直流接地極電流干擾下土壤結(jié)構(gòu)對管道泄漏電流分布影響

曹方圓，白鋒

(中國電力科學研究院有限公司，北京100192)

0 引言

直流輸電系統(tǒng)在單極大地回路運行方式下，會有較大的電流通過直流接地極入地，對附近的埋地油氣管道可能造成腐蝕和危險影響，使得直流接地極對油氣管道的影響問題越來越引起人們的關注[1-5]。

近幾年，國內(nèi)外在直流接地極對埋地油氣管道影響方面開展了大量研究，包括直流接地極對埋地油氣管道影響的評價指標[6-10]、計算方法[11-13]、防護措施[14-15]等，取得了很多研究成果。直流接地極對油氣管道影響因素主要包括接近距離、土壤情況、接地極電流大小、管道防腐層破損情況等，研究的手段主要是仿真計算和實地測試。其中直流接地極電流大小和接近距離對管道電流電位分布的影響規(guī)律較為明確，而長輸管道通常綿延幾百上千千米，管道沿線土壤環(huán)境比較復雜，土壤結(jié)構(gòu)對管道電流電位分布的影響規(guī)律目前還少有報道。

通過不同研究手段的結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，在涉及大范圍土壤區(qū)域的實例中，仿真計算和實地測試的管道泄漏電流及最大值出現(xiàn)位置往往相差甚遠。比如，對于直流接地極的干擾，實際測試中發(fā)現(xiàn)管道埋設層土壤電阻率越高，泄漏電流密度越小，但仿真分析中，如果采用均勻土壤模型，結(jié)論則是土壤電阻率越高，管道泄漏電流越大。實測與計算結(jié)論剛好相反，這主要是由實地測試中的土壤結(jié)構(gòu)與均勻土壤結(jié)構(gòu)存在較大差異引起的。本文建立直流接地極對管道影響的計算模型，通過仿真計算，研究不同土壤結(jié)構(gòu)，包括均勻土壤結(jié)構(gòu)、水平分層土壤結(jié)構(gòu)、垂直分層土壤結(jié)構(gòu)對管道泄漏電流分布、泄漏電流流入流出分界點、管道流入流出電流總量和管道最大年腐蝕深度的影響，可為后續(xù)直流工程接地極選址和油氣管道路徑選擇提供參考。

1 計算方法簡介

工程上已有相對成熟的直流接地極對埋地油氣管道影響評估的計算手段[11-13,16]。部分研究人員使用仿真計算軟件CDEGS進行直流接地極對油氣管道影響的計算，也有學者根據(jù)需要自行編寫程序進行評估[11-12]。單獨使用CDEGS進行計算很難考慮管道破算點處的極化效應，對管道泄漏電流計算結(jié)果會有一定影響，本文在CDEGS的基礎上，使用迭代算法來考慮管道破損處的極化效應。

1.1 考慮管道破損的計算方法

電流在流入/流出管道時，管道電位會偏離本身的自然腐蝕電位，這種現(xiàn)象就是管道的極化。管道泄漏電流密度與極化電位所對應曲線叫做“極化曲線”，其中，極化電位為管道破損后，管道金屬電位與近地電位之間的差值。管道極化曲線示意圖如圖1所示[17]。

圖1 極化曲線示意圖

圖1中橫坐標為管道的泄漏電流密度(電流從管道流向土壤為正方向)，縱坐標為管道的極化電位。選定破損點的電流密度初值后，在曲線上作該點的切線，切線斜率為k，切線與Y軸交于點v。

在計算中，首先將管道分段，對于一小段有局部破損的管道而言，認為管道的破損點均勻分布在分段后的管道上[18]，那么這段管道的金屬與土壤之間的電路模型如圖2所示。

圖2 涂層電路模型(有破損管道)

圖2中r1為分段后管道未破損處的防腐層電阻，I1為從防腐層流出/流入的電流；r2為分段后管道破損處的極化電阻(與極化曲線斜率k及破損點面積有關)，v為破損處的等效電壓源，極化電阻和等效電壓源都可從極化曲線上求出，I2為從破損處流出/流入的電流；I為該分段后管道流出/流入的總電流。將電路進行二端口等效，等效電路如圖3所示。

圖3 涂層等效電路

這樣就可以得到有破損管道的等效對地電阻和對地電壓源[17]，結(jié)合管道上其他防護措施的電路模型[11]，即可獲得每段管道上的總泄漏電流，進而求出管道防腐層和破損處的泄漏電流，再根據(jù)極化曲線進行迭代直至收斂。該方法的有效性在文獻[18]中已有敘述，這里不再贅述。

