王昌楠

(中國(guó)石化銷售股份有限公司，北京 100035)

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日漸增大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)高鐵、地鐵、城鐵等電氣化鐵路與城市內(nèi)埋地輸油管道并行、交叉的情況。如防護(hù)措施不當(dāng)，可能導(dǎo)致電氣化鐵路中的電流隨著大地流入到埋地管道中，對(duì)埋地管道自身的陰極保護(hù)系統(tǒng)造成影響，使原本處于陰極保護(hù)下的管道產(chǎn)生雜散電流干擾，存在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。埋地輸油管道一般輸送的介質(zhì)都存在有毒有害、易燃易爆的特性，由于腐蝕造成穿孔泄漏時(shí)，往往不易第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)時(shí)由于泄漏量的積累，極易產(chǎn)生爆炸，造成人員傷亡、環(huán)境污染、巨大經(jīng)濟(jì)損失等。在特定環(huán)境下，管道存在雜散電流腐蝕且腐蝕電流較大時(shí)，往往可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)腐蝕穿孔。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)東北地區(qū)超過(guò)2×103km的埋地油氣管道中80%的腐蝕穿孔是由于雜散電流引起的。一旦雜散電流產(chǎn)生后，管道在數(shù)年甚至數(shù)月內(nèi)就會(huì)腐蝕穿孔，對(duì)管道的危害極大，因此研究電氣系統(tǒng)對(duì)管道的雜散電流腐蝕以及排流方法有重大的意義。

1 雜散電流干擾原理

按照干擾源種類，雜散電流干擾對(duì)于管道的影響大致可分為直流雜散電流和交流雜散電流干擾。直流雜散電流干擾包括： 直流制電力牽引運(yùn)輸系統(tǒng)(如電氣化鐵路和電車等)、直流輸送線路、其他結(jié)構(gòu)或設(shè)備自身安裝使用的陰極保護(hù)系統(tǒng)等；交流雜散電流干擾包括： 電網(wǎng)中高壓電力線路設(shè)施和交流電氣化鐵路相關(guān)設(shè)備等。由于交流雜散電流干擾比直流雜散電流的干擾能力弱，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)交流雜散電流大于100 A/m2時(shí)才會(huì)出現(xiàn)可預(yù)測(cè)的腐蝕，在某成品油管道周邊并未檢測(cè)到該量級(jí)的交流雜散電流產(chǎn)生，因此實(shí)際中某成品油管道的雜散電流干擾，更多是由于地鐵等直流制電力牽引運(yùn)輸系統(tǒng)引起的。但是對(duì)于交流電流產(chǎn)生的雜散電流干擾，還是需要引起管道檢測(cè)人員的關(guān)注，例如： 定期觀測(cè)管道中交流雜散電流的電壓是否超過(guò)4 V的標(biāo)準(zhǔn)。

目前，中國(guó)地鐵等的供電系統(tǒng)主要采用了直流供電的方式， 首先通過(guò)架空電力線路或者運(yùn)行中接觸的軌道向地鐵列車輸送直流電，之后通過(guò)線路中的走行軌道將電流傳輸回牽引變電所，牽引變電是該類運(yùn)輸設(shè)備的電流來(lái)源。由于工藝標(biāo)準(zhǔn)、材料絕緣性、老化等情況，最終鋼制軌道并不可能做到對(duì)地面的完全絕緣，所以造成了部分電流從鋼軌泄漏到大地，再通過(guò)大地流回牽引變電所，流入大地的這部分直流電流對(duì)于埋地管道的影響被稱之為直流雜散電流干擾。相對(duì)于大地中的土壤電阻，管道的電阻更低，所以電流會(huì)優(yōu)先選擇在土壤中的管道作為回流路徑，從管道防腐層破損靠近牽引變電站的陽(yáng)極位置流入，并從管道中靠近遠(yuǎn)端鋼軌陰極區(qū)域流回，在土壤與管道間形成一個(gè)閉合的回路。其中在埋地管道電流流出的位置將根據(jù)電流強(qiáng)度產(chǎn)生不同程度的腐蝕，甚至可能導(dǎo)致管道在較短時(shí)間內(nèi)就腐蝕穿孔，為管道的安全運(yùn)行帶來(lái)很大的風(fēng)險(xiǎn)。直流雜散電流干擾示意如圖1所示。

