研究高压电线地下管道的交流电干扰防护措施,应用物理学论文.docx

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1、研究高压电线地下管道的交流电干扰防护措施,应用物理学论文随着我们国家电气化运输系统、电力工业的跨越式发展及近年来长输油气管道的大规模建设，在局部区域构成了的 公共走廊 内的管道，遭到邻近管道、高压输电系统、电气化运输系统的杂散电流的干扰影响，日益引起相关研究学者以及工程操作人员的关注。 从杂散电流的性质，能够将其分为直流杂散电流和沟通杂散电流，华而不实，沟通杂散电流可由沟通电气化运输系统，以及高压输电系统产生。然而根据作者亲身的现场测试经历体验，在正常情况下，由高压输电系统产生的干扰较小；而就现有的文献调研可以发现，对于电气化运输系统产生的干扰的研究也相对较多。然而，需要注意的是，由于高压输电

2、线运行管理经过中，在发生雷击、短路等故障情况下，非常高的瞬时电压可能穿越土壤，并构成电弧熔蚀管道防腐层、击穿绝缘垫而导致绝缘法兰失效等；严重时故障电流可能危及管道生产操作人员的人身安全，甚至可能烧熔管壁发生爆炸起火等安全事故。因而，对于高压输电线对埋地管道的沟通杂散电流干扰问题也是需要引起重视的。 1、干扰的调查和测试 从高压输电系统的干扰情况看来，如此图1-1,欲要对受高压输电系统干扰的埋地管道进行具有针对性的保卫，需要从整个干扰体系的三部分干扰源、被干扰体，及其埋地管道所处环境入手，得悉整个体系的杂散电流信息。 1.1高压输电系统信息 高压输电系统作为杂散电流干扰源，对其信息的把握，是得悉

3、干扰强度的重要内容。 传统意义上以为，假如管道与邻近干扰源之间的距离大于1000m,一般可不作进一步的调查测试；而当高压输电系统与埋地管道的距离小于1000m时，需要进行一下几个方面的调研。 1导线相序图A、B、C三相布置； 2导、地线、OPGW光缆机械参数、对地距离杆塔的详细外形参数和弧垂、相对位置关系A、B、C三相相间距、导地线距离； 3杆塔塔图； 4变电站接地电阻； 5变电站的位置； 6线路故障类型； 7电压、电流正常运行时的大小考虑电压升。 8最大单相短路故障电流和持续时间； 9最大相间短路故障电流和持续时间； 10本工程及附近其他杆塔接地电阻值等。 1.2埋地管道邻近土壤环境信息 土

4、壤环境作为高压输电系统与埋地管道之间的主要媒介，其对沟通杂散电流分布情况影响较大，华而不实以土壤电阻率的作用最为明显，因而，借助于测试仪器工程实际中以四电极电阻测试仪为主对工程现场中，土壤电阻率的分布情况进行调研也是特别重要的。 1.3埋地管道信息 埋地管道作为杂散电流的直接受体，相关参数也直接影响着沟通杂散电流的作用强度，华而不实主要包括下面几个方面： 1埋地管道与高压输电系统的相对位置关系工程实际中，埋地管道的路由主要通过RD-4000/6000,或者PCM及其相关升级设备测试来实现； 2管道绝缘层电阻及钢管的电阻； 3接地系统的类型，及与管道的距离等。 1.4管道杂散电流干扰程度直接测试

5、 对于1.1-1.3中测试手段，能够得悉杂散电流干扰体系中的若干相关参数，其在间接反映杂散电流对埋地管道干扰程度的同时，可以以代入相关模拟计算软件来得悉杂散电流对埋地管道的干扰强度，例如，利用CDEGS软件可计算不同管径、管道壁厚、导线高度、运行电流、土壤电阻率、线路与管道并行长度、并行间距以及管道与高压线穿插角度等因素下的，管道感应电势、防腐层电势和管道的电流等杂散电流干扰信息。 同时，可以以借助于沟通管地电位测试，以及管中电流测试工程实际中大都借助RD-SCM来实现，来更为直接的了解干扰情况，然而由于现场检测工作的冗杂，该方式很难知足距离较长的管道的干扰程度信息的得悉；因而，基于间接信息的

6、调研，通过分段处理，借助于相关软件对干扰信息进行求解，并结合相关规范，对分析结果进行干扰评估。 2、沟通杂散电流干扰的防护措施 综合1中分析，对于由于高压输电系统引起的沟通杂散电流，其保卫应该结合土壤环境，从高压输电系统和埋地管道两方面着手。从高点输电线路一侧来看，尽可能减小杂散电流的大小，而从埋地管道一侧来看，尽量减少其受干扰电流的影响。 2.1控制杂散电流干扰源 控制杂散电流是从根本上解决杂散电流腐蚀干扰问题最有效的办法。对电气化铁路系统，能够采取减小机车取流电流、合理设置变电所、回流走行轨降阻、采用绝缘套等方式来减少杂散电流的产生。而对于对称输电高压线可减少中心点接地数目，限制短路电流或