1.2 管道腐蝕深度計算方法及限值選取

通過調(diào)研我國典型超/特高壓直流接地極的設計和運行情況，給出了直流輸電工程各工況的運行時間，如表1所示。

表1 直流輸電工程各工況運行時間(按60 a考慮)

說明如下：1)在運直流輸電工程建設初期一般只在調(diào)試階段有單極大地回路運行工況，運行安時數(shù)折算成額定電流的總運行時間一般不超過30 h，即0.003 4 a；2)直流輸電工程設計使用年限60 a，壽命期內(nèi)單極大地回路運行(陰極運行)的時間為：強迫停運0.15 a，計劃停運0.3 a；3)直流輸電工程雙極運行工況時，接地極電流按比較保守的額定電流的1%考慮。

除去直流輸電工程建設初期的調(diào)試時間，每年單極大地回路運行時間為T1=0.45/60=0.007 5 a，雙極運行時間為T2=29.55/60=0.492 5 a。計算出直流輸電工程單極大地運行和雙極運行時管道的泄漏電流密度，通過法拉第電解定律即可得出管道的年腐蝕深度。

國內(nèi)外有不少針對穩(wěn)定直流干擾源對埋地油氣管道影響的評價指標，這些指標都未能考慮直流接地極這種具有短時入地電流大、長時入地電流小特點的直流干擾，且不同標準中對于管道腐蝕速率的規(guī)定有很大差異。國際標準NACE SP 0169—2013[9]規(guī)定：一種常用的有效外腐蝕控制指標為降低腐蝕速率至1 mil/a或更少，也即每年腐蝕深度0.025 4 mm。國際標準ISO 15589-1—2015[10]規(guī)定：極化電位(不含IR降)需不大于保護電位，保護電位為當腐蝕速率小于0.01 mm/a變成可以忽略的程度時，將不會造成腐蝕。上述指標是用于判斷管道陰極保護系統(tǒng)是否滿足要求的控制值，給出的年腐蝕深度屬于腐蝕可忽略的水平，用于評估直流接地極對油氣管道的腐蝕影響是否超標過于嚴苛。在沒有針對直流接地極對油氣管道腐蝕控制標準之前，本文暫用文獻[19]中規(guī)定的0.025 4 mm/a作為管道直流腐蝕控制標準。

2 計算模型

我國高壓直流輸電工程電壓等級涵蓋±400—±1 100 kV，其中，超高壓直流輸電工程主要以±500 kV為主，額定電流3 000 A；特高壓直流輸電工程則主要為±800 kV，額定電流一般為5 000 A。接地極入地電流越大，其對埋地油氣管道的腐蝕影響越大，基于保守考慮，本節(jié)計算中以我國±800 kV特高壓直流輸電工程接地極的典型參數(shù)作為計算條件。

計算參數(shù)選取如下：接地極陰極運行(電流從土壤流入接地極)，電流大小5 kA，極環(huán)材料為φ80圓鋼，埋深4 m；管道全長200 km，管道參數(shù)參考某長輸管道的參數(shù)，即外徑1 219 mm，壁厚20 mm，X80鋼級，埋深1.5 m，3PE防腐層，破損率取0.03%(3PE防腐層管道投運10 a后的破損率平均值)；土壤pH值選為8(我國長江以北多為中、堿性土壤，土壤pH值在計算中主要影響管道的極化曲線)，接地極位于管道的中垂線上，距管道的最近距離為10 km，相對位置示意圖如圖4所示。

圖4 接地極與管道相對位置關系

3 土壤結(jié)構(gòu)對管道泄漏電流分布影響計算

我國土壤電阻率根據(jù)各地區(qū)實際情況有較大差異，山區(qū)土壤電阻率較大，可達上千歐米，平原地區(qū)則較低，僅幾十歐米。土壤電阻率的大小直接影響接地極電流的散流效果和管道周圍的電位梯度，從而影響管道的泄漏電流分布。下面研究不同土壤結(jié)構(gòu)，包括均勻土壤、水平分層土壤和垂直分層土壤對管道泄漏電流密度的影響規(guī)律。3種土壤結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

圖5 3種土壤結(jié)構(gòu)

3.1 均勻土壤結(jié)構(gòu)

