交流干扰防护措施(文献).pdf

交流干扰防护措施根据调查和测试计算结果，对处于严重交流干扰影响下的埋地管道，必须采取一定的防护措施，对于埋地管道的交流干扰防护主要可以从设计上远离干扰源、接地排流、电屏蔽、隔离等这几个方面进行考虑2.1 增加埋地管道与强电线路的间距《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》（GB/T 50698-2011）第 4.1.1 和 5.1.5 条款分别规定了埋地管道与强电线路需进行干扰调查测试的距离要求及管道与高压交流输电线路的最小距离要求增加埋地管道与强电线路的间距，可有效减小管道上的交流干扰电压从图 1 可见，通过增加管道和平行高压线最外侧相线的距离，平行间距由20m 增加至 100m，交流干扰最大值（位于管道与高压输电线路拐点处）下降约62.5%管道设计人员在路由的选择是都考虑到了尽可能避免或远离强电线路干扰源，但在很多情况下，地管道不得不与高压输电线路、电气化铁路共用同一“公共走廊”，实际工程应用中该方案还是很难实现对于在已建管道沿线后建设的强电线路或管道与强电线路同步建设的情况，可以考虑从干扰源侧采取一定的防护措施尽可能减少对我方管道的交流干扰文献介绍了强电线路一侧可以采取的措施， 具体包括： 交流电气化铁路可采取用回流变压器或自耦变压器的供电方式；对称高压输电线可减少中心点接地数目，限制短路电流或经电阻、电抗接地， 增加屏蔽和导线换位等； 220kV 高压线为可减少几何不对称形成的干扰电压，建议采用猫形铁塔；电气化铁路存在阻性耦合的地段，建议加强铁轨与枕木间的绝缘，以减少入地电流。

2.2 管道接地排流在管道持续干扰的防护措施中，接地排流是被广泛采用并行之有效的措施但是对于实施阴极保护的埋地钢质管道而言，应特别考虑的是接地系统不能与管道的阴极保护相冲突，从而影响到阴极保护系统的保护范围和效果管道排流方式根据不同的接地方式分为直接排流、负电位排流和隔直排流三种（注：隔直接地在GB/T50698-2011 写法为固态去耦合接地，为避免和后面隔直装置名称混淆，沿用隔直接地表述）直接排流接地极通过排流导线与管道直接连地接地极接地电阻必须显著小于管道接地电阻， 否则会影响排流效果接地材料通常为钢质，适用于阴极保护站保护范围小的被干扰管道 这种排流装置具有简单、经济，减轻干扰效果好等特点但是对于采用阴极保护系统的长距离管线来说并不适合，同时采用直接接地会造成阴极保护电流的流失，加快牺牲阳极的消耗或增大外加阴极保护电源的输出功率因此，工程实践中很少采用负电位排流即采用牺牲阳极作为接地极，适用于受干扰区域管道与强制电流保护段电隔阻，且土壤环境适宜于采用牺牲阳极阴极保护的干扰管道具有减轻干扰效果好、向管道提供阴极保护的优点； 缺点是接地极与管道直接连接时进行瞬间断电测量与评价阴极保护有效性实施困难。

同时，实验表明用于缓解交流干扰的牺牲阳极的效率（失重合格理论比值）随交流干扰增加而明显降低，当交流电流密度高于7A/㎡时，镁阳极的消耗速率增加大约10倍隔直排流是指在埋地管道和接地极之间安装隔离直流电装置的措施，防止阴极保护电流的流失 因为对于实施阴极保护的埋地管道，通过接地虽然可以直接将感应产生的交流电流排出管道， 但它同时会对阴极保护系统产生导致直流保护电流流失的重要影响隔离直流电装置包括极化电池、钳位式排流器、 固态去耦合器等目前国内交流排流用的较多的是固态去耦合器和钳位式排流器表1 为固态去耦合器和钳位式排流器优缺点比较表 1 固态去耦合器和钳位式排流器优缺点比较隔直装置应用条件优点缺点固态去耦合器适用广泛，可用于减轻阴极保护管道、 绝缘接头 （法兰）等绝缘装置能有效隔离阴极保护电流，启动电压低，减轻干扰效果好；抗雷电或故障电流强电冲击性能好；接地材料选择广泛价格较高；故障状态为短路，要注意接地材料的影响钳位式排流器适用于阴极保护管道或无保护的管道隔离阴极保护电流的同时可以利用部分干扰电流强化阴极保护排流节抗雷电或故障电流强电冲击性能差，维护麻烦固态去耦合器接地是NACE SP0177-2007中给出的方法，在国外减缓交流干扰工程中应用普遍， 同时近年来在国内大型长输管道工程也得到了成功应用。

