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交直流杂散电流防护

交流和直流杂散电流防护与治理
石油、天然气和水管道、地上储罐、电厂、能源设施、深井和其他基础设施可能会受到各种第三方来源造成的干扰。交流和直流干扰的来源包括其他阴极保护系统、直流铁路系统、架空电力线和工业操作。杂散电流会对结构性造成严重损害。专业的交流/直流干扰检测、评估和缓解可以防止加速腐蚀和避免安全隐患。
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一、杂散电流的产生及危害

杂散电流为设计的或规定的回路以外流动的电流,杂散电流也不是同一结构物上阴、阳极间形成的电偶腐蚀电流。

杂散电流可以分为:

●动态杂散电流—直流输电系统、焊接、 采矿操作、电力线、 工厂车间、 大地电流等;

静态杂散电流—高压直流电的接地板、其他阴极保护系统等。

也可以划分为:

直流杂散电流—直流电⽓化铁路、直流电解系统、直流电焊系统、其他管道外加的阴极保护系统等;

交流杂散电流—交流电⽓化铁路,⾼压交流输电线路等。

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二、杂散电流的测试与判定

(1)直流杂散电流测试与判定

1)设计阶段

管道拟经两侧各20m范围内的地电位梯度判断土壤中杂散电流的强弱;

地电位梯度>0.5mV/m,确认存在杂散电流;

地电位梯度≥2.5mV/m,应评估管道敷设后可能受到的直流干扰影响,并根据评估结果预设干扰防护措施。

2)没有实施阴极保护

管地电位相对于自然电位正向或负向偏移超过20mV时,确认存在直流干扰;

管地电位相对于自然电位正向偏移大于或等于100mV时,应及时采取干扰防护措施。

3)已实施阴极保护的管道

当干扰导致管道不满足最小保护电位要求时,应及时采取干扰防护措施。


(2)交流杂散电流测试与判定

1)干扰电压

测量管道上的交流干扰电压不高于4V时,可不采取干扰防护措施;

 当交流干扰电压高于4V时,应采用其他方式进行评估。

2)交流电流密度

对于交流干扰电压高于4V的管道,采用交流电流密度进行判定:

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三、杂散电流的防护措施

(1)极性排流

极性排流是指通过极性排流器将管道和回流体连通,当管道上出现正电位时可把管道中的杂散电流排出,出现负电位时排流器不导通,可防杂散电流的进入。

极性排流装置由固态去耦合器和接地极组成,接地极宜采用ZR型高纯锌带状阳极。

固态去耦合器能有效隔离阴极保护直流电流,同时抑制直流杂散电流反向流入管道,并能排除正常阴极保护电压外的直流杂散电流,对管道上耦合的交流电流具有低阻抗全导通特性,能有效降低感应的管道交流干扰电压。

排流效果的优劣, 除了选择可靠的排流设备外, 接地电阻的控制与接地材料的选择也十分重要,选用锌带阳极,可以提升接地面积,大大降低接地电阻。

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(2)排流装置安装要求

1)对于高压输电线平行交叉处:

①在高压交流输电线路走廊内的管道,20m<管道与750kV输电线路最外侧边导线间距≤50m 的地段,每隔300m设置一个排流防护点;排流防护点位置允许前后有所调整(30 m范围内),尽量设置在附近土壤电阻率比较小的位置;

②在高压交流输电线路走廊内的管道,50m<管道与750kV输电线路最外侧边导线间距≤300m且累计长度超过2km 的管段,每隔500m设置一个排流防护点;排流防护点位置允许前后有所调整(200 m范围内),尽量设置在附近土壤电阻率比较小的位置;

③管道进入或远离输电线路走廊位置处;

2)对于铁路与管道交叉点,距每一个交叉点两边各50 米处设置一个排流点。

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(3)强制排流

当埋地管道位于杂散电流干扰极性交变区(即动态杂散电流),用极性排流都无法将杂散电流排出,这时就可以选用强制排流法。

强制排流法的原理类似于阴极保护技术,选用一个恒电位仪(整流器),可以起到电位控制器的作用。在外部存在电位差的条件下强制进行排流,它的功能就是兼具排流和阴极保护的双重作用,比较经济、有效,所以应用较为广泛。

强制排流装置构成:恒电位仪、辅助阳极、参比电极、接线箱、电缆及相关辅材。

对于城市轨道交通和逆变高压电站引起的杂散电流干扰,凯时尊龙人生就是博公司开发一套新型的强制排流装置,采用太阳能恒电位仪+智能监测一体化设备,特种柔性阳极、复合测试探头组成,可以解决城市空间有限,无法供电等问题。

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