高等级防腐层长输管道受高压输电线路干扰影响.docx
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高等级防腐层长输管道受高压输电线路干扰影响
高等级防腐层长输管道受高压输电线路干扰影响（2021年）
Safetyisinseparablefromproductionandefficiency.Onlywhensafetyisgoodcanweensurebetterproduction.Payattentiontosafetyatalltimes.
（安全论文）
单位：
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姓名：
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日期：
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高等级防腐层长输管道受高压输电线路干扰影响（2021年）
备注：
安全与生产、效益是密不可分的。
只有安全好了，才能保证更好地生产。
生产中存在着一定的不安全隐患，与自然界作斗争,随时都会发生意想不到的事情，所以处处都要警惕、时时刻刻都要注意安全。
摘要：
本文简介了埋地钢质管道防腐层的种类，举了一个管道受交流干扰的案例，由于管道与高压输电线路等的平行、交叉和斜近铺设带来的交流干扰对影响因素的做了分析，说明对在建或运行中的埋地管道，必须重视来自高压交流输电线路的交流干扰的检测、排查、与处理。
通过本文介绍，希望加强国内关于交流干扰的检测与研究的重视，并进一步制定与国际同步的标准规范，以指导行业内的设计、检测和施工，以保证埋地钢质油气管道的安全运行。
关键词：
钢质管道输电线路干扰安全
1.前言
随着国民经济的迅速发展,改革开放以来国家投资修建了大量的输油、输气管道。
埋地钢质管道防腐技术得到了长足的发展，管道腐蚀控制的技术规范也由石油规范升级为国家标准。
腐蚀控制是埋地钢质管道安全运行的重要保证，防腐层和阴极保护相结合的防腐方法可以延长埋地钢质管道寿命一倍以上。
防腐层是防止和减缓埋地钢质管道腐蚀的重要手段，也是保护管道免遭腐蚀的第一道防线。
伴随着管道的建设，国家也修建了很多高压输电线路，钢质油气管道不可避免地与高压线路交叉、伴行。
尤其在一些经济发达地区，油气管线很难保证距高压线路一塔（杆）的距离。
为防止土壤腐蚀，埋地金属管道都带有防腐绝缘层，并施加阴极保护，这对于管道的腐蚀控制来说非常重要，而且可行，但防腐绝缘层的使用对于高压输电线路的感应影响不是减轻而是加重。
2.外防腐层的种类
2．1石油沥青
石油沥青是我国和东欧国家的传统防腐材料，在钢管表面涂覆熔化的沥青，并用玻璃布加强。
在施工过程中，现场熬制沥青会产生大量废气，对大气造成污染，不符合环保要求，因此这种防腐做法逐渐被淘汰。
此种防腐层面电阻一般在10000Ω▪m2
以上。
2．2环氧煤沥青
环氧煤沥青防腐涂料是冷涂型涂料。
在国内于1978年开始使用，近十余年在石油化工和城建等部门的输油，输气、自来水，热力，燃气等方面的埋地钢质管道和钢制储罐防腐蚀工程中的用量明显上升。
此种防腐层面电阻一般在5000Ω▪m2
以上。
2．3冷缠胶粘带
冷缠胶粘带防腐在油气管道上应用已有50年的历史，世界上有很多管道采用胶粘带防腐，由于其优越的防腐和施工性能，使它在管道防腐体系中占有一定的优势。
此种防腐层面电阻一般在50000Ω▪m2
以上
2．4熔结环氧粉末
该防腐层是采用热固性粉末涂料的薄涂层，国外早在60年代就已经普及应用。
我国在80年代开始研究此种涂敷技术和涂料，特别适合于埋地或穿越大江、河流，沼泽地等地方，如黄河穿越管道工程、海河下游穿越管道工程。