圖1 直流雜散電流干擾示意

當(dāng)管道存在雜散電流腐蝕時(shí)，電流進(jìn)出位置分別在管道的陰極區(qū)域和陽(yáng)極區(qū)域，當(dāng)雜散電流干擾源的陽(yáng)極區(qū)域與管道接近時(shí)，由于電勢(shì)差，造成電流流入管道，該位置為管道的陰極區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)測(cè)量管道對(duì)地電位普遍偏負(fù)，此時(shí)進(jìn)入的電流勢(shì)必會(huì)在某處流出并流回干擾源的遠(yuǎn)端陰極，該情況易出現(xiàn)在埋地管道與軌道或設(shè)備較近的位置，該位置為管道的陽(yáng)極區(qū)域，在該位置中管道流出電流至軌道或設(shè)備，同時(shí)流出的電流造成管道的鐵離子流失，形成腐蝕，主要通過(guò)測(cè)量管道對(duì)地電位出現(xiàn)正向偏移來(lái)體現(xiàn)。一條受直流雜散電流干擾的管道勢(shì)必存在至少一對(duì)的陽(yáng)極區(qū)域和陰極區(qū)域，這兩種區(qū)域內(nèi)根據(jù)不同的土壤環(huán)境可發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)。

2 直流雜散電流監(jiān)測(cè)

一般情況下，在檢測(cè)埋地輸油管道受到的直流雜散電流干擾時(shí)，可以利用未開(kāi)啟陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí)埋地管路上任一點(diǎn)的管地電位和管道自腐蝕電位進(jìn)行比對(duì)，分析和評(píng)測(cè)管道本身電位偏移的情況，在出現(xiàn)復(fù)雜情況時(shí)，也可利用直流電壓梯度(DCVG)檢測(cè)法來(lái)進(jìn)行測(cè)試和分析。埋地管道直流雜散電流干擾程度參考指標(biāo)見(jiàn)表1所列。

表1 埋地管道直流雜散電流干擾程度參考指標(biāo)

當(dāng)埋地管道上任意一點(diǎn)的對(duì)地電位和管道自然電位對(duì)比產(chǎn)生偏移量達(dá)到正向20 mV或上方土壤的電壓梯度大于0.5 mV/m時(shí)，可以判斷為管道受到直流雜散電流干擾。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)管地電位正向偏移大于100 mV或者土壤電壓梯度大于2.5 mV/m時(shí)，由于干擾較強(qiáng)，管道管理單位應(yīng)及時(shí)對(duì)該處的直流雜散電流進(jìn)行排流或采取其他防護(hù)措施。

在分析中，當(dāng)交流與直流雜散電流同時(shí)產(chǎn)生而無(wú)法區(qū)分時(shí)，也可采用對(duì)應(yīng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)雜散電路檢測(cè)方法，主要分析和判斷管道對(duì)地電位的波動(dòng)值或管道產(chǎn)生的感應(yīng)電流波動(dòng)值。特殊情況下干擾程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)表2所列。

表2 特殊情況下干擾程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)

當(dāng)管地電位波動(dòng)值大于200 mV或感應(yīng)電流波動(dòng)值大于2 A時(shí)，應(yīng)采取雜散電流排流措施或其他保護(hù)措施。

3 某成品油管道現(xiàn)狀

某公司外管道沿城市外環(huán)路敷設(shè)，其中輸送汽油或柴油的成品油管道全長(zhǎng)151.3 km，輸送航空煤油的管道全程98 km。管道材質(zhì)為L(zhǎng)360，設(shè)計(jì)壓力為6.4 MPa，設(shè)計(jì)溫度和操作溫度均為常溫，管道規(guī)格分別為φ323.1 mm×7.1 mm，φ273.0 mm×6.4 mm。管道沿線與某市地鐵X號(hào)線、Y號(hào)線、鐵路等并行或者交叉，全線共設(shè)有4座強(qiáng)制排流陰極保護(hù)站。地鐵/輕軌運(yùn)輸系統(tǒng)在運(yùn)行期間，使該成品油管道在各管段均受到不同程度的直流雜散電流干擾，造成該成品油管道部分管段測(cè)試樁管地電位波動(dòng)且頻率快，波動(dòng)范圍中等，影響距離較遠(yuǎn)，未排流時(shí)已造成該成品油管道部分管段在地鐵/輕軌運(yùn)行期間陰極保護(hù)呈失效狀態(tài)。此后該公司開(kāi)展了多次的雜散電流排流工作，但直流制電力牽引運(yùn)輸系統(tǒng)的日益擴(kuò)張仍不斷給管道后期安全運(yùn)行帶來(lái)新的安全風(fēng)險(xiǎn)。以下詳細(xì)介紹該公司雜散電流排流防護(hù)技術(shù)。

