張連軍 溫中寧

長慶輸油氣分公司

【摘要】受高鐵、地鐵和高壓輸電線等線性工程的影響，交、直流雜散電流干擾對管道的危害日益嚴(yán)重。本文著重介紹了雜散電流檢測方法，并列舉了烏銀線管道雜散電流干擾問題通過采取排流裝置等措施取得較好實際效果的實例。

【關(guān)鍵詞】管道 雜散電流 檢測 排流控制與治理

近年來，高速鐵路、城市地鐵和高壓輸電線路發(fā)展很快。其產(chǎn)生的雜散電流對埋地管道帶來一定危害，使它們在短時間內(nèi)發(fā)生腐蝕損傷或者泄漏。據(jù)測試，一條與l0 kV輸電線的平行敷設(shè)的地下管道，在正常工作時管道上可感應(yīng)出l7 V的交流電壓。經(jīng)驗表明，1 安培直流電流在鋼體上流出， 一年內(nèi)將導(dǎo)致大約9Kg的金屬蝕失。

1 雜散電流干擾的檢測

1.1 靜態(tài)雜散電流檢測

相對而言，靜態(tài)雜散電流的檢測較為容易， 檢測手段也更為成熟。傳統(tǒng)的地電位梯度法應(yīng)用效果較為理想。所謂地電位梯度檢測法，就是使用較為精確的數(shù)字萬用表，萬用表的一端與硫酸銅參比電極相連，另一段與受干擾管線的測試樁相連，測量干擾地區(qū)的地面電位差，然后根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)就可以確定該處雜散電流的危害程度。當(dāng)然，也可以用CIPS 檢測儀進(jìn)行檢測。

1.2 動態(tài)雜散電流檢測

軌道交通產(chǎn)生的雜散電流大多屬于動態(tài)雜散電流。這類雜散電流是由于直流機(jī)車的供電系統(tǒng)的缺陷產(chǎn)生的，它的產(chǎn)生與機(jī)車的運(yùn)行規(guī)律密切相關(guān)。當(dāng)機(jī)車運(yùn)行到附近，這種雜散電流會急劇增大；同樣，當(dāng)機(jī)車逐漸遠(yuǎn)離后，雜散電流會逐漸減小。這種干擾的程度會因軌道交通在每天不同時段繁忙程度的不同而不同。因而，僅僅應(yīng)用簡單的地電位梯度法往往不能有效地檢測出動態(tài)雜散電流的存在規(guī)律及對區(qū)域內(nèi)地下構(gòu)筑物的干擾模式和危害程度。

檢測動態(tài)雜散電流最有效的方法是，使用多臺帶存儲的 SCM (Stray Current Mapper）檢測儀， 在雜散電流的可能干擾地段多點(diǎn)布置，連續(xù) 24小時進(jìn)行檢測，將記錄下的檢測數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行對比分析、相關(guān)性分析，確定出雜散電流的拾取點(diǎn)和流出點(diǎn)，從而得出雜散電流干擾源的位置和干擾模式。這種方法可以有效地確定出管線上存在雜散電流干擾的區(qū)段，以及不同時段、不同地點(diǎn)雜散電流的電流方向、干擾強(qiáng)度及其變化程度等干擾規(guī)律。

2 雜散電流干擾的控治手段

就軌道交通導(dǎo)致的動態(tài)雜散電流干擾而言， 可能采取的控制手段有：減小回流回路（鐵軌）的電阻、增大泄漏路徑對地電阻、增加大地和金屬結(jié)構(gòu)之間的電阻。這些是從源頭上消除雜散電流的辦法。但往往因軌道交通系統(tǒng)線路太長，實施起來過于復(fù)雜，很難達(dá)到預(yù)期的效果。所以，對于已經(jīng)存在的雜散電流干擾，通常是在管道的合適地點(diǎn)采取針對性的控制治理措施。治理的有效方法主要有兩種：一是在雜散電流進(jìn)入點(diǎn)處采取管道電屏蔽措施，使電流通過旁路跨過管道回流；二是在放電點(diǎn)處附近對管道采取排流措施，使管道內(nèi)的雜散電流按規(guī)定的路徑排出管道，使管體免遭腐蝕。

2.1 電屏蔽措施

是指在管道上電路流入點(diǎn)處建立電屏蔽的措施，實質(zhì)上是建立雜散電流回流的旁路，相對加大通過管道形成導(dǎo)電回路的回路電阻，以減小管道內(nèi)的雜散電流強(qiáng)度。這是一個非常有效的治理干擾的方法。具體做法是：在管道兩側(cè)約 0.5 米處平行敷設(shè)兩根裸銅線（鍍鋅扁鋼或鋅帶），分別將裸銅線和管道引出連線到地面，在地面的測試樁上用接線排將它們短接在一起。若管道采用外加電流陰極保護(hù)時，要在管道與銅線之間接入一個管道保護(hù)器， 通常為固態(tài)去耦合器。使得當(dāng)雜散電流試圖流入管道時，電流會通過這兩根連接的導(dǎo)體跨過管道。如圖1所示。