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输电线路对管道电磁干扰的排流措施优化

文档作者：孙魁张功亚2 谢辉春文档来源： 1．江汉石油管理局勘察设计研究院；2．江汉石油管理局农林处；3．中国国家电网科学研究院		点击数：	更新时间： 2024年07月01日
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上一篇：输电线路对环境的影响及措施研究

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第20卷第2期 江汉石 油科技
2010年6月 JIANGHAN PETROLEUM SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vo1．20 No．2
Jun．2010
输电线路对管道电磁干扰的排流措施优化
孙魁 张功亚2 谢辉春
(1．江汉石油管理局勘察设计研究院；2．江汉石油管理局农林处；3．中国国家电网科学研究院)
摘要结合输电线路对管道电磁干扰的电位分布规律，对交流干扰的防护措施的排流点设
置进行了优化。根据其优化结果，对接地体进行了改进。利用CDEGS软件分析比较了排流措施优
化前后的排流效果。并对今后排流工程提出了相应的改进意见。
关键词管道电磁干扰排流优化方案
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)3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，从而在邻近的金
属管道感应出纵向电动势(如图1)。由于交变电流
长期存在，电磁干扰也长期存在。
输电线路
图1 电磁干扰示意图
增加管道和强电线路的间距或改变线路走向可
减小电磁干扰。实际工程中，由于地域条件限制，不
可避免地在某些地段会有管道与强电线路近距离并
行或斜接近，必须采用相应的措施降低电磁干扰。
1 排流措施优化效果分析
1．1 排流点优化
电磁干扰的防护主要采用排流法。一般在平行
段沿途设置排流装置，或通过现场测试，发现存在交
流干扰，再在相应的位置地点设置排流装置。
接地排流就是将管线与一个或多个接地体相
连，管道上产生的干扰电流通过接地体流人地下排
除。接地极通常使用棒状牺牲阳极，材料通常用锌
合金、镁合金等。
以qbl016mmxl4．6的3PE管道为例，管道与线
路间距50m，输电线路超高压单回路，运行电流
3kA。在并行段前、后的管道为不受输电线路的影
响而延伸至远处。通过研究，发现输电线路与管道
平行时的，不同并行长度的管道干扰电位的分布规
律如图2。
由于线路正常运行时，管道并行段干扰电压呈
“u”型分布，最大干扰电压出现在并行段端点，干扰
电为变化主要集中在两端5km内。因此，以3PE管
道与高压时电线路并行20km，运行电流1kA为例，
利用SESTECH公司的CDEGS软件分析了输电线路
正常运行时，每1km设置一组排流接地极和只在端
点处采取接地排流措施的排流效果。接地排流电极
采用棒状锌阳极锌阳极长度1m，直径0．12m，每支
问距5m。并比较了在不同土壤电阻率时的排流效
果。比较结果见表1。
从表1可以看出：接地排流装置的接地电阻对
其交流干扰防护效果影响较大，接地电阻越小，排流
效果越好。仅在管道干扰最严重的端点附近布置一
组接地排流装置与沿线布置效果相差10％左右。
说明在并行段两端各5km内布置多组接地体，即可
达到预期的排流效果，不必在管道并行段沿线设置
排流装置。
由于电磁干扰的电位积累主要在并行段两端，
第一作者简介孙魁：1987年毕业于华中科技大学
化学系，高级工程师，现主要从事金属腐蚀与防护研究工作。
第2期 孙魁等：输电线路对管道电磁干扰的排流措施优化 ·75·
— — 一并行10tra
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图2 并行长度为10kin～40km的管道沿线接触电势分布
表1 接地排流措施的效果比较(每lkm设置一组)
排流点应设置在两个端点之间。并行后延伸部位干
扰电压变化关系为：V。=V。e一。在并行段端点之后
