接地极单极大地回路电流运行对天然气管道的影响

在高压直流输电线路进行调试或发生故障的情况下,直流输电系统采用单极大地回路电流运行方式,接地极有几千安培的电流流入、流出,会对周围金属结构物造成直流杂散电流干扰。以鱼龙岭接地极单极大地回路运行为例,在不同接地极入地电流下,测试受干扰管道不同位置的电位分布和变化,分析广东省天然气管网一期天然气管道的受干扰情况,同时测试采取措施后干扰电位的变化,分析缓解措施的效果。通过电位分析,得到接地极入地电流对管道的影响规律:管道的干扰电位和接地极的入地电流成正比关系;管道受到干扰时,管道极化电位明显超过标准要求,管道存在腐蚀和氢脆的风险,同时绝缘接头位置为风险点;在高压直流输电线路单极大地回路运行时,管道干扰电压达到140.5 V,管道存在人员和设备风险;采用站内接地网作为缓解措施,对连接点位置管道受干扰程度有明显缓解作用,而对远离接地网的连接点位置管道有负面影响作用。     

高压直流输电接地流对油气管道干扰及腐蚀规律数值模拟

随着长距离输电工程的发展，杂散电流引起的埋地油气管道电化学腐蚀日趋严重，其中高压直流（High Voltage Direct Current,HVDC）输电系统的接地流干扰将在管道防腐涂层缺陷处导致严重的电化学腐蚀，威胁管道运行安全。通过COMSOL软件对靠近接地极的埋地管道沿线杂散电流密度分布进行模拟分析，研究各干扰参数（管道与HVDC系统电缆夹角、接地流、土壤电导率、与接地极距离、管道半径）对管道沿线杂散电流密度分布及干扰腐蚀的影响规律。结果表明：管道与任一接地极距离小于5 km时，干扰腐蚀显著增强；管道与电缆夹角为0°时，干扰腐蚀最为严重；其余参数对管道干扰腐蚀均具有较大影响。研究结果可为管道干扰防护及维修检测提供理论依据与参考。（图7，表2，参21）     

高压直流接地极对埋地管道腐蚀的影响和管控思考

高压直流输电、油气长输管道建设促进了全国范围内的能源优化配置,但高压直流接地极放电对埋地管道的强直流干扰问题应该引起足够关注。为进一步加强相关风险管控,回顾中国高压直流输电网的发展历程,对高压直流接地极放电影响管道的典型特点进行分析,结合当前实际提出后续风险管控的发展方向。研究结果表明:邻近油气长输管道路由的高压直流输电线路和接地极对管道的影响具有干扰时间不确定、干扰机理复杂、干扰程度大及缓解困难的特点,是管道当前面临的突出安全风险。高压直流输电网调试或故障运行过程中,接地极单极放电会加速管道腐蚀。后续应从加强沟通协调和联合测试,深化腐蚀机理和规律研究,采取综合治理措施等方面提升检测、研究及治理水平,全方位保障国家能源通道的安全稳定。     

采油井配电箱漏电导致管道腐蚀泄漏案例

针对某油田采油外输管道频繁腐蚀泄漏,且腐蚀速率远远超出正常范围的问题,通过对管道材质、土壤腐蚀性及杂散电流干扰的调查分析,最终确定管道快速腐蚀泄漏是由于直流杂散电流干扰导致的。在对形成干扰的配电箱进行整改后,消除了杂散电流干扰导致管道外腐蚀的现象。通过案例分析表明:当管道发生快速腐蚀泄漏时,应首先排查是否存在杂散电流干扰;当发现电气设备零线带电时,应测试管道对地电位,评价管道是否受到杂散电流干扰,及时消除隐患。(图8,表2,参20)     

利此亚西部管道阴极保护技术

利比亚西部管道平行敷设两条不同管径的原油管道和天然气管道,通过对其阴极保护系统的预试运,发现管道的电位出现异常的波动,且波动幅度超过了允许范围,管道可能存在杂散电流的干扰。通过对管道正常运行下的IR降、全线保护电位以及同步电位和交流干扰进行测试分析,成功地解决了管道阳极接地电阻问题、无电地区的电源问题以及杂散电流干扰问题、使该管道阴极保护参数处于理想状态。     

