張連軍 溫中寧

長(zhǎng)慶輸油氣分公司

【摘要】受高鐵、地鐵和高壓輸電線等線性工程的影響，交、直流雜散電流干擾對(duì)管道的危害日益嚴(yán)重。本文著重介紹了雜散電流檢測(cè)方法，并列舉了烏銀線管道雜散電流干擾問(wèn)題通過(guò)采取排流裝置等措施取得較好實(shí)際效果的實(shí)例。

【關(guān)鍵詞】管道 雜散電流 檢測(cè) 排流控制與治理

近年來(lái)，高速鐵路、城市地鐵和高壓輸電線路發(fā)展很快。其產(chǎn)生的雜散電流對(duì)埋地管道帶來(lái)一定危害，使它們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)發(fā)生腐蝕損傷或者泄漏。據(jù)測(cè)試，一條與l0 kV輸電線的平行敷設(shè)的地下管道，在正常工作時(shí)管道上可感應(yīng)出l7 V的交流電壓。經(jīng)驗(yàn)表明，1 安培直流電流在鋼體上流出， 一年內(nèi)將導(dǎo)致大約9Kg的金屬蝕失。

1 雜散電流干擾的檢測(cè)

1.1 靜態(tài)雜散電流檢測(cè)

相對(duì)而言，靜態(tài)雜散電流的檢測(cè)較為容易， 檢測(cè)手段也更為成熟。傳統(tǒng)的地電位梯度法應(yīng)用效果較為理想。所謂地電位梯度檢測(cè)法，就是使用較為精確的數(shù)字萬(wàn)用表，萬(wàn)用表的一端與硫酸銅參比電極相連，另一段與受干擾管線的測(cè)試樁相連，測(cè)量干擾地區(qū)的地面電位差，然后根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)就可以確定該處雜散電流的危害程度。當(dāng)然，也可以用CIPS 檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)。

1.2 動(dòng)態(tài)雜散電流檢測(cè)

軌道交通產(chǎn)生的雜散電流大多屬于動(dòng)態(tài)雜散電流。這類(lèi)雜散電流是由于直流機(jī)車(chē)的供電系統(tǒng)的缺陷產(chǎn)生的，它的產(chǎn)生與機(jī)車(chē)的運(yùn)行規(guī)律密切相關(guān)。當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行到附近，這種雜散電流會(huì)急劇增大；同樣，當(dāng)機(jī)車(chē)逐漸遠(yuǎn)離后，雜散電流會(huì)逐漸減小。這種干擾的程度會(huì)因軌道交通在每天不同時(shí)段繁忙程度的不同而不同。因而，僅僅應(yīng)用簡(jiǎn)單的地電位梯度法往往不能有效地檢測(cè)出動(dòng)態(tài)雜散電流的存在規(guī)律及對(duì)區(qū)域內(nèi)地下構(gòu)筑物的干擾模式和危害程度。

檢測(cè)動(dòng)態(tài)雜散電流最有效的方法是，使用多臺(tái)帶存儲(chǔ)的 SCM (Stray Current Mapper）檢測(cè)儀， 在雜散電流的可能干擾地段多點(diǎn)布置，連續(xù) 24小時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，將記錄下的檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行對(duì)比分析、相關(guān)性分析，確定出雜散電流的拾取點(diǎn)和流出點(diǎn)，從而得出雜散電流干擾源的位置和干擾模式。這種方法可以有效地確定出管線上存在雜散電流干擾的區(qū)段，以及不同時(shí)段、不同地點(diǎn)雜散電流的電流方向、干擾強(qiáng)度及其變化程度等干擾規(guī)律。

2 雜散電流干擾的控治手段

就軌道交通導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)雜散電流干擾而言， 可能采取的控制手段有：減小回流回路（鐵軌）的電阻、增大泄漏路徑對(duì)地電阻、增加大地和金屬結(jié)構(gòu)之間的電阻。這些是從源頭上消除雜散電流的辦法。但往往因軌道交通系統(tǒng)線路太長(zhǎng)，實(shí)施起來(lái)過(guò)于復(fù)雜，很難達(dá)到預(yù)期的效果。所以，對(duì)于已經(jīng)存在的雜散電流干擾，通常是在管道的合適地點(diǎn)采取針對(duì)性的控制治理措施。治理的有效方法主要有兩種：一是在雜散電流進(jìn)入點(diǎn)處采取管道電屏蔽措施，使電流通過(guò)旁路跨過(guò)管道回流；二是在放電點(diǎn)處附近對(duì)管道采取排流措施，使管道內(nèi)的雜散電流按規(guī)定的路徑排出管道，使管體免遭腐蝕。

2.1 電屏蔽措施

是指在管道上電路流入點(diǎn)處建立電屏蔽的措施，實(shí)質(zhì)上是建立雜散電流回流的旁路，相對(duì)加大通過(guò)管道形成導(dǎo)電回路的回路電阻，以減小管道內(nèi)的雜散電流強(qiáng)度。這是一個(gè)非常有效的治理干擾的方法。具體做法是：在管道兩側(cè)約 0.5 米處平行敷設(shè)兩根裸銅線（鍍鋅扁鋼或鋅帶），分別將裸銅線和管道引出連線到地面，在地面的測(cè)試樁上用接線排將它們短接在一起。若管道采用外加電流陰極保護(hù)時(shí)，要在管道與銅線之間接入一個(gè)管道保護(hù)器， 通常為固態(tài)去耦合器。使得當(dāng)雜散電流試圖流入管道時(shí)，電流會(huì)通過(guò)這兩根連接的導(dǎo)體跨過(guò)管道。如圖1所示。