管道交流电磁干扰与防护措施优化.ppt

管道交流电磁干扰 与防护措施优化 2013年5月 孙魁 魏金生：江汉油田勘察设计研究院 谢辉春： 国网电力科学研究院 汇报提纲 汇报提纲： 1. 前言 2.管道及输电线路特性参数 3.输电线路对管道电磁干扰规律 4.防护措施优化 5.结语 1、前言 关于交流的腐蚀作用，国外已有上百年研究。虽然其腐蚀机理没有定论，但交流电流会加速金属的腐蚀已成共识。同样电流密度下，交流对于钢铁腐蚀效率相当于直流的1~2%。交流腐蚀实例如下： 1、前言 1、前言 输电线路对管道的干扰以容性耦合、阻性耦合和感性耦合（电磁干扰）三种形式存在。在正常情况下，管道埋地后，容性耦合、阻性耦合干扰非常小，可以忽略不计。电磁干扰是邻近的金属管道因为电力线路导线上的交变电流在其周围空间形成交变的磁场而感应出纵向电动势。由于交变电流长期存在，电磁干扰也长期存在。 随着我国能源工业的发展，高压输电线路、电气化铁路、油气管道建设不断加快。由于地理条件限制，强电线路（高压输电线路和交流电气化铁路）和埋地油气管道近间隔长距离并行，或共用走廊已不可避免，交流对管道的电磁干扰问题不可避免存在。 2、管道及输电线路特性参数 影响输电线路与埋地金属管道间电磁感应水平的影响因素很多，可分为管道特性参数、输电线路特性参数，以及线路与管道间并行接近参数等。 主要采用软件分析的方法进行研究。为方便计算，除了某一变化的参数外，固定其它参数。 2、管道及输电线路特性参数 管道特性参数 50-1000Ω 土壤电阻率 据相关文献 μ0 磁导率 据不同防腐等级选取 102kΩ?m2~0.1kΩ?m2 绝缘电阻率 防腐层 据相关文献 磁导率为636μ0 （μ0为真空磁导率） 磁导率（H/m） 据相关文献 电导率为107 电导率（S/m） 管道 材料 3mm 防腐层厚度 管道轴心到地面距离 1~10m 管道埋深 7.1mm~26mm 壁厚 φ508mm~φ1420mm 管道外径 备 注 典型值 参 数 2、管道及输电线路特性参数 高压输电线路典型线塔 单回路塔型 同塔双回路塔型 2、管道及输电线路特性参数 2、管道及输电线路特性参数 管道与输电线路并行情况A 管道与输电线路并行情况B 管道与输电线路关系 3、输电线路对管道电磁干扰规律 3.1管道特性参数对干扰电压的影响规律 （本研究是配合特高压输电线路技术进行的研究，分析时电流较大） 管径、壁厚、防腐层、管道埋深、土壤电阻率等对干扰电压的影响规律如下： —管道外径增大、埋深增加、土壤电阻率增大时最大管道干扰缓慢减小。 —管道壁厚对最大防腐层电压与管道干扰电压无影响。 —绝缘电阻3kΩ?m2以后，其变化对交流干扰电压影响不大。防腐层质量特差，防腐层绝缘电阻较小时，对干扰电压影响较大。 —在A、B两种管道连接情况下，管道并行段沿线所受干扰的变化规律相似，最大干扰都出现在并行段两端，并行段中间干扰为0。但是管道连接情况B所受稳态干扰电压显著大于连接情况A，相差接近一倍。 3、输电线路对管道电磁干扰规律 3.2输电线路特性参数对干扰电压的影响规律 输电线路的高度、输送电流对干扰电压的影响规律如下： —随着下导线平均高度减小，最大干扰电压缓慢增大。 —高压线路运行电流越大，最大干扰电压越大，两者电压与输电线路稳态运行电流成线性正比关系。 3、输电线路对管道电磁干扰规律 3.3 交叉角度影响： 单回路 同相序 逆相序 3、输电线路对管道电磁干扰规律 —管道与单回或逆向序双回路输电线路交叉，管道所受干扰水平变化率随交叉角度的变化也是先大后小，交叉角度在10°内干扰先急剧增加后急剧降低，随后变化比较平缓。 —同相序交叉角度在10°内干扰先急剧增加后急剧降低 同相序 交叉时干扰电位分布： —单回路和逆相序双回路线路最大管道干扰电压出现在管道交叉处； —同相序时，最小管道接触电势出现在交叉处。随角度增加，干扰电压减小。最大干扰电压出现在交叉处两边500m处。 单回路 逆相序 3、输电线路对管道电磁干扰规律 3.4并行接近参数对管道交流干扰的影响 ——并行长度 单回路 逆相序（单回路42%) 同相序（单回路110%) 3.输电线路对管道电磁干扰规律 优化：并行长度在10km内，干扰电压随平行长度增加而增大，能避开时应尽早避开。 单回路 同相序 逆相序 3、输电线路对管道电磁干扰规律 3.4并行接近参数对管道交流干扰的影响 ——并行间距 选线应避免处于干扰电压急剧变化的区域； 单回路最好＞200m； 双回路最好＞100m。 特别应该避开峰值区，即避免间距接近线高区域。 并行10~40km干扰电位分布规律 干扰电压分布规律 干扰电