，右侧PSP单调下降；如果对于一个函数f(x)，x∈[a,b]，在某一点x₀处连续但不存在一阶导数f'(x₀)，如果在x₀左侧一阶导数f'(x_0-)＞0而在x₀右侧一阶导数f'(x₀₊)＜0，或者在x₀左侧一阶导数f'(x_0-)＜0而在x₀右侧一阶导数f'(x₀₊)＞0，则f(x₀)所对应的图形为燕尾峰。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第(6)项的计算管网管地电位DPSP分布：从地磁暴模式数据库中任意选择一种地磁暴模式k＝1，使用管网机理模型和给定的数据库计算该种地磁暴模式的管网管地电位DPSP分布。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第(7)项的搜索突变点并判断是否还有其它地磁暴模式：根据k种地磁暴模式的管网管地电位PSP分布数据DPSP，利用管道地磁暴灾害突变点搜索方法搜索管网地磁暴灾害突变点，M_k＝{P_k,1，P_k,2，…，P_k，Qk}；其中P_kQk表示在第k种地磁暴模式扫描下在管网第Q_k处位置搜索到的地磁暴灾害突变点；判断：如果还有其它地磁暴模式，k＝k+1，转入第(7)步进行循环；搜索管网地磁暴灾害突变点的集合为：M₁＝{P_1,1，P_1,2，…，P_1，Q1}、M₂＝{P_2,1，P_2,2，…，P_2，Q2}、…、M_i＝{P_i,1，P_i,2，…，P_i，Qi}、…、M_N＝{P_N,1，P_N,2，…，P_N，QN}。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第(8)项的消掉各种地磁暴模式的相同突变点：经过“OR”逻辑运算后，消掉各种地磁暴模式的相同突变点后，管网地磁暴灾害突变点集合为：M＝M₁(P_1,1，P_1,2，…，P_1，Q1)U M₂(P_2,1，P_2,2，…，P_2，Q2)U…M_i(P_i,1，P_i,2，…，P_i，Qi)U…U M_N(P_N,1，P_N,2，…，P_N，QN)。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第(9)定义地磁暴灾害突变点评估指标：定义地磁暴灾害突变点处的燕尾峰和月牙峰PSP幅值为地磁暴灾害突变点评估指标，按评估指标对管网地磁暴灾害突变点集合进行排序，得到n个突变点位置Q及其对应的PSP评估指标A的集合为：M＝(Q_1,1，A_1,2；Q_2,1，A_2,2；…；Q_i,1，A_i,2；…；Q_n,1，A_n,2)。

在上述任一技术方案中优选的是，在所述步骤三中，管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法具体包括如下步骤：

(1)给定地磁暴灾害突变点阈值ESP1；

(2)给管道节点和支路编号，节点为N个，支路为L条；

(3)建立管道节点N和支路关联矩阵NL，支路PSP分布数据DPSP[1：L；PSP[1：L1(1：L)]]，其中，L1(a)代表a支路的PSP数据长度；

(4)从N个节点中选定任意一个节点i＝1作为初始点，定义管网端点个数为C，管网端点是地磁暴灾害突变点，所以，让b＝C+1，同时，定义M矩阵存储地磁暴灾害突变点；

(5)从关联矩阵NL中选择与节点i相邻的支路j＝1；

(6)从分布数据DPSP中取其PSP(1：L1(j))数据；

(7)对于管道中间点，如果在点x₀左侧(或右侧)单调增加而在x₀右侧(或左侧)单调减少，其x₀点就是疑似地磁暴灾害点；进一步，如果在x₀点处PSP值大于阈值ESP1，其x₀点就是地磁暴灾害点，存入M(b)，b＝b+1；判断：如果还有支路没有被选取，就选择下一条支路j＝j+1，转入第(6)步进行循环；

(8)判断：如果还有其它节点没有被选取，就选择下一条节点i＝i+1，转入第(5)步进行循环；

(9)输出管道地磁暴灾害点矩阵M(1：b)。

本发明的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，包括：步骤一，阴极保护装置配置在输气站和输油站内；步骤二，对于除了输气站和输油站之外的管道，在一段管道的两端各配置一套恒电位仪；步骤三，去耦合器设置；步骤四，在一段管道除了管道两端之外的其它任何地方，不允许安装恒电位仪。本发明的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，能够避免地磁暴引起的管道两端管地电位PSP的双极性过高，避免地磁暴引起的管道地磁感应电流GIC过大导致恒电位仪等设备的损坏，提高埋地油气管道防御地磁暴灾害的能力，延长管道及相关设备寿命。

