CN107561342A - 一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置，涉及电力系统技术领域，解决了采用现有计算方法导致所计算出的埋地金属管道的对地电压不准确的问题。本方案为：将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，N大于或等于2；根据第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程；基于牛顿拉夫逊法确定第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流；根据各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

Description

一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置。

背景技术

直流输电系统会对附近的埋地管道产生安全影响，在直流接地极与管道均十分密集的地方，直流接地极入地电流对附近的埋地管道的影响会非常大。由于直流接地极和油气管道的选址原则基本一致，直流输电工程接地极和输油气管道接近的情况时有发生。特别是在南方人口密集且较为发达的地区，为了减少土地的占用，直流输电工程和输油气管道甚至共用走廊，使得直流接地极对附近埋地金属管道的电磁干扰影响日益突出。有数据表明，管道泄漏事故中，80％是由交直流干扰腐蚀造成的。

目前直流输电系统单极运行难以避免，管道上的防护措施还不完善，接地极入地电流对管道的影响问题十分突出。进一步细化研究直流接地极入地电流对埋地油气管道的影响是消除安全生产隐患的关键。通过接地极电流对管道的影响因素研究，得到接地极电流影响下管道的各种防护措施的效果及适用性，研究成果对未来管道的选址及防护措施的使用有重要参考意义。

在埋地金属管道受入地电流影响的仿真计算时，管道表面存在非线性极化过程，该过程决定了模拟计算的边界条件。然而，现有的接地计算软件(例如，CDEGS软件)，均未考虑极化效应对对埋地金属管道的影响，因此通过现有的计算方法使得所计算出的埋地金属管道的对地电压不准确。

发明内容

本发明的实施例提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置，解决了采用现有计算方法导致所计算出的埋地金属管道的对地电压不准确的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的第一方面，提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法，所述方法包括：

将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，所述电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，所述N大于或等于2；

根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程；

基于牛顿拉夫逊法确定所述第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流；

根据所述各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

可选的，所述根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程，包括：

根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立第K段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第二非线性方程；所述第二非线性方程为：其中：n为第K段埋地金属管道上的所有导体总数，a_kp为各段埋地金属管道上所有导体的转移电阻和导体自电阻的常数项，c_k第K段埋地金属管道上所有导体自电阻、固态去耦合器导通电压以及牺牲阳极与管道的接触电压的常数项，d_k为第K段埋地金属管道上所有导体漏电流的非常数项，该α为常数项；为第K段埋地金属管道的漏电流，第K段埋地金属管道的注入电流；

基于所述第二非线性方程得到N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程。

可选的，所述基于牛顿拉夫逊法确定所述第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流，包括：

将所述各段埋地金属管道的漏电流的第一值代入至所述第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第一注入电流值；

根据所述第一注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第一误差值；

当所述第一误差值小于阈值时，将所述各段埋地金属管道的漏电流的第一值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

进一步可选的，所述方法还包括：

当所述第一误差值大于或等于阈值时，将所述漏电流的第二值带入至第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第二注入电流值；所述第二值为第一值与第一误差值之和；

根据所述第二注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第二误差值；

当所述第二误差值小于阈值时，将所述各段埋地金属管道的漏电流的第二值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

可选的，所述根据所述各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压，包括：

根据第K段埋地金属管道的漏电流确定第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位；

根据所述第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位以及第K段埋地金属管道上的所有导体的对地电位确定第K段埋地金属管道的对地电压；

将各段埋地金属管道的对地电压之和作为该埋地金属管道的对地电压。

本发明实施例的第二方面，提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定装置，所述装置包括：

建立模块，用于将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，所述电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，所述N大于或等于2；

