天然氣管道交流干擾防護技術研究

文/秦永生 寧夏哈納斯燃氣集團有限公司 寧夏銀川 750001

銀川市環(huán)城天然氣高壓管道全程81 公里，設計壓力4.0MPa，管道規(guī)格為D610×8.7，材質(zhì)L360M，采用3PE 普通級防腐外加強制電流陰極保護，設外加電流陰極保護站兩座，管頂覆土1.5 ～2.0 m。近年來，隨著電力、交通運輸?shù)刃袠I(yè)的高速發(fā)展，交流干擾問題日益凸顯，嚴重影響了埋地天然氣管道的安全運行。為此，銀川市天然氣公司對環(huán)城天然氣高壓管道進行交流干擾的全面檢測，并對交流干擾嚴重部位進行防護方案的設計和實施。

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、平行敷設長度約18.5km。具體的位置關系如下：

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

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

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

2、架空強電線路對管道干擾及危害

(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，高壓輸電線上會有一些電流經(jīng)過接地極流入地下，通過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，埋地管道就處在了交流輸電線路產(chǎn)生的交變磁場中，埋地管道就像金屬導體一樣做切割磁感線的運動，導線在變化的磁場上可以感應出交變電壓，這種感應出的交變電壓產(chǎn)生的電流就是感應電流。

(3)交流干擾的危害: 當管道受到空間上方的輸電線產(chǎn)生的交流干擾時，干擾電流會通過容性耦合、阻性耦合、磁感應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層擊穿，進而使管道腐蝕加劇。

3、交流干擾防護技術

3.1 交流干擾評價標準

3.1.1 交流電壓判斷依據(jù)

在國家標準GB/T50698-2011《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護技術標準》中，防護效果應符合下列規(guī)定：當管道附近局部土壤電阻率高于25Ω·m 時，交流電流密度小于60A/m2；當管道附近局部土壤電阻率不大于25Ω·m 時，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)

在中國國家標準GB/T50698-2011《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護技術標準》中，管道交流干擾程度可按下表交流干擾程度的判斷指標的規(guī)定判定。

交流干擾程度的判斷指標

交流干擾程度 弱 中 強交流電流密度（A/m2）＜30 30～100 ＞100

3.1.3 管地電位判斷依據(jù)

根據(jù)《城鎮(zhèn)燃氣埋地鋼質(zhì)管道腐蝕控制技術規(guī)程》CJJ95-2013，當管地電位正向變化20mV或管道附近的土壤電位梯度大于0.5mV/m 時認為有雜散電流干擾可能，存在干擾；當管道任意點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，應采取防護措施。

3.1.4 交流干擾評價標準

(1)當管道附近局部土壤電阻率高于25Ω· m 時，交流感應電壓不應超過10V；當局部土壤電阻率低于25Ω·m 時，交流感應電壓不應超過4V。

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

3.2 交流干擾防護措施

3.2.1 強電沖擊防護

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)，應在該處設置1 處屏蔽線進行屏蔽防護。屏蔽防護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，每側(cè)長度300m。

3.2.2 交流干擾防護

根據(jù)《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護技術標準》GB/T50698-2011，在高壓交流線路走廊內(nèi)的管道，與750kV 輸電線路平行敷設累計長度超過2km 的管段，應進行交流感應電壓排流防護，排流防護原則為：

(1）從起點開始，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)邊導線間距≤50m 的地段，每隔300m 設置一個排流防護點；

(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)邊導線間距≤300m 且累計長度超過2km 的管段，每隔500m 設置一個排流防護點；

（3）管道進入或遠離輸電線路走廊位置處；

根據(jù)國家標準《埋地鋼制管道交流干擾防護技術標準》GB/T50698-2011，選取交流干擾嚴重位置，與管道平行鋪設鋅帶緩解線，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措施。

結(jié)語：

隨著銀川市國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，今后必將建設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越大，為了全面評價管道的交流干擾隱患，本文通過對架空強電線路對管道干擾的產(chǎn)生原因及危害進行分析，闡述了銀川市天然氣管道交流干擾情況，交流干擾防護技術，交流干擾評價標準,提出了管道交流干擾防護措施。可為今后相關工程建設時的排流保護提供一定參考。