附图说明

图1为按照本发明的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法的一优选实施例的防御方法流程示意图；

图2为按照本发明的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法的一优选实施例的利用管道地磁暴灾害突变点搜索法找到管网地磁暴灾害突变点的流程示意图；

图3为按照本发明的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法的一优选实施例的管网地磁暴灾害突变点模式示意图；

图4为按照本发明的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法的一优选实施例的管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明，以下描述仅作为示范和解释，并不对本发明作任何形式上的限制。

为了能够减少管道地磁暴灾害突变点，减少管道PSP“燕尾峰”，从而减少管道阴极保护装置的数量，以及为了降低管道地磁暴灾害突变点PSP的突变程度，从而大大的节约管道防腐蚀成本，提高埋地油气管道防御地磁暴灾害的能力，延长管道及相关设备寿命，设计一种一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，如图1所示，该方法包括主要包括以下四个阴极保护配置基本原则，具体说明如下：

第一，阴极保护装置应该配置在输气站和输油站内，保护输气站和输油站内外管道及设备的阴极保护装置应各自独立工作，以避免相互干扰。

第二，对于除了输气站和输油站之外的管道，在一段管道的两端各配置一套恒电位仪，从而限制地磁暴引起的管道两端PSP双极性过高。

第三，去耦合器设置。对于一段管道，利用管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法(Pipe Networks Geomagnetic Storms disasters mutation Point Scanning Searchmethod，简称PNGSPSS方法)所编制的计算机软件找出该一段管道的地磁暴灾害突变点，在地磁暴灾害突变点处设置去耦合器，从而限制地磁暴引起的管道PSP过大。

第四，在一段管道除了管道两端之外的其它任何地方，不允许安装恒电位仪，原因：第一，在地磁暴灾害点两侧，PSP单调上升或单调下降，但斜率不同，因此，恒电位仪很难满足两侧保护要求；第二，在管道两端和地磁暴灾害点的其它任何地方，其两侧PSP总是一侧单调上升而另一侧单调下降，因此，恒电位仪无法满足两侧保护要求。

其中，对恒电位仪要求如下：

(1)功能性能：恒电位仪应该具有防地磁暴、防爆功能，输出双极性、大功率，在恒压恒流控制范围内连续可调。

(2)相关附件：恒电位仪输出阴极引线焊接在管道上，考虑防地磁暴灾害，应选择能够承受较大电流的阴极引线和等电位连接器等相关附件。

如图2所示，关于使用PNGSPSS方法找到管网地磁暴灾害突变点，具体包括如下步骤：

(1)建立管网受地磁暴影响的机理模型。

(2)建立管网参数数据库。管网参数包括：管道自身(单位长度电阻、结构(直径和厚度)及材料成分性质)、管道附属部分(单位长度导纳、结构及性质、内外涂层成分和管道内流质等)等参数。

(3)建立管网环境参数数据库。管网环境参数包括：管道空间因素、管道大气半空间因素、管道土壤半空间因素、管道坐标系分量变化率因素、管道受电磁场源分布影响的因素和管道其它因素或参数等。

管道空间因素主要包括：构成整个空间的大气半空间和土壤半空间等，涉及管道架空铺设和埋地铺设等问题。管道大气半空间因素主要包括：空气温度、湿度、空气成分的浓度(酸、碱和盐含量)、高山、河流、冷源、热源、地裂和地形参数等。管道土壤半空间因素主要包括：大地电阻率、土壤酸碱盐性、土壤酸碱性、土壤酸碱性、土壤化学成分等参数。管道坐标系分量变化率因素主要包括：直角坐标系、球坐标系、拄坐标系等跟分量变化率，涉及管道拐角、管道分支和海拔高度等参数。管道受电磁场源分布影响的因素主要包括：高压直流输电、高压交流输电、电气化铁路、地磁暴、核爆、雷电、地磁场、自然电场和其它人工电磁场等。

