天然氣管道交流干擾防護(hù)技術(shù)研究

秦永生

【摘要】國(guó)內(nèi)外大量工程案例及研究結(jié)果表明：與埋地管道相鄰的高壓交流輸電線或電氣化鐵路可通過(guò)電磁感應(yīng)、電阻耦合等方式在管道上感應(yīng)出交流電壓和電流，對(duì)管道產(chǎn)生不可忽視的危害，不但危及操作人員的人身安全，還會(huì)引起交流腐蝕，導(dǎo)致管道穿孔泄露，同時(shí)加速防腐層剝離，影響陰極保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，成為威脅管道安全運(yùn)行的重大隱患。

【關(guān)鍵詞】天然氣管道;交流干擾;防護(hù)技術(shù)

銀川市環(huán)城天然氣高壓管道全程81公里，設(shè)計(jì)壓力4.0MPa，管道規(guī)格為D610×8.7，材質(zhì)L360M，采用3PE普通級(jí)防腐外加強(qiáng)制電流陰極保護(hù)，設(shè)外加電流陰極保護(hù)站兩座，管頂覆土1.5～2.0 m。近年來(lái)，隨著電力、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的高速發(fā)展，交流干擾問(wèn)題日益凸顯，嚴(yán)重影響了埋地天然氣管道的安全運(yùn)行。為此，銀川市天然氣公司對(duì)環(huán)城天然氣高壓管道進(jìn)行交流干擾的全面檢測(cè)，并對(duì)交流干擾嚴(yán)重部位進(jìn)行防護(hù)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

1、交流干擾出現(xiàn)的情況

天然氣管道沿線與賀蘭山—沙湖750kV線路架空電力線路交叉、平行敷設(shè)長(zhǎng)度約18.5km。具體的位置關(guān)系如下：

（1）浙平西路～北京路段西環(huán)高速高壓天然氣管道長(zhǎng)約6km，其中與架空電力線路平行敷設(shè)約4.7km，在架空電力線路下敷設(shè)約1.3km，與電塔基礎(chǔ)最近距離為17m，交叉敷設(shè)3處。

（2）北京西路向北約250m處，距離天然氣管道最近距離450m，最遠(yuǎn)距離850m。此段天然氣管道長(zhǎng)約8.3km。

（3）鎮(zhèn)蘆路以北，架空電力線路穿過(guò)西干渠向東敷設(shè)，和天然氣管道交叉敷設(shè)，天然氣管道距離電塔最近距離約14m，此段天然氣管道長(zhǎng)約4.2km。

2、架空強(qiáng)電線路對(duì)管道干擾及危害

（1）電阻耦合干擾：埋地管道與其上方的輸電線路的接地體相距較近時(shí)，高壓輸電線上會(huì)有一些電流經(jīng)過(guò)接地極流入地下，通過(guò)高壓電的接地極與埋地管道間的電阻耦合，高壓輸電線將交流電流傳遞到管道上。

（2）電感耦合干擾：埋地管道與其上方的輸電線路接近時(shí)，埋地管道就處在了交流輸電線路產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中，埋地管道就像金屬導(dǎo)體一樣做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線在變化的磁場(chǎng)上可以感應(yīng)出交變電壓，這種感應(yīng)出的交變電壓產(chǎn)生的電流就是感應(yīng)電流。

（3）交流干擾的危害： 當(dāng)管道受到空間上方的輸電線產(chǎn)生的交流干擾時(shí)，干擾電流會(huì)通過(guò)容性耦合、阻性耦合、磁感應(yīng)耦合三種耦合方式的共同作用，在埋地管道上產(chǎn)生很高的電壓、電流，很容易將埋地管道的外壁保護(hù)層擊穿，進(jìn)而使管道腐蝕加劇。

3、交流干擾防護(hù)技術(shù)

3.1交流干擾評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1交流電壓判斷依據(jù)

