承德热力集团有限责任公司上板城热电厂配套管网工程项目于2017年正式投产，共建设DN500-DN1200长输供热管线24.9 公里，建设大型隔压换热站两座，设计总供热能力630MW。建成后负责承德市高新区与主城区南部共1400万m²负荷的供热任务。

（1）技术方案

管道泄漏监测系统由云监测平台、中央监测设备、现场检测定位设备、太阳能供电系统、室外固定检查点、室内检查点、井室检查点、信号线引出线、信号线等组成。

系统通过预制在保温管道保温层内的信号线（铜线），测量电化电压和绝缘电阻的变化，从而判断是否泄漏。固定监测设备通过互联网将监测数据实时上传至云监测平台，用户使用上网设备可随时查看监测数据。管道泄漏时（钢管内漏、PE外护管外漏），用户收到报警信息，通过现场定位设备对故障点进行检测定位，从而快速处理。

（2）系统构成

上板城热电厂配套管网泄漏监测系统将约24.9km（双向）供热管道共分为4个监测区间，配置4台监测设备，1套云监测平台，可在监控中心、计算机、手机等用户端登录查看设备运行情况。管网泄漏监测系统架构图如图10-8所示。

图10-8 管道泄漏监测系统架构图

为了便于日常巡检及发生泄漏时对泄漏点进行定位，该项目安装48个检查点，其中31个室外检查点，2个室内检查点，15个井室检查点（见图10-9），配备现场检测定位设备一套。

（a）中央监测设备

（b）室外检查点

（c）室内检查点

（d）井室检查点

图10-9 管道泄漏监测系统设备及检查点

监测点通过监测设备将保温管道内预警线中信号收集并上传到云监测平台（图10-10），用户通过登录云监控平台可实现计算机、无线终端登录监测软件，随时随地了解供热管网系统运行状态和历史变化趋势。

图10-10 云监测平台

若云监测平台检测到故障会及时发出报警信号，维修人员在报警分区相应检查点，通过现场检测定位设备确定报警点的区间分段（图10-11），再在分段内定位故障点准确位置，安排合适时间进行维修。

图10-11现场检测定位仪

自2017-2018运行期开始，泄漏监测系统已连续使用6个供暖期，实施效果明显。

（1）有效提高保温补口质量

泄漏监测系统的报警线安装基本与保温补口工作同步进行，保温补口的严密性可以通过现场检测仪器随时检查，尤其对于水位较高区域或过河段，要求实施保温补口单位加强保温补口的质量，提高保温补口的严密性。否则，一旦报警线检测电阻值不合格，将要求施工队伍返工，而返工造成的损失由施工方承担，施工方为了降低返工率，提高工作效率，大大提升了保温补口的质量。

由于使用泄漏监测系统，整个工程保温补口气密性100%检测，合格率100%（图10-12）。

图10-12保温补口严格检验气密性

（2）及时发出预警信号，确保管网安全

直埋预警线监测系统是由预埋在直埋保温管道保温层中的特殊导线及监测设备组成。现场通过线缆连接的漏点检测模块、通信模块将信号实时上传到监测平台。如果报警线与钢管之间的聚氨酯泡沫层有水 （工作钢管漏水或保护层破损导致外部渗水），报警线与钢管间的电阻值由极大变为较小，检漏仪报警，提醒运行人员对报警管线进行现场检查。

2019-2020供暖期运行初期发现平台故障预警（图10-13），到场后发现因自来水施工导致管道保温外保护套遭到破坏，及时制止防止了事故扩大。

图10-13 监测平台实时监测并发出报警信号

实际运行过程中，由于复杂的外部环境，比如管道保温层进潮、报警线与钢管短路等，经常出现误报现象。

（3）精准定位，缩小泄漏抢修时间

系统利用报警线与钢管间电阻不均匀、现场检测定位设备（时间域反射仪）显示出反射波峰的原理，将测得的该波峰反射回来的时间与信号传输速率进行比较运算，可测得起始点到电阻不均匀点的距离，实现对故障点的定位。实际使用中，正常情况下定位精度可精确到米级。

2017-2018供暖期，监测系统发现两根信号线的信号最强（说明潮湿特性最明显），其中一根信号线在距测量点291m位置处，另一根信号线在距测量点287米处，开挖至距测量点291米处时再次测量定位，最终确定浸水点在距测量点289米处。

经过双向测量定位，最终选取289米处开挖，开挖后发现原补口位置碳化严重，且补口往两侧延伸50cm聚氨酯均被水浸泡（图10-14）。施工人员随机对浸水保温进行切除后重新补口，有效消除了管网隐患，保证了管网的运行安全，并对延长设备使用寿命起到关键作用。

本次抢修从发现故障到精确定位故障点用时1d，实际位置和定位位置偏差2/291米，定位误差0.7%。

图10-14 准确定位漏点位置并快速进行开挖修复

该管道泄漏监测系统定位精确，但是对外部环境、保温管的报警线制作和施工质量要求较高，各个环节一旦不符合要求，将造成检测曲线杂乱，无法准确定位故障点，从而失去了安装使用的意义。

自2018年投入应用后，系统累计报警近60次，通过预警查处泄露点14次，节约耗水2.5万余吨；无效报警44次，无效报警主要发生在地下水位较高位置，因保温接口处开裂，地下水渗入管道造成误报警。