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輸電線路對(duì)管道電磁干擾的排流措施優(yōu)化

文檔作者：孫魁張功亞2 謝輝春文檔來(lái)源： 1．江漢石油管理局勘察設(shè)計(jì)研究院；2．江漢石油管理局農(nóng)林處；3．中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月01日
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第20卷第2期 江漢石 油科技
2010年6月 JIANGHAN PETROLEUM SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vo1．20 No．2
Jun．2010
輸電線路對(duì)管道電磁干擾的排流措施優(yōu)化
孫魁 張功亞2 謝輝春
(1．江漢石油管理局勘察設(shè)計(jì)研究院；2．江漢石油管理局農(nóng)林處；3．中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)科學(xué)研究院)
摘要結(jié)合輸電線路對(duì)管道電磁干擾的電位分布規(guī)律，對(duì)交流干擾的防護(hù)措施的排流點(diǎn)設(shè)
置進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)其優(yōu)化結(jié)果，對(duì)接地體進(jìn)行了改進(jìn)。利用CDEGS軟件分析比較了排流措施優(yōu)
化前后的排流效果。并對(duì)今后排流工程提出了相應(yīng)的改進(jìn)意見(jiàn)。
關(guān)鍵詞管道電磁干擾排流優(yōu)化方案
輸電線路對(duì)管道的干擾以容性耦合、阻性耦合
和感性耦合(電磁干擾)3種形式存在。在正常情況
下，管道埋地后，容性耦合、阻性耦合干擾非常小，可
以忽略不計(jì)。電磁干擾是電力線路導(dǎo)線上的交變電
流在其周?chē)臻g形成交變的磁場(chǎng)，從而在鄰近的金
屬管道感應(yīng)出縱向電動(dòng)勢(shì)(如圖1)。由于交變電流
長(zhǎng)期存在，電磁干擾也長(zhǎng)期存在。
輸電線路
圖1 電磁干擾示意圖
增加管道和強(qiáng)電線路的間距或改變線路走向可
減小電磁干擾。實(shí)際工程中，由于地域條件限制，不
可避免地在某些地段會(huì)有管道與強(qiáng)電線路近距離并
行或斜接近，必須采用相應(yīng)的措施降低電磁干擾。
1 排流措施優(yōu)化效果分析
1．1 排流點(diǎn)優(yōu)化
電磁干擾的防護(hù)主要采用排流法。一般在平行
段沿途設(shè)置排流裝置，或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)存在交
流干擾，再在相應(yīng)的位置地點(diǎn)設(shè)置排流裝置。
接地排流就是將管線與一個(gè)或多個(gè)接地體相
連，管道上產(chǎn)生的干擾電流通過(guò)接地體流人地下排
除。接地極通常使用棒狀犧牲陽(yáng)極，材料通常用鋅
合金、鎂合金等。
以qbl016mmxl4．6的3PE管道為例，管道與線
路間距50m，輸電線路超高壓?jiǎn)位芈罚\(yùn)行電流
3kA。在并行段前、后的管道為不受輸電線路的影
響而延伸至遠(yuǎn)處。通過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)輸電線路與管道
平行時(shí)的，不同并行長(zhǎng)度的管道干擾電位的分布規(guī)
律如圖2。
由于線路正常運(yùn)行時(shí)，管道并行段干擾電壓呈
“u”型分布，最大干擾電壓出現(xiàn)在并行段端點(diǎn)，干擾
電為變化主要集中在兩端5km內(nèi)。因此，以3PE管
道與高壓時(shí)電線路并行20km，運(yùn)行電流1kA為例，
利用SESTECH公司的CDEGS軟件分析了輸電線路