这种防腐技术已比较成熟，且经实际应用检验。
此种防腐层面电阻一般在50000Ω▪m2
以上。
2．5三层PE
三层PE又称三层复合结构，是在钢管底层熔结环氧粉末，中间使用胶粘层，外层主要通过挤压包覆或缠绕聚乙烯获得管道外防腐层技术。
目前是国内外使用最广泛的一种防腐层技术。
如“陕一京”、“新疆一上海、广州”、“忠县一武汉”、“榆林-济南”管线都采用聚乙烯夹克防腐。
此种防腐层面电阻一般在100000Ω▪m2
以上。
某燃气管道受到的干扰情况
我国北方某天然气管道，从某分输站到某线路阀室长度大约25Km。
管道规格为D457×7.1mm，管材为螺旋缝埋弧焊钢管L360，管道外防腐层位3PE普通级。
管道很多地方与大型高压线、变电设备等交叉或者伴行，受到的干扰较大，影响到管道运行安全。
该管道实施的是外加电流阴极保护，阴极保护站位于分输站内，即0+000处。
管道总长度大约65Km，管道施工中没有一处牺牲阳极接地。
在现场对高压线较为集中的管道处，抽查测试了几处管道的自然电位和对地交流电压。
管道上能测试出交流电压最高70V，能检测出管道在阴保站未投产干扰下管道电位为（-0.70～-1.65V,Cu/CuSO4
）。
数字万用表使用高阻抗耐工频干扰型，但测试中电位变化较大，很难读出具体的数字。
交流电压相对比较稳定，对23#桩连续24小时观测，最小交流电压为56V,最大为74V。
而在通电后所测保护电位普遍偏负（-1.30～-1.83V,Cu/CuSO4
），通电点处电位给定1.20V，通电后各测试桩交流电位变化不大。
按照设计文件的要求，施工方在发现这些问题后要及时向监、业主，设计单位汇报情况。
某管道干扰情况数据测试表
序号
测试地点
管道电位（-V，Cu/CuSO4
）
交流电压（V）
通电前
通电后
1
1#桩
0.46-0.67
1.63-1.80
20.5
2
4#桩
0.50-1.18
1.60-1.83
18.5
3
7#桩
0.51-1.07
1.42-1.68
27.5
4
10#桩
0.71-1.34
1.41-1.77
31.9
5
11#桩
0.81-1.54
1.45-1.83
20.8
6
14#桩
0.49-1.15
1.50-1.75
24.3
7
19#桩
0.65-1.16
1.55-1.77
18.7
8
22#桩
0.48-1.65
1.58-1.72
40.5
9
23#桩
0.70-1.50
1.59-1.66
70.0
10
25#桩
0.91-1.47
1.53-1.68
55.7
11
26#桩
0.78-1.10
1.34-1.37
45.3
12
28#桩
0.69-1.04
1.30-1.42
28.9
4.强电影响原因分析
强电线路与埋地钢质管道相邻，强电线路将会对临近的埋地钢质管道造成感应影响及危险影响，危及操作人员的人身安全和设备安全，危险管道的正常运行。
对于埋地钢质油气管道路由的选择，依据地形、交通、人口密集程度等，使得后建管道不得不与已建电力线路平行或交叉，甚至在局部地段还要通过公共走廊。
强电线路的影响主要是通过容性耦合、阻性耦合和感应耦合的方式进行的。
对于已建成的埋地钢质管道交流影响，主要有感性耦合和阻性耦合方式。
4.1感性耦合的影响
感性耦合，当管道和强电线路长距离平行或交叉时，因强电线路中相电流的不断变化，致使产生的强磁场也不断变化，相当于管道位于不断变化的磁场中，在不断地切割磁力线，从而在管道上产生二次交流电压或电流。
一般情况下，在三相输电系统中，如果三相电流相等且距离管道轴线也相等，在管道上产生的综合感应电压为零。
但在大多数结构中，三相导线与管道是不对称的，且相电流相差很大。
