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鋅包鋼接地極在輸油氣站場的應(yīng)用

文檔作者：熊金根許光達張楠2 文檔來源： 1．中國石油西部管道公司 2．中國石油西部管道公司獨山子輸油氣分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月09日
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第39卷第6期 石油．1 {jf建設(shè) 53
鋅包鋼接地極在輸油氣站場的應(yīng)用
熊金根 ，許光達 ，張楠2
(1．中國石油西部管道公司 技信息服務(wù)中心，新疆烏魯木齊830012；2．中國石油西部管道公司獨山子
輸油氣分公司，新疆獨山子833600)
摘 要：交流電氣裝置的良好接地可使設(shè)備接地點在流過雷電流或系統(tǒng)短路電流時仍能保持較低電
位． 防止設(shè)備遭反擊：但接地極也會導(dǎo)致被保護設(shè)施的陰極保護電流流出。造成站場設(shè)備因欠保護
而腐蝕 文章分析比較了低電阻非金屬模塊、熱鍍鋅接地角銅、鋅包鋼(CET)三種接地板的優(yōu)缺
點：介紹了采用鋅包鋼對阿拉山口輸油站場接地網(wǎng)進行的改造，運行一段時間后檢測發(fā)現(xiàn)：鋅包鋼
接地體未出現(xiàn)腐蝕．對站場陰極保護系統(tǒng)影響很小
關(guān)鍵詞：站場設(shè)備；接地極；陰極保護；鋅包鋼；低電阻非金屬模塊；熱鍍鋅接地角鋼
doi：l0．3969／j．issn．1001-2206．2013．06．015
0 引言
交流電氣裝置接地設(shè)施是電網(wǎng)運行人員生命安
全和各類電器設(shè)備可靠運行的有效保障_】_。良好的
接地可有效地減小地表電位梯度．降低接觸電壓、
跨步電壓．使設(shè)備接地點在流過雷電流或系統(tǒng)短路
電流時仍能保持較低電位．防止設(shè)備遭反擊 人工
接地網(wǎng)必須有較低的接地電阻并保證跨步電壓和接
觸電勢符合安全要求 更重要的是在確保接地網(wǎng)電
阻值滿足技術(shù)要求的同時能長期穩(wěn)定運行．較少或
不產(chǎn)生其他的負面影響．如陰極保護電流流失等．
以防止各種事故的發(fā)生
1 站場接地極的種類及特點
站場接地網(wǎng)接地極的常見類型有：低電阻非金
屬模塊、熱鍍鋅接地角鋼以及近幾年興起的鋅包鋼
水平接地極(CET)。三種接地極有各自的特點，
簡述如下：
1．1 低電阻非金屬模塊
低電阻非重金屬模塊是10年前流行使用的接
地極．是一種以非金屬材料為主的接地極．它由導(dǎo)
電性、穩(wěn)定性較好的非金屬材料和電解物質(zhì)組成
非金屬接地模塊具有吸濕保濕、阻值穩(wěn)定、耐大電
流沖擊、耐腐蝕、無毒等特點，和金屬接地極相比
具有占地面積不受限、耐腐蝕、壽命長、低污染、
防盜等優(yōu)點 其缺點是自然電位較正，為一0I3～
一0．4V (VS．CSE)。加上電阻率較低(0．1～0．2n．m)，
導(dǎo)致與其相連設(shè)備和埋地技術(shù)設(shè)施的陰極保護電流
流出．加速了與其相連設(shè)備的腐蝕
1．2 熱鍍鋅接地角鋼
熱鍍鋅角鋼也叫熱浸鍍鋅角鋼或熱浸鋅角鋼
將除銹后的角鋼材料浸人500 oC左右融化的鋅液
中．使角鋼表面鍍上一層鋅層．從而達到防腐的目
的 熱鍍鋅角鋼可用于各種強酸、堿霧氣等強腐蝕
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劑以及緩蝕阻垢劑作為水的防腐防垢藥劑。投加復(fù) Jgi~iT_N，2003，22(9)：34．
合藥劑后回注水質(zhì)腐蝕結(jié)垢程度明顯減弱．達到了
回注要求
參考文獻：
【11 張吉明．油水井筒腐蝕結(jié)垢及防垢除垢工藝研究[D]．天津：天津
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應(yīng)用IJ1．石油工程建設(shè)，2003，29(2)：26—29．
作者簡介：李國明(1967一)， 男， 河南鄭州人， 高級．Y-程
師．1988年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院油藏工程專業(yè)．現(xiàn)從事石
油工程管理工作，
收稿日期：2013—05—28
54 石油l {jf建設(shè)
環(huán)境中，具有表面光澤、鋅層均勻、無漏鍍、無滴
溜、附著力強且抗腐蝕能力強的特性 鍍鋅層與鋼
材間以冶金方式結(jié)合在一起．成為鋼表面的一部
分。鍍鋅層形成了一種特別的冶金結(jié)構(gòu)．這種結(jié)構(gòu)
可承受在運輸及使用時受到的機械損傷I3] 其缺點
