交直流雜散電流防護(hù)
一、雜散電流的產(chǎn)生及危害
雜散電流為設(shè)計(jì)的或規(guī)定的回路以外流動(dòng)的電流,雜散電流也不是同一結(jié)構(gòu)物上陰、陽(yáng)極間形成的電偶腐蝕電流。
雜散電流可以分為:
●動(dòng)態(tài)雜散電流—直流輸電系統(tǒng)、焊接、 采礦操作、電力線(xiàn)、 工廠車(chē)間、 大地電流等;
●靜態(tài)雜散電流—高壓直流電的接地板、其他陰極保護(hù)系統(tǒng)等。
也可以劃分為:
●直流雜散電流—直流電?化鐵路、直流電解系統(tǒng)、直流電焊系統(tǒng)、其他管道外加的陰極保護(hù)系統(tǒng)等;
●交流雜散電流—交流電?化鐵路,?壓交流輸電線(xiàn)路等。
二、雜散電流的測(cè)試與判定
(1)直流雜散電流測(cè)試與判定
1)設(shè)計(jì)階段
●管道擬經(jīng)兩側(cè)各20m范圍內(nèi)的地電位梯度判斷土壤中雜散電流的強(qiáng)弱;
●地電位梯度>0.5mV/m,確認(rèn)存在雜散電流;
●地電位梯度≥2.5mV/m,應(yīng)評(píng)估管道敷設(shè)后可能受到的直流干擾影響,并根據(jù)評(píng)估結(jié)果預(yù)設(shè)干擾防護(hù)措施。
2)沒(méi)有實(shí)施陰極保護(hù)
●管地電位相對(duì)于自然電位正向或負(fù)向偏移超過(guò)20mV時(shí),確認(rèn)存在直流干擾;
●管地電位相對(duì)于自然電位正向偏移大于或等于100mV時(shí),應(yīng)及時(shí)采取干擾防護(hù)措施。
3)已實(shí)施陰極保護(hù)的管道
●當(dāng)干擾導(dǎo)致管道不滿(mǎn)足最小保護(hù)電位要求時(shí),應(yīng)及時(shí)采取干擾防護(hù)措施。
(2)交流雜散電流測(cè)試與判定
1)干擾電壓
●測(cè)量管道上的交流干擾電壓不高于4V時(shí),可不采取干擾防護(hù)措施;
● 當(dāng)交流干擾電壓高于4V時(shí),應(yīng)采用其他方式進(jìn)行評(píng)估。
2)交流電流密度
對(duì)于交流干擾電壓高于4V的管道,采用交流電流密度進(jìn)行判定:
三、雜散電流的防護(hù)措施
(1)極性排流
極性排流是指通過(guò)極性排流器將管道和回流體連通,當(dāng)管道上出現(xiàn)正電位時(shí)可把管道中的雜散電流排出,出現(xiàn)負(fù)電位時(shí)排流器不導(dǎo)通,可防雜散電流的進(jìn)入。
極性排流裝置由固態(tài)去耦合器和接地極組成,接地極宜采用ZR型高純鋅帶狀陽(yáng)極。
固態(tài)去耦合器能有效隔離陰極保護(hù)直流電流,同時(shí)抑制直流雜散電流反向流入管道,并能排除正常陰極保護(hù)電壓外的直流雜散電流,對(duì)管道上耦合的交流電流具有低阻抗全導(dǎo)通特性,能有效降低感應(yīng)的管道交流干擾電壓。
排流效果的優(yōu)劣, 除了選擇可靠的排流設(shè)備外, 接地電阻的控制與接地材料的選擇也十分重要,選用鋅帶陽(yáng)極,可以提升接地面積,大大降低接地電阻。
(2)排流裝置安裝要求
1)對(duì)于高壓輸電線(xiàn)平行交叉處:
①在高壓交流輸電線(xiàn)路走廊內(nèi)的管道,20m<管道與750kV輸電線(xiàn)路最外側(cè)邊導(dǎo)線(xiàn)間距≤50m 的地段,每隔300m設(shè)置一個(gè)排流防護(hù)點(diǎn);排流防護(hù)點(diǎn)位置允許前后有所調(diào)整(30 m范圍內(nèi)),盡量設(shè)置在附近土壤電阻率比較小的位置;
②在高壓交流輸電線(xiàn)路走廊內(nèi)的管道,50m<管道與750kV輸電線(xiàn)路最外側(cè)邊導(dǎo)線(xiàn)間距≤300m且累計(jì)長(zhǎng)度超過(guò)2km 的管段,每隔500m設(shè)置一個(gè)排流防護(hù)點(diǎn);排流防護(hù)點(diǎn)位置允許前后有所調(diào)整(200 m范圍內(nèi)),盡量設(shè)置在附近土壤電阻率比較小的位置;
③管道進(jìn)入或遠(yuǎn)離輸電線(xiàn)路走廊位置處;
2)對(duì)于鐵路與管道交叉點(diǎn),距每一個(gè)交叉點(diǎn)兩邊各50 米處設(shè)置一個(gè)排流點(diǎn)。
(3)強(qiáng)制排流
當(dāng)埋地管道位于雜散電流干擾極性交變區(qū)(即動(dòng)態(tài)雜散電流),用極性排流都無(wú)法將雜散電流排出,這時(shí)就可以選用強(qiáng)制排流法。
強(qiáng)制排流法的原理類(lèi)似于陰極保護(hù)技術(shù),選用一個(gè)恒電位儀(整流器),可以起到電位控制器的作用。在外部存在電位差的條件下強(qiáng)制進(jìn)行排流,它的功能就是兼具排流和陰極保護(hù)的雙重作用,比較經(jīng)濟(jì)、有效,所以應(yīng)用較為廣泛。
強(qiáng)制排流裝置構(gòu)成:恒電位儀、輔助陽(yáng)極、參比電極、接線(xiàn)箱、電纜及相關(guān)輔材。
對(duì)于城市軌道交通和逆變高壓電站引起的雜散電流干擾,鈺烯公司開(kāi)發(fā)一套新型的強(qiáng)制排流裝置,采用太陽(yáng)能恒電位儀+智能監(jiān)測(cè)一體化設(shè)備,特種柔性陽(yáng)極、復(fù)合測(cè)試探頭組成,可以解決城市空間有限,無(wú)法供電等問(wèn)題。