4 排流技術(shù)

為了防止管道的雜散電流腐蝕，在存在雜散電流的位置需要排流保護(hù)。依據(jù)雜散電流排流方式的不同，可分為跨接排流法、極性排流法、接地排流法和強(qiáng)制排流法四種。在實(shí)際工作中，根據(jù)管道周圍不同的干擾環(huán)境選擇合適的排流方法，采用一種或多種排流方法有效保護(hù)管道。

4.1 跨接排流法

對(duì)于直流制電力牽引運(yùn)輸設(shè)備附近的埋地管道，用電纜將埋地管道與運(yùn)輸設(shè)備的鐵軌或者負(fù)回歸線進(jìn)行電連接，將流入管道的雜散電流直接通過(guò)導(dǎo)線跨接排回干擾源。

跨接排流法無(wú)需排流設(shè)備，是一種在國(guó)外常用且有效的排流方法，造價(jià)低廉，僅需要確定管道的陰極干擾區(qū)并對(duì)埋地管道和軌道通過(guò)線纜跨接即可。適合于管道上存在穩(wěn)定不變的陰極區(qū)域的情況，在直接連接的電纜中可串聯(lián)可調(diào)電阻、控制開(kāi)關(guān)以及斷路系統(tǒng)，據(jù)此可控制排流量的大小及管道的相對(duì)電位，以防止排流量過(guò)大造成管道防腐層的老化和剝離。同時(shí)為了更好地削弱雜散電流影響，也可在此基礎(chǔ)上加固屏蔽陽(yáng)極干擾區(qū)的管道防腐層，盡可能削減流入管道的雜散電流，跨接排流法如圖2所示。

圖2 跨接排流示意

該方法存在兩個(gè)問(wèn)題： 一是當(dāng)前國(guó)內(nèi)軌道交通行業(yè)出于對(duì)自身安全管理的考慮，并不同意進(jìn)行該類跨接方式排流，同時(shí)在與某市相關(guān)軌道交通施工單位交流過(guò)程中了解到目前雜散電流排流軌道交通業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)存在差異，需要相關(guān)部門重新修訂相關(guān)內(nèi)容，使雙方能夠處于共同的安全運(yùn)行環(huán)境中；二是該方法只適用于管道的對(duì)地電位高于鐵軌對(duì)地電位的情況，當(dāng)管道電勢(shì)低于干擾結(jié)構(gòu)跨接位置的電勢(shì)時(shí)，跨接后將造成新的干擾電流流入管道中，產(chǎn)生逆流，造成雜散電流干擾的增加和陰極干擾區(qū)的增強(qiáng)或增多，該情況概率在實(shí)際運(yùn)行中較低?？紤]在跨接后可能對(duì)直流制牽引運(yùn)輸設(shè)備產(chǎn)生額外的信號(hào)干擾，并且在運(yùn)行維護(hù)中相對(duì)自身增加了新的監(jiān)控點(diǎn)和管理負(fù)擔(dān)，因此不建議采用該種排流方式。

4.2 極性排流法

在跨接排流法中提到的管道電勢(shì)低于干擾結(jié)構(gòu)跨接位置電勢(shì)的情況，為了防止逆流的產(chǎn)生，設(shè)置一種裝置，使埋地管道回路中的直流雜散電流單向由管道流入干擾結(jié)構(gòu)中。這種裝置主要是由逆電壓繼電器和二極管組成的，由于二極管的單向?qū)ㄐ?，因此該方法也可稱為極性排流法。