(4)建立N种地磁暴模式数据库。

(5)定义地磁暴灾害突变点模式。

管道端点突变模式——月牙峰：端点PSP单调上升或单调下降；管道中间点突变模式——燕尾峰：中间点左侧PSP单调上升，右侧PSP单调下降；中间点左侧PSP单调上升，右侧PSP单调下降，如图3所示。

注：定义1，如果对于一个函数f(x)，x∈[a,b]，在左端点处x＝a处右连续且存在一阶右导数f'(a)，f'(a)＜0或f'(a)＞0；在右端点处x＝b处左连续且存在一阶左导数f'(b)，f'(b)＜0或f'(b)＞0，则f(a)和f(b)对应的图形就叫做月牙峰，如图3所示。

定义2，如果对于一个函数f(x)，x∈[a,b]，在某一点x₀处连续但不存在一阶导数f'(x₀)，如果在x₀左侧一阶导数f'(x_0-)＞0而在x₀右侧一阶导数f'(x₀₊)＜0，或者在x₀左侧一阶导数f'(x_0-)＜0而在x₀右侧一阶导数f'(x₀₊)＞0，则f(x₀)所对应的图形就叫做燕尾峰。

(6)从地磁暴模式数据库中任意选择一种地磁暴模式k＝1。使用管网机理模型和给定的数据库计算该种地磁暴模式的管网管地电位DPSP分布。

(7)根据k种地磁暴模式的管网管地电位PSP分布数据DPSP，利用“管道地磁暴灾害突变点搜索方法”搜索管网地磁暴灾害突变点，M_k＝{P_k,1，P_k,2，…，P_k，Qk}。其中P_k,Qk表示在第k种地磁暴模式扫描下在管网第Q_k处位置搜索到的地磁暴灾害突变点。判断：如果还有其它地磁暴模式，k＝k+1，转入第(7)步进行循环。

搜索管网地磁暴灾害突变点的集合为：

M₁＝{P_1,1，P_1,2，…，P_1，Q1}、M₂＝{P_2,1，P_2,2，…，P_2，Q2}、…、M_i＝{P_i,1，P_i,2，…，P_i，Qi}、…、M_N＝{P_N,1，P_N,2，…，P_N，QN}。

(8)经过“OR”逻辑运算后，消掉各种地磁暴模式的相同突变点后，管网地磁暴灾害突变点集合为：

M＝M₁(P_1,1，P_1,2，…，P_1，Q1)U M₂(P_2,1，P_2,2，…，P_2，Q2)U…M_i(P_i,1，P_i,2，…，P_i，Qi)U…UM_N(P_N,1，P_N,2，…，P_N，QN)

(9)定义地磁暴灾害突变点处的燕尾峰和月牙峰PSP幅值为地磁暴灾害突变点评估指标。按评估指标对管网地磁暴灾害突变点集合进行排序，得到n个突变点位置Q及其对应的PSP评估指标A的集合为：

M＝(Q_1,1，A_1,2；Q_2,1，A_2,2；…；Q_i,1，A_i,2；…；Q_n,1，A_n,2)。

如图4所示，管道地磁暴灾害突变点搜索方法，包括以下步骤：

(1)给定地磁暴灾害突变点阈值ESP1；

(2)给管道节点和支路编号(节点为N个和支路为L条)；

(3)建立管道节点N和支路关联矩阵NL，支路PSP分布数据DPSP[1：L；PSP[1：L1(1：L)]]，其中，L1(a)代表a支路的PSP数据长度；

(4)从N个节点中选定任意一个节点i＝1作为初始点，定义管网端点个数为C，管网端点是地磁暴灾害突变点，所以，让b＝C+1，同时，定义M矩阵存储地磁暴灾害突变点；

(5)从关联矩阵NL中选择与节点i相邻的支路j＝1；

(6)从分布数据DPSP中取其PSP(1：L1(j))数据；

(7)对于管道中间点，如果在点x₀左侧(或右侧)单调增加而在x₀右侧(或左侧)单调减少，其x₀点就是疑似地磁暴灾害点。进一步，如果在x₀点处PSP值大于阈值ESP1，其x₀点就是地磁暴灾害点，存入M(b)，b＝b+1。判断：如果还有支路没有被选取，就选择下一条支路j＝j+1，转入第(6)步进行循环；