所述建立模块，还用于根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程；

第一确定模块，用于基于牛顿拉夫逊法确定所述第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流；

第二确定模块，用于根据所述各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

可选的，所述建立模块在根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程时，具体用于：

根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立第K段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第二非线性方程；所述第二非线性方程为：其中：n为第K段埋地金属管道上的所有导体总数，a_kp为各段埋地金属管道上所有导体的转移电阻和导体自电阻的常数项，c_k第K段埋地金属管道上所有导体自电阻、固态去耦合器导通电压以及牺牲阳极与管道的接触电压的常数项，d_k为第K段埋地金属管道上所有导体漏电流的非常数项，α为常数项；为第K段埋地金属管道的漏电流，第K段埋地金属管道的注入电流；

基于所述第二非线性方程得到N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程。

可选的，所述第一确定模块，具体用于：

将所述各段埋地金属管道的漏电流的第一值代入至所述第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第一注入电流值；

根据所述第一注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第一误差值；

当所述第一误差值小于阈值时，将所述各段埋地金属管道的漏电流的第一值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

进一步可选的，所述第一确定模块还用于：

当所述第一误差值大于或等于阈值时，将所述漏电流的第二值带入至第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第二注入电流值；所述第二值为第一值与第一误差值之和；

根据所述第二注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第二误差值；

当所述第二误差值小于阈值时，将所述各段埋地金属管道的漏电流的第二值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

可选的，所述第二确定模块，用于：

根据第K段埋地金属管道的漏电流确定第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位；

根据所述第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位以及第K段埋地金属管道上的所有导体的对地电位确定第K段埋地金属管道的对地电压；

将各段埋地金属管道的对地电压之和作为该埋地金属管道的对地电压。

本发明实施例提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置，首先将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，N大于或等于2；然后，根据第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程；其次，基于牛顿拉夫逊法确定第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流；最后，根据各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

相比于现有技术，本方案中考虑到埋地金属管道表面存在极化特性，通过将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，然后根据该第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程，通过求解出该第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流，根据该漏电流就可以得到埋地金属管道的极化电位，且该极化电位是最终所确定的埋地金属管道对地电位的一部分，由于最终所确定的埋地金属管道的对地电位是基于极化特性下所确定出的值，因此相比于现有技术通过本方较中的方法所计算出的埋地金属管道对地电压更为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电路模型示意图；

图3为本发明实施例提供的一种导体电流示意图；

图4为本发明实施例提供的一种导体局部示意图；

图5为本发明实施例基于图4提供的一种等效电路图；

图6为本发明实施例基于图2提供的一种等效电路图；

图7为本发明实施例提供的一种确定埋地金属管道漏电流的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种极化特性下埋地金属管道电压的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能或作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明实施例提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法，如图1所示，该方法包括：

101、将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型。

其中，上述的电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，N大于或等于2。

示例性的，上述的电路模型可以参考图2所示的电路模型，图2中的V_k″′为第K段埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，R_k-coat为第K段埋地金属管道防腐等效电阻，为第K段埋地金属管道对地电位，该第K段埋地金属管道对地电位是由接地极、管道和管道上各种措施对应的接地装置的漏电流共同产生的。

示例性的，上述的步骤101是通过计算机设备中实现的，具体的该计算机设备可以通过采用MATLAB软件来实现电路模型的建立。

102、根据第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程。

示例性的，上述的步骤102具体包括以下内容：

102a、根据第K段埋地金属管道的电路模型建立第K段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第二非线性方程。

示例性的，上述的第二非线性方程为：

其中：n为第K段埋地金属管道上的所有导体总数，a_kp为各段埋地金属管道上所有导体的转移电阻和导体自电阻的常数项，c_k第K段埋地金属管道上所有导体自电阻、固态去耦合器导通电压以及牺牲阳极与管道的接触电压的常数项，d_k为第K段埋地金属管道上所有导体漏电流的非常数项，该α为常数项；为第K段埋地金属管道的漏电流，第K段埋地金属管道的注入电流。

