一种管网故障水力监测实验系统及其实现故障辨识的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种管网故障水力监测实验系统及其实现故障辨识的方法，该系统包括：分别模拟被监测的调水工程、市政供水管网水库上游不同供水压力和流量以及泄放下游水量的可调式高位水箱及可调式低位水箱；根据实际工程局部管网物理拓扑结构利用多种管道模拟构建、并布置有水力测量设备的模拟管网；产生度瞬变流的低强度瞬变激发器；采集模拟管网系统参数和水力数据并分析的SCADA系统；模拟不同尺寸泄漏的泄漏孔，以及模拟管道阻塞的闸板阀或细管的管道故障模拟装置。本发明专利技术能够兼顾泄漏和阻塞，并结合可控低强度瞬变流激发装置和数据采集分析系统实现管网故障辨识，应用广泛，易于控制、不易造成大压力水锤波动，构成简单，经济实用，易推广。

An experimental system for hydraulic fault monitoring of pipeline network and the method of fault identification

The invention discloses a hydraulic pipe network fault monitoring experiment system and its realization method of fault identification, the system includes: to simulate the monitored water diversion project, water supply pipe network of municipal water supply reservoir upstream pressure and flow and discharge of downstream water adjustable high level water tank and adjustable low water tank and pipeline layout; simulation the hydraulic measurement equipment according to local network physical topology using a variety of practical engineering construction, pipeline simulation; low intensity transient of transient flow variable actuator; SCADA system simulation network system parameters and hydraulic data and analysis; simulation of different size leak leak, pipeline failure and Simulation of pipeline blocking or gate valve the simulation device. The invention can take account of leakage and obstruction, and realizes the fault identification of the pipe network by combining the controllable low intensity transient flow excitation device and the data acquisition and analysis system, which is widely used, easy to control and difficult to cause the fluctuation of the large pressure water hammer. The structure is simple, economical and practical, and is easy to popularize.

【技术实现步骤摘要】
一种管网故障水力监测实验系统及其实现故障辨识的方法
本专利技术涉及供水管道、管网系统故障检测技术，具体涉及一种管网故障水力监测实验系统及其实现故障辨识的方法。
技术介绍
管道故障包括泄漏和阻塞等，是管道输送液体过程中一种普遍存在的现象，会造成大量的资源损失、能量浪费和环境污染。管道输水工程、输配水管网、城市排水管网中故障预警、监测和快速准确定位的理论和方法一直是当前社会的一个热点需求，也已经成为我国建设节水型社会迫切需要解决的关键问题之一，具有重大的社会经济和现实意义。目前，国际上对管道输水系统的故障检测研究越来越重视，研究热点是瞬变检测法，该法是供水管道、管网泄漏检测准确性、可靠性较高的一种方法；因为在瞬变条件下，即使微小的泄漏，管道的水压波形也存在着明显差别，与其它方法(如压力梯度法、负压波法等)相比，这一特点可以更好的确定泄漏故障发生位置。近年来，国内外各大水司均在发展智慧水务，通过智慧管网及调度来实现减少爆管、降低漏失率和产销差，其核心在于构建管网SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition，数据采集与监视控制)系统，并与管网实时水力模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管网故障水力监测实验系统，其特征在于，包括：可调式高位水箱，内置平水栅，用于模拟被监测的调水工程、市政供水管网水库或上游不同供水压力和流量；可调式低位水箱，内置平水栅，泄放下游水量；模拟管网，根据实际工程局部管网物理拓扑结构利用多种管道模拟构建，并布置有水力测量设备，测量水力数据，其设置在可调式高位水箱和可调式低位水箱之间，分别通过一个控制阀与两者连接；低强度瞬变激发器，安装在模拟管网管道末端，用于产生激发水击波；包括：蓄能器空气罐，用于储存压缩空气和水体；磁致伸缩式液位计，设置在所述蓄能器空气罐上，用于实时测量所述蓄能器空气罐内水位降落幅度和速度；压力表，设置在所述蓄能器空气罐顶部，用于...

【技术特征摘要】
1.一种管网故障水力监测实验系统，其特征在于，包括：可调式高位水箱，内置平水栅，用于模拟被监测的调水工程、市政供水管网水库或上游不同供水压力和流量；可调式低位水箱，内置平水栅，泄放下游水量；模拟管网，根据实际工程局部管网物理拓扑结构利用多种管道模拟构建，并布置有水力测量设备，测量水力数据，其设置在可调式高位水箱和可调式低位水箱之间，分别通过一个控制阀与两者连接；低强度瞬变激发器，安装在模拟管网管道末端，用于产生激发水击波；包括：蓄能器空气罐，用于储存压缩空气和水体；磁致伸缩式液位计，设置在所述蓄能器空气罐上，用于实时测量所述蓄能器空气罐内水位降落幅度和速度；压力表，设置在所述蓄能器空气罐顶部，用于实时测量所述蓄能器空气罐空气的压力值；出水管，一端与所述蓄能器空气罐底部连接，另一端通过一个控制球阀与设有压力传感器的模拟管网末端管道连接，通过快速开或关所述控制球阀为管网系统提供较高压的水体，并产生低强度瞬变流；SCADA系统，采集模拟管网系统参数和水力数据，并进行分析。管道故障模拟装置，包括模拟不同尺寸泄漏的泄漏孔，以及模拟管道阻塞的闸板阀或细管，分别布置在模拟管网相应位置，通过打开或关闭模拟有、无泄漏和阻塞。2.如权利要求1所述的管网故障水力监测实验系统，其特征在于，所述模拟管网上布置的水力测量设备有数字式电磁流量计、压力传感器；所述数字式电磁流量设置在在靠近所述可调式高位水箱处；所述压力传感器设置在所述可调式低位水箱所在的管网末端管道处。3.如权利要求1所述的管网故障水力监测实验系统，其特征在于，所述管道长度200-300m，直径100-200mm。4.如权利要求1所述的管网故障水力监测实验系统，其特征在于，所述模拟管网依附地面消火栓及其连接管道，根据实际工程局部管网物理拓扑结构模拟构建；所述低强度瞬变激发器直接连接地面消火栓。5.如权利要求1所述的管网故障水力监测实验系统，其特征在于，所述磁致伸缩式液位计包括浮球、导杆和压力显示单元；所述浮球套装在由一定的磁致伸缩物质构成的所述导杆上，竖直设置在所述蓄能器空气罐内部；所述导杆下端固定在所述蓄能器空气罐底部，上端穿出所述蓄能器空气罐与所述压力显示单元固定连接；水位上升或下降时，所述浮球随其做相应运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新蕾，刘之平，马慧敏，李甲振，杨开林，付辉，王涛，郭永鑫，黄伟，褚俊英，丁相毅，马朝猛，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11