2.安全指標(biāo)
(1)瞬間干擾電壓 從對工作人員安全考慮,德國規(guī)定為600V,意大利規(guī)定為500V,我國研究報告認(rèn)為600V是適宜的。
(2)持續(xù)干擾電壓 在含鹽量小于0.01%的中性土內(nèi),安全電壓可取8V;在弱堿性土壤內(nèi),當(dāng)Ca++、Mg++離子的總含量超過0.005%時,安全電壓可取10V;在酸性土或鹽堿地,干擾電壓的安全指標(biāo)可取6V。
交流干擾電壓低于16V時,不會造成瀝青防腐層剝離和引起金屬氫脆裂。
10V以下的交流干擾電壓,對鋁、鋅陽極保護性能的影響可不考慮。
鎂陽極所允許的交流電流密度為0.8mA/cm2,逆轉(zhuǎn)電壓在15V左右,安全電壓可取10V。
(3)間歇電壓干擾 從對人身安全考慮。采用30V。從對管道危害考慮,其臨界干擾電壓值應(yīng)比持續(xù)干擾電壓安全指標(biāo)高2~3V。
(4)長距離平行時的安全間距 圖10-70提供了埋地管道與強電輸電線路相對平行距離下的臨界長度。為消除干擾,通常作如下預(yù)防措施:對新建管道,當(dāng)與電力線或電氣化鐵道平行時,平行段應(yīng)保持50m以上距離;對220kV以下的對稱輸電線,可保持75m以上距離;當(dāng)各相導(dǎo)線三角排列,此間距可縮小至50m。
(5)與強電接地體的安全間距 管道與電力系統(tǒng)接地體的安全間距見表10-73。
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高壓線電壓等級/kV | 35< | 110 | 220 | |
最小安全距離/m | 鐵塔或電桿附近 | 0.75 | 5 | 10 |
電站或變電所附近 | 2.5 | 15 | 35 |
(6)最大允許接觸電壓和需要采取的必要措施,可參照執(zhí)行表10-74。
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干擾類型 | 接觸電壓 | 措施 |
長期 短期 | Uc≤65V Uc≤1000V | 不需要措施 |
短期 | 1000V<Uc≤2000V | 應(yīng)在操作和設(shè)計中考慮措施 |
長期 短期 | Uc>65V Uc>2000V | 通過接地棒、電拉控制或區(qū)域電隔離,把接地電壓限制到65V或2000V以內(nèi) |
3. 防護措施 由于感應(yīng)影響是相互的,所以防護措施也應(yīng)是雙方的。作為干擾源的強電線路,對減輕干擾影響有不可推卸的責(zé)任,故在運行方式上應(yīng)努力作到平衡,電氣化鐵路應(yīng)避免采用直供方式而用AT方式(采用自耦變壓器的供電方式)和BT方式(采用吸流變壓器的供電方式)。通過測試比較,AT方式造成的干擾比起直供方式要減輕到1/10左右,由此可見干擾源側(cè)的重要性。管道側(cè)的防護,其主要防護措施為:
(1)阻性耦合的防護措施
1)加大管道和強電接地體間的距離,可參考表10-73。
2)在管道和強電接地之間設(shè)均壓網(wǎng)來防止危險影響。對于管路閥門,可用鋅帶或鎂帶均壓。
3)使用接地電池(兩支捆在一起、相互絕緣的鋅電極)或保護器(二極管)來保護絕緣法蘭及防腐覆蓋層。
(2)容性耦合的防護措施 由于容性耦合主要出現(xiàn)在管道施工期間,所以,一般要求管道在高壓線下施工時應(yīng)采用臨時接地極來防護。其接地極間隔應(yīng)不大于300m,且接地極應(yīng)保留到管道回填完為止或永久接地體接好之后。
(3)磁感應(yīng)耦合的防護 磁感應(yīng)是平行狀態(tài)下的主要形式,所以它的防護也是交流干擾防護的核心。防護手段分為三種類型:
1)接地排流,即通過接地電阻很小的接地體把管道上的交流電壓降下去。一般要求接地體的接地電阻應(yīng)小于該處管道的接地電阻。由于管道中有直流陰極保護電流存在,故在排流時要采用隔直環(huán)節(jié)或犧牲陽極接地材料。根據(jù)所選用的回路環(huán)節(jié)的不同和材料的區(qū)別,又可分為以下幾種排流方式:
a.直流排流 即在管道和接地體之間直接用電纜連接。該法簡單適用,但仍極保護電流要流失。見圖10-71。
b.犧牲陽極排流 用犧牲陽極(多用鎂陽極)作接地體材料,既可起到接地排流作用,又可起到陰極保護作用,應(yīng)用較為廣泛。國內(nèi)外都有大量這類工程實踐。見圖10-72。
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c.嵌位式排流 如圖10-73所示,在管道和接地體這間串入一個嵌位式排流器(一正、二反的三只硅二極管),當(dāng)正半波時Z1導(dǎo)通,負(fù)半波時Z2、Z3導(dǎo)通。由于硅二極管有個0.7V的電壓,所以理論上將殘余-0.7V左右的電壓提供管道陰極保護。一般二極管選用的額定電流值為20~30A。在采用嵌位式排流時,要考慮接地材料的對地電位,否則會造成失敗。
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d.電容排流 如圖10-74所示。用電容作隔直元件來排除交流,這一方法可以防止陰極保護電流的流失。不足之處是電容器的耐壓只有幾十伏,且大容量的電解電容量損壞,維護也麻煩。電容器的容量一般選3000μF或5000μF。
e.極性排流 利用二極管的單向?qū)ǖ脑硐艿郎系恼蚪涣麟妷?,并把?fù)半周的電壓保留在管道上,提高管道的負(fù)電位,以供管道陰極保護。但管道上負(fù)電位將隨著交流電壓的幅值增加而升高,有時要高出允許值的許多倍而起副作用。二極管的材料多為硅或鍺,容量為20~30A。見圖10-75。
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2)分段隔離 在干擾的平行區(qū)間里,利用絕緣法蘭把管道分割成若干個小的干擾段,使得管道的縱向感應(yīng)電動勢降低。該法在已建管道上施工較困難,而且會割斷管道上的陰極保護電流,一般不采用。
3)提高恒電位儀抗干擾能力 目前使用的KKG-3系列恒電位儀抗交流干擾的指標(biāo)為12V,對于干擾比較嚴(yán)重的地區(qū)應(yīng)將其指標(biāo)提高到30V。