对管道直流杂散电流干扰腐蚀的防治方法

通过对大连金州石棉矿区地下穿越管道段泄漏事故的分析，发现直流杂散电流的干扰是造成管道腐蚀穿孔的主要原因。为提高管道抗直流杂散电流干扰腐蚀的能力，对管道逐步实施了初步治理和综合治理，并对管道治理后的实际防护效果进行了比较分析，结果表明，根据直流杂散电流干扰腐蚀管道的不同程度，对管道防腐层的等级结构应进行相应改造，使排流设施布局更趋合理的综合治理可有效阻止直流杂散电流对管道的干扰腐蚀。     

范县阴极保护站改造工作实例

因受杂散电流干扰,中沧输气管道部分区段阴极保护效果低于正常要求.分析了埋地高压电缆是杂散电流产生的主要原因及杂散电流对阴极保护设备形成干扰的机理,指出运用连续可调高阻抗电位器对KSW-D型恒电位仪阴极的分压作用可以屏蔽杂散电流的干扰.在安装连续可调高阻抗电位器后,消除了中沧输气管道部分区段阴极保护效果低于正常要求的现象.     

新大管道杂散电流干扰影响研究

针对新大管道受到来自轻轨铁路及交流高压线路等杂散电流的干扰可能导致的腐蚀穿孔问题,进行了研究分析,并对其主要干扰源相关数据进行了测试分析,采取了有针对性的排流防护措施。实践表明,管道保护电位达到正常值,直流排流保护效果满足相关标准要求。     

日东管道杂散电流干扰检测与防护

日东管道多处与高压线并行、交叉以及与电气化铁路交叉,面临较大的杂散电流干扰腐蚀风险。使用SCM杂散电流测试仪对日东管道进行检测,结果表明:高压线产生的杂散电流对管道产生很大的干扰,当高压线路与管道夹角和高压线路输出电压分别相同时,随着高压线路与管道距离的增长,高压线路对管道的影响程度呈降低趋势;管道与电气化铁路交叉处亦存在很大的杂散电流干扰。基于此,提出管道铺设应避开高压线路和电气化铁路或保持安全距离,分析了不同排流保护方法的优缺点,并提到极性排流和负电位排流相结合的方式,指出不同管道应根据实际情况选用适宜的排流方法。     

基于SMS无线通信的直流输电接地极监测装置研究

本文采用开环穿芯式霍尔传感器采集接地极上的电流,利用CYB500D系列水位水温传感器采集水深水位信息,经过屏蔽导线送入在线监测装置,采用分段线性插值法对测量误差进行补偿,提高了装置的测量精度。测试结果表明,监测装置的整体性能能够满足接地极在线监测的要求,可以为直流输电系统运行方式判断和接地极工作状态提供重要可靠的数据依据,具有实际的应用价值。     

短路故障下输电线路接地网对埋地管道的影响

为了研究输电线路故障运行时,接地点短路电流对管道的电磁干扰程度,利用防雷接地分析软件CDEGS建立了输电线路杆塔接地网与埋地管道模型,计算分析了不同短路电流幅值、土壤电阻率、管道间距下管道冲击电压的变化规律。提出了两种新型管道防护措施:①通过改变#形和方框射线形接地网形状参数,计算分析了管道冲击电压的变化规律,其表明接地网形状对接地电阻影响很大,接地电阻越大,管道冲击电压越小;②沿管道敷设非金属屏蔽线(柔性石墨复合接地材料),对管道进行过电压防护,可以有效降低管道冲击电压,对管道起到保护作用。研究结果可为油气管道设计施工及安全防护提供参考。     

杂散电流对长输油气管道的危害及其检测

分析了杂散电流的特点及腐蚀原理,指出杂散电流是导致长输油气管道腐蚀泄漏的主要原因。介绍了杂散电流检测仪的基本操作及数据采集,研究了杂散电流干扰的检测方法。通过现场检验和后处理软件对采集的数据进行了分析,获得了管道周围杂散电流干扰数据。将检测数据与管道开挖数据进行了对照,结果验证了杂散电流的危害性和检验的有效性。     

