蔣玉芳

(陜西省防雷中心,西安 710014 )

蔣玉芳. 簡析油氣長輸管道絕緣接頭電涌損壞原因及防護(hù)措施 [J].陜西氣象，2017(5)：47-48.

1006-4354(2017)05-0047-02

2016-12-02

蔣玉芳(1976—)，女,漢族,新疆喀什人,碩士,工程師,從事防雷工作。

簡析油氣長輸管道絕緣接頭電涌損壞原因及防護(hù)措施

蔣玉芳

(陜西省防雷中心,西安 710014 )

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，油氣長輸管道(以下簡稱“長輸管道”)工程項(xiàng)目在陜西陸續(xù)建成投產(chǎn)。閃電擊中管道或管道附近產(chǎn)生的電涌沿著輸油氣管道傳到站場(chǎng)及閥室，將會(huì)造成長輸管道安裝的絕緣接頭被擊穿或恒電位儀等儀表設(shè)備損壞。在對(duì)陜西省境內(nèi)油(氣)長輸管道系統(tǒng)的防雷裝置檢測(cè)工作中發(fā)現(xiàn)，造成上述雷擊事故的主要原因是絕緣接頭處的電涌保護(hù)器選型不當(dāng)。因此，做好絕緣接頭處的電涌防護(hù)措施非常重要。

1 絕緣接頭的作用及被擊穿的原因

在長輸管道中，絕緣接頭是防止電化腐蝕，對(duì)管線陰極進(jìn)行保護(hù)的重要元件，它將兩個(gè)不同電位的管線或者把受陰極保護(hù)的管道與站場(chǎng)部分的工藝設(shè)備相互絕緣隔離，防止陰極保護(hù)電流對(duì)未通過陰極保護(hù)站場(chǎng)的金屬管道、設(shè)備及儀表的干擾；保護(hù)管道不受化學(xué)腐蝕，延長管線和設(shè)備使用壽命[1]。雷擊地面管道會(huì)導(dǎo)致絕緣接頭兩端電位差過高，當(dāng)大于絕緣接頭的耐受水平4 000 V時(shí)，絕緣接頭就會(huì)被擊穿；當(dāng)管道周圍3 km范圍內(nèi)遭受雷擊，管道上也可能感應(yīng)到過電壓，擊穿絕緣接頭；此外，管網(wǎng)附近的大電容、電感設(shè)備的開和斷也會(huì)對(duì)附近的管網(wǎng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁感應(yīng)，導(dǎo)致過電壓的發(fā)生，擊穿管道上的絕緣接頭。

2 電涌保護(hù)器選型不當(dāng)原因分析

2.1 電涌保護(hù)器擊穿電壓大于絕緣接頭兩端的擊穿電壓造成設(shè)備損壞

2014年8月19日，“氣化陜西”長輸管道某閥室的溫變、壓變共4臺(tái)變送器出現(xiàn)故障，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)閥室及中控室勘察，發(fā)現(xiàn)變送器電源輸入正常，輸出信號(hào)也無異常現(xiàn)象；閥室出口管道絕緣接頭采用的鋅接地電池電涌保護(hù)器工作正常，但絕緣接頭已被電涌擊穿；變送器未設(shè)置專用接地線，也未安裝電涌保護(hù)器。初步判斷這些變送器故障極有可能遭受了瞬時(shí)的閃電電涌的沖擊造成變送器的損壞。這種損壞很可能是因?yàn)橹苯永讚魮糁虚y室附近的輸氣管道，閃電電涌沿輸氣管道傳輸至絕緣接頭并擊穿絕緣接頭絕緣層，大部分電涌通過閥室設(shè)備的接地系統(tǒng)釋放入地，但還有部分雷電流通過管道傳導(dǎo)至變送器，而鋅接地電池電涌保護(hù)器擊穿電壓大于絕緣接頭兩端的擊穿電壓，未能起到應(yīng)有的保護(hù)效果，造成變送器損壞[2]。

