天然氣長輸管道雜散電流干擾防護(hù)及排流效果評價(jià)

劉兆鵬

摘要：結(jié)合某長距離輸氣管道交直流雜散電流干擾的檢測、排流施工情況，介紹了管道交流雜散電流干擾的常見排流方法，選取鎂合金犧牲陽極與帶狀鎂陽極二者作為接地極結(jié)合排流器進(jìn)行排流的情況。

關(guān)鍵詞：交流雜散電流;排流;干擾防護(hù);排流效果

隨著當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，高速鐵路、高壓輸電線路、城市軌道交通越來越發(fā)達(dá)，逐漸形成高速鐵路網(wǎng)、高壓輸電線路網(wǎng)及城市軌道交通網(wǎng)，這些縱橫交錯(cuò)的交流電氣化鐵路及交流輸電線路與埋地的長距離輸氣管道并行或者交叉的情況越來越常見。交流雜散電流對管道的干擾越來越嚴(yán)重，交流雜散電流疊加干擾的問題也日益凸顯。目前對交流雜散電流的檢測主要使用數(shù)據(jù)記錄儀對受干擾管段進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，以獲取交流電流密度、交流電壓、管道通電電位及斷電電位;對于交流雜散電流干擾常用接地極結(jié)合固態(tài)去耦合器的方式進(jìn)行排流降壓。

1管道情況簡介

某天然氣長輸管道建成于2009年，受雜散電流干擾管段全長約10公里，該管段起末皆有分輸站進(jìn)出站均有絕緣接頭，沿線測試樁樁號為206-215，管道沿線為典型的江南丘陵地形，多山丘多水田，土壤電阻率差別較大。管道全線與500kV交流輸電線路并行，并存在交叉;與某高鐵并行約8公里，管道與某高鐵直線距離約1.5公里;。

1.1管道受雜散電流干擾情況

現(xiàn)場測試了管道沿線206-215號樁的交流電壓，多處管道測試樁交流電壓超過了4V，管道在208號測試樁附近與500kV交流輸電線路近距離并行隨后交叉，在212號測試樁附近同時(shí)與500kV交流輸電線路及高鐵并行，發(fā)現(xiàn)208號測試樁、212號測試樁交流電壓明顯高于其他測試樁。

使用數(shù)據(jù)采集儀對212號測試樁進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)管道交流電壓在夜間逐漸降低，在凌晨降到最低點(diǎn)，隨后管道交流電壓逐步升高。這與夜間用電量減少，高壓輸電線路負(fù)載變小有關(guān)，因此管道交流電壓干擾主要源自高壓輸電線路。

根據(jù)GB/T50698-2011《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，當(dāng)管道上的交流干擾電壓不高于4V時(shí)，可不采取交流干擾防護(hù)措施;高于4V時(shí)，應(yīng)采用交流電流密度進(jìn)行評估，215號測試樁、214號測試樁、212號測試樁、211號測試樁及208號測試樁交流電壓均高于4V，由于215號測試樁處已有排流設(shè)施不做交流電流密度評估，其余測試樁交流電流密度評估結(jié)果如下表：

當(dāng)交流電流密度大于100A/m2時(shí)干擾程度判定為“強(qiáng)”，應(yīng)采取交流干擾防護(hù)措施;當(dāng)交流電流密度大于30A/m2小于100A/m2時(shí)干擾程度判定為“中”，宜采取交流干擾防護(hù)措施;當(dāng)交流電流密度小于30A/m2判定為“弱”時(shí)，可不采取交流干擾防護(hù)措施;因此214號測試樁、212號測試樁、211號測試樁及208號測試樁均需采取交流干擾防護(hù)措施。

1.2管道交流干擾防護(hù)措施

為確保管道運(yùn)行安全，需對上述管段采取交流干擾防護(hù)措施。綜合考慮雜散電流干擾程度、土壤電阻率大小及排流效果，在214號測試樁、212號測試樁、211號測試樁及208號測試樁均設(shè)置由50m鎂帶及15支14kg預(yù)包裝鎂合金犧牲陽極組成的排流地床，鎂帶四周包覆填包料。管道通過固態(tài)去耦合器與排流地床連接，固態(tài)去耦合器具有隔直通交的功能，在排出管道交流電流的同時(shí)不影響管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.交流干擾排流效果

采用上述干擾防護(hù)措施對管道進(jìn)行排流以后，再次對管道交流電壓及交流電流密度進(jìn)行測試，對排流前后數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，見表2。

從表2可以看出，采用鎂帶及預(yù)包裝鎂合金犧牲陽極組成的排流地床加固態(tài)去耦合器進(jìn)行排流后，管道交流電壓明顯降低，測試數(shù)據(jù)均低于4V，排流效果顯著;使用數(shù)據(jù)采集儀對212號測試樁再次進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，監(jiān)測時(shí)間段內(nèi)管道交流電壓均低于4V。

施工完成后對管道直接連接排流地床及管道通過固態(tài)去耦合器連接排流地床的交流電流排流量進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)各處排流地床鎂帶的直接排流量均大于鎂陽極;通過固態(tài)去耦合器的排流量略高于鎂帶。

3.總結(jié)

（1）交流輸電線路對管道的交流干擾隨著輸電線路的負(fù)載變化具有一定的周期性。

（2）以鎂帶及預(yù)包裝鎂合金犧牲陽極作為排流地床通過固態(tài)去耦合器與管道相連的方式可以有效降低管道交流干擾。

（3）鎂帶的交流排流效果優(yōu)于預(yù)包裝鎂合金犧牲陽極。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國國家標(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)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011年.

[2]BSEN15280-2013《EvaluationofA.C.CorrosionLikeLihoodofBuriedPipelinesApplicabletoCathodicallyProtectedPipelines》