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石油埋地管道交直流干扰杂散电流防治措施有哪些

发布时间:2021-05-08  

埋地管道交直流干扰杂散电流防治措施

概述

  控制杂散电流干扰腐蚀的措施,概括起来就两个 字“排”和“防”,“防”只是一种辅助的手段。例如用绝缘性覆盖层或部件来切断管线所提供的电流通道。排流是让杂散电流尽快流走,是一种治本的方法,从源头上控制和减小杂散电流。管道杂散电流干扰排流可分为交流排流和直流排流。

交流排流:

交流杂散电流主要来自高压输电线路,一般来说交流杂散电流引起的腐蚀比直流杂散电流小很多, 但是这种说法也不绝对。例如当管道与高压交流输电线与平行敷设时,由于静电场和交变磁场的影响,管道就会产生交流感应电流,就会加速对管道的腐蚀。 对于交流干扰的强弱,标准是有规定的,管道受交流干扰的程度可按表1交流干扰程度的判断指标的规定判定。当交流干扰程度判定为“强”时,应采取交流 干扰防护措施;判定为“中”时,宜采取交流干扰防护措施;判定为“弱”时,可不采取交流干扰防护措施。

1交流干扰程度的判断指标

我国石油行业规范规定管道与铁塔或接地电杆的距离,不宜小于下表2中的规定。当管道与干扰接地体的距离小于表2中规定的长度时,应采取相应的排流措施。

表2管道与交流接地体的距离

从设计角度考虑,以下位置需要采取排流措施:

(1) 在高压交流喻电线路走廊内的管道,与110KV及以上输电线路外侧边导线间距300m且累计长度超过2km的管段,应在每1km设置一处排流防护点;

(2) 管道进入或远离输电线路走廊位置处;

(3) 在管道与高压交/直流输电线路交叉且交叉角 度小于55°处。交流排流方式采取交流排流时,首先应对管道逬行交/直流干扰专项测试,然后采取有针对性的排流方式。常见的交 流排流方式有以下三种:直接接地、负电位接地和固态去耦合器接地,分别如图4、图5和图6所示。 

图4直接接地

图4所示的直接接地就是將管道与接地体通过电缆直接连在一起,适用于阴极保护站保护范围小的被干扰管道。具有简单经济、减轻干扰效果好的优点,缺点是应用范围小,阴极保护电流流失,而且需要与电力部门或交通部门协调磋商。

5负电位接地

图5所示的负电位接地适用于受干扰区域管道与强制电流保护段电隔离,且土壤电阻率不能太高,要在牺牲阳极的适用范围以内。此方法有减轻干扰效果、向管道提供阴极保护的优点;缺点是管道进行保护电位测量时,需要断幵与牺牲阳极的连接,而且也加大了实施阴极保护评价的困难。

图6所示的固态去耦合器可以交流干扰进行电流泄放和电压限制,具有防护管道交直流干扰和交直流腐蚀的功能,还具有防护雷电电磁干扰的电阻性耦合、电容性耦合、电感性耦合的排流功能。排流采用固态去耦器和裸铜线。

固态去耦合器接地适用范围广,能有效隔离阴极保护电流,启动电压低,可将感应交流电压降到允许的极限电压内,抗干扰效果好,装置抗雷电或故障电流强电冲击性能好。缺点是价格高,一般在万元以上。此种方法适用于投资较大的长输管道,是长输管道设计常采用的排流方式。

 直流排流:

直流杂散电流主要来自直流电气化铁路,直流电 流从铁轨流向管道绝缘涂层的破损处即阳极区,造成局部腐蚀。我国石油行业规范—般按照管地电位相对于自 然电位的偏移值来判定管道直流干扰程度,如表3所示。在这个偏移值的测量比较困难的情况下,还可以采用土壤电位梯度来衡量杂散电流强弱程度,如表4所示,从设计角度考虑,以下位置需要采取排流措施: 管道管道在与直流电气化铁路并行的管段,如果二者间距<400m,应从并行段的起点开始,每1km 设置一处排流防护点;根据受干扰区域土壤电阻率不 同,要求接地极的接地电阻V0.6Q~5Q;在与电气化铁路交叉的地段,在交叉段的其中一 侧位置设置一处排流防护点。

直流排流方式:

我国石油行业规范总结的直流排流方式主要有直接排流、极性排流、强制排流和接地排流四种。 

直接排流就是将管道与铁轨直接通过导线连在一起,适用于具有稳定的阳极区,而且位于直流供电附近的被干扰管道。优点是简单经济,排流好;缺点是应用范围有限。

极性排流也是将管道与铁轨直接通过导线连在一 起,只不过中间加一个二极管,适用于管地电位正员交变,而且位于直流供电附近的被干扰管道。具有无需电源、安装简单和应用广泛的优点;缺点是当管道与铁轨电位差较小时,保护效果较差。

强制排流适用管道与轨道的电位差较小,并且管道位于铁轨干扰源附近。其优点是保护范围大,在无干扰时可以为管道提供阴极保护;缺点是需要外接电源,而且会对铁轨造成腐蚀。

接地排流适用于不能直接向干扰源排流的被干扰管道,例如采用牺牲阳极作为接地体。接地排流应用范围广泛,几乎适用于所有的情况,对其他设备干扰小;缺点是需要接地地床,保护效果一般。 

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