阴极保护专题：埋地钢制管道【交流干扰保护措施】

1、交流干扰防护措施1.1一般规定1.1.1防护措施设计应根据调查与测试的结果，对下列各项进行预测...

1、交流干扰防护措施

1.1 一般规定

1.1.1 防护措施设计应根据调查与测试的结果，对下列各项进行预测和评估：

1 干扰源在正常运行状态下对管道的交流腐蚀；

2 故障情况或雷电状态下对管道防腐层和金属本体、阴极保护设备和干扰防护设施的损伤；

3 操作和维护人员及公众的接触安全等影响。

1.1.2 对存在交流干扰的管道，在阴极保护系统设计中应给予更大的保护电流密度；在运行调试中应使管道保护电位（相对于CSE，消除IR降后）比阴极保护准则电位（一般土壤环境中-850mV，在厌氧菌或硫酸盐还原菌及其它有害菌土壤环境中-950mV）更负。

1.1.3 在同一条或同一系统的管道中，根据实际情况可采用一种或多种防护措施；但所有干扰防护措施均不得对管道阴极保护的有效性造成不利影响。

1.1.4 管道与输电线路杆塔、通信铁塔等及其接地装置间应尽可能地保证足够的安全距离。在路径受限地区难以满足安全距离时，应采取故障屏蔽、接地、隔离等防护措施；宜根据工程实际情况，在分析计算的基础上进行管道安全评估。

1.1.5 埋地管道与高压交流输电线路的距离宜符合下列要求：

1 在开阔地区，埋地管道与高压交流输电线路杆塔基脚间控制的最小距离宜不小于杆塔高度；

2 在路径受限地区，埋地管道与交流输电系统的各种接地装置之间的最小水平距离一般情况下不宜小于表5.1.5的规定。在采取故障屏蔽、接地、隔离等防护措施后，表5.1.5规定的距离可适当减小。

1.1.6 管道与110kV及以上高压交流输电线路的交叉角度不宜小于55°。在不能满足要求时，宜根据工程实际情况进行管道安全评估，结合防护措施，交叉角度可适当减小。

1.1.7 阴极保护设备应配有雷电和电涌保护装置。

1.1.8 应仔细检查交流干扰防护设施的所有永久性电缆连接件，确保连接点具有良好的机械强度和导电性，并在回填前做好防腐密封。

1.1.9 所有交流干扰防护设施的安装中，应首先把接地电缆连接到接地极上，然后再连接到受干扰的管道上。拆下的顺序相反，连接接地极的一端应最后拆卸。操作中应使用适当的绝缘工具或绝缘手套来减少电击危险。

1.2 故障和雷电干扰的防护措施

1.2.1 故障屏蔽

1 在管道邻近架空输电线路杆塔、变电站或通讯铁塔、大型建筑的接地体的局部位置处，可沿管道平行敷设一根或多根浅埋接地线作屏蔽体，减轻在电力故障或雷电情况下，强电冲击对管道防腐层或金属本体的影响；

2 屏蔽线宜通过固态去耦合器与受影响的管道连接且连接点不少于两处。

1.2.2 集中接地

1 在进、出工艺站场、监控阀室的管道上或监视阀室安装有绝缘接头的放空管等位置处，宜设置集中接地，减轻在电力故障或雷电情况下，强电冲击对管道辅助设施、阴极保护设备和线路管道防腐层的影响；

2 集中接地可利用就近的管道系统共用接地网接地。在需单独设置接地的位置，应根据现场环境条件接地体采用浅埋或深埋方式；

3 接地体宜通过去耦隔直装置与受影响的管道连接。

1.2.3 接地垫

1 在操作人员与管道辅助设施（如阀门、阴极保护检测装置）接触区域内可能存在危险的接触电压和跨步电压时，可采用接地垫，避免接触电压和跨步电压对操作人员的危害；

2 接地垫面积应足够大，并尽量靠近地面安装；

3 接地垫与受影响的构筑物连接点应不少于两处，可通过去耦隔直装置连接，以减轻阴极保护屏蔽、电偶腐蚀，以及对阴极保护同步瞬间断电测量的不利影响；

4 接地垫上方宜铺一层干净的、排水良好的砾石层，砾石层的厚度不应小于8cm，砾石粒径不小于1.3cm。

1.2.4 固态去耦合器、极化电池、接地电池及其他装置

1 在受强脉冲和过高感应交流电压影响的管道和适当的接地装置之间，可装设固态去耦合器、极化电池、接地电池或其他装置，以有效隔离阴极保护电流，将管道瞬间干扰电压降到容许值以下；

2 当使用固态去耦合器、极化电池、接地电池以及其他装置时，应当正确选择其规格、位置、连接方式，并能安全承载最大冲击电流。

1.2.5 管道与防护装置和接地装置连接电缆的截面积应与泄放电流强度相匹配，宜采用35mm2的多股铜芯电缆，电缆敷设应当尽可能的短直。

1.3 持续干扰的防护措施

1.3.1 可采取在长距离干扰管段的适当部位设置绝缘接头的分段隔离措施，将与交流干扰源相邻的管段与其他管段电隔离，以简化防护措施。

1.3.2 在进行持续干扰防护措施的设计时，应根据调查与测试结果的分析，结合对阴极保护效果的影响等因素，选定适用的接地方式。持续干扰防护常用的接地方式的安装示意图、特点和适用范围见表5.3.2。

1.3.3 接地点的设置应根据详细测试或计算结果分析确定，通常情况下，可按下述条件综合确定:

