新建高壓輸電線路對管道干擾預測及緩解措施研究

黃寧

摘??要：隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對于能源的依賴程度不斷加強，隨著我國的基礎設施建設日趨完善，大量的輸電線路和油氣管道投入運營，成為了我國能源運輸的大動脈。但是高壓輸電線路由于其特殊性，對于架設區(qū)域的周邊環(huán)境有一定的要求，由于感應電磁場、感應電壓和感應電流等，容易對周邊的金屬油氣管道出現(xiàn)電磁干擾。本文結合筆者多年的高壓輸電線路建設經驗，論述了新建高壓輸電線路對于周邊管道的干擾問題，以及相關解決方案，希望對廣大讀者有一定的啟發(fā)。

關鍵詞：高壓輸電線路，管道，干擾

我國是幅員遼闊，地大物博，擁有豐富的電力、油氣資源。但是我國資源分布問題突出，各類資源多分布在經濟欠發(fā)達的西北地區(qū)，而東部經濟發(fā)達地區(qū)的能源儲量難以支撐其經濟發(fā)展。這種能源儲備和需求的矛盾，導致了能源的運輸問題必然成為我國能源領域的一個重要問題。[1]改革開放以來，黨和國家領導人審時度勢，制定了一系列促進經濟發(fā)展的政策，在黨中央的堅強領導和廣大人民的不懈努力之下，我國經濟建設取的了令世人矚目的成就。在經濟快速發(fā)展的背景下，各類工商業(yè)對于能源的需求也呈現(xiàn)了爆炸式的增長，能源問題逐步成為制約東部經地區(qū)經濟發(fā)展的瓶頸，也為西北能源豐富地區(qū)帶來了發(fā)展的契機。

面對這一客觀現(xiàn)實，我國的能源運輸基礎設施建設工程紛紛上馬，西電東送、西氣東輸、北煤南運等一系列的超級工程為我國的經濟發(fā)展提供了堅強的能源保障。在進行能源輸送工程建設的過程中，由于地理因素的影響，高壓輸電線路常?？赡芘c油氣輸送管道出現(xiàn)并線的情況，兩類管線相隔距離較近的現(xiàn)象時有發(fā)生，各種形式的交叉跨越則更為常見。[2]高壓輸電線路由于其本身的特殊性，有可能與油氣管道之間產生電磁感應的現(xiàn)象，從而威脅能源運輸安全和沿線人民群眾的生命財產安全。因此研究高壓輸電線路與附近油氣管道之間可能產生的干擾并找到解決方案是為我國能源運輸基礎設施建設領域必須重視的一個問題。

一、高壓輸電線路會對能源管道造成哪些影響

油氣管道的核心通常由金屬材料制造而成，高壓線路附近的具有強的電磁場，金屬在電磁場中會產生電磁感應而產生不平衡電勢（電壓），這樣一來就容易對管道設備和操作人員，油氣管道絕緣保護層以及陰極保護設備等造成一定的影響。

1.對管道操作人員的影響。在油氣管道和輸電線路的建設過程中，由于某些區(qū)域地形的影響，可能產生輸電線路和油氣管道在平行走向或交叉走向的過程中距離過于接近的情況。這樣一來，在電磁感應作用的影響下，油氣管道有可能產生電勢能，從而造成管道的對地電勢（電壓）大于零。如果這時有人員接觸到管道，管道通過人體對地放電，如果接觸的電壓過高，就會產生觸電風險，威脅油氣管道周圍人員的生命安全。

2.對于管道防腐層的影響。

油氣運輸管道一般采用金屬材料制造，由于金屬材料容易被腐蝕，因此通常情況下，油氣管道外都會包裹特殊的防腐層。如果管道附近的高壓輸電線路發(fā)生短路或者遭遇暴雨、雷擊等自然災害，有可能導致線路與管道之間產生短時高強度的感應放電，擊穿管道表面的防腐材料，造成損壞。一旦防腐材料損壞造成管道銹蝕，修復工作將會耗費巨大的成本，甚至影響油氣運輸，造成難以估量的損失。

3.影響陰極保護設備。由于自然環(huán)境對于金屬的氧化銹蝕對于油氣運輸管道的正常使用會產生極大的影響，因此，在管道包裹防腐層之外，還設置了陰極保護設備對油氣管道進行防腐保護。陰極保護設備，用于油氣管道在防腐涂層受到破壞之后，對破損處的金屬實現(xiàn)防腐保護。當油氣管道周圍的高壓輸電線路產生短路情況時，使得電流入地，在地面和線路之間產生交變電場，這種電場通過電阻耦合原理，在管道防腐層破損處使得直接暴露在外的金屬受到腐蝕，同時造成陰極保護設備的陰極電流驟然升高，影響陰極保護設備的正常運行，甚至造成設備損壞。[3]

