天然氣長輸管道雜散電流干擾防護及排流效果評價

劉兆鵬

摘要：結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合排流器進行排流的情況。

關鍵詞：交流雜散電流;排流;干擾防護;排流效果

隨著當今經濟社會的不斷發展，高速鐵路、高壓輸電線路、城市軌道交通越來越發達，逐漸形成高速鐵路網、高壓輸電線路網及城市軌道交通網，這些縱橫交錯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據記錄儀對受干擾管段進行連續監測，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合固態去耦合器的方式進行排流降壓。

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號測試樁附近同時與500kV交流輸電線路及高鐵并行，發現208號測試樁、212號測試樁交流電壓明顯高于其他測試樁。

使用數據采集儀對212號測試樁進行連續監測，發現管道交流電壓在夜間逐漸降低，在凌晨降到最低點，隨后管道交流電壓逐步升高。這與夜間用電量減少，高壓輸電線路負載變小有關，因此管道交流電壓干擾主要源自高壓輸電線路。

根據GB/T50698-2011《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》規定，當管道上的交流干擾電壓不高于4V時，可不采取交流干擾防護措施;高于4V時，應采用交流電流密度進行評估，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果如下表：

當交流電流密度大于100A/m2時干擾程度判定為“強”，應采取交流干擾防護措施;當交流電流密度大于30A/m2小于100A/m2時干擾程度判定為“中”，宜采取交流干擾防護措施;當交流電流密度小于30A/m2判定為“弱”時，可不采取交流干擾防護措施;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措施。

1.2管道交流干擾防護措施

為確保管道運行安全，需對上述管段采取交流干擾防護措施。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號測試樁均設置由50m鎂帶及15支14kg預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。管道通過固態去耦合器與排流地床連接，固態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不影響管道陰極保護系統的正常運行。

2.交流干擾排流效果

采用上述干擾防護措施對管道進行排流以后，再次對管道交流電壓及交流電流密度進行測試，對排流前后數據進行對比，見表2。

從表2可以看出，采用鎂帶及預包裝鎂合金犧牲陽極組成的排流地床加固態去耦合器進行排流后，管道交流電壓明顯降低，測試數據均低于4V，排流效果顯著;使用數據采集儀對212號測試樁再次進行連續監測，監測時間段內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去耦合器連接排流地床的交流電流排流量進行測試，發現各處排流地床鎂帶的直接排流量均大于鎂陽極;通過固態去耦合器的排流量略高于鎂帶。

3.總結

（1）交流輸電線路對管道的交流干擾隨著輸電線路的負載變化具有一定的周期性。

（2）以鎂帶及預包裝鎂合金犧牲陽極作為排流地床通過固態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于預包裝鎂合金犧牲陽極。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家標準.GB/T50698-2011埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準[S].北京：中國標準出版社，2011年.

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