正常運(yùn)行時(shí)，每1km設(shè)置一組排流接地極和只在端
點(diǎn)處采取接地排流措施的排流效果。接地排流電極
采用棒狀鋅陽(yáng)極鋅陽(yáng)極長(zhǎng)度1m，直徑0．12m，每支
問(wèn)距5m。并比較了在不同土壤電阻率時(shí)的排流效
果。比較結(jié)果見(jiàn)表1。
從表1可以看出：接地排流裝置的接地電阻對(duì)
其交流干擾防護(hù)效果影響較大，接地電阻越小，排流
效果越好。僅在管道干擾最嚴(yán)重的端點(diǎn)附近布置一
組接地排流裝置與沿線布置效果相差10％左右。
說(shuō)明在并行段兩端各5km內(nèi)布置多組接地體，即可
達(dá)到預(yù)期的排流效果，不必在管道并行段沿線設(shè)置
排流裝置。
由于電磁干擾的電位積累主要在并行段兩端，
第一作者簡(jiǎn)介孫魁：1987年畢業(yè)于華中科技大學(xué)
化學(xué)系，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事金屬腐蝕與防護(hù)研究工作。
第2期 孫魁等：輸電線路對(duì)管道電磁干擾的排流措施優(yōu)化 ·75·
— — 一并行10tra
' ～ 一并行15km l
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圖2 并行長(zhǎng)度為10kin～40km的管道沿線接觸電勢(shì)分布
表1 接地排流措施的效果比較(每lkm設(shè)置一組)
排流點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在兩個(gè)端點(diǎn)之間。并行后延伸部位干
擾電壓變化關(guān)系為：V。=V。e一。在并行段端點(diǎn)之后
排流，可以降低端點(diǎn)的最高干擾電壓和整體干擾電
壓，但不是直接作用于干擾電壓積累段，因此排流遠(yuǎn)
效果低于在并行段端點(diǎn)之前。交流干擾排流采用現(xiàn)
場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)存在交流干擾，再排流時(shí)，可能排流點(diǎn)
設(shè)置在并行段端點(diǎn)之外，達(dá)不到預(yù)期效果。
1．2 接地體優(yōu)化
目前，國(guó)外比較流行采用電位梯度控制線(Gra—
dient Control wire)，控制電阻耦合。電位梯度控制
線一般采用鋅作為梯度控制線材料，中心為鋼芯，沿
并行段在管溝底部分別在管道兩側(cè)并行鋪設(shè)多條
(或一條)鋅控制線。通過(guò)連接電纜每隔一定間距
(一般100～300m)將鋅線與管道鋼質(zhì)本體相連。
由于接地排流裝置的接地電阻對(duì)其交流干擾防護(hù)效
果影響較大，接地電阻越小，排流效果越好?？紤]到
電位梯度控制線也是犧牲陽(yáng)極，長(zhǎng)的電位梯度控制
線電阻較小，因此分析了采用電位梯度線作為接地
體排流的排流效果。梯度控制線采用25．4x31．75
rain的帶狀鋅陽(yáng)極，其它參數(shù)同上。除了考慮沿并
行段全長(zhǎng)布置梯度控制線外，也考慮了僅在并行段
兩端點(diǎn)各布置lkm的梯度控制線，每250m與管道
連接一次。如圖3。
電纜
管道
圖3 電位梯度控制線安裝圖
(下轉(zhuǎn)第78頁(yè))
· 78· 江漢石油科技 第20卷
進(jìn)行修正。但如果是能配套使用棱鏡的話，那么不
妨把加常數(shù)看成棱鏡常數(shù)的修正值，而棱鏡常數(shù)的
改正在全站儀里有方便的程序可以調(diào)用，這樣就解
決了加常數(shù)的修正的問(wèn)題。
2．4 進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)量時(shí)應(yīng)對(duì)氣象常數(shù)進(jìn)行修正
由于氣象參數(shù)(溫度、氣壓)的變化，對(duì)于測(cè)距