具体的，步骤102a的中建立第二非线性方程的理论依据如下：

参照图3所示的导体电流示意图，图3中是该段导体注入电流，是该段导体的漏电流，和是该段导体的轴向电流，则每一小段导体都满足基尔霍夫电流定律：

对于由多个小段相交所构成的小型网络，可以做出图4所示的局部导体示意图，图中交点共连接q根导体。

参照图5，该图5为图4的等效电路图。图5中R_1-1、R_2-2、…、R_k-k、…、R_q-q分别为第1、2、…、k、…、q段导体起点到中点之间的电阻，V₁、V₂、…、V_k、…、V_q为所有导体的漏电流在第1、2、…、k、…、q段导体中点处产生的电位和，可以认为是两端分别连接导体中点和无穷远之间的电压源为：

其中，上述的公式二m为分段后的导体总段数，是第i段导体的漏电流，R_ei是第i段导体的单位漏电流在第e段导体中点上产生的电位。

上述已经建立了埋地金属管道的电路模型，该埋地金属管道上的各种防护措施也通过分析其原理等效成了相应电路。因此基于上述的图3)图5的分析内容，可以得到本方案中图2所示的电路模型的等效电路图，基于上述的图2，结合图3)图5，本发明实施例提供一种基于图2所示的等效电路图，如图6所示。

其中：图6中的V₁、V₂、…、V_k、…、V_q为所有导体的漏电流在第1、2、…、k、…、q段导体中点处产生的电位，在没有其他保护措施的情况下可以认为是两端分别连接导体中点和无穷远之间的电压源；V₁′、V₂′、…、V_k′、…、V_q′为当相应导体段为牺牲阳极时，与所连管道之间的接触电位差(如果该导体不是牺牲阳极，则该电位差为零)；V₁″、V₂″、…、V_k″、…、V_q″为当相应导体段有固态去耦合器时，固态去耦合器的导通电压(如果该导体不是固态去耦合器的作用导体段，则该电压为零)；V₁″′、V₂″′、…、V_k″′、…、V_q″′为当相应导体段为管道时，管道的极化电位(如果该导体不是管道，则该电压为零)；R_1-1、R_2-2、…、R_k-k、…、R_q-q分别为相应导体段起点到中点之间的电阻。

在上述的图6中使用节点电位法可以得到：

其中：上述的公式三中的V_p、V_k(p＝1、2、…、q)为与所有导体段漏电流有关的未知量，与每一段导体的漏电流都为线性关系，V_p″′、V_k″′(p＝1、2、…、q)为与自身导体段漏电流有关的未知量，与自身导体段漏电流为非线性关系，其他参数都是已知量。

同理，也可由同样的方法求出。基于上述的理论分析，联立公式一和公式三，每段埋地金属管道都可以得到一个只含有以漏电流为未知量的非线性方程：

102b、基于第二非线性方程得到N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程。

示例性的，上述的第一非线性方程可以是矩阵的形式，该矩阵的形式如下方程二：

示例性的，上述的第一非线性方程也可以是方程组的形式，该方程组的形式如下方程三：

其中，对于上述的方程二和方程三中字母的含义参照上文中的方程一部分的内容，由于该方程二和方程三都是基于方程一所得到的，因此方程二和方程三中的字母含义均与方程一种的含义相同。

103、基于牛顿拉夫逊法确定所述第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流。

示例性的，上述的步骤103具体包括以下内容：

103a、将各段埋地金属管道的漏电流的第一值代入至第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第一注入电流值。

103b、根据第一注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第一误差值。

103c、当第一误差值小于阈值时，将各段埋地金属管道的漏电流的第一值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

可选的，基于上述的步骤103a、103b以及103c的内容，该方法还包括以下内容：

103d、当第一误差值大于或等于阈值时，将漏电流的第二值带入至第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第二注入电流值；第二值为第一值与第一误差值之和。

103e、根据第二注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第二误差值。

103f、当第二误差值小于阈值时，将各段埋地金属管道的漏电流的第二值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

