南百鐵路電磁干擾防護(hù)技術(shù)研究與實(shí)踐

于明升

摘 ? ?要：在鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生電氣化鐵路與既有長(zhǎng)輸管道交叉或平行產(chǎn)生雜散電流對(duì)管道造成腐蝕的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響管道的安全、平穩(wěn)運(yùn)行。針對(duì)這種情況必須對(duì)平行或交叉跨越的管道采取交流干擾防護(hù)措施，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)埋地管道保護(hù)和確保安全運(yùn)行的目的，我們稱(chēng)這種技術(shù)為“電磁干擾防護(hù)技術(shù)”。

關(guān)鍵詞：管道;雜散電流;電磁;干擾防護(hù)

1 ?引言

南寧至百色長(zhǎng)輸管道與南寧至百色電氣化鐵路交叉并行點(diǎn)較多，雜散電流干擾比較嚴(yán)重;為保證管道安全運(yùn)行，根據(jù)國(guó)家及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，需對(duì)受干擾管道采取干擾防護(hù)措施，避免埋地管道發(fā)生腐蝕穿孔等安全風(fēng)險(xiǎn)。本文以南百電氣化鐵路改造項(xiàng)目與南寧至百色輸油管道NB205#+500m交叉點(diǎn)電磁干擾防護(hù)施工為依托，探討并總結(jié)電氣化鐵路與既有輸油管道交叉或并行時(shí)產(chǎn)生雜散電流對(duì)管道產(chǎn)生影響的共性特點(diǎn)，并提出排流防護(hù)措施。

2 ?工程特點(diǎn)

（1）南百電氣化鐵路受干擾區(qū)段NB205+500m處管徑DN457、管道材質(zhì)X60、管道壁厚7.1mm～7.9mm、管道埋深1.5m、管道防腐層三層PE、管內(nèi)輸送介質(zhì)成品油、設(shè)計(jì)輸送壓力10MPa。管道周?chē)芯€纜，作業(yè)坑開(kāi)挖需采用人工開(kāi)挖方式。對(duì)有可能發(fā)生坍塌的土方進(jìn)行二次倒運(yùn)，采取措施預(yù)防管溝、作業(yè)坑塌方，并做好施工降水作業(yè)準(zhǔn)備。（2）為防止地面設(shè)施的沉降并保證工藝管道的運(yùn)行安全，電氣化鐵路交叉處采用大于10處接地極母線及極性犧牲陽(yáng)極敷設(shè)防干擾措施。開(kāi)挖需采用人工作業(yè)、分段挖掘、修復(fù)、回填，管溝采取擋土加固措施防止塌陷。施工中還需要對(duì)周?chē)嗝邕M(jìn)行合理保護(hù)，減小破壞范圍。（3）回填土方采用人工逐層夯實(shí)，并按要求進(jìn)行地貌恢復(fù)，保證工程完工后不出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象。拆除原防腐層應(yīng)按設(shè)計(jì)、規(guī)范要求作業(yè)，應(yīng)做到破口整齊，坡口平滑。破口時(shí)不應(yīng)傷及周邊管道防腐層。（4）焊接接地極：管道采用鋁熱焊接，應(yīng)無(wú)虛焊和剔除毛刺。接頭處采用銅管壓接技術(shù)。防腐應(yīng)采用面彈體膠覆護(hù)，聚丙烯粘彈體膠帶纏繞，熱收縮帶加強(qiáng)。

3 ?施工流程

施工準(zhǔn)備——現(xiàn)場(chǎng)勘查（測(cè)量、放線、定位）——清除障礙物——作業(yè)坑及基坑開(kāi)挖——（拆除管道防腐層、清理管道除銹剖光、接地極清理除銹剖光、管道接地極焊接電纜、耦合器基座支模澆筑、耦合器立柱安裝、耦合器防護(hù)箱安裝、耦合器接線）——電流測(cè)試——土方回填——恢復(fù)地貌。

