基于改进的变分模态分解和LGBM算法的换流站消防管道泄漏监测定位方法

江海,郑丰

(中国南方电网超高压输电公司天生桥局，贵州兴义562400)

近年来,消防管道遭受换流站入地电流的影响出现老化、腐蚀、穿孔和泄漏等事故频发,从而带来极大的消防安全隐患[1－2]。因此换流站消防管道泄漏监测定位方法的研究显得尤为重要。原始的管道泄漏监测方法主要依靠操作人员通过听音设备判断管道泄漏状态,如利用“不间断夜流量检测”法[3]发现管道存在泄漏时,操作人员需要通过听音设备逐步排查搜寻泄漏点的位置。经过多年研究,听音设备由最初的听音棒提升为目前的电子听漏仪,电子听漏仪可在一定程度上抑制背景噪声,但仍依靠工作人员的经验来判断漏点的位置,人力成本太高[4]。

随着现代技术的发展,研究者提出了多种管道泄露监测方法,如负压波监测法,压力梯度法,光纤检漏法,次声波监测法等[5－7]。由于次声波监测法在运行前期不需要构建管道数学模型,且次声波信号具有频率低、波长长、衰减小,传播距离长等特点,该方法逐渐成为研究热点[8－10]。在水系统管道发生泄漏时,由于管道内外压强相差较大,喷出的水流会引发周围介质的能量波动形成泄漏信号,经长距离传输后,泄露信号中高频成分衰减较快,而其中的次声波信号则保留着较完整的信息。因此,利用管道两端部署的传感器所采集泄漏次声波信号的声纹信息即可监测管道状况,再通过互相关运算计算泄漏次声波信号传播到管道两端的时延差即可定位泄漏点位置。……