其中，上述的阈值是经过无数次的实验所得到的一个经验值。

示例性的，上述的步骤103b具体包括以下内容：

A1、确定第一注入电流值与输入至埋地金属管道的实际注入电流值间的差值。

A2、将上述的差值与第一非线性方程的对管道漏电流偏导的比值作为第一误差值。

其中，上述的第一非线性方程可以为上述的方程二或方程三。

示例性的，对于上述的步骤103e的具体内容可以参照1上述的步骤A1、A2的内容，实际确定的过程与A1、A2的步骤相同，这里就不再赘述。

需要说明的是，上述的第一值、第一注入电流值、漏电流值、第二值、第二注入电流值、差值以及第一非线性方程的对管道漏电流偏导均是矩阵的形式体现的，并非是一个具体的数值。而上述的第一误差值与第二误差值是一个具体的数值。其中：第一误差值是步骤A2中的差值的行列式与第一非线性方程的对管道漏电流偏导的行列式的比值，由于矩阵的行列式最终得到的是一个数值，因此该第一误差值是一个数值。同样，第二误差值也是一个数值。

基于上述的步骤103a)103f的内容，下面提供一种确定埋地金属管道漏电流的流程图，如图7所示，其中：图7中的迭代终止条件为误差值是否小于或等于阈值，而图7中的下一次的迭代电流值为上次的迭代电流值加上迭代偏差值。

104、根据各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

示例性的，上述的步骤104具体包括以下内容：

104a、根据第K段埋地金属管道的漏电流确定第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位。

104a、根据第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位以及第K段埋地金属管道上的所有导体的对地电位确定第K段埋地金属管道的对地电压。

104c、将各段埋地金属管道的对地电压之和作为该埋地金属管道的对地电压。

相比于现有技术，本方案中考虑到埋地金属管道表面存在极化特性，通过将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，然后根据该第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程，通过求解出该第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流，根据该漏电流就可以得到埋地金属管道的极化电位，且该极化电位是最终所确定的埋地金属管道对地电位的一部分，由于最终所确定的埋地金属管道的对地电位是基于极化特性下所确定出的值，因此相比于现有技术通过本方较中的方法所计算出的埋地金属管道对地电压更为准确。

下面将基于图1对应的极化特性下埋地金属管道电压的确定方法的实施例中的相关描述对本发明实施例提供的一种极化特性下埋地金属管道电压的确定装置进行介绍。以下实施例中与上述实施例相关的技术术语、概念等的说明可以参照上述的实施例，这里不再赘述。

本发明实施例提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定装置，如图8所示，该装置包括：建立模块21、第一确定模块22以及第二确定模块23，其中：

建立模块21，用于将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，N大于或等于2.

建立模块21，还用于根据第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程。

第一确定模块22，用于基于牛顿拉夫逊法确定第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流。

第二确定模块23，用于根据各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

优选的，上述的建立模块21在根据第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程时，具体用于：

根据第K段埋地金属管道的电路模型建立第K段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第二非线性方程；第二非线性方程为：其中：n为第K段埋地金属管道上的所有导体总数，a_kp为各段埋地金属管道上所有导体的转移电阻和导体自电阻的常数项，c_k第K段埋地金属管道上所有导体自电阻、固态去耦合器导通电压以及牺牲阳极与管道的接触电压的常数项，d_k为第K段埋地金属管道上所有导体漏电流的非常数项，该α为常数项；为第K段埋地金属管道的漏电流，第K段埋地金属管道的注入电流。

基于第二非线性方程得到N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程。

示例性的，上述的第一确定模块22，具体用于：

将各段埋地金属管道的漏电流的第一值代入至第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第一注入电流值。

根据第一注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第一误差值。

当第一误差值小于阈值时，将各段埋地金属管道的漏电流的第一值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

进一步可选的，上述的第一确定模块22还用于：

当第一误差值大于或等于阈值时，将漏电流的第二值带入至第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第二注入电流值；第二值为第一值与第一误差值之和。

根据第二注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第二误差值。

当第二误差值小于阈值时，将各段埋地金属管道的漏电流的第二值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

示例性的，第二确定模块，具体用于：

根据第K段埋地金属管道的漏电流确定第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位。

根据第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位以及第K段埋地金属管道上的所有导体的对地电位确定第K段埋地金属管道的对地电压。