固态去耦合器具有较好的抗雷电与故障电流冲击性能，常用于管道、 绝缘装置等故障电流和雷电干扰的防护，但是在实践中仍存在一些问题目前国内外对于固态去耦合器，包括钳位式排流器等设备仍缺少相对应的检验手段和检验标准 国内外产品质量参差不齐，同时又缺乏对相关产品性能长期的跟踪测试和评论，无法或不会对产品性能质量进行判断出现故障情况时，也很难做到及时维修因此，相关排流设备的检测检验的相关标准应尽快制定并出台排流点位置很大程度上决定了排流效果实践中对于固态去耦合器的作用距离的初步研究发现， 单一的固态去耦合器虽然能降低排流点附近的交流干扰电压，但却能使得排流点远处附近的交流干扰电压升高，部分管段甚至升高较大因此，在管道的交流排流中，应综合现场的干扰情况， 有原则地采用固态去耦合器，才能达到交流减缓的要求建议排流实施有条件时采取分步设计与施工，辅以同步测试的方法， 根据排流后确定下一个排流点的施加位置固态去耦合器排流对接地材料的要求较低，只要接地电阻满足相关即可，不过国外的经验告诉我们去耦合器的故障为短路状态，所以要考虑接地极材料的选用但需要注意的是，接地极施工时不能碰到高压输电线路的杆塔、变电站或通讯铁塔、大型建筑的接地体上，因为在雷电或者高压输电故障时，容易将故障电流引到管道。

2.3 电屏蔽屏蔽往往用于电力故障或雷电情况下减轻强电冲击对管道防腐层和管道本体的影响通常在管道邻近架空输电线路杆塔、变电站或通讯铁塔、大型建筑接地体的局部位置处，可沿管道平行敷设一根或多根浅埋接地线作屏蔽体强电冲击防护措施有多种，目前在国内外应用最广泛也是最有效的措施就是对管道实施电屏蔽防护目前，国内外最常采用的屏蔽措施是在管道与铁塔之间沿管道平行敷设1 根屏蔽线（推荐采用锌带），同时屏蔽线与管道最好通过接地电池或固态去耦合器连接屏蔽线的效果与土壤电阻有很大关系，特别是北方土地，屏蔽线埋设在冰冻线以上，常因冻土中水体、湿地障碍造成屏蔽线间断使得屏蔽线效果大打折扣Ruan 等研究发现，当冻土电阻随深度呈指数降低时，屏蔽线的防护效果相对较好，屏蔽线间断距离越长，防护效果越差， 但总体影响不大因此， 屏蔽线敷设时应对埋设地段土壤电阻随深度的变化情况及障碍情况进行调查分析，从而确定最佳的铺设方式和路线2.4 安装绝缘接头分段隔离绝缘接头在阴极保护中往往用于实现被保护结构物或保护区段与非保护区段的电绝缘然而在减缓交流干扰，受到交流干扰的管段上安装绝缘接头，可中断管线电连续性、减小受干扰管段的长度， 从而减小管线上的交流感应电压最大值。

特别对于外加电流阴极保护管段来说，要求管段全线具有电连续性，这与安装绝缘接头中断电连续性获得较短的导电区段又是相悖的， 同时增加绝缘接头特别在干线上也会给管道本身的运行、管理带来不便， 绝缘接头本身还需采用接地电池或避雷器等保护装置因此，对于外加电流阴极保护管道应谨慎采用安装绝缘接头分段隔离措施除上述提到的交流干扰防护措施外，文献还提出了外加交流电源的交流感应电压补偿法、更换土壤法以及安装平行极等措施但这些措施不是实施难度大、成本高，就是长期使用效果不理想而没有得到广泛的应用因此， 从目前实践来看，强电流线路下阴极保护管道采取固态去耦合器接地排流和屏蔽保护分别是缓解管道持续交流干扰和强电冲击的有效措施。