天然气长输管道杂散电流干扰防护及排流效果评价

刘兆鹏

摘要：结合某长距离输气管道交直流杂散电流干扰的检测、排流施工情况，介绍了管道交流杂散电流干扰的常见排流方法，选取镁合金牺牲阳极与带状镁阳极二者作为接地极结合排流器进行排流的情况。

关键词：交流杂散电流;排流;干扰防护;排流效果

随着当今经济社会的不断发展，高速铁路、高压输电线路、城市轨道交通越来越发达，逐渐形成高速铁路网、高压输电线路网及城市轨道交通网，这些纵横交错的交流电气化铁路及交流输电线路与埋地的长距离输气管道并行或者交叉的情况越来越常见。交流杂散电流对管道的干扰越来越严重，交流杂散电流叠加干扰的问题也日益凸显。目前对交流杂散电流的检测主要使用数据记录仪对受干扰管段进行连续监测，以获取交流电流密度、交流电压、管道通电电位及断电电位;对于交流杂散电流干扰常用接地极结合固态去耦合器的方式进行排流降压。

1管道情况简介

某天然气长输管道建成于2009年，受杂散电流干扰管段全长约10公里，该管段起末皆有分输站进出站均有绝缘接头，沿线测试桩桩号为206-215，管道沿线为典型的江南丘陵地形，多山丘多水田，土壤电阻率差别较大。管道全线与500kV交流输电线路并行，并存在交叉;与某高铁并行约8公里，管道与某高铁直线距离约1.5公里;。

1.1管道受杂散电流干扰情况

现场测试了管道沿线206-215号桩的交流电压，多处管道测试桩交流电压超过了4V，管道在208号测试桩附近与500kV交流输电线路近距离并行随后交叉，在212号测试桩附近同时与500kV交流输电线路及高铁并行，发现208号测试桩、212号测试桩交流电压明显高于其他测试桩。

使用数据采集仪对212号测试桩进行连续监测，发现管道交流电压在夜间逐渐降低，在凌晨降到最低点，随后管道交流电压逐步升高。这与夜间用电量减少，高压输电线路负载变小有关，因此管道交流电压干扰主要源自高压输电线路。

根据GB/T50698-2011《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》规定，当管道上的交流干擾电压不高于4V时，可不采取交流干扰防护措施;高于4V时，应采用交流电流密度进行评估，215号测试桩、214号测试桩、212号测试桩、211号测试桩及208号测试桩交流电压均高于4V，由于215号测试桩处已有排流设施不做交流电流密度评估，其余测试桩交流电流密度评估结果如下表：

当交流电流密度大于100A/m²时干扰程度判定为“强”，应采取交流干扰防护措施;当交流电流密度大于30A/m²小于100A/m²时干扰程度判定为“中”，宜采取交流干扰防护措施;当交流电流密度小于30A/m²判定为“弱”时，可不采取交流干扰防护措施;因此214号测试桩、212号测试桩、211号测试桩及208号测试桩均需采取交流干扰防护措施。

1.2管道交流干扰防护措施

为确保管道运行安全，需对上述管段采取交流干扰防护措施。综合考虑杂散电流干扰程度、土壤电阻率大小及排流效果，在214号测试桩、212号测试桩、211号测试桩及208号测试桩均设置由50m镁带及15支14kg预包装镁合金牺牲阳极组成的排流地床，镁带四周包覆填包料。管道通过固态去耦合器与排流地床连接，固态去耦合器具有隔直通交的功能，在排出管道交流电流的同时不影响管道阴极保护系统的正常运行。

2.交流干扰排流效果

采用上述干扰防护措施对管道进行排流以后，再次对管道交流电压及交流电流密度进行测试，对排流前后数据进行对比，见表2。

从表2可以看出，采用镁带及预包装镁合金牺牲阳极组成的排流地床加固态去耦合器进行排流后，管道交流电压明显降低，测试数据均低于4V，排流效果显著;使用数据采集仪对212号测试桩再次进行连续监测，监测时间段内管道交流电压均低于4V。

施工完成后对管道直接连接排流地床及管道通过固态去耦合器连接排流地床的交流电流排流量进行测试，发现各处排流地床镁带的直接排流量均大于镁阳极;通过固态去耦合器的排流量略高于镁带。

3.总结

（1）交流输电线路对管道的交流干扰随着输电线路的负载变化具有一定的周期性。

（2）以镁带及预包装镁合金牺牲阳极作为排流地床通过固态去耦合器与管道相连的方式可以有效降低管道交流干扰。

（3）镁带的交流排流效果优于预包装镁合金牺牲阳极。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.GB/T50698-2011埋地钢质管道交流干扰防护技术标准[S].北京：中国标准出版社，2011年.

[2]BSEN15280-2013《EvaluationofA.C.CorrosionLikeLihoodofBuriedPipelinesApplicabletoCathodicallyProtectedPipelines》