二、對油氣管道的保護措施

1.制定干擾電壓限定值。業(yè)界對于人員的觸電防護研究具有較多的積累，因此許多國家對于交流干擾地電壓的限定值有著明確的要求，一般限定在15伏到60伏之間。如果能夠將交流干擾電壓控制在15伏以內，則能夠保證人員在操作過程中沒有明顯的感覺，最大限度的保證操作人員的安全。由于工作人員在進行相關管道施工作業(yè)的過程中一般會采取較好的防護措置，因此，我國將36伏作為人體安全電壓，這一數值及兼顧了高壓輸電線路的施工防護設計成本，也完全能夠保障管道施工人員的人身安全。

2.優(yōu)化高壓輸電線路設計方案。公式U=IRr/（r+s），描述了距地裝置等效半徑為S處的電位。其中，s為距接地裝置等效半徑的距離;r為接地裝置的等效半徑;R為接地電阻;I為接地裝置的電流。[4]根據這個公式，可以看出，降低電位的根本途徑是增大接地裝置與油氣管道之間的距離，因此，在線路和管道設計施工的過程中，應當加強地形勘察，盡量避免在狹窄地形進行重疊施工，保障高壓線路和油氣管道之間具有充足的水平和垂直距離。同時在設計階段充分考慮線路故障的情況，讓故障電流盡量在遠離管道的位置入地，這樣一來就能夠充分的起到分流的作用。與此同時，在進行高壓輸電線路施工的過程中，應當充分布置絕緣隔離層和防護網等措施，以確保油氣輸送管道的安全運行。

3.接地與排流措施。根據國家有關部門制定的《埋地鋼制管道交流排流保護技術標準》，要求在絕緣管道長度小于等于300mm的情況下，應當在管道的兩段設置獨立的接地裝置，若管道程度大于300mm，則應當以一端為起點，每隔300mm設置一個單獨絕緣裝置。與此同時，工人在施工過程中應當嚴格遵守電工防護規(guī)范，佩戴合格的絕緣手套，絕緣靴等防護裝備。進行作業(yè)的過程中要注意觀察天氣變化，嚴禁在雷雨天氣進行作業(yè)。[5]對于管道與高壓線塔平行靠近的區(qū)段，應當采取排流保護的措施，這樣一來可以泄放管道上的感應電壓，對該段管道起到陰極保護的作用，防止管道收到腐蝕。

4.加強周圍環(huán)境防護。油氣管道和高壓線路通常建設在野外環(huán)境下，可能對于農田或牧場等人民生產生活場所產生一定的侵占。因此，對于這種重點危險源，應當在其周邊區(qū)域充分設置警示標志，必要的情況下應當建設防護欄、隔離網等裝置與人員日常工作范圍進行隔離。同時，有關部門應當加強相關區(qū)域生產生活人員的安全教育，增強人民群眾的安全生產意識和安全防護水平。這樣一來，能夠從根本上增強對人民群眾的保護。

綜上所述。隨著我國能源運輸基礎設施的不斷建設，以及城市規(guī)模的不斷擴展對于野外環(huán)境的擠壓，使得適合進行相關設施建設的土地越發(fā)短缺，高壓輸電線路與油氣管道出現(xiàn)平行交叉，甚至距離較近的情況會越發(fā)嚴重。因此，加強高壓電路與油氣管道相互干擾防護的相關研究就越來越重要。本文中所論述的相關問題與措施，是作者在日常工作中的經驗總結，希望能夠為廣大從業(yè)者提供一些思路，同時為我國的能源運輸安全作出一定的貢獻。

參考文獻

[1]宋麗敏，唐取，區(qū)偉斌，蘇波，文陳鼎，彭貴文，姜子濤.新建高壓輸電線路對管道干擾預測及緩解措施[J].油氣儲運，2019，38（10）：1144-1150.

[2]孫志遠，孟絮絮，馬競，鐘凱.特高壓交流輸電線路對管道的電磁干擾研究[J].安徽電力，2018，35（04）：41-44.

[3]劉歡歡.高等級防腐層長輸管道受高壓輸電線路干擾影響[J].化工管理，2018（18）：82.

[4]余駿陽.?架空交流輸電線路對鄰近埋地鋼制管道耦合電壓計算方法研究[D].重慶大學，2018.

[5]郭天偉.?特高壓交流輸電線路對埋地油氣管道電磁影響研究[D].長沙理工大學，2018.