土壤為均勻土壤結(jié)構(gòu)，電阻率分別為100 Ω·m、500 Ω·m、1 000 Ω·m時管道泄漏電流密度分布如圖6—7所示。

圖6 均勻土壤結(jié)構(gòu)下，不同土壤電阻率對應的管道泄漏電流密度分布(接地極電流50 A)

其他參數(shù)如下：接地極陰極運行，額定電流5 kA(直流輸電工程正常運行時的雙極不平衡電流取額定電流的1%，也即50 A)，管道全長200 km，外徑1 219 mm，壁厚20 mm，3PE防腐層，破損率為0.03%，接地極距管道的最近距離為10 km，土壤pH值為8。

圖7 均勻土壤結(jié)構(gòu)下，不同土壤電阻率對應的管道泄漏電流密度分布(接地極電流5 000 A)

不同土壤電阻率時管道最大泄漏電流密度、管道上電流流入流出分界點位置、流入管道的電流總量和管道最大年腐蝕深度如表2所示。

表2 均勻土壤結(jié)構(gòu)下，不同土壤電阻率對應的管道最大泄漏電流密度、分界點位置、流入電流總量及年腐蝕深度

從表2數(shù)據(jù)可以看出，接地極陰極運行時，靠近接地極的管道泄漏電流為流出方向，遠離接地極的管道泄漏電流為流入方向。對于均勻土壤結(jié)構(gòu)，土壤電阻率大小不改變管道泄漏電流的分布趨勢，但對管道的泄漏電流大小有較大影響。接地極電流為5 000 A時的管道泄漏電流密度最大值比接地極電流為50 A時的大超過100倍，是由于破損點處的非線性極化效應引起的。其他條件不變的情況下，土壤電阻率越大，管道的泄漏電流密度越大(這里指管道中心及兩側(cè)偏離零點的幅度)，流入流出管道的電流總量也越多，管道上泄漏電流流入流出分界點有越來越遠離管道中心的趨勢，管道的最大年腐蝕深度也越大。土壤電阻率為100 Ω·m和1 000 Ω·m時，泄漏電流密度最大值及最大年腐蝕深度相差接近2倍，流入管道的電流總量相差接近3倍。

直流接地極是一個電流源，在接地極電流不變的情況下，土壤電阻率越高，接地極周圍的地電位升越高、電位梯度越大。對地中電流而言，管道金屬是一個低電阻泄流通道，會有更多的電流通過管道流通，對應管道上的泄漏電流密度也就越大、受腐蝕影響區(qū)域的范圍越大(即泄漏電流流入流出分界點越來越遠離管道中心)、流入流出管道的電流總量越多、年腐蝕深度最大值(對應于距接地極最近的管道處)也越大。在上述算例中，各土壤電阻率下管道的年腐蝕深度最大值都超過了0.025 4 mm/a的管道直流腐蝕限值。需要說明的是，計算中管道上沒有陰極保護及接地排流措施，實際工程中，管道上通常有陰極保護設備及排流裝置，這些防護措施可以大幅緩解直流接地極電流對管道的干擾。

3.2 水平分層土壤結(jié)構(gòu)

水平分層土壤模型是接地計算中最常用到的土壤模型，在計算中將土壤分為兩層，考慮3種情況：1)直流接地極和管道的埋設層土壤電阻率固定，下層土壤電阻率不同；2)下層土壤電阻率相同，直流接地極和管道的埋設層土壤電阻率不同；3)是表層、底層土壤電阻率都相同，表層土壤厚度不同。

水平兩層土壤結(jié)構(gòu)，上層土壤電阻率為200 Ω·m，厚10 m，下層土壤電阻率為100 Ω·m、500 Ω·m、1 000 Ω·m，其他參數(shù)與均勻土壤結(jié)構(gòu)計算中一致。不同下層土壤電阻率時管道最大泄漏電流密度、管道上電流流入流出分界點位置、流入管道的電流總量和管道最大年腐蝕深度如表3所示。

表3 下層土壤電阻率不同時管道最大泄漏電流密度、分界點位置、流入電流總量及年腐蝕深度

從表3數(shù)據(jù)可以看出，對于水平分層土壤結(jié)構(gòu)，下層土壤電阻率的大小對管道的泄漏電流大小有較大影響。其他條件不變的情況下，下層土壤電阻率越大，管道的泄漏電流密度越大(這里指管道中心及兩側(cè)偏離零點的幅度)，流入流出管道的電流總量也越多，管道上泄漏電流流入流出分界點有越來越遠離管道中心的趨勢，管道的最大年腐蝕深度也越大。下層土壤電阻率為100 Ω·m和1 000 Ω·m時，泄漏電流密度最大值及最大年腐蝕深度相差約4.7倍，流入管道的電流總量相差約5.6倍。

