天然气管道交流干扰防护技术研究

秦永生

【摘要】国内外大量工程案例及研究结果表明：与埋地管道相邻的高压交流输电线或电气化铁路可通过电磁感应、电阻耦合等方式在管道上感应出交流电压和电流，对管道产生不可忽视的危害，不但危及操作人员的人身安全，还会引起交流腐蚀，导致管道穿孔泄露，同时加速防腐层剥离，影响阴极保护系统的正常运行，成为威胁管道安全运行的重大隐患。

【关键词】天然气管道;交流干扰;防护技术

银川市环城天然气高压管道全程81公里，设计压力4.0MPa，管道规格为D610×8.7，材质L360M，采用3PE普通级防腐外加强制电流阴极保护，设外加电流阴极保护站两座，管顶覆土1.5～2.0 m。近年来，随着电力、交通运输等行业的高速发展，交流干扰问题日益凸显，严重影响了埋地天然气管道的安全运行。为此，银川市天然气公司对环城天然气高压管道进行交流干扰的全面检测，并对交流干扰严重部位进行防护方案的设计和实施。

1、交流干扰出现的情况

天然气管道沿线与贺兰山—沙湖750kV线路架空电力线路交叉、平行敷设长度约18.5km。具体的位置关系如下：

（1）浙平西路～北京路段西环高速高压天然气管道长约6km，其中与架空电力线路平行敷设约4.7km，在架空电力线路下敷设约1.3km，与电塔基础最近距离为17m，交叉敷设3处。

（2）北京西路向北约250m处，距离天然气管道最近距离450m，最远距离850m。此段天然气管道长约8.3km。

（3）镇芦路以北，架空电力线路穿过西干渠向东敷设，和天然气管道交叉敷设，天然气管道距离电塔最近距离约14m，此段天然气管道长约4.2km。

2、架空强电线路对管道干扰及危害

（1）电阻耦合干扰：埋地管道与其上方的输电线路的接地体相距较近时，高压输电线上会有一些电流经过接地极流入地下，通过高压电的接地极与埋地管道间的电阻耦合，高压输电线将交流电流传递到管道上。

（2）电感耦合干扰：埋地管道与其上方的输电线路接近时，埋地管道就处在了交流输电线路产生的交变磁场中，埋地管道就像金属导体一样做切割磁感线的运动，导线在变化的磁场上可以感应出交变电压，这种感应出的交变电压产生的电流就是感应电流。

（3）交流干扰的危害： 当管道受到空间上方的输电线产生的交流干扰时，干扰电流会通过容性耦合、阻性耦合、磁感应耦合三种耦合方式的共同作用，在埋地管道上产生很高的电压、电流，很容易将埋地管道的外壁保护层击穿，进而使管道腐蚀加剧。

3、交流干扰防护技术

3.1交流干擾评价标准

3.1.1交流电压判断依据

在国家标准GB/T50698-2011《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》中，防护效果应符合下列规定：当管道附近局部土壤电阻率高于25Ω·m时，交流电流密度小于60A/m2;当管道附近局部土壤电阻率不大于25Ω·m时，管道交流干扰电压低于4V。

3.1.2交流电流密度判断依据

在中国国家标准GB/T50698-2011《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》中，管道交流干扰程度可按下表交流干扰程度的判断指标的规定判定。

3.1.3管地电位判断依据

根据《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》CJJ95-2013，当管地电位正向变化20mV或管道附近的土壤电位梯度大于0.5mV/m时认为有杂散电流干扰可能，存在干扰;当管道任意点的管地电位正向变化大于100mV或管道附近土壤电位梯度大于2.5mV/m时，应采取防护措施。

3.1.4交流干扰评价标准

（1）当管道附近局部土壤电阻率高于25Ω· m时，交流感应电压不应超过10V;当局部土壤电阻率低于25Ω·m时，交流感应电压不应超过4V。

（2）交流电流密度低于30 A/m2时，交流腐蚀可能性很低;介于30～100 A/m2之间时，发生交流腐蚀的可能性为中等;高于100 A/m2时，发生交流腐蚀的可能性很高。

3.2交流干扰防护措施

3.2.1强电冲击防护

管道与输电线路的铁塔、拉线以及这些铁塔的接地系统之间的距离小于等于20m范围内，应在该处设置1 处屏蔽线进行屏蔽防护。屏蔽防护采用去耦合器和截面为35mm2 的裸铜线，裸铜线沿管道两侧敷设，每侧长度300m。

3.2.2交流干扰防护

根据《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》GB/T50698-2011，在高压交流线路走廊内的管道，与750kV输电线路平行敷设累计长度超过2km的管段，应进行交流感应电压排流防护，排流防护原则为：

（1）从起点开始，在高压交流输电线路走廊内的管道，20m<管道与750kV输电线路最外侧边导线间距≤50m的地段，每隔300m设置一个排流防护点;

（2）在高压交流输电线路走廊内的管道，50m<管道与750kV输电线路最外侧边导线间距≤300m且累计长度超过2km 的管段，每隔500m设置一个排流防护点;

（3）管道进入或远离输电线路走廊位置处;

根据国家标准《埋地钢制管道交流干扰防护技术标准》GB/T50698-2011，选取交流干扰严重位置，与管道平行铺设锌带缓解线，并在缓解线和管道之间串接去耦合器，作为天然气管道交流干扰防护措施。

结语：

随着银川市国民经济的不断发展，今后必将建设更多的高压输电线路、铁路，天然气管道受交流干扰的可能性也将越来越大，为了全面评价管道的交流干扰隐患，本文通过对架空强电线路对管道干扰的产生原因及危害进行分析，阐述了银川市天然气管道交流干扰情况，交流干扰防护技术，交流干扰评价标准，提出了管道交流干扰防护措施。可为今后相关工程建设时的排流保护提供一定参考。

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