1 相互位置条件

1) 被干扰管道首、末端；

2) 管道接近或离开干扰源处；

3) 管道与干扰源距离最小的点；

4）管道与干扰源距离发生突变的点；

5）管道穿越干扰源处。

2 技术条件

1) 交流电流密度较大的点；

2) 管道交流干扰电压较高、且持续时间较长的点；

3) 高压输电线导线换位处；

4）土壤电阻率低，便于接地体设置的场所。

1.3.4 干扰防护设施中所有的连接点应安全可靠；所有电缆、连接件和装置部件等应能承受预期的最大冲击或故障电流。

1.3.5 在存在直流杂散电流影响的管段进行持续交流干扰防护时，宜采用去耦隔直装置。去耦隔直装置的直流反向启动电压必须高于管道可能出现的对地负向直流电压。

2、防护系统的调整及效果评价

2.1 防护系统的调整

2.1.1 交流干扰防护工程安装完毕后，应立即投入试运行，并进行全面综合调整，使防护系统达到最佳效果。

2.1.2 防护系统的调整，可采用以下措施：

1 改变防护接地点位置，或增设防护接地点及其设施；

2 分段隔离措施。绝缘接头两端应跨接去耦隔直装置或避雷器等防电涌装置。

2.2 防护效果评价

2.2.1 防护效果的评价应符合以下原则：

1 防护效果的评价点应包括防护接地点、检查片安装点、干扰缓解较大的点、干扰缓解较小的点，其它评定点可根据实际情况选择；

2 在测取干扰防护措施实施前、后参数时，应统一测量点、测定时间段、读数时间间隔、测量方法和仪表设备。

2.2.2 防护效果应达到如下要求：

1 在土壤电阻率≤25Ω•m的地方，管道交流干扰电压低于4V；在土壤电阻率＞25Ω•m的地方，交流电流密度小于60A/m2；

2 在安装阴极保护电源设备、电位远传设备及测试桩位置处，管道上的持续干扰电压和瞬间干扰电压应低于相应设备所能承受的抗工频干扰电压和抗电强度指标，并满足安全接触电压的要求。

3、管道安装中的干扰防护

3.0.1 邻近交流输电系统的管道在施工期间应指定专人负责电气安全。安全负责人应熟悉输电线路对管道的电磁影响及其防护的规定。

3.0.2 管道施工开始前，宜与邻近干扰源方的主管部门商议，共同制定适当的施工程序，保证管道施工安全顺利进行。

3.0.3 在进行与交流干扰区域内管道接触的任何作业前，应进行管道交流干扰电压的测量。

3.0.4 在交流干扰区域内进行管道施工时，应符合下列要求：

1 长度为300m与大地绝缘的管段两端应装设临时接地极；长度超过300m与大地绝缘的管段，应由一端开始，每隔300m装设单独的临时接地极。接地极接地电阻应小于30Ω。

2 临时接地极可以是接地棒、裸露的套管或其它适宜的金属接地体，但不得与邻近的输电线路接地极相连。

3 临时接地极与管道的连接线应采用截面积不小于10mm2多股铜芯导线，各连接点应具有良好的机械强度和导电性。

4 所有临时接地极应保持到管道回填，如无特殊要求，回填时应予以拆除。

3.0.5 当车辆及其它施工设备在输电线路附近工作时，应遵守现行电气安全规程。金属工棚或拖车应接地。

4、运行与管理

4.1 检查与测量

4.1.1 交流干扰防护系统的常规功能性检测内容及周期，按表8.1.1的规定进行，以确认防护系统是否运行正常，防护效果是否符合指标要求。

4.1.2 应对检查与测量所得的数据和所发现情况进行分析，进而指出可能存在的异常以及改进措施，说明对管道状况进行更详细评价的必要性。

4.1.3 当干扰环境发生较大改变时，应及时进行各项调查，对防护设施进行调整或改进防护措施。当防护设备主要元件进行维修或更换后，应进行接地点管地交流电位的24h连续测试。

4.2 开挖调查

4.2.1 在可能存在交流腐蚀的管段，宜定期对管道或腐蚀检查片进行开挖调查，以对交流腐蚀进行确认。对检查片的开挖调查宜在埋设12个月后进行，交流腐蚀的识别见附录B。

4.2.2 管道开挖检测应符合国家现行标准《钢质管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》SY/T0087.1-1的有关规定。检查片的制备、腐蚀产物清除和腐蚀速率计算按国家现行标准《埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法》SY/T0029的有关规定执行。

4.3 安全管理

4.3.1 处于输电线路、电气化铁路及其接地体附近的管道应加强管理，防止对管道维护人员的伤害。

4.3.2 交流干扰防护设施和阴极保护设施应设置警示标志。

4.3.3 掌握邻近高压输电系统、交流牵引系统的主要电气参数及防护措施的现状。

4.3.4 在管道检修期内或开挖管道、接触管道的各种作业时，应与电力或铁路部门加强联系，并指定有经验人员随时监护，避免发生电击危害。

4.3.5 在进行干扰测试和防护设施维护及其它防护作业时的安全守则应符合国家现行标准《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T 21246的有关规定。

4.3.6 雷雨期间，不得进行交流干扰电参数测试或类似性质的工作。

4.3.7 站在接地垫上的操作、维护人员和接地垫以外人员之间，不得传递金属器具。

文章来源：北京昊华寰宇防腐工程有限公司整理