将各段埋地金属管道的对地电压之和作为该埋地金属管道的对地电压。

相比于现有技术，本方案中考虑到埋地金属管道表面存在极化特性，通过将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，然后根据该第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程，通过求解出该第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流，根据该漏电流就可以得到埋地金属管道的极化电位，且该极化电位是最终所确定的埋地金属管道对地电位的一部分，由于最终所确定的埋地金属管道的对地电位是基于极化特性下所确定出的值，因此相比于现有技术通过本方较中的方法所计算出的埋地金属管道对地电压更为准确。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述装置的实施例仅仅是示意性的，例如，该装置中的模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read)Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，所述电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，所述N大于或等于2；

根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程；

基于牛顿拉夫逊法确定所述第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流；

根据所述各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程，包括：

根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立第K段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第二非线性方程；所述第二非线性方程为：其中：n为第K段埋地金属管道上的所有导体总数，a_kp为各段埋地金属管道上所有导体的转移电阻和导体自电阻的常数项，c_k第K段埋地金属管道上所有导体自电阻、固态去耦合器导通电压以及牺牲阳极与管道的接触电压的常数项，d_k为第K段埋地金属管道上所有导体漏电流的非常数项，该α为常数项；为第K段埋地金属管道的漏电流，第K段埋地金属管道的注入电流；

基于所述第二非线性方程得到N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于牛顿拉夫逊法确定所述第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流，包括：

将所述各段埋地金属管道的漏电流的第一值代入至所述第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第一注入电流值；

根据所述第一注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第一误差值；

当所述第一误差值小于阈值时，将所述各段埋地金属管道的漏电流的第一值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一误差值大于或等于阈值时，将所述漏电流的第二值带入至第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第二注入电流值；所述第二值为第一值与第一误差值之和；

根据所述第二注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第二误差值；

当所述第二误差值小于阈值时，将所述各段埋地金属管道的漏电流的第二值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压，包括：

根据第K段埋地金属管道的漏电流确定第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位；

根据所述第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位以及第K段埋地金属管道上的所有导体的对地电位确定第K段埋地金属管道的对地电压；

将各段埋地金属管道的对地电压之和作为该埋地金属管道的对地电压。

6.一种极化特性下埋地金属管道电压的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

建立模块，用于将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，所述电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，所述N大于或等于2；

所述建立模块，还用于根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程；

第一确定模块，用于基于牛顿拉夫逊法确定所述第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流；

第二确定模块，用于根据所述各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述建立模块在根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程时，具体用于：

根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立第K段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第二非线性方程；所述第二非线性方程为：其中：n为第K段埋地金属管道上的所有导体总数，a_kp为各段埋地金属管道上所有导体的转移电阻和导体自电阻的常数项，c_k第K段埋地金属管道上所有导体自电阻、固态去耦合器导通电压以及牺牲阳极与管道的接触电压的常数项，d_k为第K段埋地金属管道上所有导体漏电流的非常数项，该α为常数项；为第K段埋地金属管道的漏电流，第K段埋地金属管道的注入电流；

基于所述第二非线性方程得到N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，具体用于：

将所述各段埋地金属管道的漏电流的第一值代入至所述第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第一注入电流值；

根据所述第一注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第一误差值；

当所述第一误差值小于阈值时，将所述各段埋地金属管道的漏电流的第一值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块还用于：

当所述第一误差值大于或等于阈值时，将所述漏电流的第二值带入至第一非线性方程，得到各段埋地金属管道的第二注入电流值；所述第二值为第一值与第一误差值之和；

根据所述第二注入电流值以及输入至埋地金属管道的实际注入电流值确定第二误差值；

当所述第二误差值小于阈值时，将所述各段埋地金属管道的漏电流的第二值作为各段埋地金属管道的漏电流值。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，用于：

根据第K段埋地金属管道的漏电流确定第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位；

根据所述第K段埋地金属管道的极化电位和防腐等效电位以及第K段埋地金属管道上的所有导体的对地电位确定第K段埋地金属管道的对地电压；

将各段埋地金属管道的对地电压之和作为该埋地金属管道的对地电压。