4 ?技術(shù)要點(diǎn)

4.1 ?排流方法

（1）雜散電流的消減排除方法可分為：極性犧牲陽(yáng)極排流法、鉗位式排流法、耦合排流法。本項(xiàng)目通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察研究，采用極性犧牲陽(yáng)極+交流去耦合技術(shù)于一體的綜合排流法（固態(tài)去耦合器）方法。

（2）按照管道干擾程度不同及干擾管段地質(zhì)環(huán)境差異性，接地網(wǎng)可分為： ①水平接地網(wǎng)：用35mm?裸銅線;②垂直接地網(wǎng)：[Φ]43mm[×]3mm[×]1500mm 鋅包鋼接地極;③網(wǎng)狀接地網(wǎng)：40mm[×]4mm[×]10000mm 鍍鋅扁鋼;本項(xiàng)目采用水平接地極35mm?裸銅線水平接地網(wǎng)+防止接地極腐化劑固態(tài)鎂+固態(tài)去耦合器方式。

4.2 ?排流點(diǎn)的選擇

根據(jù)管道的干擾情況，在NB205#+500m處電氣化鐵路交叉點(diǎn)左右兩側(cè)位置分別采取排流防護(hù)措施。

4.3 ?排流器的優(yōu)勢(shì)

（1）具有AC故障電流高通放能力和極低的電壓保護(hù)水平。（2）具有鉗位模塊動(dòng)作，能將管道電位限制在-2.0V～+0.3V。（3）具有防雷電沖擊大電流排流泄放功能。

4.4 ?排流器位置確定

（1）排流器應(yīng)安裝管道與干擾源之間。（2）排流器應(yīng)安裝在干擾源距離管道的最近位置。（3）排流器應(yīng)安裝在干擾最嚴(yán)重位置。（4）排流器應(yīng)安裝在土壤電阻小的位置。

4.5 ?排流接地安裝方式

排流接地安裝方式分為水平式安裝方式、垂直式安裝方式和網(wǎng)狀式安裝方式3種。本項(xiàng)目采用現(xiàn)場(chǎng)施工較為方便、應(yīng)用較為廣泛的水平接地安裝方式。

本工程選用水平接地極 35mm?裸銅線，極性犧牲陽(yáng)極采用固態(tài)鎂接地極腐化劑，排流裝置采用固態(tài)去耦合器，配備專(zhuān)用樁體及防護(hù)箱，

4.6 ?固態(tài)去耦合器的安裝

固態(tài)去耦合器安裝于保護(hù)箱體內(nèi)，保護(hù)箱的尺寸根據(jù)固態(tài)去耦合器的大小確定，保護(hù)箱采用鋼管支撐，保護(hù)箱設(shè)置有防盜鎖。鋼管底部采用水泥支墩固定。安裝時(shí)分別將排流地床和管道電纜接入保護(hù)箱內(nèi)，與固態(tài)去耦合器的正、負(fù)極相連，嚴(yán)格按照“接管道”、“接地”標(biāo)識(shí)接線。

4.7 ?接地網(wǎng)連接線纜的規(guī)格

接地網(wǎng)連接線采用35mm?裸銅線，排流器連接電纜采用YJV-0.6/1kV-1×25mm?，連接采用壓接方式。

5 ?排流器電氣連接與防腐注意事項(xiàng)

