高壓輸電線路對埋地鋼管的干擾與預防

深圳市燃氣集團 龔瑞祥 楊印臣

由于城市公用事業(yè)發(fā)展迅速，新建埋地鋼管的安全路由越來越難落實，導致部分管道設計路由非常靠近輸電線路。以深圳市高壓天然氣管道為例，整個管道工程與高壓輸電線路交叉數(shù)十次，與高壓輸電線路并行間距小于50 m的有近百公里，相當部分間距都在國家標準的臨界點，最小間距甚至小于國家規(guī)定的安全間距。有時管道不得不在數(shù)條輸電線路中間敷設，例如在惠鹽公路東，管道同時與簡安線(110 kV)、深簡甲乙線(220 kV)、龍崗橫崗線(110 kV)平行前進，見圖1。

圖1 管道同時與三條高壓輸電線路平行前進

高壓輸電線路上交流電產(chǎn)生的電磁場會對鄰近鋼質管道產(chǎn)生干擾，包括容性耦合、阻性耦合和感性耦合三種形式，及時發(fā)現(xiàn)并采取預防措施，可以大大減少交流干擾的風險，保證管道建設施工和運行的安全。

1 容性耦合干擾的風險和預防

容性耦合主要影響施工過程中平行放置于高壓輸電線路下的地面管條。空中的輸電線路與地面的管條，等效于電容器的兩個極板。交流電產(chǎn)生的電磁場，通過容性耦合作用，使管道上感生出較高的電勢。由于未埋地的管道與土壤間電阻很高，難以構成電流回路，所以一般說來腐蝕危險不大，但可能危及人身和設備安全。

對于容性耦合的防護，在施工期間加以適當接地就可避免，通常按150～200 m為一段，采用1 m長的接地棒就可解決。容性耦合的風險經(jīng)常被施工單位所忽視，在進行工地安全檢查時，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)已經(jīng)焊接了幾百米的管條，直接放置于高壓電塔之下的地面支墩上，沒有采取任何接地措施，如圖 2所示。

圖2 放置在高壓電塔附近的管條

對此，監(jiān)理人員要檢查落實施工單位的接地措施，設計單位也應在設計文件中給予提醒。

2 阻性耦合干擾的風險和預防

阻性耦合主要影響臨近高壓輸電線路接地體附近的埋地管道。在輸電線路發(fā)生故障斷電瞬間，或電塔遭受雷擊時，會有幾百甚至幾千安培的電流通過接地體，在周圍形成強大的電場。如果接地體與鋼管之間的間距不足，可能會引起類似于電焊過程的電弧放電，它破壞管道防腐層，甚至直接燒穿管道。

對于阻性耦合的防護，主要是嚴格按照國家規(guī)范，確保管道與輸電線路接地極之間的安全距離。然而在管道設計時，路由踏勘僅能看到地面上的電塔支墩，對于埋在土中的接地體位置是無法直接確定的。按照《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》(GB 50169—2006)，接地體應在電塔混凝土支墩周邊地下，呈放射狀向四周敷設。放射的接地線每根一般在15 m左右，最大長度在40 m以上，以實測接地電阻低于規(guī)定值為準。山區(qū)電塔施工時，往往不會按設計圖紙標出的位置埋設接地體，因為那時常要進行土壤更換才能達到規(guī)定值，而尋找周邊土壤電阻率最低的部位埋設，也是標準所允許的，但要求“根據(jù)施工實際情況在施工紀錄上繪制接地裝置簡圖，并標明相對位置和尺寸，作為竣工資料移交”?，F(xiàn)實中電力部門的許多竣工圖都是在設計圖上直接加蓋竣工章，接地體的實際位置與圖紙可能有很大偏差。

有些設計單位圖紙標注的間距以電塔混凝土支墩為基準，表面看來似乎達到了國家規(guī)范要求的最小安全間距?？紤]到接地體的實際位置在支墩外側，相對部位的管道安全間距往往是不夠的。因此，應要求設計單位按照接地體實際位置確定間距。對于無法達到安全間距的部分管道，要編制相關絕緣設計文件，在電塔與管道之間埋設絕緣防護板。

針對難以準確定位接地體的情況，比較簡潔的辦法是與電力部門溝通，廢棄原有接地體，在符合安全間距的位置重新埋設接地體，費用由管道建設單位負責，這往往比尋找原有接地體進行遷移更經(jīng)濟。

3 感性耦合干擾的風險和預防

對于與高壓輸電路近間距，長距離并行的管道，感性耦合是造成腐蝕的主要方式。輸電線路正常運行情況下，由于各條導線對管道幾何不對稱和不平衡電流的存在，通過感應耦合，將在與之平行接近的鋼管上產(chǎn)生持續(xù)的感應電壓。這種耦合產(chǎn)生的感應電壓持續(xù)干擾會造成管道的交流腐蝕。

對于感性耦合的防護，除了在設計路由時盡量避免與高壓輸電線路連續(xù)長距離平行外，還應從管道本身采取防護措施，一是加裝絕緣接頭，二是設計排流措施，見圖3。

圖3 埋設鋅帶排流床

由于交流腐蝕防護需要較高的專業(yè)知識，最好委托專業(yè)機構進行防腐排流專項檢測和設計。首先通過全線檢測，找出干擾腐蝕風險極大的管段，安裝絕緣接頭進行隔離分段，為今后排流奠定良好的基礎；其次在地電位梯度極大的地段上，預先設置排流床，從而大大降低日后排流施工的工程量。須知管道建設地表復綠后，再次開挖進行這些工作費用高昂不說，甚至是無法實現(xiàn)的。

4 小結

(1)對于高壓電塔附近的較長管條，在下溝前要采取接地措施，避免危及人身和設備安全的風險。

(2)高壓電塔的接地體位置與其混凝土支墩位置不同。對于無法達到安全間距的管道要采取措施：遷移電塔接地體，或在電塔接地體與管道之間埋設絕緣防護板。

(3)對預計會受到交流干擾腐蝕的管段，應安裝絕緣接頭和預先設置排流床，因為管道建設地表復綠后，再次開挖進行這些工作費用高昂不說，有些甚至是無法實現(xiàn)的。