王红波1 徐小东2

1.国家管网集团北方管道秦皇岛输油气分公司；2.中海油安全技术服务有限公司

摘要：根据最新的交流杂散电流干扰标准，预测分析了新建输电线路对在役埋地输油管道的杂散电流干扰影响，并提出相应的干扰防护措施和施工管理要求，为行业类似案例提供参考。

关键词：交流干扰；模拟计算；输油管道；防护措施

随着经济发展，油气管道和输电线路发生交叉伴行的可能性逐渐增多，特殊情况下可能共用同一走廊。由于电磁感应效用，高压输电线路所产生的杂散电流对管道干扰风险越来越高，如不及时采取适当的排流缓解措施，将威胁管道安全平稳运行。本文以输油管道周边新建220 kV交流输电线路为例，探讨管道杂散电流干扰预防，并提出对输电线路工程的管理要求。

1  基本情况

某成品油输送管道长87 km，管径406.4 mm，材质L415，设计压力9.5 MPa。新建交流输电线路电压等级220 kV，设计最大负载电流2519 A，线路总长111.35 km。两者交叉并行间距约50 m，伴行长度约10 km，交叉角度分别为61°、64°，详见图 1。

图 1 输电线路与管道交叉伴行位置

2  交流干扰的可接受准则

交流干扰腐蚀机理还在研究阶段，各国关于交流腐蚀的评判标准也不统一。根据实践经验和研究成果，我国最新出台的关于交流干扰的评估标准，分别是国标GB/T 40377―2021《金属和合金的腐蚀 交流腐蚀的测定 防护准则》和石油行业标准SY/T 0087.6―2021《钢质管道及储罐腐蚀评价标准 第6部分：埋地钢质管道交流干扰腐蚀评价》。两部标准综合考虑了交流干扰电压、交流电流密度和管道阴极保护电位等因素，对交流干扰腐蚀的可接受准则为同时满足条件1和条件2：

条件1：管道平均交流电压应降到15 V以下；

条件2：满足①和②其中之一。①平均交流电流密度低于30 A/m2；②在平均直流电流密度低于1 A/m2或极化电位正于﹣1.15 VCSE，且极化电位负于﹣0.90 VCSE时，平均交流电流密度可大于或等于30 A/m2且小于100 A/m2。

3  现场检测

现场每隔1 km，对管道沿线的土壤电阻率进行测试，其平均值为14 Ω·m，小于20 Ω·m，土壤腐蚀性为强，易发生交流干扰腐蚀。同时，对交叉伴行管段的阴极保护电位进行了监测，管道的通电电位平均值﹣1.14 V～﹣1.24 V，断电电位平均值﹣0.75 V～﹣1.175 V。管道阴保电位无法稳定在﹣0.9 V～﹣1.15 V之间。保守选择平均交流电流密度低于30 A/m2作为交流干扰的可接受标准。

4  仿真预测

按照标准要求，针对新建高压输电线路干扰源，计算管道交流电压预估值。根据预估值大小，采取相应的交流干扰缓解措施，以降低交流干扰腐蚀的可能性。委托中海油安全技术服务有限公司采用专业仿真计算软件进行预估分析。

（1）交流干扰程度预测。以输电线路最大设计负载电流作为干扰源进行仿真计算，得出输油管道的交流干扰电压最大值约6.66 V。按照土壤电阻率14 Ω·m计算，交流干扰电流密度107.2 A/m2，远大于30 A/m2，交流干扰影响程度为强，如图 2所示。同时，监测结果表明管道阴极保护电位不在﹣0.9 VCSE～﹣1.15 VCSE，需要采取交流干扰排流缓解措施，使管道全线交流干扰电流密度小于30 A/m2。

图 2 预测的交流干扰电压曲线（缓解前）

（2）缓解措施。采用“梯度控制线”法，即在管道周围平行埋设一根或多根裸锌导体与管道相连，为管道提供良好接地，使管道与附近大地之间的电压差达到可接受水平。

经多次模拟计算，采取“锌带+固态去耦合器”交流干扰缓解措施，交叉伴行管段增设9处锌带，排流点位置选取与伴行段接近和远离位置，如图 3所示。计算结果表明：在采取缓解措施后，管道交流干扰电压有效降低，预测管道交叉伴行段交流干扰电流密度小于 30 A/m2，满足可接受准则要求，如图 4所示。

图 3 预设的排流缓解点

图 4 预测的交流干扰电压曲线（缓解后）

5  管理要求

基于上述评估结果，依据相关法律法规和集团公司相关管理规定，对电力建设方提出如下安全管理要求。

（1）按照《石油天然气管道保护法》第三十五条规定，输电线路施工单位事先应到所在地管道保护主管部门办理申请手续经安全评审后方可施工。

（2）输电线路建设单位应出资并配合管道方，按照相关技术要求提前实施交流干扰缓解措施。输电线路投运后，应立即开展交流干扰专项检测，对缓解措施效果进行测试评定。

（3）远期输电线路负载如发生重大调整，电力运行方应及时告知管道运行方，并重新开展管道交流干扰腐蚀评价，配合落实相应交流腐蚀缓解措施。

（4）双方签订管道保护协议，按照“后建服从先建”的原则，明确输电线路建设方在工程建设期、运行期的责任和义务。

6  结论

（1）管道企业应从输电线路工程项目规划建设阶段提前介入，预估交流干扰程度，采取措施缓解交流干扰影响，从源头降低输电线路建设对输油管道安全运行带来的风险。

（2）双方提前签订管道保护协议，约定输电线路建设方在交流干扰事前预估、缓解措施事中实施、缓解效果事后检测等工作中的责任和义务。

（3）采用最新的管道交流干扰可接受标准，能进一步提高交流干扰评估的可靠性。

作者简介：王红波，1982年生，工程师，燕山大学毕业，本科，现任秦皇岛输油气分公司宝坻作业区副主任，从事管道相关工作15年。联系方式：15033559060，wanghb@pipechina.com.cn。