新建高压输电线路对管道干扰预测及缓解措施研究

黄宁

摘  要：随着我国社会经济的不断发展，各行各业对于能源的依赖程度不断加强，随着我国的基础设施建设日趋完善，大量的输电线路和油气管道投入运营，成为了我国能源运输的大动脉。但是高压输电线路由于其特殊性，对于架设区域的周边环境有一定的要求，由于感应电磁场、感应电压和感应电流等，容易对周边的金属油气管道出现电磁干扰。本文结合笔者多年的高压输电线路建设经验，论述了新建高压输电线路对于周边管道的干扰问题，以及相关解决方案，希望对广大读者有一定的启发。

关键词：高压输电线路，管道，干扰

我国是幅员辽阔，地大物博，拥有丰富的电力、油气资源。但是我国资源分布问题突出，各类资源多分布在经济欠发达的西北地区，而东部经济发达地区的能源储量难以支撑其经济发展。这种能源储备和需求的矛盾，导致了能源的运输问题必然成为我国能源领域的一个重要问题。[1]改革开放以来，党和国家领导人审时度势，制定了一系列促进经济发展的政策，在党中央的坚强领导和广大人民的不懈努力之下，我国经济建设取的了令世人瞩目的成就。在经济快速发展的背景下，各类工商业对于能源的需求也呈现了爆炸式的增长，能源问题逐步成为制约东部经地区经济发展的瓶颈，也为西北能源丰富地区带来了发展的契机。

面对这一客观现实，我国的能源运输基础设施建设工程纷纷上马，西电东送、西气东输、北煤南运等一系列的超级工程为我国的经济发展提供了坚强的能源保障。在进行能源输送工程建设的过程中，由于地理因素的影响，高压输电线路常常可能与油气输送管道出现并线的情况，两类管线相隔距离较近的现象时有发生，各种形式的交叉跨越则更为常见。[2]高压输电线路由于其本身的特殊性，有可能与油气管道之间产生电磁感应的现象，从而威胁能源运输安全和沿线人民群众的生命财产安全。因此研究高压输电线路与附近油气管道之间可能产生的干扰并找到解决方案是为我国能源运输基础设施建设领域必须重视的一个问题。

一、高压输电线路会对能源管道造成哪些影响

油气管道的核心通常由金属材料制造而成，高压线路附近的具有强的电磁场，金属在电磁场中会产生电磁感应而产生不平衡电势（电压），这样一来就容易对管道设备和操作人员，油气管道绝缘保护层以及阴极保护设备等造成一定的影响。

1.对管道操作人员的影响。在油气管道和输电线路的建设过程中，由于某些区域地形的影响，可能产生输电线路和油气管道在平行走向或交叉走向的过程中距离过于接近的情况。这样一来，在电磁感应作用的影响下，油气管道有可能产生电势能，从而造成管道的对地电势（电压）大于零。如果这时有人员接触到管道，管道通过人体对地放电，如果接触的电压过高，就会产生触电风险，威胁油气管道周围人员的生命安全。

2.对于管道防腐层的影响。

油气运输管道一般采用金属材料制造，由于金属材料容易被腐蚀，因此通常情况下，油气管道外都会包裹特殊的防腐层。如果管道附近的高压输电线路发生短路或者遭遇暴雨、雷击等自然灾害，有可能导致线路与管道之间产生短时高强度的感应放电，击穿管道表面的防腐材料，造成损坏。一旦防腐材料损坏造成管道锈蚀，修复工作将会耗费巨大的成本，甚至影响油气运输，造成难以估量的损失。

3.影响阴极保护设备。由于自然环境对于金属的氧化锈蚀对于油气运输管道的正常使用会产生极大的影响，因此，在管道包裹防腐层之外，还设置了阴极保护设备对油气管道进行防腐保护。阴极保护设备，用于油气管道在防腐涂层受到破坏之后，对破损处的金属实现防腐保护。当油气管道周围的高压输电线路产生短路情况时，使得电流入地，在地面和线路之间产生交变电场，这种电场通过电阻耦合原理，在管道防腐层破损处使得直接暴露在外的金属受到腐蚀，同时造成阴极保护设备的阴极电流骤然升高，影响阴极保护设备的正常运行，甚至造成设备损坏。[3]