排流，可以降低端点的最高干扰电压和整体干扰电
压，但不是直接作用于干扰电压积累段，因此排流远
效果低于在并行段端点之前。交流干扰排流采用现
场测试，发现存在交流干扰，再排流时，可能排流点
设置在并行段端点之外，达不到预期效果。
1．2 接地体优化
目前，国外比较流行采用电位梯度控制线(Gra—
dient Control wire)，控制电阻耦合。电位梯度控制
线一般采用锌作为梯度控制线材料，中心为钢芯，沿
并行段在管沟底部分别在管道两侧并行铺设多条
(或一条)锌控制线。通过连接电缆每隔一定间距
(一般100～300m)将锌线与管道钢质本体相连。
由于接地排流装置的接地电阻对其交流干扰防护效
果影响较大，接地电阻越小，排流效果越好。考虑到
电位梯度控制线也是牺牲阳极，长的电位梯度控制
线电阻较小，因此分析了采用电位梯度线作为接地
体排流的排流效果。梯度控制线采用25．4x31．75
rain的带状锌阳极，其它参数同上。除了考虑沿并
行段全长布置梯度控制线外，也考虑了仅在并行段
两端点各布置lkm的梯度控制线，每250m与管道
连接一次。如图3。
电缆
管道
图3 电位梯度控制线安装图
(下转第78页)
· 78· 江汉石油科技 第20卷
进行修正。但如果是能配套使用棱镜的话，那么不
妨把加常数看成棱镜常数的修正值，而棱镜常数的
改正在全站仪里有方便的程序可以调用，这样就解
决了加常数的修正的问题。
2．4 进行长距离测量时应对气象常数进行修正
由于气象参数(温度、气压)的变化，对于测距
误差来说是一个比例误差，随距离增大而增大，因此
当所测距离较大时，有必要在仪器中对气象参数进
行修改。温度、气压对测距的影响比较大，必须实地
测定。各种型号仪器气象改正参数不尽相同，规定
的标准气象条件也不一样。以TC1800为例说明温
度、气压变化对测距结果的影响。厂家设定的仪器
标准温度为12~C，气压101．3Pa，此时气象改正值为
0。表2为TC2003仪器在距离1km时，温度、气压
对测距结果的影响。实地测定温度、气压有一定困
难，可将工区大概气象参数输入仪器中，参数越精
确，测距精度越高。
(上接第75页)
3 结束语
在野外勘探测量中，为了提高全站仪的测距精
度，在实际测距时应该做到：一是将工作地当时的大
气压和温度测定好后输入到仪器中，目的是消除仪
器乘常数产生的误差；二是选择相同常数的棱镜
(指棱镜常数相同，或在仪器中设置成和棱镜常数
相同的常数)，目的是为了消除仪器加常数产生的
误差；三是测量前应将仪器精确整平并进行指标差
检校后使用
参考文献
1 刘闽．电磁波测距原理[M]．北京：测绘出版社，1983
2 杨德膦．红外测距仪原理及检测[M]．北京：测绘出版社，
1989
3 光电测距仪检定规程[sJ．JJG703—2003．
4 全站型电子速测仪检定规程[s]．JJG0100—2003．
表2 不同土壤电阻率下接地排流措施的效果
(编辑汪孝芝)
由表2结果看出：电位梯度控制线排流规律与
牺牲阳极接地排流装置结果类似，埋设l km电位梯
度线排流效果远远高于采用多组多只牺牲阳极的排
流效果。分析电位梯度控制线排流效果好的原因，
认为除了由于电位梯度控制线长度大，接地电阻小
外，另外就是于电位梯度控制线多处与管道连接，相
当于在管道上设置了多个低接地电阻的接地体进行
排流。
在排流工程中，高土壤电阻率地区，管线如果与
特高压输电线路长距离并行，可能产生较高的干扰
电压，采用一般的排流措施难以将干扰电压降至标
准要求。可采用类似电位梯度线的排流装置，进行
排流。并可根据具体情况，调整其与管道连接的间
距。
3 结束语
输电线路与管道并行时，接地排流装置应设在
干扰电压较高的并行段两端各5km内，接地体的接
地电阻越小、排流点越多，排流效果越好。采用电位
梯度控制线排流具有很好的排流效果，特别是土壤
电阻率较高的管道，效果更明显。可根据具体情况
调整电位梯度控制线的长度，和连接点的间距，确保
排流效果。
参考文献
I W．V．贝克曼，w．施文克，w．普林兹著．胡士信，王向农
译．阴极保护手册一电化学保护的理论与实践[M]．北
京：化学工业出版社，2005．

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