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輸電線路對管道電磁干擾的排流措施優(yōu)化

文檔作者：孫魁張功亞2 謝輝春文檔來源： 1．江漢石油管理局勘察設(shè)計研究院；2．江漢石油管理局農(nóng)林處；3．中國國家電網(wǎng)科學(xué)研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月01日
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上一篇：輸電線路對環(huán)境的影響及措施研究

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第20卷第2期 江漢石 油科技
2010年6月 JIANGHAN PETROLEUM SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vo1．20 No．2
Jun．2010
輸電線路對管道電磁干擾的排流措施優(yōu)化
孫魁 張功亞2 謝輝春
(1．江漢石油管理局勘察設(shè)計研究院；2．江漢石油管理局農(nóng)林處；3．中國國家電網(wǎng)科學(xué)研究院)
摘要結(jié)合輸電線路對管道電磁干擾的電位分布規(guī)律，對交流干擾的防護(hù)措施的排流點設(shè)
置進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)其優(yōu)化結(jié)果，對接地體進(jìn)行了改進(jìn)。利用CDEGS軟件分析比較了排流措施優(yōu)
化前后的排流效果。并對今后排流工程提出了相應(yīng)的改進(jìn)意見。
關(guān)鍵詞管道電磁干擾排流優(yōu)化方案
輸電線路對管道的干擾以容性耦合、阻性耦合
和感性耦合(電磁干擾)3種形式存在。在正常情況
下，管道埋地后，容性耦合、阻性耦合干擾非常小，可
以忽略不計。電磁干擾是電力線路導(dǎo)線上的交變電
流在其周圍空間形成交變的磁場，從而在鄰近的金
屬管道感應(yīng)出縱向電動勢(如圖1)。由于交變電流
長期存在，電磁干擾也長期存在。
輸電線路
圖1 電磁干擾示意圖
增加管道和強(qiáng)電線路的間距或改變線路走向可
減小電磁干擾。實際工程中，由于地域條件限制，不
可避免地在某些地段會有管道與強(qiáng)電線路近距離并
行或斜接近，必須采用相應(yīng)的措施降低電磁干擾。
1 排流措施優(yōu)化效果分析
1．1 排流點優(yōu)化
電磁干擾的防護(hù)主要采用排流法。一般在平行
段沿途設(shè)置排流裝置，或通過現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)存在交
流干擾，再在相應(yīng)的位置地點設(shè)置排流裝置。
接地排流就是將管線與一個或多個接地體相
連，管道上產(chǎn)生的干擾電流通過接地體流人地下排
除。接地極通常使用棒狀犧牲陽極，材料通常用鋅
合金、鎂合金等。
以qbl016mmxl4．6的3PE管道為例，管道與線
路間距50m，輸電線路超高壓單回路，運行電流
3kA。在并行段前、后的管道為不受輸電線路的影
響而延伸至遠(yuǎn)處。通過研究，發(fā)現(xiàn)輸電線路與管道
平行時的，不同并行長度的管道干擾電位的分布規(guī)
律如圖2。
由于線路正常運行時，管道并行段干擾電壓呈
“u”型分布，最大干擾電壓出現(xiàn)在并行段端點，干擾
電為變化主要集中在兩端5km內(nèi)。因此，以3PE管
道與高壓時電線路并行20km，運行電流1kA為例，
利用SESTECH公司的CDEGS軟件分析了輸電線路
正常運行時，每1km設(shè)置一組排流接地極和只在端
點處采取接地排流措施的排流效果。接地排流電極
采用棒狀鋅陽極鋅陽極長度1m，直徑0．12m，每支
問距5m。并比較了在不同土壤電阻率時的排流效
果。比較結(jié)果見表1。
從表1可以看出：接地排流裝置的接地電阻對
其交流干擾防護(hù)效果影響較大，接地電阻越小，排流
效果越好。僅在管道干擾最嚴(yán)重的端點附近布置一
組接地排流裝置與沿線布置效果相差10％左右。
說明在并行段兩端各5km內(nèi)布置多組接地體，即可
達(dá)到預(yù)期的排流效果，不必在管道并行段沿線設(shè)置
排流裝置。
由于電磁干擾的電位積累主要在并行段兩端，
第一作者簡介孫魁：1987年畢業(yè)于華中科技大學(xué)
化學(xué)系，高級工程師，現(xiàn)主要從事金屬腐蝕與防護(hù)研究工作。
第2期 孫魁等：輸電線路對管道電磁干擾的排流措施優(yōu)化 ·75·
— — 一并行10tra
' ～ 一并行15km l
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圖2 并行長度為10kin～40km的管道沿線接觸電勢分布
表1 接地排流措施的效果比較(每lkm設(shè)置一組)
排流點應(yīng)設(shè)置在兩個端點之間。并行后延伸部位干
擾電壓變化關(guān)系為：V。=V。e一。在并行段端點之后
排流，可以降低端點的最高干擾電壓和整體干擾電
