天然氣管道交流干擾防護技術研究

秦永生

【摘要】國內外大量工程案例及研究結果表明：與埋地管道相鄰的高壓交流輸電線或電氣化鐵路可通過電磁感應、電阻耦合等方式在管道上感應出交流電壓和電流，對管道產生不可忽視的危害，不但危及操作人員的人身安全，還會引起交流腐蝕，導致管道穿孔泄露，同時加速防腐層剝離，影響陰極保護系統的正常運行，成為威脅管道安全運行的重大隱患。

【關鍵詞】天然氣管道;交流干擾;防護技術

銀川市環城天然氣高壓管道全程81公里，設計壓力4.0MPa，管道規格為D610×8.7，材質L360M，采用3PE普通級防腐外加強制電流陰極保護，設外加電流陰極保護站兩座，管頂覆土1.5～2.0 m。近年來，隨著電力、交通運輸等行業的高速發展，交流干擾問題日益凸顯，嚴重影響了埋地天然氣管道的安全運行。為此，銀川市天然氣公司對環城天然氣高壓管道進行交流干擾的全面檢測，并對交流干擾嚴重部位進行防護方案的設計和實施。

1、交流干擾出現的情況

天然氣管道沿線與賀蘭山—沙湖750kV線路架空電力線路交叉、平行敷設長度約18.5km。具體的位置關系如下：

（1）浙平西路～北京路段西環高速高壓天然氣管道長約6km，其中與架空電力線路平行敷設約4.7km，在架空電力線路下敷設約1.3km，與電塔基礎最近距離為17m，交叉敷設3處。

（2）北京西路向北約250m處，距離天然氣管道最近距離450m，最遠距離850m。此段天然氣管道長約8.3km。

（3）鎮蘆路以北，架空電力線路穿過西干渠向東敷設，和天然氣管道交叉敷設，天然氣管道距離電塔最近距離約14m，此段天然氣管道長約4.2km。

2、架空強電線路對管道干擾及危害

（1）電阻耦合干擾：埋地管道與其上方的輸電線路的接地體相距較近時，高壓輸電線上會有一些電流經過接地極流入地下，通過高壓電的接地極與埋地管道間的電阻耦合，高壓輸電線將交流電流傳遞到管道上。

（2）電感耦合干擾：埋地管道與其上方的輸電線路接近時，埋地管道就處在了交流輸電線路產生的交變磁場中，埋地管道就像金屬導體一樣做切割磁感線的運動，導線在變化的磁場上可以感應出交變電壓，這種感應出的交變電壓產生的電流就是感應電流。

（3）交流干擾的危害： 當管道受到空間上方的輸電線產生的交流干擾時，干擾電流會通過容性耦合、阻性耦合、磁感應耦合三種耦合方式的共同作用，在埋地管道上產生很高的電壓、電流，很容易將埋地管道的外壁保護層擊穿，進而使管道腐蝕加劇。

3、交流干擾防護技術

3.1交流干擾評價標準

3.1.1交流電壓判斷依據

在國家標準GB/T50698-2011《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》中，防護效果應符合下列規定：當管道附近局部土壤電阻率高于25Ω·m時，交流電流密度小于60A/m2;當管道附近局部土壤電阻率不大于25Ω·m時，管道交流干擾電壓低于4V。

3.1.2交流電流密度判斷依據

在中國國家標準GB/T50698-2011《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》中，管道交流干擾程度可按下表交流干擾程度的判斷指標的規定判定。

3.1.3管地電位判斷依據

根據《城鎮燃氣埋地鋼質管道腐蝕控制技術規程》CJJ95-2013，當管地電位正向變化20mV或管道附近的土壤電位梯度大于0.5mV/m時認為有雜散電流干擾可能，存在干擾;當管道任意點的管地電位正向變化大于100mV或管道附近土壤電位梯度大于2.5mV/m時，應采取防護措施。

3.1.4交流干擾評價標準

（1）當管道附近局部土壤電阻率高于25Ω· m時，交流感應電壓不應超過10V;當局部土壤電阻率低于25Ω·m時，交流感應電壓不應超過4V。

（2）交流電流密度低于30 A/m2時，交流腐蝕可能性很低;介于30～100 A/m2之間時，發生交流腐蝕的可能性為中等;高于100 A/m2時，發生交流腐蝕的可能性很高。

3.2交流干擾防護措施

3.2.1強電沖擊防護

管道與輸電線路的鐵塔、拉線以及這些鐵塔的接地系統之間的距離小于等于20m范圍內，應在該處設置1 處屏蔽線進行屏蔽防護。屏蔽防護采用去耦合器和截面為35mm2 的裸銅線，裸銅線沿管道兩側敷設，每側長度300m。

3.2.2交流干擾防護

根據《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》GB/T50698-2011，在高壓交流線路走廊內的管道，與750kV輸電線路平行敷設累計長度超過2km的管段，應進行交流感應電壓排流防護，排流防護原則為：

（1）從起點開始，在高壓交流輸電線路走廊內的管道，20m<管道與750kV輸電線路最外側邊導線間距≤50m的地段，每隔300m設置一個排流防護點;

（2）在高壓交流輸電線路走廊內的管道，50m<管道與750kV輸電線路最外側邊導線間距≤300m且累計長度超過2km 的管段，每隔500m設置一個排流防護點;

（3）管道進入或遠離輸電線路走廊位置處;

根據國家標準《埋地鋼制管道交流干擾防護技術標準》GB/T50698-2011，選取交流干擾嚴重位置，與管道平行鋪設鋅帶緩解線，并在緩解線和管道之間串接去耦合器，作為天然氣管道交流干擾防護措施。

結語：

隨著銀川市國民經濟的不斷發展，今后必將建設更多的高壓輸電線路、鐵路，天然氣管道受交流干擾的可能性也將越來越大，為了全面評價管道的交流干擾隱患，本文通過對架空強電線路對管道干擾的產生原因及危害進行分析，闡述了銀川市天然氣管道交流干擾情況，交流干擾防護技術，交流干擾評價標準，提出了管道交流干擾防護措施。可為今后相關工程建設時的排流保護提供一定參考。

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