7、经电阻、电抗接地，增加屏蔽和导线换位等；220kV高压线，为减少几何不对称构成的干扰电压，经历体验建议采用猫形铁塔。 2.2调整杂散电流被干扰体 2.2.1管道安装绝缘法兰 绝缘法兰对于减缓杂散电流影响的原理，在于其电绝缘性能。其能有效地截断杂散电流在管道中的流通。 绝缘法兰分为比压密封型和自严密封型两种，如此图2-1所示即为比压密封型。 2.2.2电屏蔽法 电屏蔽法的原理，即为通过在管道沿线设置屏蔽电极，继而实现对杂散电流的屏蔽减缓。就工程实际看来，电屏蔽对杂散电流的干扰防护具有一定的作用，但是效果并不是很明显；究其原因，除了屏蔽电极无法彻底杜绝杂散电流干扰外，其参数设计与布置，也是其作用效

8、果无法得以很好具体表现出的重要原因。因而，选择适宜的数学模型，对整个杂散电流干扰体系进行电场模拟，继而实现对屏蔽电极的合理优化，是个方式方法的重要发展方向。 2.2.3排流方式方法 排流方式方法用绝缘电缆将被保卫管道与排流设备连接，再与杂散电流源负极回归线相连，进而将杂散电流引回杂散电流源的方式方法，该方式方法是一种积极有效的防护方式方法。对于高压输电线对埋地管道的沟通干扰，不能使用杂散电流源作为回流点，因而可采用接地式排流，即采用人工接地地床代替杂散电流源负极。接地式排流方式方法主要包括直接排流法、隔直排流法、负电位排流法，分别如此图2-2、2-3、2-4.针对于高压输电线沟通干扰影响，三种

9、排流法比拟如表2.1. 2.2.4管道杂散电流智能排流装置 综合以上中所述现有针对于高压输电线产生沟通干扰影响的防护措施，不难发现，排流方式方法固然相对积极有效，但是，牵涉理论复杂，排流点的选择以及排流量确实定等问题都是需要在操作使用前得以解决，因而，在采用适宜的排流双系统，是使得排流效果到达最佳的关键。 通过2.2.3有关排流方式方法的介绍，对于有阴极保卫的油气管道，采用钳位排流法，即不会毁坏管道阴极保卫的保卫电压，还能够使部分干扰电压作阴极保卫电压使用。自行研究设计的管道杂散电流智能排流装置的排流工作电路采用钳位排流的原理进行设计，并对排流电路进行控制，进而实现对管道杂散电流的智能化控制。

10、以模拟高压输电系统产生沟通干扰的管道为试验管道，通过室内试验发现，接入排流装置后，各个排流点处管道电位有不同程度的降低，并且管道各处电压有趋于相等的趋势。 然而，就现有的研究看来，管道杂散电流智能排流装置实际应用效果难以确定，因而，怎样基于现有的研究软件，综合考虑杂散电流分布，以及排流装置参数等多种因素的前提下，建立合理的数学模型进行沟通管地电位分布的求解，对于智能排流装置的参数设置，以及位置优化，具有特别重要的意义。 除了以上四种杂散电流防护措施，接地垫梯度控制垫以及分布式阳极也有工程应用实际案例，但是由于该两种方式方法由于其在原理上的缺陷，会对未施加阴极保卫的构造物或者接地系统的电阻有着较

11、大的负面影响，因而，其工程实际应用在一定程度上遭到限制。 3、总结 本文以高压输电系统产生沟通杂散电流干扰为研究对象，从干扰情况、检测内容、防护措施等几个方面进行了分析，并得到下面结论： 1正常情况下，高压输电系统产生沟通杂散电流干扰轻度较低，但是由于故障情况等产生的瞬时影响较大，因而，对于该种干扰，需要引起足够重视，弄主要从现场信息调研与防护措施设计方面入手； 2高压输电系统与埋地管道干扰体系中，测试与防护都应从高压输电系统、土壤环境主要为电阻率、埋地管道三者入手； 3间接具体表现出干扰强度的调研数据，能够作为输入参数，借助模拟计算软件求解得到干扰强度； 4干扰防护措施的有效性，很大程度取决于各设计参数的优化，而借助现有软件的模拟计算，是很重要的一条途径。 【以下为参考文献】 1SY0007-1999钢制管道机储罐腐蚀控制工程设计规范S. 2孔琦。管道杂散电流智能排流装置的研究与设计D.山东：中国石油大学华东，2018.