在直流接地極電流固定的情況下，下層土壤電阻率越高，會有更多的電流通過上層土壤流動，上層土壤的地電位升及電位梯度也越大，對應管道上的泄漏電流密度也就越大、受腐蝕影響區(qū)域的范圍越大(即泄漏電流流入流出分界點越來越遠離管道中心)、流入流出管道的電流總量越多、年腐蝕深度最大值(對應于距接地極最近的管道處)也越大。

水平兩層土壤結(jié)構(gòu)，上層土壤電阻率分別為100 Ω·m、500 Ω·m、1 000 Ω·m，厚10 m，下層電阻率為200 Ω·m，其他參數(shù)與均勻土壤結(jié)構(gòu)計算中一致。不同上層土壤電阻率時管道最大泄漏電流密度、管道上電流流入流出分界點位置、流入管道的電流總量和管道最大年腐蝕深度如表4所示。

從表4數(shù)據(jù)可以看出，對于水平分層土壤結(jié)構(gòu)，上層(直流接地極和管道的埋設層)土壤電阻率的大小對管道的泄漏電流大小有較大影響。其他條件不變的情況下，上層土壤電阻率越大，管道的泄漏電流密度越小(這里指管道中心及兩側(cè)偏離零點的幅度)，流入流出管道的電流總量也越少，管道上泄漏電流流入流出分界點有越來越遠離管道中心的趨勢，管道的最大年腐蝕深度也越小。上層土壤電阻率為100 Ω·m和1 000 Ω·m時，泄漏電流密度最大值及最大年腐蝕深度相差約3.2倍，流入管道的電流總量相差約2.4倍。

表4 上層土壤電阻率不同時管道最大泄漏電流密度、分界點位置、流入電流總量及年腐蝕深度

在直流接地極電流固定的情況下，上層土壤電阻率越高，會有更多的電流通過下層土壤流動，在上層土壤中流通的電流會大幅減少，對應管道上的泄漏電流密度也就越小、流入流出管道的電流總量越少、年腐蝕深度最大值(對應于距接地極最近的管道處)也越小。從表2和表3的對比中也可以發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律，這也解釋了工程實測中發(fā)現(xiàn)的管道埋設層土壤電阻率越大，在管道上測得的泄漏電流越小的現(xiàn)象。上層土壤中電位分布除了與流通的電流大小有關，還與土壤電阻率大小有關。在本算例中，受腐蝕影響區(qū)域的范圍隨著上層土壤電阻率的增大而增大(即泄漏電流流入流出分界點越來越遠離管道中心)，如果上層土壤厚度及土壤電阻率取其他參數(shù)，這一結(jié)果可能會有不同。

從兩種情況的水平分層模型計算中可以發(fā)現(xiàn)，管道埋設層流通的電流越多，管道上的最大泄漏電流密度、流入管道的電流總量和管道最大年腐蝕深度也越大。由此推斷，若直流接地極附近土壤電阻率低，管道附近土壤電阻率高，經(jīng)管道流通的電流總量會大大減少，對管道的腐蝕也會越弱，反之亦然。

水平分層土壤結(jié)構(gòu)中，由于直流接地極和管道埋設的深度不同，兩者可能不在同一層土壤中，表層土壤的厚度也會對管道泄漏電流分布有一定影響。水平兩層土壤結(jié)構(gòu)，上層土壤電阻率為100Ω·m，表層土壤厚度分別為3 m、10 m、30 m，下層電阻率為30 Ω·m，其他參數(shù)與均勻土壤結(jié)構(gòu)計算中一致。不同上層土壤電阻率時管道最大泄漏電流密度、管道上電流流入流出分界點位置、流入管道的電流總量和管道最大年腐蝕深度如表5所示。

