1. 概述

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)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(shí)安裝高壓電線和管道， 管道有時(shí)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(shè)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(fēng)險(xiǎn)越來越大。 管道和交流線路并行通過， 必然會(huì)對(duì)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(yán)重并引起普遍重視。

2. 750KV高壓線交流干擾對(duì)埋地管道的影響

當(dāng)管道與高壓輸電線路長距離平行或斜接近時(shí)， 將產(chǎn)生一個(gè)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(dāng)三相輸電系統(tǒng)中的零序電流不為零時(shí)， 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(yīng)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(huì)造成大地電位上升， 這樣在管道上產(chǎn)生一個(gè)管道相對(duì)接地點(diǎn)的電壓降， 由于750KV輸電線路鐵塔接地極可以運(yùn)載幾百安培或幾千安培的電流流入大地， 在其周圍形成強(qiáng)大的電磁場。 對(duì)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(hù)設(shè)備安全。 ［1］

2.1 對(duì)與管道接觸的工作人員造成電傷害當(dāng)輸油輸氣管道與交流輸電線路接近且輸電線路正常運(yùn)行時(shí)， 線路中工作電流會(huì)通過磁耦合長時(shí)間在管道上產(chǎn)生縱向感應(yīng)電動(dòng)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(duì)地電壓升高。 若該電壓較高， 可能影響施工、 巡護(hù)、 維修或測量人員的正常工作， 當(dāng)交流輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)， 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(huì)敷設(shè)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(dāng)交流輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)， 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(duì)地電壓， 可能擊穿防腐層。

2.3 危害陰極保護(hù)設(shè)備安全

在輸油輸氣管道上設(shè)置陰極保護(hù)設(shè)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(yùn)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(qiáng)制電流陰極保護(hù)的恒電位儀和犧牲陽極陰極保護(hù)的犧牲陽極的正常工作。 例如： 強(qiáng)制電流陰極保護(hù)的KKG-3 型/KKG-3BG型和甘肅輸油分公司所屬戰(zhàn)隊(duì)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(hù)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(diǎn)是設(shè)備比較簡單， 缺點(diǎn)是陰極保護(hù)電流將在接地點(diǎn)入地， 大大縮短保護(hù)距離， 降低保護(hù)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(hù)電流流失， 相當(dāng)大面積的防腐層破壞陰極保護(hù)電流量增加， 以致破壞陰極保護(hù)正常運(yùn)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(fù)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(shí)， Z1導(dǎo)通； 負(fù)半波時(shí)，Z2、 Z3導(dǎo)通， 負(fù)臂節(jié)的壓降為－1.4V， 與管道的陰極保護(hù)電位相近。 其相對(duì)于管道的陰極保護(hù)電位為-1.4-0.5=-1.9V這種排流方法不僅阻止了保護(hù)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(yīng)與保護(hù)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(hù)金屬管道和一種可以提供陰極保護(hù)電流的金屬合金（即犧牲陽極）相連， 使被保護(hù)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(hù)金屬管道與犧牲陽極所形成的大地電池中， 被保護(hù)體為陰極， 犧牲陽極的電位往往負(fù)于被保護(hù)金屬體的電位， 在保護(hù)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(yīng)用在海水、海泥以及原油儲(chǔ)罐污水介質(zhì)中。

4. 結(jié)論

4.1 對(duì)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(yán)重。 尤其當(dāng)高壓輸電線路與埋地輸油管道近距離平行、 交叉時(shí)， 埋地輸油管道中雜散電流比較嚴(yán)重。

4.2 750KV超高壓線產(chǎn)生的雜散電流會(huì)對(duì)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(duì)管道干擾腐蝕的原理和特點(diǎn)， 并有針對(duì)性的采取防治措施， 在實(shí)際工程實(shí)踐中具有指導(dǎo)性的意義。 ◢

參考文獻(xiàn)

［1］ 王俊、 齊文元、 周衛(wèi)國.高壓輸電線路對(duì)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(duì)管道的影響研究［J］ .防腐技術(shù)， 2010.11.

［3］ 李其生 、 唐明貴 、 孫才華 、 吳曉輝 、薛致遠(yuǎn)、 高強(qiáng).1000 kV特高壓輸電線路對(duì)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(píng)價(jià)［J］ .防腐技術(shù)，

2010.01.

［5］ 閻 順.交流電氣化鐵路雜散電流對(duì)油氣管道的腐蝕與防護(hù)［J］ . 鐵道勘測與設(shè)計(jì) ，

2011.3

《管道保護(hù)》2013 年第 1 期（總第 8 期）