（1）電纜與管道連接應(yīng)采用鋁熱焊技術(shù)進(jìn)行施工，焊接前應(yīng)按要求將管道焊接部位防腐層除去，邊緣切成坡口型，坡腳大于30°，電纜必須清潔、干燥、無(wú)油、無(wú)污物。（2）電纜焊接完成后，地面和地下均應(yīng)留足余量（10%伸縮余量），以防止土壤下沉?xí)r拉斷電纜，電纜敷設(shè)時(shí)宜貼在管壁頂部，每隔5米用封口膠帶與管道綁扎一次，并用封口膠帶將其固定在管道上以減輕電纜線拉力。（3）焊接后應(yīng)對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，強(qiáng)度試驗(yàn)以1kg重的榔頭輕敲擊焊點(diǎn)一側(cè)，以焊點(diǎn)不被打掉為合格;牢固實(shí)驗(yàn)合格后方可進(jìn)行密封防腐處理;首先清除干凈焊接處的焊渣及雜物，先采用粘彈體防腐膏對(duì)防腐層缺陷處進(jìn)行填充，接著采用 300mm寬的粘彈體防腐帶貼補(bǔ)，應(yīng)保證粘彈體防腐帶與補(bǔ)傷處主體防腐層搭接不小于50mm，貼附應(yīng)緊密，最后進(jìn)行外包覆。 （4）電纜和極性犧牲陽(yáng)極上的扁鋼采用焊接連接，注意扁鋼與電纜之間的連接和防腐密封，所有焊接及連接防腐均要符合相關(guān)規(guī)范操作。（5）施工完成后對(duì)排流施工的管道交流干擾測(cè)試采用萬(wàn)用表，對(duì)測(cè)試樁的交直流干擾電壓的最大值、最小值和平均值進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)測(cè)試樁的測(cè)試時(shí)間為10min。

6 ?本項(xiàng)目幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)探討

6.1 ?固態(tài)去耦合器的安裝

本項(xiàng)目固態(tài)去耦合器安裝在管道側(cè)上方，所選位置盡可能的方便接近測(cè)試，其具體安裝位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。固態(tài)去耦合器安裝在500mm*500mm*300mm的混凝土基礎(chǔ)上，并嚴(yán)格按照安裝說(shuō)明書(shū)中要求的順序進(jìn)行了連接和調(diào)試，嚴(yán)禁逆順序操作。

6.2 ?接地極安裝

本工程的管道采用銅線陽(yáng)極作為水平接地連接線，防止接地極腐化的固態(tài)鎂做為極性犧牲陽(yáng)極。銅線應(yīng)與管道平行敷設(shè)，埋深不低于1.5m，敷設(shè)長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)條件比較復(fù)雜時(shí)，可以加鍍鋅角鋼、扁鋼等作為垂直接地極和水平接地極，以增加接地效果。

6.3 ?陰極保護(hù)電路的安裝

電纜與管道之間、電纜與接地極之間均采用鋁熱焊的方式進(jìn)行連接。電纜與管道連接之前，應(yīng)去掉管道表面適當(dāng)尺寸的防腐層，打磨管道至露出金屬色。焊點(diǎn)應(yīng)牢靠，不能有虛焊。電纜與管道焊接點(diǎn)需要密封防腐。過(guò)程如下：焊接后除掉焊點(diǎn)上的焊渣、焊刺等，然后用熱熔膠填充覆蓋整個(gè)焊點(diǎn)，粘彈體膏填充量以完全包覆整個(gè)焊點(diǎn)并高于電纜直徑為準(zhǔn)，即對(duì)電纜起到固定作用，最后使用粘彈體膏膠帶和熱收縮帶進(jìn)行密封。

7 ?結(jié)束語(yǔ)

電氣化鐵路與既有長(zhǎng)輸管道交叉或平行易產(chǎn)生雜散電流并對(duì)管道造成腐蝕的問(wèn)題，是困擾油氣管道及鐵路運(yùn)輸安全、平穩(wěn)運(yùn)行的重要課題。而本文針對(duì)解決該類(lèi)問(wèn)題的“電磁干擾防護(hù)技術(shù)”或“雜散電流排除技術(shù)”措施的探討與實(shí)踐應(yīng)用，在一定程度上緩解和降低了該類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)，但并沒(méi)有從根本上根除。隨著科技的進(jìn)步，以后針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題還需要繼續(xù)深入研究、發(fā)展、推廣。

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