杜世聰 于晶晶 祖占久 趙嘉程 溫濤

北京管道石家莊輸油氣分公司

摘要：特高壓交流輸電線與鋼質管道平行鋪設會在鋼質管道上感應出交流電壓和電流，加速絕緣層的剝離和管道的腐蝕，影響管道運行安全。以張北—雄安特高壓交流輸電線路與陜京管道交叉為例，歸納總結了管道防護工程施工作業關鍵點，提出作業過程中的鋁熱焊接注意事項，為開展特高壓輸電線路與長輸管道的交叉防護工程施工提供借鑒。

關鍵詞：長輸管道；特高壓交流輸電線路；防護施工；鋁熱焊接

隨著我國經濟建設的快速發展，管道與高壓輸電線并行交叉現象越來越普遍，高壓電流會對附近的埋地管道產生交流雜散電流干擾[1]。當管道防腐涂層存在缺陷時，干擾電流從缺陷處流入或者流出，將產生交流干擾腐蝕，使得管道服役壽命縮短[2]。我國對交流干擾的研究始于20世紀70年代，李廣澤[3]等通過CDEGS（電磁干擾分析軟件）研究了交流干擾防護措施，惠海軍[4]等通過現場數據探究了固態去耦合器在交流干擾防護中的應用。本文以張北—雄安1000 kV特高壓交流輸電線路與陜京管道交叉防護工程為例，介紹采取的干擾防護措施，總結施工要點，為開展相關工程提供借鑒。

1  干擾防護工程施工

干擾防護常用排流措施，接地方式有直接接地、負電位接地以及固態去耦合器接地。本案例中，針對管道交流腐蝕超標不嚴重的區域采用鋅帶+固態去耦合器方式，對交流腐蝕超標比較嚴重的區域采用集中接地網+固態去耦合器方式。施工分為鋅帶和接地網埋設以及去耦合器安裝兩類作業，去耦合器安裝采用鋁熱焊接方式。

1.1  鋅帶和接地網埋設

（1）施工作業帶寬度按照11 m考慮，在人口稠密區、林區、山區等特殊地帶，在滿足現場施工需要的前提下，應盡量減小施工作業帶寬度。每處作業帶范圍向鋅帶兩端各延長5 m。

（2）每隔10 m間距開挖一個探坑，確定管道埋設位置；開挖深度1.2 m，且與管道相距2 m～5 m，挖出的土石方堆放處距管溝邊緣的距離應大于1 m。

（3）鋅帶沿管道一側敷設，優先在特高壓交流線路與陜京管道之間采用填包料（包覆厚度100 mm）包覆，鋅帶與鋅帶用銅管鉗接。接地網及水平接地線采用鍍鋅扁鋼（50 mm×5 mm），埋深0.8 m，接地網優先設在特高壓交流線路與陜京管道之間并靠近管道一側。若受地形影響，接地網可酌情選擇在較遠處埋設，但應保證與管道的連接點不變，接地電阻滿足要求，接地網扁鋼引線間距不小于1 m。

（4）鋅帶和接地網埋設完畢，回填作業坑、管溝。為避免造成損傷，鋅帶上部0.2 m以內的覆土必須是細土，細土通過篩土方式獲得。施工完畢恢復地面，回填土的溝頂部分高出原地面0.3 m，呈梯形或弧形，其寬度為溝上開口寬度，并做好排水，嚴防地表水在附近匯集，嚴禁采用“二次回填”（即先松散回填，自重下沉后再進行二次補填）的方式。

1.2  去耦合器安裝

（1）采用人工方式開挖作業坑，開挖深度1.9 m～2.2 m，坑底尺寸2 m×2 m，放坡比1∶0.75，同時挖設逃生通道。如圖 1所示。

圖 1 作業坑開挖平面、剖面示意圖

（2）防腐專業人員使用刮刀去除管道表面防腐層，使用角磨機和砂紙將管道打磨出金屬光澤。通過鋁熱焊接方式將固態去耦合器內管道線在管道上方12點鐘方向進行點焊。

（3）使用黏彈體纏繞管道裸露處進行保護，使用冷纏帶覆蓋在黏彈體上方，用噴燈加熱烘烤使其與黏彈體黏結牢固。

（4）將固態去耦合器的負極與管道線連接，正極與接地網、鋅帶連接，并將接線處壓緊固定，采用熱收縮套進行保護。

（5）素土回填作業坑，將固態去耦合器立在管道正上方，用水泥澆筑基礎墩，用地腳螺栓固定。

2  鋁熱焊接作業要點

鋁熱焊接作業是固態去耦合器安裝的關鍵步驟，其質量直接影響防護工程施工效果。在焊接完成后應對焊點外觀、接頭強度和接頭電阻進行驗收測試，保證焊點無缺損，接頭完整，人工揪拉時接頭無松動無損壞，能正常測量管地電位且測量值誤差在允許范圍內。焊接注意事項有以下幾個方面。

（1）焊劑儲存環境干燥、通風、室溫不高于50℃，遠離明火和高溫熱源。操作環境要通風良好，周邊5 m范圍內沒有易燃易爆物品。

（2）防止或驅除模具、焊粉及被焊管道表面水汽是重要步驟。被焊管道表面塵土、氧化物或其他附著物必須清除，否則焊接后的焊點導電性能與機械性能將受到影響。管道表面清理干凈后，應用超聲波測量管壁厚度，如果壁厚小于公稱壁厚的90%或存在夾層、點蝕坑時，不能進行鋁熱焊作業。

（3）管道壁厚小于3.0 mm，應用夾具或釬焊進行導線連接；管道有內襯，或帶壓管道壁厚小于3.18 mm時，不能使用鋁熱焊連接導線。

（4）焊接位置距離環焊縫間距大于200 mm，距離縱焊縫間距大于4 mm，避免在三通或彎頭處進行焊接。兩個焊點之間的間距應大于100 mm。同一位置只能焊接一次，如果第一次焊接失敗，應將焊接材料全部清理干凈后換一個位置再進行第二次焊接。

（5）實施鋁熱焊時，管內允許壓力按式（1）計算。

Pp=2S（T－1.59）×0.5/D     （1）

式中Pp焊接時允許的管內壓力，MPa；S管材最小屈服應力，MPa；D管道公稱外徑，mm；T管道公稱壁厚，mm。

3  結語

為驗證防護工程效果，現場在受影響管段安裝了19個智能測試樁以監測相關數據，智能測試樁運行記錄顯示交流干擾電壓在4 V以內，符合國標規范。由于現場很難對管道遭受強電沖擊和故障電流的情形進行模擬，防護工程對此是否有效，需要以后進一步驗證。

參考文獻：

[1]胡先茂. 交流電氣化鐵路對埋地油氣管道的電磁干擾與防護[J]. 科技創業月刊，2015，28(24)：126-127.

[2]付龍海，李業旭. 高壓輸電線路共用走廊的電磁干擾及防護分析[J]. 電氣應用，2010(13)：72-76.

[3]李廣澤，劉加濱，張書麗，等. 某輸氣管道交流干擾規律及排流治理方案研究[J]. 材料保護，2020(4)：168-172.

作者簡介：杜世聰，1994年生，碩士，助理工程師，分公司管道工程師，主要從事管道管理工作。聯系方式：13393283662，1148952816@qq.com。