是自然電位較正，為一0．4—一0．5 V (vs．CSE)。這
使得陰極保護電流泄漏大。易造成設(shè)備腐蝕
1．3 鋅包鋼水平接地極rCET)
鋅包鋼是用擠壓包覆的T藝 將較厚的鋅層包
覆在鋼表面，克服了熱浸鍍鋅鋼鍍層太薄的弊端．
從而起到防腐的作用．這種材料在實際工程中應(yīng)用
不多，也沒有相關(guān)標準可以依據(jù) 通過CET的實
際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)它有如下特點：接地極較輕(總體質(zhì)量
不大于10 kg)，其與接地線之間的焊接作業(yè)可在火
災(zāi)爆炸危險場所區(qū)域之外完成．可避免現(xiàn)場的動火
作業(yè)，施_[作業(yè)量較少，施工難度低：其內(nèi)部特定
電解質(zhì)混合物經(jīng)接地極管壁微孔向外擴散．借助四
周填料的輔助、促進、動力作用，漸進地緩慢釋
放．持久地改善所在高土壤電阻率區(qū)域電氣設(shè)備的
接地性能．接地網(wǎng)接地電阻值呈逐步下降趨勢且不
易受氣候等環(huán)境因素變化的影響：自身發(fā)送電子．使
得自然電位較負，為一0．8—一0．9V (vs．CSE)．當(dāng)與站
場設(shè)備相連接時，可以達到與設(shè)備相同的電位．陰極
保護電流流失甚微．設(shè)備仍受到較好的陰極保護
2 阿拉山口輸油站接地網(wǎng)的檢測及改造161
2．1 接地網(wǎng)的檢測結(jié)果
為了全面準確了解阿拉山口輸油站接地系統(tǒng)的
運行狀況．于2008—2010年連續(xù)3年對其接地系
統(tǒng)進行了詳細檢測 限于篇幅．只列出部分接地系
統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)．如表1所示
表1 接地系統(tǒng)接地電阻實測值
場所 名稱 檢測項 目 設(shè)計 2008 2009 2010
值／n 年，n 鉭／fl 年，n
給油泵房 前防爆照明配電箱 未測量 O．8 4_2
B一1404泵接地電阻 0．6 1．2 17
B一1404電動機接地電阻 O．6 1．2 15
輸油泵房
B一1405電動機接地電阻 1O l1 10
≤4．0
B一1405接地電阻 O．6 1．1 10
出站閥組間 污油罐操作柱接地電阻 38 7．1 7．6
l 罐區(qū) 2 攪拌器操作柱接地電阻 3．1 0．9 4．2
2 罐區(qū) 攪拌器開關(guān)接地電阻 3．6 5 5．8
大罐西側(cè)監(jiān)控器 未測量 1 12
站區(qū) ≤ l0．O
消防水池監(jiān)控器 未測量 6．2 20
從上述近3年的檢測數(shù)據(jù)可以看出．整個輸油
站接地系統(tǒng)檢測結(jié)果不合格項逐年呈快速上升態(tài)
勢，通過對2010年檢測數(shù)據(jù)不合格項的跟蹤核查
和局部接地網(wǎng)絡(luò)的開挖檢查、分析出該輸油站接地
系統(tǒng)主要存在以下問題
2．1．1 接地網(wǎng)絡(luò)問題
接地線埋設(shè)太淺．埋設(shè)深度大部分不足0．7 1TI．
且回填土未夯實。雨水等高含氧水份對接地網(wǎng)敷設(shè)
地層濕度影響很大．經(jīng)常使其處于忽干忽濕的變換
狀態(tài)，接地線被環(huán)境腐蝕得很快．加上接地線間焊
接點和引出地面段未作任何防腐處理．很容易發(fā)生
焊接點腐蝕脫落以及接地引接線完全腐蝕斷裂．從
而出現(xiàn)未接地或接地電阻增大的情況．這也是輸油
站接地系統(tǒng)檢測結(jié)果不合格項數(shù)量逐年快速上升的
主要原因。隨著使用年限的延長．接地線腐蝕情況
還會進一步加劇
2．1．2 接地方式問題
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查．發(fā)現(xiàn)接地方式不合格的設(shè)施主
要是容易發(fā)生引雷的桿塔型設(shè)施。如高桿燈和獨立式
監(jiān)控攝像頭桿塔等 接地裝置敷設(shè)不規(guī)范．設(shè)計的2
根應(yīng)分別引至接地網(wǎng)的接地引線竟然并接后共用I根
接地線與接地網(wǎng)相連．不符合設(shè)計和規(guī)范要求
2．2 改造方案
接地網(wǎng)設(shè)置15套CET—l000T緩釋型離子接地
極．接地電阻尺≤ 4．0 n．接地線選用60 mm X
6 mm熱鍍鋅扁鋼．接地極和接地線埋設(shè)在一條深
1．5133、寬0．61TI、長6．0m的溝槽內(nèi) 埋深均為1．5 m
接地網(wǎng)所有焊接點、接地引接線從出地面0．3 m直
到地面下0．5 1TI段均采用環(huán)氧煤瀝青漆、玻璃絲布
作特加強級防腐處理
2．3 方案實施后的檢測
2．3．1 腐蝕狀況檢測