(8)判断：如果还有其它节点没有被选取，就选择下一条节点i＝i+1，转入第(5)步进行循环；

(9)输出管道地磁暴灾害点矩阵M(1：b)。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (20)

1.一种一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，以阴极保护配置为基本原则，该方法包括以下步骤：

步骤一，阴极保护装置配置在输气站和输油站内；

步骤二，对于除了输气站和输油站之外的管道，在一段管道的两端各配置一套恒电位仪；

步骤三，去耦合器设置；所述去耦合器设置是针对一段管道，利用管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法所编制的计算机软件找出该一段管道的地磁暴灾害突变点，在地磁暴灾害突变点处设置去耦合器，从而限制地磁暴引起的管道PSP过大；

所述利用管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法所编制的计算机软件找出该一段管道的地磁暴灾害突变点，包括如下步骤：

(1)建立管网受地磁暴影响的机理模型；

(2)建立管网参数数据库；

(3)建立管网环境参数数据库；

(4)建立N种地磁暴模式数据库；

(5)定义地磁暴灾害突变点模式；

(6)计算管网管地电位DPSP分布；

(7)搜索突变点并判断是否还有其它地磁暴模式；

(8)消掉各种地磁暴模式的相同突变点；

(9)定义地磁暴灾害突变点评估指标；

步骤四，在一段管道除了管道两端之外的其它任何地方，不允许安装恒电位仪。

2.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：在所述步骤一中，阴极保护装置应配置在输气站和输油站内，保护输气站和输油站内外管道及设备的阴极保护装置应各自独立工作，以避免相互干扰。

3.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：在所述步骤二中，对于除了输气站和输油站之外的管道，在一段管道的两端各配置一套恒电位仪，从而限制地磁暴引起的管道两端PSP双极性过高。

4.如权利要求3所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述恒电位仪选用具有防地磁暴、防爆功能且具有输出双极性、大功率的在恒压恒流控制范围内连续可调的恒电位仪。

5.如权利要求3所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述恒电位仪的输出阴极引线焊接在管道上，恒电位仪选用能够承受较大电流的阴极引线和等电位连接器的附件，以应对地磁暴灾害。

6.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述第(2)项的建立管网参数数据库，其管网参数包括管道自身参数、管道附属部分参数，管道自身参数包括单位长度电阻、结构及材料成分性质，管道附属部分参数包括单位长度导纳、结构及性质、内外涂层成分和管道内流质。

7.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述第(3)项的建立管网环境参数数据库，其管网环境参数包括管道空间因素、管道大气半空间因素、管道土壤半空间因素、管道坐标系分量变化率因素、管道受电磁场源分布影响的因素。

8.如权利要求7所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述管道空间因素包括：构成整个空间的大气半空间和土壤半空间，涉及管道架空铺设和埋地铺设的问题。

9.如权利要求7所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述管道大气半空间因素包括：空气温度、湿度、空气成分的浓度、高山、河流、冷源、热源、地裂和地形参数。

10.如权利要求7所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述管道土壤半空间因素包括：大地电阻率、土壤酸碱盐性、土壤酸碱性、土壤化学成分的参数。

11.如权利要求7所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述管道坐标系分量变化率因素包括涉及管道拐角、管道分支和海拔高度的参数：直角坐标系、球坐标系、柱坐标系跟分量变化率。

12.如权利要求7所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述管道受电磁场源分布影响的因素包括：高压直流输电、高压交流输电、电气化铁路、地磁暴、核爆、雷电、地磁场、自然电场和人工电磁场。

13.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述第(5)项的定义地磁暴灾害突变点模式，其模式包括：管道端点突变模式——月牙峰，管道中间点突变模式——燕尾峰。

14.如权利要求13所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述管道端点突变模式——月牙峰：端点PSP单调上升或单调下降；如果对于一个函数f(x)，x∈[a,b]，在左端点处x＝a处右连续且存在一阶右导数f'(a)，f'(a)＜0或f'(a)＞0；在右端点处x＝b处左连续且存在一阶左导数f'(b)，f'(b)＜0或f'(b)＞0，则f(a)和f(b)对应的图形为月牙峰。

