高壓輸電線對(duì)埋地管道交流腐蝕相關(guān)判別的準(zhǔn)則

歐陽孝含　閻明　劉全楨　姜輝

摘 要：隨著城鎮(zhèn)建設(shè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)能源的需求日益增多，促使了高壓輸電線和埋地管道的大量使用。然而不可避免的是高壓輸電線與埋地管道相鄰鋪設(shè)，高壓輸電線中的電流輻射產(chǎn)生的電磁波會(huì)對(duì)埋地管道感應(yīng)交流電壓產(chǎn)生作用，出現(xiàn)了一些腐蝕問題，嚴(yán)重影響到了陰極保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)作。埋地管道作為輸送燃?xì)?、石油等較安全的手段，對(duì)于人為錯(cuò)誤而產(chǎn)生的腐蝕、損壞現(xiàn)象將會(huì)嚴(yán)重影響到國家環(huán)境甚至?xí)斐删薮蟮膿p失。該篇文章主要探討高壓輸電線對(duì)埋地管道的腐蝕作用，以及一些檢測方法和判別準(zhǔn)則。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線 埋地管道 交流腐蝕 準(zhǔn)則

中圖分類號(hào)：TE988.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（a）-0067-02

為了較大程度上避免高壓輸電線對(duì)埋地管道交流的腐蝕，準(zhǔn)確并及時(shí)了解管道和輸電線的運(yùn)行情況是十分必要的，掌握有效的檢測方法探測管道的腐蝕情況可以及時(shí)避免腐蝕嚴(yán)重而產(chǎn)生的嚴(yán)重破壞現(xiàn)象。

1 交流干擾管道的形式

高壓電線與埋地管道相鄰鋪設(shè)時(shí)，高壓電線通常以3種形式對(duì)埋地管道產(chǎn)生電流干擾性腐蝕的影響。

1.1 電感耦合干擾

電感耦合干擾是指高壓電路在通過交流電流時(shí)，在高壓電線周圍產(chǎn)生了一種交變磁場，這種磁場與處于同一個(gè)交變磁場中的埋地管道切割磁力線相互作用。根據(jù)電磁感應(yīng)定律的原理，埋地管道會(huì)產(chǎn)生交變電壓從而滋生出感應(yīng)電流，從而對(duì)埋地管道產(chǎn)生電感干擾。

所以，在電感耦合的干擾下，無論高壓輸電線是否屬于正常運(yùn)行的狀態(tài)，其誘導(dǎo)埋地管道產(chǎn)生的感應(yīng)電流都會(huì)對(duì)埋地管道產(chǎn)生干擾。在交流電壓長期的作用下，埋地管道很有可能發(fā)生穿孔、老化、剝離等等嚴(yán)重的損壞。

對(duì)于使用外加陰極保護(hù)法的埋地管道，陰極保護(hù)設(shè)備在持續(xù)強(qiáng)電流的作用下不能正常發(fā)揮作用導(dǎo)致?lián)p壞；對(duì)于使用犧牲陽極保護(hù)陰極保護(hù)法的埋地管道，過高的電流會(huì)削弱陽極的極性，減少了此種埋地管道的使用時(shí)間，甚至出現(xiàn)管道變成陽極的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

1.2 電容耦合干擾

電容耦合干擾指的是在埋地管道建設(shè)的過程中，埋地管道外表面往往會(huì)涂有防腐絕緣層，使高壓輸電線與埋地管道之間產(chǎn)生了一種電容。這種電容是由兩種電容串聯(lián)而成，分別是管道對(duì)地面的電容和輸電線路對(duì)管道的耦合電容。電容與管道間產(chǎn)生的電聯(lián)系與高壓線路產(chǎn)生的電場相作用，對(duì)管道造成了腐蝕影響。

在埋地管道施工的過程中，在埋地管道上架設(shè)具有絕緣性的枕木，長期處于接地狀態(tài)的埋地管道與線路并行時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生明顯的電容耦合干擾。

但是電容耦合干擾在一定情況下是可以有效避免的。當(dāng)管道處于埋地并且管道接地良好的狀態(tài)下時(shí)，電容耦合的干擾是極其微小的，這種情況下的管道損傷就可以忽略不計(jì)。

1.3 電阻耦合干擾

電阻耦合干擾指的是高壓輸電線路的電流流入地下產(chǎn)生的干擾地電場，由于地體和管道之間存在一定的電阻，致使此種干擾地電場通過電阻來傳遞交流電流，引起管道之間電位形成差異產(chǎn)生電位差，這種干擾的形式就叫做電阻耦合干擾。

電阻耦合干擾的影響相對(duì)電感耦合干擾的腐蝕作用其實(shí)并不大，阻性干擾的時(shí)間往往很短，多數(shù)為瞬間或間歇狀態(tài)。

電阻耦合干擾人們應(yīng)該注意的地方是，高壓輸電線在損壞時(shí)通過接地體的電流非常大，情況嚴(yán)重時(shí)可以達(dá)到數(shù)千安培，這種電流泄露會(huì)在埋地管道周邊形成極性極強(qiáng)的高壓電場。燒損管道的防腐表面層，嚴(yán)重時(shí)可以導(dǎo)致管道穿孔。所以電阻耦合干擾在一定程度上也會(huì)對(duì)埋地管道產(chǎn)生大的破壞作用。

2 交流電流對(duì)埋地管道干擾的防護(hù)措施

針對(duì)交流電流影響埋地管道的幾種形式，以以上3種形式作為參考，探討埋地管道干擾的防護(hù)措施，每一種形式都有一種或幾種的防護(hù)方法。雖然沒有一個(gè)共同適用的方法適用于所有的管道防護(hù)，但是針對(duì)相對(duì)應(yīng)的干擾形式進(jìn)行防治也有著直接的改善作用。