表5 表層土壤厚度不同時管道最大泄漏電流密度、分界點位置、流入電流總量及年腐蝕深度

從表5數(shù)據(jù)可以看出，對于水平分層土壤結(jié)構(gòu)，表層土壤厚度對管道的泄漏電流大小有一定的影響。表層土壤電阻率大于底層土壤電阻率且其他條件不變的情況下，表層厚度越大，管道的泄漏電流密度越小(這里指管道中心及兩側(cè)偏離零點的幅度)，流入流出管道的電流總量也越少，管道上泄漏電流流入流出分界點有越來越遠離管道中心的趨勢，管道的最大年腐蝕深度也越小。這是因為表層土壤電阻率比底層土壤電阻率大，隨著表層土壤厚度的增大，表層土壤中每單位厚度流通的電流總量就越小，對應管道上的泄漏電流密度也就越小、流入流出管道的電流總量越少、年腐蝕深度最大值(對應于距接地極最近的管道處)也越小。同理，如果表層土壤電阻率小于底層土壤電阻率，隨著表層土壤厚度的增大，表層土壤中每單位厚度流通的電流總量會越大，對應管道上的泄漏電流密度也就越大、流入流出管道的電流總量越多、年腐蝕深度最大值(對應于距接地極最近的管道處)也越大。

3.3 垂直分層土壤結(jié)構(gòu)

直流接地極與最近的油氣管道的距離大多是幾千米至幾十千米，這一范圍內(nèi)，兩者所在位置的土壤情況可能存在較大差別。從探索規(guī)律的角度出發(fā)，將土壤在垂直方向分為兩層，兩層土壤的分界面在直流接地極和管道中間位置，也即直流接地極和管道距分界面的最近距離都為5 km，直流接地極側(cè)土壤電阻率為200 Ω·m，管道側(cè)土壤電阻率分別為100 Ω·m、500 Ω·m、1 000 Ω·m，其他參數(shù)與均勻土壤結(jié)構(gòu)計算中一致。不同管道側(cè)土壤電阻率時管道最大泄漏電流密度、管道上電流流入流出分界點位置、流入管道的電流總量和管道最大年腐蝕深度如表6所示。

從表6數(shù)據(jù)可以看出，對于垂直分層土壤結(jié)構(gòu)，管道側(cè)土壤電阻率的大小對管道的泄漏電流大小有較大影響。其他條件不變的情況下，管道側(cè)土壤電阻率越大，管道的泄漏電流密度越小(這里指管道中心及兩側(cè)偏離零點的幅度)，流入流出管道的電流總量也越少，管道上泄漏電流流入流出分界點有越來越遠離管道中心的趨勢，管道的最大年腐蝕深度也越小，與3.2節(jié)最后的結(jié)論一致。管道側(cè)土壤電阻率為100 Ω·m和1 000 Ω·m時，泄漏電流密度最大值及最大年腐蝕深度相差約4倍，流入管道的電流總量相差約3.2倍。

表6 管道側(cè)土壤電阻率不同時管道最大泄漏電流密度、分界點位置、流入電流總量及年腐蝕深度

同理，在直流接地極電流固定的情況下，管道側(cè)土壤電阻率越高，在管道側(cè)土壤中流通的電流會大幅減少，對應管道上的泄漏電流密度也就越小、流入流出管道的電流總量越少、年腐蝕深度最大值(對應于距接地極最近的管道處)也越小。管道側(cè)土壤電阻率為500 Ω·m和1 000 Ω·m時，即使管道上沒有陰極保護及接地排流措施，管道的最大年腐蝕深度也不超過0.025 4 mm/a的管道直流腐蝕限值。

3.4 結(jié)果分析

不同土壤結(jié)構(gòu)中、同一種土壤結(jié)構(gòu)不同土壤電阻率下的管道泄漏電流分布結(jié)果差異本質(zhì)上是由直流接地極電流在地中電位及電流分布不同引起的。為直觀了解不同土壤結(jié)構(gòu)下，直流接地極電流(陰極運行，流入5 000 A)在管道處產(chǎn)生的地電位升和電流密度，在管道正上方(地面下方0.1 m處)設置觀測線，觀測線長度100 km(從管道中心到管道端部)，如圖8所示，觀測線上每隔1 km設置一個觀測點，各觀測點處地電位升及電流密度如圖9—10所示。

圖8 觀測線位置

圖9 觀測線處電位升

圖10 觀測線處電流密度

其中，均勻結(jié)構(gòu)土壤電阻率100 Ω·m；水平分層結(jié)構(gòu)1，上層土壤電阻率100 Ω·m，厚10 m，下層土壤電阻率200 Ω·m；水平分層結(jié)構(gòu)2，上層土壤電阻率200 Ω·m，厚10 m，下層土壤電阻率100 Ω·m；垂直分層結(jié)構(gòu)，直流接地極側(cè)土壤電阻率200 Ω·m，管道側(cè)土壤電阻率100 Ω·m，土壤的分界面在直流接地極和管道中間位置。