尤其在高压线路故障状态下或线路停变电检修，产生的感应电压是很大的，很多时候危害管道的安全，轻则烧坏管道防腐层或阴保电源设备，重则击穿管道、击穿绝缘接头。
对于感性耦合的影响，除在设计阶段保持适当距离外，还应从管道本身采取防护措施，主要有接地排流，其中以牺牲阳极接地排流为最佳。
4.2阻性耦合的影响
阻性耦合，主要是发生在管道邻近强电线路的接地体，由于故障电流很大，几百安培或几千安培通过接地体入地，在其周围形成一个很强大的电场，它可能产生电弧烧穿管道或击毁防腐绝缘层、击穿绝缘接头或阴极保护设备。
当高压电场强作用在管道覆盖层的缺陷部位时，便会导致电弧的形成，当电流达到足够的量和较长时间的流通时便会时钢管融化、甚至击穿。
大电流的产生有时是输电线路故障引起，也可能是雷电直接击中高压电塔或输电线路的避雷设施，也可能是管道的地面部分受感应雷的影响引起。
产生这种故障电流的接地体，一般为高压电塔的接地体，也有信号发射塔的避雷接地体。
对于阻性耦合的防护，主要是加大管道和高压线塔的距离，并应采取排流措施防止雷电和故障电流对管道的有害影响。
4.3容性耦合的影响
与强电线路相邻的地面管道（包括在地沟里垫有木垫的未埋管道），主要是通过容性耦合作用，其纵向电势可能很高，但由于管道存在一定的内阻，所以一般威胁不大。
在施工期间应采取适当的接地就可避免，通常按150-200mm为一段，采取1m长临时接地棒就可解决。
一旦管道埋地或放在地上，这一影响就变得很小。
4.4管道干扰影响存在的原因
现在的埋地钢质管道，采用的防腐层普遍等级较高，面电阻一般都在50000或100000Ω▪m2
以上。
产生电位漂移影响的管道采用的都是外加电流保护方式，而采用牺牲阳极保护方式的很少见。
外加电流保护的管道产生较大影响的大多为3PE防腐层的管道；环氧粉末和冷缠胶粘带防腐层的也有影响，但比较小；环氧煤沥青做防腐层的管道基本没有影响。
最早，没有施加阴极保护的钢质管道大都以一定的间距焊接角钢用以防雷和静电接地。
管道施加阴极保护以后，不能使用角钢，而现在很多管道没有采用排流阳极接地。
管道上一旦有感应电流，电流释放点非常少，且接地电阻非常大，所以现在很多采用外加电流保护的长输管道测得的电位非常不稳定，另外管道对地交流电压较大。
本文中提到的该管道受干扰的程度是一个比较严重的，目前国内存在很多这样的管道，处理的方法也不尽相同，有的问题解决的还好，有的就没有很好的解决。
5.解决方案和建议及展望
为保证埋地钢质油气管道的安全运行，在建或运行中的埋地管道，必须重视来自高压交流输电线路的交流干扰的检测、排查、与处理。
从设计阶段就要引起足够的重视，尽可能的使管道避开高压输电线路。
管道与高压输电线路交叉或斜近时，使用牺牲阳极接地，并在阳极和管道间串入极性排流装置。
对于阳极的类型、串入的数量和高压线路的电压、距离的关系还需做进一步的研究。
管道线路严格遵守GB/T21447-2008中的距输电线塔的距离要求，并尽可能的远离线塔。
希望加强国内关于交流干扰的检测与研究的重视，并进一步制定与国际同步的标准规范，以指导行业内的设计、检测行为。
对于高压输电线路对钢质油气管道的影响，需要电力和石化两个行业共同研究、共同解决。
参考文献
1胡士信.阴极保护工程手册[M].北京:
化学工业出版社,1999
2GB/T21448-2008埋地钢质管道阴极保护技术规范.北京：
中国标准出版社.2008
3GB/T21447-2008钢质管道外腐蚀控制规范.北京：
中国标准出版社.2008
4中国建设部.城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程.北京:
中国建筑工业出版社,2003
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