在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50698-2011《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中，防護(hù)效果應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)管道附近局部土壤電阻率高于25Ω·m時(shí)，交流電流密度小于60A/m2;當(dāng)管道附近局部土壤電阻率不大于25Ω·m時(shí)，管道交流干擾電壓低于4V。

3.1.2交流電流密度判斷依據(jù)

在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50698-2011《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中，管道交流干擾程度可按下表交流干擾程度的判斷指標(biāo)的規(guī)定判定。

3.1.3管地電位判斷依據(jù)

根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程》CJJ95-2013，當(dāng)管地電位正向變化20mV或管道附近的土壤電位梯度大于0.5mV/m時(shí)認(rèn)為有雜散電流干擾可能，存在干擾;當(dāng)管道任意點(diǎn)的管地電位正向變化大于100mV或管道附近土壤電位梯度大于2.5mV/m時(shí)，應(yīng)采取防護(hù)措施。

3.1.4交流干擾評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

（1）當(dāng)管道附近局部土壤電阻率高于25Ω· m時(shí)，交流感應(yīng)電壓不應(yīng)超過(guò)10V;當(dāng)局部土壤電阻率低于25Ω·m時(shí)，交流感應(yīng)電壓不應(yīng)超過(guò)4V。

（2）交流電流密度低于30 A/m2時(shí)，交流腐蝕可能性很低;介于30～100 A/m2之間時(shí)，發(fā)生交流腐蝕的可能性為中等;高于100 A/m2時(shí)，發(fā)生交流腐蝕的可能性很高。

3.2交流干擾防護(hù)措施

3.2.1強(qiáng)電沖擊防護(hù)

管道與輸電線路的鐵塔、拉線以及這些鐵塔的接地系統(tǒng)之間的距離小于等于20m范圍內(nèi)，應(yīng)在該處設(shè)置1 處屏蔽線進(jìn)行屏蔽防護(hù)。屏蔽防護(hù)采用去耦合器和截面為35mm2 的裸銅線，裸銅線沿管道兩側(cè)敷設(shè)，每側(cè)長(zhǎng)度300m。

3.2.2交流干擾防護(hù)

根據(jù)《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50698-2011，在高壓交流線路走廊內(nèi)的管道，與750kV輸電線路平行敷設(shè)累計(jì)長(zhǎng)度超過(guò)2km的管段，應(yīng)進(jìn)行交流感應(yīng)電壓排流防護(hù)，排流防護(hù)原則為：

（1）從起點(diǎn)開(kāi)始，在高壓交流輸電線路走廊內(nèi)的管道，20m<管道與750kV輸電線路最外側(cè)邊導(dǎo)線間距≤50m的地段，每隔300m設(shè)置一個(gè)排流防護(hù)點(diǎn);

（2）在高壓交流輸電線路走廊內(nèi)的管道，50m<管道與750kV輸電線路最外側(cè)邊導(dǎo)線間距≤300m且累計(jì)長(zhǎng)度超過(guò)2km 的管段，每隔500m設(shè)置一個(gè)排流防護(hù)點(diǎn);

（3）管道進(jìn)入或遠(yuǎn)離輸電線路走廊位置處;

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼制管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50698-2011，選取交流干擾嚴(yán)重位置，與管道平行鋪設(shè)鋅帶緩解線，并在緩解線和管道之間串接去耦合器，作為天然氣管道交流干擾防護(hù)措施。

結(jié)語(yǔ)：

隨著銀川市國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，今后必將建設(shè)更多的高壓輸電線路、鐵路，天然氣管道受交流干擾的可能性也將越來(lái)越大，為了全面評(píng)價(jià)管道的交流干擾隱患，本文通過(guò)對(duì)架空強(qiáng)電線路對(duì)管道干擾的產(chǎn)生原因及危害進(jìn)行分析，闡述了銀川市天然氣管道交流干擾情況，交流干擾防護(hù)技術(shù)，交流干擾評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，提出了管道交流干擾防護(hù)措施?？蔀榻窈笙嚓P(guān)工程建設(shè)時(shí)的排流保護(hù)提供一定參考。

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