從圖9—10均勻土壤與水平分層土壤結(jié)構(gòu)的結(jié)果對比中可以發(fā)現(xiàn)，上層(管道埋設層)土壤電阻率不變情況下，下層土壤電阻率增大，上層電流密度及地電位升絕對值也相應增大；下層土壤電阻率不變情況下，上層(管道埋設層)土壤電阻率增大，上層電流密度會變小。從均勻土壤與垂直分層土壤結(jié)構(gòu)的對比中可以發(fā)現(xiàn)，管道側(cè)土壤電阻率不變情況下，直流接地極側(cè)土壤電阻率增大，管道側(cè)土壤中電流密度及地電位升絕對值也相應增大。這也解釋了不同土壤結(jié)構(gòu)中土壤電阻率對管道泄漏電流分布影響的規(guī)律。

4 結(jié)論

本文在電磁場仿真計算軟件CDEGS的基礎上，建立了考慮管道破損點處極化效應的電路模型，通過仿真計算，研究了不同土壤結(jié)構(gòu)，包括均勻土壤結(jié)構(gòu)、水平分層土壤結(jié)構(gòu)、垂直分層土壤結(jié)構(gòu)對管道泄漏電流分布、泄漏電流流入流出分界點、管道流入流出電流總量和管道最大年腐蝕深度的影響，并通過管道上方地電位升及電流密度的計算驗證了不同土壤結(jié)構(gòu)中土壤電阻率對管道泄漏電流分布影響的規(guī)律。得出了以下結(jié)論。

1)均勻土壤結(jié)構(gòu)中，土壤電阻率大小不改變管道泄漏電流的分布趨勢，但對管道的泄漏電流大小有較大影響，土壤電阻率越大，管道的泄漏電流密度越大(這里指管道中心及兩側(cè)偏離零點的幅度)，流入流出管道的電流總量也越多，管道上泄漏電流流入流出分界點有越來越遠離管道中心的趨勢，管道的最大年腐蝕深度也越大。

2)管道埋設層土壤電阻率固定的水平分層土壤結(jié)構(gòu)中，下層土壤電阻率越大，管道的泄漏電流密度、流入流出管道的電流總量、泄漏電流流入流出分界點位置、最大年腐蝕深度的規(guī)律與均勻土壤結(jié)構(gòu)中一致。

3)下層土壤電阻率固定的水平分層土壤結(jié)構(gòu)中，管道埋設層土壤電阻率越大，管道的泄漏電流密度越小(這里指管道中心及兩側(cè)偏離零點的幅度)，流入流出管道的電流總量也越少，管道上泄漏電流流入流出分界點有越來越遠離管道中心的趨勢，管道的最大年腐蝕深度也越小。

4)表層土壤電阻率大于底層土壤電阻率的水平分層土壤結(jié)構(gòu)中，表層厚度越大，管道的泄漏電流密度越小(這里指管道中心及兩側(cè)偏離零點的幅度)，流入流出管道的電流總量也越少，管道上泄漏電流流入流出分界點有越來越遠離管道中心的趨勢，管道的最大年腐蝕深度也越小。

5)直流接地極側(cè)土壤電阻率固定的垂直分層土壤結(jié)構(gòu)中，管道側(cè)土壤電阻率越大，管道的泄漏電流密度、流入流出管道的電流總量、泄漏電流流入流出分界點位置、最大年腐蝕深度的規(guī)律與下層土壤電阻率固定的水平分層土壤結(jié)構(gòu)中一致。

土壤結(jié)構(gòu)對管道泄漏電流分布有較大影響，尤其是管道埋設層土壤電阻率低、底層土壤電阻率大或直流接地極側(cè)土壤電阻率大、管道側(cè)土壤電阻率低的情況，直流接地極對管道的影響更大，更需引起注意。實際工程中，對于平原地區(qū)的直流接地極及管道，土壤多為水平分層結(jié)構(gòu)，本文水平分層結(jié)構(gòu)的研究成果可為相關工程提供參考；對于南方地區(qū)的直流接地極及管道附近有山川、湖泊的情況，大范圍土壤不再適合簡單等效成水平分層結(jié)構(gòu)，更應該是既有垂直分區(qū)又有水平分層的復雜結(jié)構(gòu)，文中水平分層和垂直分層結(jié)構(gòu)的研究成果可為相關工程提供參考。建議后續(xù)工程分析評估中盡可能全面考慮土壤結(jié)構(gòu)，盡早將考慮大范圍復雜土壤情況的計算方法應用到直流接地極對管道影響計算中。