15.如权利要求13所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述管道中间点突变模式——燕尾峰：中间点左侧PSP单调上升，右侧PSP单调下降；中间点左侧PSP单调上升，右侧PSP单调下降；如果对于一个函数f(x)，x∈[a,b]，在某一点x₀处连续但不存在一阶导数f'(x₀)，如果在x₀左侧一阶导数f'(x_0-)＞0而在x₀右侧一阶导数f'(x₀₊)＜0，或者在x₀左侧一阶导数f'(x_0-)＜0而在x₀右侧一阶导数f'(x₀₊)＞0，则f(x₀)所对应的图形为燕尾峰。

16.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述第(6)项的计算管网管地电位DPSP分布：从地磁暴模式数据库中任意选择一种地磁暴模式k＝1，使用管网机理模型和给定的数据库计算该种地磁暴模式的管网管地电位DPSP分布。

17.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述第(7)项的搜索突变点并判断是否还有其它地磁暴模式：根据k种地磁暴模式的管网管地电位PSP分布数据DPSP，利用管道地磁暴灾害突变点搜索方法搜索管网地磁暴灾害突变点，M_k＝{P_k,1，P_k,2，…，P_k，Qk}；其中P_k,Qk表示在第k种地磁暴模式扫描下在管网第Q_k处位置搜索到的地磁暴灾害突变点；判断：如果还有其它地磁暴模式，k＝k+1，转入第(7)步进行循环；搜索管网地磁暴灾害突变点的集合为：M₁＝{P_1,1，P_1,2，…，P_1，Q1}、M₂＝{P_2,1，P_2,2，…，P_2，Q2}、…、M_i＝{P_i,1，P_i,2，…，P_i，Qi}、…、M_N＝{P_N,1，P_N,2，…，P_N，QN}。

18.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述第(8)项的消掉各种地磁暴模式的相同突变点：经过“OR”逻辑运算后，消掉各种地磁暴模式的相同突变点后，管网地磁暴灾害突变点集合为：M＝M₁(P_1,1，P_1,2，…，P_1，Q1)U M₂(P_2,1，P_2,2，…，P_2，Q2)U…M_i(P_i,1，P_i,2，…，P_i，Qi)U…U M_N(P_N,1，P_N,2，…，P_N，QN)。

19.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：所述第(9)定义地磁暴灾害突变点评估指标：定义地磁暴灾害突变点处的燕尾峰和月牙峰PSP幅值为地磁暴灾害突变点评估指标，按评估指标对管网地磁暴灾害突变点集合进行排序，得到n个突变点位置Q及其对应的PSP评估指标A的集合为：M＝(Q_1,1，A_1,2；Q_2,1，A_2,2；…；Q_i,1，A_i,2；…；Q_n,1，A_n,2)。

20.如权利要求1所述的一段埋地油气管道地磁暴灾害防御方法，其特征在于：在所述步骤三中，管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法具体包括如下步骤：

(1)给定地磁暴灾害突变点阈值ESP1；

(2)给管道节点和支路编号，节点为N个，支路为L条；

(3)建立管道节点N和支路关联矩阵NL，支路PSP分布数据DPSP[1：L；PSP[1：L1(1：L)]]，其中，L1(a)代表a支路的PSP数据长度；

(4)从N个节点中选定任意一个节点i＝1作为初始点，定义管网端点个数为C，管网端点是地磁暴灾害突变点，所以，让b＝C+1，同时，定义M矩阵存储地磁暴灾害突变点；

(5)从关联矩阵NL中选择与节点i相邻的支路j＝1；

(6)从分布数据DPSP中取其PSP(1：L1(j))数据；

(7)对于管道中间点，如果在点x₀左侧(或右侧)单调增加而在x₀右侧(或左侧)单调减少，其x₀点就是疑似地磁暴灾害点；进一步，如果在x₀点处PSP值大于阈值ESP1，其x₀点就是地磁暴灾害点，存入M(b)，b＝b+1；判断：如果还有支路没有被选取，就选择下一条支路j＝j+1，转入第(6)步进行循环；

(8)判断：如果还有其它节点没有被选取，就选择下一条节点i＝i+1，转入第(5)步进行循环；

(9)输出管道地磁暴灾害点矩阵M(1：b)。