2.2 電涌保護(hù)器起動(dòng)電壓大于設(shè)備最大耐壓水平造成設(shè)備損壞

2015年7月26日，在“西氣東輸”管道上，閃電電涌造成某壓氣站進(jìn)站輸氣管道陰極保護(hù)的恒電位儀損壞。其原因?yàn)椋汶娢粌x的輸出陰極、零位接陰2組導(dǎo)線與金屬管道相連，由于輸油氣管道敷設(shè)距離很長，管道經(jīng)過的大氣、地理環(huán)境復(fù)雜，直接雷擊或閃電感應(yīng)使金屬管道上產(chǎn)生的過電壓，沿管道傳輸?shù)捷敵鲫帢O和零位接陰2組導(dǎo)線進(jìn)而侵入恒電位儀，造成設(shè)備損壞。通過現(xiàn)場(chǎng)勘察，在輸氣管道進(jìn)站的絕緣接頭處安裝有Y1.5W-0.25/1.3型低壓氧化鋅避雷器進(jìn)行電涌防護(hù)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)絕緣接頭和避雷器進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)絕緣接頭絕緣性能良好，避雷器各項(xiàng)指標(biāo)正常并無損壞，這說明避雷器保護(hù)絕緣接頭未被電涌擊穿，但并沒有保護(hù)恒電位儀被電涌損壞。Y1.5W-0.25/1.3型低壓氧化鋅避雷器適用于交流電力系統(tǒng)，是保護(hù)低壓電器設(shè)備免受過電壓危害的安全裝置，并不適用于受陰極保護(hù)管道絕緣接頭的防護(hù)，因?yàn)榈蛪貉趸\避雷器的起動(dòng)電圧遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于恒電位儀的最大耐壓水平。

3 絕緣接頭電涌保護(hù)器的產(chǎn)品選型建議

根據(jù)多年對(duì)長輸管道絕緣接頭電涌保護(hù)器的檢測(cè)及電涌保護(hù)器的實(shí)際防護(hù)效果，建議選用通流容量大于預(yù)期的故障電流或雷電流的火花間隙類電涌保護(hù)器，對(duì)絕緣接頭進(jìn)行防護(hù)，其特點(diǎn)應(yīng)具有啟動(dòng)電壓低、通流容量大、對(duì)陰極保護(hù)無影響、擊穿電壓低于絕緣接頭兩端的擊穿電壓。因?yàn)榛鸹ㄩg隙類電涌保護(hù)器可以根據(jù)接地時(shí)定義的電壓，調(diào)整接地?fù)舸╅g隙，一旦達(dá)到設(shè)定電壓，間隙之間的空氣被擊穿，產(chǎn)生電火花，電流通過該間隙

被導(dǎo)入大地，可有效防護(hù)直擊雷和感應(yīng)過電壓對(duì)絕緣接頭的損壞，保護(hù)裝置既能提前導(dǎo)通，避免電涌擊穿絕緣接頭導(dǎo)致絕緣失效，又能有效的將陰極保護(hù)電流限制在兩個(gè)陰極保護(hù)站之間的管道上。

4 結(jié)語

長輸管道絕緣接頭的電涌防護(hù)措施，應(yīng)根據(jù)其安裝位置的地理環(huán)境及雷電活動(dòng)情況等相關(guān)信息，選用合適的電涌保護(hù)器對(duì)絕緣接頭進(jìn)行保護(hù)，以減少或消除長輸管道絕緣接頭因電涌引起的事故，確保長輸管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

[1] 埋地鋼制管道陰極保護(hù)規(guī)范：GB/T 21448—2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008.

[2] 中國石油天然氣股份有限公司天然氣與管道分公司. 輸油管道工程線路閥室設(shè)計(jì)規(guī)定：CDP-G-OD-OP-007-009/B[S]. 2009.

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