壓，但不是直接作用于干擾電壓積累段，因此排流遠(yuǎn)
效果低于在并行段端點之前。交流干擾排流采用現(xiàn)
場測試，發(fā)現(xiàn)存在交流干擾，再排流時，可能排流點
設(shè)置在并行段端點之外，達(dá)不到預(yù)期效果。
1．2 接地體優(yōu)化
目前，國外比較流行采用電位梯度控制線(Gra—
dient Control wire)，控制電阻耦合。電位梯度控制
線一般采用鋅作為梯度控制線材料，中心為鋼芯，沿
并行段在管溝底部分別在管道兩側(cè)并行鋪設(shè)多條
(或一條)鋅控制線。通過連接電纜每隔一定間距
(一般100～300m)將鋅線與管道鋼質(zhì)本體相連。
由于接地排流裝置的接地電阻對其交流干擾防護(hù)效
果影響較大，接地電阻越小，排流效果越好。考慮到
電位梯度控制線也是犧牲陽極，長的電位梯度控制
線電阻較小，因此分析了采用電位梯度線作為接地
體排流的排流效果。梯度控制線采用25．4x31．75
rain的帶狀鋅陽極，其它參數(shù)同上。除了考慮沿并
行段全長布置梯度控制線外，也考慮了僅在并行段
兩端點各布置lkm的梯度控制線，每250m與管道
連接一次。如圖3。
電纜
管道
圖3 電位梯度控制線安裝圖
(下轉(zhuǎn)第78頁)
· 78· 江漢石油科技 第20卷
進(jìn)行修正。但如果是能配套使用棱鏡的話，那么不
妨把加常數(shù)看成棱鏡常數(shù)的修正值，而棱鏡常數(shù)的
改正在全站儀里有方便的程序可以調(diào)用，這樣就解
決了加常數(shù)的修正的問題。
2．4 進(jìn)行長距離測量時應(yīng)對氣象常數(shù)進(jìn)行修正
由于氣象參數(shù)(溫度、氣壓)的變化，對于測距
誤差來說是一個比例誤差，隨距離增大而增大，因此
當(dāng)所測距離較大時，有必要在儀器中對氣象參數(shù)進(jìn)
行修改。溫度、氣壓對測距的影響比較大，必須實地
測定。各種型號儀器氣象改正參數(shù)不盡相同，規(guī)定
的標(biāo)準(zhǔn)氣象條件也不一樣。以TC1800為例說明溫
度、氣壓變化對測距結(jié)果的影響。廠家設(shè)定的儀器
標(biāo)準(zhǔn)溫度為12~C，氣壓101．3Pa，此時氣象改正值為
0。表2為TC2003儀器在距離1km時，溫度、氣壓
對測距結(jié)果的影響。實地測定溫度、氣壓有一定困
難，可將工區(qū)大概氣象參數(shù)輸入儀器中，參數(shù)越精
確，測距精度越高。
(上接第75頁)
3 結(jié)束語
在野外勘探測量中，為了提高全站儀的測距精
度，在實際測距時應(yīng)該做到：一是將工作地當(dāng)時的大
氣壓和溫度測定好后輸入到儀器中，目的是消除儀
器乘常數(shù)產(chǎn)生的誤差；二是選擇相同常數(shù)的棱鏡
(指棱鏡常數(shù)相同，或在儀器中設(shè)置成和棱鏡常數(shù)
相同的常數(shù))，目的是為了消除儀器加常數(shù)產(chǎn)生的
誤差；三是測量前應(yīng)將儀器精確整平并進(jìn)行指標(biāo)差
檢校后使用
參考文獻(xiàn)
1 劉閩．電磁波測距原理[M]．北京：測繪出版社，1983
2 楊德膦．紅外測距儀原理及檢測[M]．北京：測繪出版社，
1989
3 光電測距儀檢定規(guī)程[sJ．JJG703—2003．
4 全站型電子速測儀檢定規(guī)程[s]．JJG0100—2003．
表2 不同土壤電阻率下接地排流措施的效果
(編輯汪孝芝)
由表2結(jié)果看出：電位梯度控制線排流規(guī)律與
犧牲陽極接地排流裝置結(jié)果類似，埋設(shè)l km電位梯
度線排流效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采用多組多只犧牲陽極的排
流效果。分析電位梯度控制線排流效果好的原因，
認(rèn)為除了由于電位梯度控制線長度大，接地電阻小
外，另外就是于電位梯度控制線多處與管道連接，相
當(dāng)于在管道上設(shè)置了多個低接地電阻的接地體進(jìn)行
排流。
在排流工程中，高土壤電阻率地區(qū)，管線如果與
特高壓輸電線路長距離并行，可能產(chǎn)生較高的干擾
電壓，采用一般的排流措施難以將干擾電壓降至標(biāo)
準(zhǔn)要求?？刹捎妙愃齐娢惶荻染€的排流裝置，進(jìn)行
排流。并可根據(jù)具體情況，調(diào)整其與管道連接的間
距。
3 結(jié)束語
輸電線路與管道并行時，接地排流裝置應(yīng)設(shè)在
干擾電壓較高的并行段兩端各5km內(nèi)，接地體的接
地電阻越小、排流點越多，排流效果越好。采用電位
梯度控制線排流具有很好的排流效果，特別是土壤
電阻率較高的管道，效果更明顯?？筛鶕?jù)具體情況
調(diào)整電位梯度控制線的長度，和連接點的間距，確保
排流效果。
參考文獻(xiàn)
I W．V．貝克曼，w．施文克，w．普林茲著．胡士信，王向農(nóng)
譯．陰極保護(hù)手冊一電化學(xué)保護(hù)的理論與實踐[M]．北
京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．

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