永宁及小黑土接地极对中缅天然气管道的影响分析

永宁及小黑土接地极对中缅天然气管道的影响分析

潘春锋李洪涛

中国石油集团西南管道有限公司贵阳输油气分公司贵州贵阳550081

摘要：为了研究永宁接地极和小黑土接地极对中缅天然气管道的影响，在中缅天然气管道安装15处电位监测系统和中贵线安装3处电位监测点系统，绘制异常干扰时管道电位的偏移图，以此对阴极保护效果及交直流杂散电流干扰强度进行评估，从而对实际的管道情况做出有效的评判。结果表明：放电时，对距离接地极较近的绝缘管道影响较大，局部监测点的干扰电位最大能达到55V，超过人体安全电压，且在放电过程中，此段管道的断电电位超出阴极保护标准要求，需要进一步采取防护措施。

关键词：永宁接地极；小黑土接地极；中缅管道；高压直流干扰；断电电位

高压直流输电系统（HVDC）是一种能够用于长距离大容量的直流输电系统，自问世以来，其稳定性和可靠性有了极大的保证，它的高效、经济的运行方式能够为社会带来巨大的效益，而我国能源和资源分布的极为不均，也促使这种长距离节能高效的输送方式的广泛应用。近年来，随着我国经济的快速发展，沿海地区对能源的需求越发旺盛，西气东输和西电东送等大型工程的运行，使得高压输电系统不可避免的会与油气输送管道交互，这带来的一系列问题严重威胁着管道的安全运行，高压直流接地极对油气管道的干扰影响引起了广泛的关注。

1工程简介

西南管道贵阳输油气分公司辖属的中缅天然气管道与高压直流输电系统小黑土接地极、永宁一号接地极和永宁二号接地极较近，管道与小黑土接地极的垂直距离仅约7.5km，与最近的永宁二号接地极的垂直距离仅约1.25km，管道存在高压直流输电系统接地极干扰影响的风险。有研究表明，高压直流干扰产生的入地电流可达数千安培，能产生几百到上千毫伏的电位偏移，同时发现部分测试桩和站场的跨接线有由于高压直流输电系统接地极干扰造成的烧毁现象。通过测试沿线管道受干扰时的电位偏移情况，以评估管道的受干扰程度，同时分析管道的阴极保护效果，对当前管道的风险进行评判。

2监测范围

本项目在中缅天然气管道安装15处电位监测点和中贵线安装3处电位监测点系统，监测系统服务器设置在西南管道油气田，对中缅天然气管道受小黑土直流接地极、永宁一号接地极和永宁二号接地极干扰影响进行监测。通过对沿线管道监测以评估管道的受干扰程度和管道风险，同时对管道平常的阴极保护效果进行实时监测，评价管道的阴极保护效果情况。

3高压直流干扰结果分析

从2016年9月至2017年3月，共监测接地极放电8次。其中永宁接地极放电7次，小黑土接地极放电1次；监测结果显示，永宁接地极的7次放电均为阴极放电，共有3个等级的入地电流，分别为：3640A，1200A和720A。小黑土接地极为阳极放电，放电电流为1200A。

3.1永宁接地极干扰监测数据分析结果

目前中缅管道采用分段保护方案，分别在安顺站和贵阳站将中缅管道分为独立几个绝缘管段，单独采用阴极保护系统保护。

在永宁接地极3640A阴极放电时，靠近接地极的37#阀室的干扰电位达到+55V，超过人体安全电压。阴极放电时，靠近接地极（36#至37#阀室）的这段管段电位正向偏移，同一绝缘管段范围内，相对远离接地极的管道电位负向偏移，干扰电位最负达到-6.4V。断电电位结果显示，靠近接地极位置管道干扰电位正向偏移，断电电位也明显正向偏移，电位偏移至+0.789V，远超过标准要求的-0.85V，存在一定腐蚀的风险。

