1. 概述

隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展， 為了有效利用土地資源， 通常在一條公共走廊里同時安裝高壓電線和管道， 管道有時還與鐵路平行或交叉， 受許多外部因素制約， 管道與交流輸電線路、 交流電氣化鐵路及其它電氣設施交叉、 接近或共用公共走廊的現(xiàn)象越來越普遍， 交流雜散電流流入管道的情況越來越多， 交流干擾造成埋地管道干擾腐蝕破壞的風險越來越大。 管道和交流線路并行通過， 必然會對附近埋地管道產(chǎn)生交流雜散電流干擾影響， 并引起交流腐蝕， 交流雜散電流干擾問題變得日益嚴重并引起普遍重視。

2. 750KV高壓線交流干擾對埋地管道的影響

當管道與高壓輸電線路長距離平行或斜接近時， 將產(chǎn)生一個由交變相電流產(chǎn)生的磁場作用并在管道上產(chǎn)生二次交變電壓和電流。 當三相輸電系統(tǒng)中的零序電流不為零時， 將產(chǎn)生幾倍乃至幾十倍的正常輸送電流的不平衡系統(tǒng)， 磁場的作用可以再管道感應出幾百伏以上的電壓。 此外如果與輸電線路鐵塔接地極較近， 會造成大地電位上升， 這樣在管道上產(chǎn)生一個管道相對接地點的電壓降， 由于750KV輸電線路鐵塔接地極可以運載幾百安培或幾千安培的電流流入大地， 在其周圍形成強大的電磁場。 對與管道接觸的工作人員造成電傷害， 危害輸油輸氣管道防腐層及其陰極保護設備安全。 ［1］

2.1 對與管道接觸的工作人員造成電傷害當輸油輸氣管道與交流輸電線路接近且輸電線路正常運行時， 線路中工作電流會通過磁耦合長時間在管道上產(chǎn)生縱向感應電動勢以及鐵塔接地極與管道之間電阻產(chǎn)生耦合作用， 使得金屬管道的對地電壓升高。 若該電壓較高， 可能影響施工、 巡護、 維修或測量人員的正常工作， 當交流輸電線路發(fā)生短路故障時， 產(chǎn)生的交流干擾可能危及人身安全。 ［2］

2.2 危害輸油輸氣管道防腐層

在輸油輸氣管道的金屬表面一般都會敷設防腐層， 具有較高電阻和較高介電常數(shù)， 以防止土壤中有害物質(zhì)腐蝕金屬管道。 當交流輸電線路發(fā)生短路故障時， 短路電流通過感性耦合和阻性耦合的綜合影響在管道上產(chǎn)生較高的對地電壓， 可能擊穿防腐層。

2.3 危害陰極保護設備安全

在輸油輸氣管道上設置陰極保護設備是為避免防腐層漏敷及破損處的金屬表面產(chǎn)生腐蝕。交流輸電線路正常運行情況下， 工作電流通過感性耦合在油氣管道上產(chǎn)生電壓， 可能干擾強制電流陰極保護的恒電位儀和犧牲陽極陰極保護的犧牲陽極的正常工作。 例如： 強制電流陰極保護的KKG-3 型/KKG-3BG型和甘肅輸油分公司所屬戰(zhàn)隊IHF-50/36型恒電位儀的抗交流干擾能力分別為12V 、 30V、 30V； 犧牲陽極陰極保護的鎂犧牲陽極的抗交流干擾能力為10V。 ［3］

3. 750KV交流干擾減緩措施

交流干擾緩解通常采用接地排流， 降低感性耦合干擾。 接地排流一般分為直接接地排流、 排流節(jié)排流和犧牲陽極排流。

3.1 直接接地排流

直接接地排流是將受干擾管道通過接地線直接與接地體相連， 其優(yōu)點是設備比較簡單， 缺點是陰極保護電流將在接地點入地， 大大縮短保護距離， 降低保護效果。 ［4］

3.2 鉗位式排流

如果將排流接地體直接與管道連接， 由于接地電阻很小， 保護電流流失， 相當大面積的防腐層破壞陰極保護電流量增加， 以致破壞陰極保護正常運行， 所以需要增加排流節(jié)。 排流節(jié)排流又分為電容排流二極管排流和鉗位式排流， 通常采用鉗位式排流。

鉗位式排流（負電位排流） ， 排流器主要由鉗位式排流節(jié)組成， 鉗位排流節(jié)由三只硅二極管組成。 干擾電壓的正半波時， Z1導通； 負半波時，Z2、 Z3導通， 負臂節(jié)的壓降為－1.4V， 與管道的陰極保護電位相近。 其相對于管道的陰極保護電位為-1.4-0.5=-1.9V這種排流方法不僅阻止了保護電流的散失， 而且還利用了干擾電壓的一部分。 但鉗位式排流的接地材料應與保護構(gòu)筑物相同。 ［5］

3.3 犧牲陽極排流

犧牲陽極排流是將被保護金屬管道和一種可以提供陰極保護電流的金屬合金（即犧牲陽極）相連， 使被保護體極化以降低腐蝕速率， 圖2為犧牲陽極排流的示意圖。 在被保護金屬管道與犧牲陽極所形成的大地電池中， 被保護體為陰極， 犧牲陽極的電位往往負于被保護金屬體的電位， 在保護電池中是陽極， 被腐蝕消耗， 故此稱之為“犧牲”陽極。 通常用作犧牲陽極的材料有鎂和鎂合金、鋅合金、 鋁合金等。 鎂陽極適用于淡水和土壤電阻率較高的土壤中， 鋅陽極大多用于土壤電阻率較低的土壤和海水中， 鋁陽極主要應用在海水、海泥以及原油儲罐污水介質(zhì)中。

4. 結(jié)論

4.1 對于長輸石油管道而言， 高壓輸電線路附近的埋地輸油管道中雜散電流較嚴重。 尤其當高壓輸電線路與埋地輸油管道近距離平行、 交叉時， 埋地輸油管道中雜散電流比較嚴重。

4.2 750KV超高壓線產(chǎn)生的雜散電流會對埋地金屬管道造成危害,必須加以治理。 因此， 弄清雜散電流對管道干擾腐蝕的原理和特點， 并有針對性的采取防治措施， 在實際工程實踐中具有指導性的意義。 ◢

參考文獻

［1］ 王俊、 齊文元、 周衛(wèi)國.高壓輸電線路對埋地輸油管道中雜散電流影響規(guī)律［J］ .腐蝕研究， （2010） 07-0048-05.

［2］ 滕延平 、 王維斌、 陳洪源、 韓興平、陳新華.交流雜散電流對管道的影響研究［J］ .防腐技術， 2010.11.

［3］ 李其生 、 唐明貴 、 孫才華 、 吳曉輝 、薛致遠、 高強.1000 kV特高壓輸電線路對地下油氣管線的影響［J］ .（2011） 02-0010-03

［4］ 吳長訪 、 李榮光、 劉玲莉.管道交流雜散電流干擾的檢測與評價［J］ .防腐技術，

2010.01.

［5］ 閻 順.交流電氣化鐵路雜散電流對油氣管道的腐蝕與防護［J］ . 鐵道勘測與設計 ，

2011.3

《管道保護》2013 年第 1 期（總第 8 期）