誤差來(lái)說(shuō)是一個(gè)比例誤差，隨距離增大而增大，因此
當(dāng)所測(cè)距離較大時(shí)，有必要在儀器中對(duì)氣象參數(shù)進(jìn)
行修改。溫度、氣壓對(duì)測(cè)距的影響比較大，必須實(shí)地
測(cè)定。各種型號(hào)儀器氣象改正參數(shù)不盡相同，規(guī)定
的標(biāo)準(zhǔn)氣象條件也不一樣。以TC1800為例說(shuō)明溫
度、氣壓變化對(duì)測(cè)距結(jié)果的影響。廠家設(shè)定的儀器
標(biāo)準(zhǔn)溫度為12~C，氣壓101．3Pa，此時(shí)氣象改正值為
0。表2為T(mén)C2003儀器在距離1km時(shí)，溫度、氣壓
對(duì)測(cè)距結(jié)果的影響。實(shí)地測(cè)定溫度、氣壓有一定困
難，可將工區(qū)大概氣象參數(shù)輸入儀器中，參數(shù)越精
確，測(cè)距精度越高。
(上接第75頁(yè))
3 結(jié)束語(yǔ)
在野外勘探測(cè)量中，為了提高全站儀的測(cè)距精
度，在實(shí)際測(cè)距時(shí)應(yīng)該做到：一是將工作地當(dāng)時(shí)的大
氣壓和溫度測(cè)定好后輸入到儀器中，目的是消除儀
器乘常數(shù)產(chǎn)生的誤差；二是選擇相同常數(shù)的棱鏡
(指棱鏡常數(shù)相同，或在儀器中設(shè)置成和棱鏡常數(shù)
相同的常數(shù))，目的是為了消除儀器加常數(shù)產(chǎn)生的
誤差；三是測(cè)量前應(yīng)將儀器精確整平并進(jìn)行指標(biāo)差
檢校后使用
參考文獻(xiàn)
1 劉閩．電磁波測(cè)距原理[M]．北京：測(cè)繪出版社，1983
2 楊德膦．紅外測(cè)距儀原理及檢測(cè)[M]．北京：測(cè)繪出版社，
1989
3 光電測(cè)距儀檢定規(guī)程[sJ．JJG703—2003．
4 全站型電子速測(cè)儀檢定規(guī)程[s]．JJG0100—2003．
表2 不同土壤電阻率下接地排流措施的效果
(編輯汪孝芝)
由表2結(jié)果看出：電位梯度控制線排流規(guī)律與
犧牲陽(yáng)極接地排流裝置結(jié)果類(lèi)似，埋設(shè)l km電位梯
度線排流效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采用多組多只犧牲陽(yáng)極的排
流效果。分析電位梯度控制線排流效果好的原因，
認(rèn)為除了由于電位梯度控制線長(zhǎng)度大，接地電阻小
外，另外就是于電位梯度控制線多處與管道連接，相
當(dāng)于在管道上設(shè)置了多個(gè)低接地電阻的接地體進(jìn)行
排流。
在排流工程中，高土壤電阻率地區(qū)，管線如果與
特高壓輸電線路長(zhǎng)距離并行，可能產(chǎn)生較高的干擾
電壓，采用一般的排流措施難以將干擾電壓降至標(biāo)
準(zhǔn)要求?？刹捎妙?lèi)似電位梯度線的排流裝置，進(jìn)行
排流。并可根據(jù)具體情況，調(diào)整其與管道連接的間
距。
3 結(jié)束語(yǔ)
輸電線路與管道并行時(shí)，接地排流裝置應(yīng)設(shè)在
干擾電壓較高的并行段兩端各5km內(nèi)，接地體的接
地電阻越小、排流點(diǎn)越多，排流效果越好。采用電位
梯度控制線排流具有很好的排流效果，特別是土壤
電阻率較高的管道，效果更明顯?？筛鶕?jù)具體情況
調(diào)整電位梯度控制線的長(zhǎng)度，和連接點(diǎn)的間距，確保
排流效果。
參考文獻(xiàn)
I W．V．貝克曼，w．施文克，w．普林茲著．胡士信，王向農(nóng)
譯．陰極保護(hù)手冊(cè)一電化學(xué)保護(hù)的理論與實(shí)踐[M]．北
京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．

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