交流输电线路对管道腐蚀影响的安全距离研究

摘要：

随着我国经济的高速发展,能源输送网络不断建设完善,在许多地区由于地理位置限制使得高压输电线路和油气管道形成"公共走廊".高压交流输电线路通过电磁感应作用对埋地管道产生交流干扰,当电流从管道防腐层破损点流出时会引发交流腐蚀问题.实际工程中掌握输电线路与管道的安全距离,就可以从选址阶段进行有效避让,避免后期管道可能受到的干扰问题.针对该问题,首先确定了交流腐蚀的安全指标,然后利用数值模拟技术建立了交流输电线路对埋地管道交流干扰模型,计算研究了典型的土壤电阻率、防腐层、输电线路等级、输电系统不平衡度、管径情况下的输电线路与管道的安全距离.结果表明:输电线路电压等级越高,需要的安全距离越大.对于220 kV及以下高压交流输电线路(单相电流小于1000 A),当其与管道间距大于868 m时,管道所受交流腐蚀风险可以忽略.并行长度越长,需要的安全距离越大.当并行长度大于40 km时,安全距离变化不大.土壤电阻率、管道防腐层以及输电线路等级对安全距离影响比较明显.土壤电阻率越低,所需的安全距离越大,因此当管道处于农田土或者盐碱土中时,需要更大的安全距离.管道防腐层质量越好,需要的安全距离也越大,因此3PE防腐层需要更大的安全距离.输电系统不平衡度对安全距离影响较小,这表明对于临近安全距离的管道,其交流干扰的主要来源是相线之间位置差异,而不是电流的不平衡性.管道直径对于安全距离的影响也比较小,这是因为管道的纵向阻抗相比于泄漏阻抗要低很多,也就导致其对纵向电场的累积效果影响不大,因此对安全距离影响较小.在此基础上建立了安全距离图谱和评价方法,并将该方法应用于某实际管道的交流干扰分析,结果显示根据安全距离可以很好地判断管道的干扰风险.本研究成果为新建管道与输电线路避让提供了方法和参考依据.

关键词：安全距离;交流干扰;电磁感应;输电线路;管道腐蚀

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资助基金：国家自然基金青年基金;中国博士后科学基金;中国石油大学北京科研基金

在线出版日期：2022-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：638-647