远离接地极的绝缘管段（安顺站至贵阳站）受干扰较小，靠近接地极的安顺站出站位置受干扰最明显，干扰电位偏移至0V，断电电位正向偏移至-0.48V，超出标准要求，存在腐蚀的风险；远离接地极的几个位置，管段干扰电位负向偏移，但是整体负向偏移量较小，断电电位也仍接近阴极保护标准电位。结果表明在接地极的绝缘管段外，受接地极的干扰程度明显降低，只是在靠近接地极端的干扰超过标准要求，具体超标的管道长度，需要增加监测点。

在永宁接地极1200A阴极放电时，靠近接地极的37#阀室和测试桩k1029位置的干扰电位达到+18V。阴极放电时，靠近接地极（36#至37#阀室）的这段管段电位正向偏移，同一绝缘管段范围内，相对远离接地极的管道电位负向偏移，干扰电位最负达到-4.6V。断电电位结果显示，靠近接地极位置管道干扰电位正向偏移，断电电位也明显正向偏移，电位偏移至+0.808V，远超过标准要求的-0.85V，存在一定腐蚀的风险。

远离接地极的绝缘管段（安顺站至贵阳站）受干扰较小，靠近接地极的安顺站出站位置受干扰最明显，干扰电位偏移至-0.7V，断电电位正向偏移至-0.84V，接近标准要求，远离接地极的几个位置，管段干扰电位负向偏移，但是整体负向偏移量较小，断电电位也仍接近阴极保护标准电位。表明在接地极的绝缘管段外，受接地极的干扰程度明显降低。

3.2小黑土接地极干扰监测数据分析结果

在小黑土接地极1200A阳极放电时，安顺站至贵阳站段管道干扰电位正向和负向偏移的同时，管道的断电电位也发生了明显的正向和负向偏移。在放电期间管道的断电电位均超过阴极保护标准的要求，其中受接地极干扰时，负向偏移管道长度约19公里，正向偏移管段约59公里，靠近贵阳站段的管道干扰大于上游靠近安顺站段管道。

36#至安顺站段的管道，在接地极阳极放电1200A时，安顺站进站位置干扰较为明显，干扰电位负向偏移至-3.7V，断电电位负向偏移至-1.21V，远离安顺站上游的位置管道电位正向偏移，但是整体正向偏移量较小，且受干扰时，断电电位仍接近-0.85V，处于有效的保护。表明小黑土接地极对上游干扰影响较小，仍处于可控范围。

小黑土接地极阳极放电1200A时，中贵线也存在一定的干扰，但是整体干扰较小。贵阳站进站位置和中贵线71#阀室位置电位均往负方向偏移，贵阳站进站干扰电位负向偏移至-2.0V，但是断电电位仍处于阴极保护准则范围内，71#阀室管道电位负向偏移200mV，断电电位仍处于有限保护。

3.3阴极保护监测分析结果

通过电位远程监测系统监测结果显示，中缅管道38#阀室、中贵管道贵阳站进站、中贵管道71#阀室、中贵管道61#阀室这四个监测点在受到高压直流干扰时管道的通断电电位波动较大，处于异常状态。除此以外的14个监测点的管道断电电位，在未受到特高压干扰时，大部分时间均能处于-0.85V～-1.2V之间，处于良好的阴极保护状态。

4交流杂散电流干扰结果分析

通过电位监测系统对管道的交流干扰电压监测结果显示，根据GB/T50698标准要求，交流干扰电压高于4V时，需要采用交流电流密度来评价管道的交流干扰程度，K1051测试桩处、安顺站进站位置、安顺站出站位置、K1138测试桩处、K1155测试桩处、贵阳站进站位置、贵阳站出站位置的管道交流电压瞬间值高于4V，需要进一步测试管道的交流电流密度。

参考文献

[1]秦润之，杜艳霞等.高压直流输电系统对埋地金属管道的干扰研究现状[J].腐蚀科学与防护技术,2016,28(3)：263.

[2]程明，张平.鱼龙岭接地极入地电流对西气东输二线埋地钢质管道的影响分析[J].天然气与石油，2010，28(5)：22.

[3]王雁冰.川气东送管道杂散电流排流工程技术研究[D].西安：西安石油大学，2010.

作者简介：

潘春锋（1987-），男，贵州黎平人，毕业于贵州师范大学电气信息工程专业，助理工程师，从事天然气长输管道运行管理工作。