站場接地系統(tǒng)采用緩蝕型鋅包鋼接地裝置改造
并運行1年后．開挖檢測發(fā)現(xiàn)接地網(wǎng)基本未被腐
蝕．如圖1所示
2．3．2 電位檢測
2．3．2．1 CET防雷接地極電位檢測
以便攜式精密硫酸銅電極為參比電極．采用
“近參比法” 檢測接地網(wǎng)斷開前后CET防雷接地極
的電位(閉路電位及開路電位)。檢測結(jié)果表明．
CET防雷接地極閉路電位為一1．1 V (VS．CSE)．開
路電位為一0．801 V (vS．CSE)
第39卷第6期 熊會根等：鋅包鋼接地極在輸油氣站場的應(yīng)用 55
連接
具有
圖1 1 罐環(huán)形接地網(wǎng)緩蝕型鋅包鋼接地裝置開挖照片
2．3．2．2 接地網(wǎng)斷開前后儲罐外底板罐地電位檢測
以便攜式精密硫酸銅電極為參比電極．采用
“地表參比法”檢測接地網(wǎng)斷開前后1 儲罐外底板
罐地電位．沿儲罐周圍設(shè)置6個測試點．檢測結(jié)果
見表2 儲罐外底板罐地電位在接地網(wǎng)斷開前后變
化較?。f明接地網(wǎng)對儲罐外底板電位影響較小
表2 接地網(wǎng)斷開前后1 儲罐外底板罐地電位測試結(jié)果
儲罐外底板罐地電位／V (vs．CSE)
測試點
接地連接時 接地斷開時
1 —1．06 -1．14
2 —1．O2 一1．15
3 —1．15 -0．96
4 —1．oo —1．O2
5 一1．13 —1．O2
6 -0．94 一1．16
2．3．2．3 接地網(wǎng)斷開前后恒電位儀參數(shù)變化
接地網(wǎng)斷開前后恒電位儀參數(shù)變化情況見表3
恒電位儀輸出電壓和輸出電流基本不變．說明接地
系統(tǒng)并沒有導(dǎo)致保護電流流失
3 結(jié)論
(1)通過對3種接地極的分析比較得出：低電
表3 接地網(wǎng)斷開前后恒電位儀參數(shù)變化
輸出參數(shù) 接地連接時 接地斷開時
輸出電壓廠v 8．7 8．7
輸出電流／A 9．1 9．1
阻非金屬模塊、熱鍍鋅接地角鋼有其各自的優(yōu)勢，
但是作為區(qū)域陰極保護系統(tǒng)的站場接地網(wǎng)來說，對
站場設(shè)備的陰極保護系統(tǒng)影響較大，站場設(shè)備和埋
地金屬設(shè)施易被環(huán)境腐蝕：而鋅包鋼接地極則不存
在這個問題
(2 對改造并運行一段時間后的站場接地網(wǎng)的
檢測結(jié)果表明．CET防雷接地極和接地線未見腐
蝕、而且接地網(wǎng)對儲罐陰極保護系統(tǒng)的影響較小。
其主要原因是采用CET接地極改造接地網(wǎng)減小了
接地極與罐底板的電位差．有效減小了陰極保護電
流流失
參考文獻：
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雷電災(zāi)害與風(fēng)險評估【C】．沈陽：中國氣象學(xué)會，2012．584—587．
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作者簡介： 熊金根(1965一)， 男，江西南昌人， 高級工程
師．1986年畢業(yè)于華中工學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)．
現(xiàn)從事電力設(shè)計和輸油氣管道腐蝕與防護專業(yè)檢測及技術(shù)
研究X-作。
收稿日期：2012—12—21
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(上接第49頁)
5月26日順利完成了新管道的置換投產(chǎn)．標志著
本次天然氣管道改線項目取得了圓滿成功 實踐證
明，通過科學(xué)設(shè)計施工方案、精心組織施工、縝密
控制關(guān)鍵施工工藝．不停輸帶壓封堵技術(shù)可成熟應(yīng)
用于天然氣管道維修、改造等作業(yè)場合。本次不停
輸帶壓封堵施工的成功實施．為今后類似工程的開
展積累了一定經(jīng)驗
參考文獻：
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[4]高利民，趙連河．膨脹筒式不停輸封堵工藝在管道改造中的應(yīng)用
刪．石油工程建設(shè)，2006，32 (5)：37—39．
作者簡介： 江 濤(1983一)， 男， 山東濟陽人， 工程師，
2009年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)油氣儲運專業(yè)，碩士，
現(xiàn)從事長輸天然氣管道生產(chǎn)運營、安全管理方面的工作。
收稿日期：2013—06—18

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