油库杂散电的防护指标

强电输电线路及发配电、变电站接地系统对长输管道将产生杂散电干扰，对此许多国家已制定了有关防护标准。强电对石油库设备设施干扰影响的防护对策也有了基本成熟的做法，但国内外有关专门的防护标准尚未出台，尤其是系统的防护的技术指标。针对油库设备设施所处库区不同爆炸危险场所的特点，结合对某油库电气化铁路干扰防护的做法，参照国内外防爆电气、工业电、长输管道及石油库建设等方面相关标准及资料，提出了电压（位）电流类     

油库杂散电流的防护

油库由于电气化铁路、僵油管道采用阴极保护,从而生产杂散电流,在油库设备设施上产生电位差,当进行卸油作业、检修管道时易产生火花,引燃混合气,妆生火灾爆炸事故,因此,对油库容易出现杂散电流的场地和有易燃混合气存在的地方采取了以下防护措施：（１）对油库进行分区治理、绝缘隔离;（２）对电气化铁路在进库前采用绝缘轨缝、安装回流开关控制系统以保证取送油罐车时的正常作业;（３）尖油库铁路专用线的钢轨、鹤管、输油     

油气管道焊接动火作业中杂散电流的防范

油气管道焊接动火作业产生的电流较大,防护或操作不当极易引发火灾、爆炸事故。建立了油气管道电焊动火中管内杂散电流分布的理论模型,将管道划分为N个单元,利用节点电压法给出关于各节点电压的N阶三对角方程组,利用追赶法求解管/地电压分布和管内杂散电流值,并验证计算结果对所取空间步长的收敛性。利用该模型研究了油气管道电焊动火作业中管内杂散电流的主要影响因素,包括绝缘盲板的安装位置、管/地过渡电阻、焊接主回路接触电阻、管道接地保护的设置以及相连容器的位置等,并基于研究结论提出防范措施,可为油气管道焊接动火作业中杂散电流的防范提供指导。     

阴极保护电位智能采集系统应用现状与展望

中国正处于油气管道的大发展时期,这既是重大机遇,同时也对提高管道运营水平提出了挑战。阴极保护电位智能采集系统是阴极保护监检测的有效工具,其由埋地传感器、终端采集仪、软件系统等部分构成。目前,该系统已在中国主要管道公司应用,实现了阴极保护参数的实时远程监测,但也存在运行故障率高、数据管理平台兼容性低、分析评价软件算法简单等问题。回顾了阴极保护电位智能采集系统的发展历程,包括硬件开发、软件开发、现场应用等情况,总结了当前实际应用中遇到的问题,并从提高标准化水平、提高可靠性、解决热点问题、助力智能管道建设等方面进行了展望。后续应加大采集系统可靠性和标准化的研究力度,不断拓宽其应用领域,为智能管道建设提供技术支持。     

山地油气管道智能化建设实践与展望

西南山地油气管道的建设与运行管理存在地质变化复杂、人员活动活跃“两大风险”,同时还有法律法规标准适用性不强、建设及管理成本预算低、山地油气管道技术缺乏“三大问题”,使得管道管理的系统性风险高、安全管控难度大。通过系统分析山地油气管道工程特征及管控难点,提出依托数字化、智能化来解决风险的不可知与不可控、管控体系效能不够高的两大制约因素。结合山地管道公司业务实际情况,提出了以“五纵两横、两大体系”为核心的数字化转型总体思路,形成了山地管道智能化运行从数据感知、数据传输、数据存储及标准化、应用与决策优化到智能逻辑控制的完整技术路线,提高了山地管道风险管控能力及管控效率。系统阐述了山地油气管道智能化建设基础支撑层(两大体系)、具体应用层(五纵)、平台集成层(两横)的建设实践与成果,并提出了未来的发展建议。     

管道的完整性评价技术

目前我国油气管道大都进入“老龄期”,各种事故呈上升趋势。为了保证管道的安全、平稳运行,管道的完整性评价技术研究亟待开展。从定量分析管道的安全性出发,介绍了国内外管道完整性评价技术的研究现状,针对我国现役管道的实际情况,提出了“现役管道完整性”的概念和完整性评价技术的主要内容及目的,简述了国内外管道完整性评价技术今后的研究重点和发展趋势。