二、对油气管道的保护措施

1.制定干扰电压限定值。业界对于人员的触电防护研究具有较多的积累，因此许多国家对于交流干扰地电压的限定值有着明确的要求，一般限定在15伏到60伏之间。如果能够将交流干扰电压控制在15伏以內，则能够保证人员在操作过程中没有明显的感觉，最大限度的保证操作人员的安全。由于工作人员在进行相关管道施工作业的过程中一般会采取较好的防护措置，因此，我国将36伏作为人体安全电压，这一数值及兼顾了高压输电线路的施工防护设计成本，也完全能够保障管道施工人员的人身安全。

2.优化高压输电线路设计方案。公式U=IRr/（r+s），描述了距地装置等效半径为S处的电位。其中，s为距接地装置等效半径的距离;r为接地装置的等效半径;R为接地电阻;I为接地装置的电流。[4]根据这个公式，可以看出，降低电位的根本途径是增大接地装置与油气管道之间的距离，因此，在线路和管道设计施工的过程中，应当加强地形勘察，尽量避免在狭窄地形进行重叠施工，保障高压线路和油气管道之间具有充足的水平和垂直距离。同时在设计阶段充分考虑线路故障的情况，让故障电流尽量在远离管道的位置入地，这样一来就能够充分的起到分流的作用。与此同时，在进行高压输电线路施工的过程中，应当充分布置绝缘隔离层和防护网等措施，以确保油气输送管道的安全运行。

3.接地与排流措施。根据国家有关部门制定的《埋地钢制管道交流排流保护技术标准》，要求在绝缘管道长度小于等于300mm的情况下，应当在管道的两段设置独立的接地装置，若管道程度大于300mm，则应当以一端为起点，每隔300mm设置一个单独绝缘装置。与此同时，工人在施工过程中应当严格遵守电工防护规范，佩戴合格的绝缘手套，绝缘靴等防护装备。进行作业的过程中要注意观察天气变化，严禁在雷雨天气进行作业。[5]对于管道与高压线塔平行靠近的区段，应当采取排流保护的措施，这样一来可以泄放管道上的感应电压，对该段管道起到阴极保护的作用，防止管道收到腐蚀。

4.加强周围环境防护。油气管道和高压线路通常建设在野外环境下，可能对于农田或牧场等人民生产生活场所产生一定的侵占。因此，对于这种重点危险源，应当在其周边区域充分设置警示标志，必要的情况下应当建设防护栏、隔离网等装置与人员日常工作范围进行隔离。同时，有关部门应当加强相关区域生产生活人员的安全教育，增强人民群众的安全生产意识和安全防护水平。这样一来，能够从根本上增强对人民群众的保护。

综上所述。随着我国能源运输基础设施的不断建设，以及城市规模的不断扩展对于野外环境的挤压，使得适合进行相关设施建设的土地越发短缺，高压输电线路与油气管道出现平行交叉，甚至距离较近的情况会越发严重。因此，加强高压电路与油气管道相互干扰防护的相关研究就越来越重要。本文中所论述的相关问题与措施，是作者在日常工作中的经验总结，希望能够为广大从业者提供一些思路，同时为我国的能源运输安全作出一定的贡献。

参考文献

[1]宋丽敏，唐取，区伟斌，苏波，文陈鼎，彭贵文，姜子涛.新建高压输电线路对管道干扰预测及缓解措施[J].油气储运，2019，38（10）：1144-1150.

[2]孙志远，孟絮絮，马竞，钟凯.特高压交流输电线路对管道的电磁干扰研究[J].安徽电力，2018，35（04）：41-44.

[3]刘欢欢.高等级防腐层长输管道受高压输电线路干扰影响[J].化工管理，2018（18）：82.

[4]余骏阳. 架空交流输电线路对邻近埋地钢制管道耦合电压计算方法研究[D].重庆大学，2018.

[5]郭天伟. 特高压交流输电线路对埋地油气管道电磁影响研究[D].长沙理工大学，2018.