侯利涛

西部管道独山子输油气分公司管道科

 

摘要：为防止阀室内接地网吸收阴极保护电流影响管线阴保效果，阀室内接地与管线通过绝缘卡套、绝缘垫片等措施绝缘。阀室漏电将导致局部管线阴保电位偏正，失去有效阴极保护而存在腐蚀风险。开展了阀室漏电问题排查，通过阀室管道与接地电位、防雷接地极电阻、绝缘性能等测试和分析，判定阀室漏电区域并实施整改，保障阴极保护有效性从而避免管道腐蚀。

关键词：阀室漏电；绝缘；电位；阴极保护

 

油气输送管道防腐一般采用外加电流阴极保护方式，投资小、保护效果好，只要全线阴极保护电位达标就可以保护管道不发生腐蚀。西气东输管道阀室与管道干线并未加装绝缘接头，阀室与管道干线存在电连接。为防止雷击和干扰损坏，阀室内部工艺、自控、电气设备接地较多，管道阴保电流从管道干线到达阀室后，若阀室内部接地设备未与管道做到电绝缘，阴保电流就会沿着管道进入阀室接地系统，导致阀室上下游管道电位偏正，局部管道得不到有效阴极保护而存在腐蚀风险。

1  阀室漏电排查

通过对分公司44座阀室排查，找出具体搭接点或阴保电流流失点，针对每座阀室阴保漏电问题进行整改。气管线阀室检测评价包括：管线及阀室接地电位测量，阀室接地系统测量，绝缘测试，阀室至放空区绝缘接头测量。油管线阀室检测评价包括：确认有无绝缘设施，阀室前、后管道的自然电位，阀室前、后管道的断电电位。

1.1  阀室管道与接地电位测量

（1）电位测试。采用uDL2数据记录仪与阴极保护试片（探头）测试阀室管道与接地网（摘除前和摘除后）通电电位、交流电压、试片瞬间断电电位变化等。将管道、试片、参比电极对应接入uDL2，其自动一次性采集通电电位、断电电位、交流电压和交流电流密度（图 1）。

图 1 UDL2数据记录仪测试示意图

（2）数据分析。①干线极化电位应满足﹣850 mV（CSE）～﹣1200 mV（CSE）；②管道交流电压不高于 4 V 时，可不采取防护措施；对存在持续交流干扰电压大于4 V的区域，应计算其交流干扰电流密度，对交流干扰电压剧烈波动或交流干扰严重管段，进行24 h 交流干扰电压监测。

1.2  防雷接地极检测

分段测试阀室内接闪器、引下线、接地装置的接地电阻，判断接地系统的可靠性及与管道连接的可能性。

（1）接地电阻测试。采用三角形布极法测量接地系统的接地电阻。如图 2 a所示，在土壤电阻率较均匀的地区，d13取2 L，d12取L；在土壤电阻率不均匀的地区，d13取3 L，d12取1.7 L（图 2 b）。测量过程中电位极沿接地体与电流极的连线移动三次，每次移动距离为d13的5%左右，若三次测试值接近，取其平均值作为长接地体的接地电阻值；若测试值不一致，将电位极往电流极方向移动，直至测试值接近为止。长接地体的接地电阻也可以采用图 2所示三角形布极法测试，此时 d13= d12≥2 L。

图 2 接地电阻测试示意图

（2）数据分析。①RTU阀室有两套接地系统，一个是工作接地，一个是防雷接地，联合接地网的接地电阻应不大于4 Ω；②非 RTU 阀室，参照防雷规范及设计要求，阀室防雷罩的接地电阻应不大于10 Ω。

1.3  绝缘测试

阀室内的电气部分（包括防雷接地）应与干线电绝缘，如果绝缘出现问题，则会使阴保电流大量流失同时将干线可能存在的杂散电流引入阀室。采用绝缘接头测试仪、电位差法或漏电百分率法进行阀室内工艺管线与电器、防雷接地绝缘测试。

如果绝缘卡套两边的电位正常电位差明显，表明此阀室不存在漏电现象；如果电位差很小或接近，表明阀室存在漏电现象，应进一步将阀室内设备与接地网的连线全部断开再测试，若电位差恢复正常（电位差明显），表明绝缘性能失效位置在地面。测试地上所有绝缘卡套和绝缘垫片位置电位，确定失效位置。如电位差仍未恢复正常，表明绝缘性能失效位置在地下（搭接）。这种情况需要开挖阀室接地极，查找接地极与管道搭接的位置。

绝缘性能测试仪可快速检测绝缘件是否失效，其原理为绝缘失效点的阻抗测量值应该低于0.5 Ω，考虑的是失效点本身的电性能而不是其内置阻抗，所以电流泄漏测试比内置阻抗测试更可靠。通过以下三点确定绝缘体和测试路径的状况：开路、短路或良好。①绝缘体电压差值较小或处于相反极性时，说明是来自被保护段的相反侧；②接触点处允许电流泄漏的百分比为25%或更低；③通过绝缘体的电压降比较明显，通过无效或短路绝缘体的电压降一般为10 mV或更低。

1.4  查找阀室漏电区域

采用交流电流衰减法（PCM），给管道施加一个检测电流（由DM大功率发射机向管道发送近似3 Hz直流、4 Hz自选电流和128 Hz/640 Hz定位电流)，使用便携式接收机跟踪电流流向，找出阀室电流泄漏区域，通过分析损失的电流大小，确定管道与接地网的搭接点。

如图 3所示，阀室感应电流有明显信号衰减，反映出阀室存在漏电现象。

图 3 电流衰减法阀室漏电曲线图

2  问题处理

2.1  搭接处理

对查找出的管道与接地网搭接处实施隔离（图 4）。

图 4 绝缘处理措施示例

2.2  绝缘垫片漏电问题整改

更换失效的绝缘垫片（图 5），再次排查确认阀室有无漏电问题。

图 5 更换失效绝缘垫片

2.3  仪器仪表漏电整改

压变、温变等与管道直接连接的小管道可以增加定制绝缘卡套、绝缘接头进行处理，如图 6所示。不能断开连接的，增设牺牲阳极单独接地，保证接地良好的同时为管道提供一定的保护电流。

图 6 无绝缘卡套仪表增加绝缘卡套

3  结语

阀室漏电若不加以处置，一味调整恒电位仪输出，会导致部分管道过保护，严重时管道发生阴极剥离及氢致开裂。阀室漏电问题整改后杜绝了此类问题发生。同时提升了阀室管道阴极保护效果，尤其是防腐层施工质量较差的管道也将得到有效保护，避免发生腐蚀而影响管线运行安全。

 

作者简介：侯利涛，1995年生，本科，助理工程师，主要从事阴保防腐管理工作。联系方式：18700045894，2778719892@qq.com。