2.1 電感耦合防護(hù)干擾

電感耦合防護(hù)干擾是交流電流對(duì)埋地管道干擾防護(hù)工作的重中之重。首先在管道鋪設(shè)的過程中就應(yīng)該打好基礎(chǔ)，盡量使鋪地管道遠(yuǎn)離高壓輸電線。其次，就可以說成是人為的保護(hù)措施了。人為的電感耦合防護(hù)措施分為幾個(gè)階段：（1）將接地床與埋地管道相連。這種連接可以降低交流的干擾電壓的大小。（2）為了簡化防護(hù)措施，可以將管道分離成若干個(gè)管道小段，減小高壓輸電線路與埋地管道的平行長度，降低管道的感應(yīng)電壓，也可以做到控制電感耦合干擾的干擾范圍不再擴(kuò)大蔓延。（3）使用恒電位儀。恒電位儀的抗干擾能力非常強(qiáng)，從而提高埋地管道陰極保護(hù)的能力，使陰極保護(hù)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，順利做到避免電感耦合保護(hù)干擾的防護(hù)工作。

2.2 電容耦合防護(hù)干擾

電容耦合的防護(hù)主要體現(xiàn)在埋地管道施工的過程中，將管道采取臨時(shí)接地的措施就可以避免電容耦合的干擾，前提是接地的距離不能大于300 m。為了為管道提供合適的陰極保護(hù)，采用犧牲陽極的保護(hù)方法，可以采取管道焊接或者忽略安裝陽極的辦法來保護(hù)管道陰極。這樣的電容耦合防護(hù)就可以充分解決埋地管道的接地問題。

2.3 電阻耦合防護(hù)干擾

針對(duì)電阻耦合防護(hù)的特征，首先應(yīng)該采用避護(hù)的辦法，延長埋地管道與高壓輸電線接地體的距離，根據(jù)我國石油天然氣行業(yè)規(guī)定的間距進(jìn)行控制。

當(dāng)實(shí)際情況不能滿足我國石油天然氣行業(yè)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的時(shí)候，應(yīng)該采用以下的防護(hù)措施：（1）安裝接地電池、極化電池或者二極管保護(hù)器，這種安裝方法可以避免強(qiáng)大電流的直接電擊作用。（2）安裝導(dǎo)體屏蔽珊，導(dǎo)體屏蔽珊是由一個(gè)或多個(gè)金屬性的電極構(gòu)成的，注意要以平行或者環(huán)繞的形式進(jìn)行安裝。（3）在埋地管道與接地體之間安裝絕緣隔板，這種絕緣隔板通常是由樹脂版或絕緣體等絕緣物質(zhì)構(gòu)成的。

3 埋地管道使用情況的檢測技術(shù)

3.1 交流電流梯度法

交流電流梯度法又稱為多頻管中電流法。主要原理是通過向埋地管道中輸入電流信號(hào)，這種電流信號(hào)的引入可以引發(fā)埋地管道的內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的電磁場，從相關(guān)數(shù)據(jù)的反饋就可以確定流經(jīng)埋地管道的電流大小，從而對(duì)管道的使用情況進(jìn)行評(píng)估。

3.2 變頻-選頻法

變頻-選頻法是通過計(jì)算埋地管道防腐表面層的絕緣電阻來評(píng)估整個(gè)埋地管道的使用情況。這種方法的優(yōu)勢是檢測速度較快、使用方便、測試距離較長范圍大。劣勢是無法準(zhǔn)確確定管道破損點(diǎn)的具體位置。

3.3 皮爾遜法

皮爾遜法相對(duì)于變頻-選頻法的好處在于可以精確確定埋地管道的位置，其檢測的靈敏度較高，適用于3 m以下的輸水、輸油、輸氣埋地管道，不適用于局域性管網(wǎng)。

4 結(jié)語

該篇文章主要通過3個(gè)方面來介紹高壓輸電線對(duì)埋地管道交流腐蝕相關(guān)的判別，他們分別是交流管道的形式、交流電流對(duì)埋地管道的防護(hù)措施、埋地管道使用情況應(yīng)用到的檢測技術(shù)。國民經(jīng)濟(jì)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而快速發(fā)展，能源工業(yè)是一項(xiàng)重要的問題，然而高壓輸電線對(duì)埋地管道的影響是不容忽視的。如何防護(hù)管道的腐蝕這一重要工作，可以嚴(yán)重影響到社會(huì)群眾的生活環(huán)境和安全。希望在相關(guān)管道檢測部門的大力支持下，能夠合理運(yùn)用到各項(xiàng)管道檢測技術(shù)，為我們的民用設(shè)施提供更多可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 李自力，禹浩，王帥華，等.高壓線對(duì)埋地管道耦合干擾規(guī)律的試驗(yàn)研究[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2010，29（7）：489-490，473.

[2] 王帥華.高壓輸電線對(duì)埋地管道耦合干擾規(guī)律研究[D].中國石油大學(xué)，2009.

[3] 何驍，張貴喜，項(xiàng)中超，等.高壓輸電線路對(duì)埋地長輸管道腐蝕影響研究[C]//湖北省暨武漢腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集.2010.

[4] 丁繼峰，馬光皎.高等級(jí)防腐層長輸管道受高壓輸電線路干擾影響[C]//2009全國電力系統(tǒng)腐蝕控制及檢測技術(shù)交流會(huì)論文集.2009.