極性排流法是目前國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的排流方法之一，具有單向?qū)щ娦?，只允許雜散電流從管道排除，而不允許雜散電流流入管道，能防止逆流。該種排流法的特點(diǎn)： 一是當(dāng)直流制電力牽引運(yùn)輸設(shè)備與管道產(chǎn)生的電勢(shì)差產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)能夠可靠排流；二是在排流過(guò)程中，由于二極管的特性，正向電流流通性好，反向抗壓大，產(chǎn)生的逆電流較??；三是由于配件、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，同時(shí)適用于較復(fù)雜環(huán)境；四是該設(shè)備可以在發(fā)現(xiàn)異常電流時(shí)自我切斷，降低了電流損壞設(shè)備本體或管道的概率。極性排流法如圖3所示。

圖3 極性排流法示意

針對(duì)在陰極干擾區(qū)產(chǎn)生的埋地管道電勢(shì)低于直流制電力牽引運(yùn)輸系統(tǒng)電勢(shì)的情況，根據(jù)實(shí)際情況分析，由于存在第三種干擾源正在干擾運(yùn)輸系統(tǒng)，因此在進(jìn)行該種方式排流時(shí)應(yīng)當(dāng)分析范圍內(nèi)全部設(shè)備設(shè)施情況，共同治理，才能達(dá)到較經(jīng)濟(jì)且有效的治理方案。該種排流方式還存在以下問(wèn)題： 一是如果選用連接軌道設(shè)備的方式則同樣存在跨接排流的問(wèn)題；二是如果間接通過(guò)輔助陽(yáng)極流入大地，由于輔助陽(yáng)極的局限性，根據(jù)干擾強(qiáng)度，排流更趨近于緩解而非徹底解決；三是由于二極管整流作用，該種方式不適用于緩解交流干擾；四是當(dāng)阻止電流逆向流入管道時(shí)可能造成電流在就近管道區(qū)域流入，在其他位置形成新的管道陽(yáng)極區(qū)域，需要在實(shí)際應(yīng)用時(shí)加以關(guān)注；五是該種排流方式在應(yīng)對(duì)異常大電流時(shí)主要依靠損壞二極管來(lái)保護(hù)管道設(shè)備，雖然二極管價(jià)格低廉，但在損壞期間將無(wú)法得到有效排流，需要經(jīng)常對(duì)排流設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)。

4.3 接地排流法

接地排流法與其他排流方法不同之處在于，排流電纜不直接連接到鐵軌上，而是連接到一個(gè)埋地輔助陽(yáng)極上，電流先在大地中疏散，然后再經(jīng)過(guò)土壤流回到鐵軌上，這樣避免了對(duì)鐵路信號(hào)造成直接干擾。

由于地鐵運(yùn)行和管道運(yùn)行歸屬不同的管理企業(yè)，因此企業(yè)之間相互協(xié)調(diào)難度大。目前最常見(jiàn)的直流雜散電流排流措施就是接地排流，通過(guò)導(dǎo)線將管道與排流接地體連接，利用排流接地體將管道上的雜散電流排入大地，降低雜散電流經(jīng)管道流入大地所造成的管道母材腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

接地排流法對(duì)排流地床材質(zhì)和接地電阻具有較高的技術(shù)要求，排流地床接地電阻應(yīng)盡可能低，這樣有利于雜散電流經(jīng)排流地床流入大地。排流地床材質(zhì)應(yīng)選擇相對(duì)電位較負(fù)的材料，這樣有利于提高管道正電位的抑制能力，目前，排流地床接地材質(zhì)一般選用鎂陽(yáng)極。接地排流法如圖4所示。

圖4 接地排流法示意

以某市地鐵X號(hào)線排流為例：X號(hào)線與某成品油管道垂直交叉，排流點(diǎn)位于交叉點(diǎn)西側(cè)約100 m處，治理前管道電位波動(dòng)范圍-5.062 6～4.999 4 V，平均值-0.848 1 V，管道電位波動(dòng)幅度10.062 V。采取接地排流措施后，管道電位波動(dòng)范圍-3.499 7～0.899 3 V，管地電位平均值-1.571 7 V，波動(dòng)幅度4.399 V左右，依據(jù)直流雜散電流排流準(zhǔn)則計(jì)算正電位平均值比η為90.97%，滿足排流準(zhǔn)則規(guī)定正電位平均值比為85%的規(guī)定。排流前后管道管地電位V1，V2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(截取最大波動(dòng)時(shí)間段，時(shí)長(zhǎng)4 h)如圖5所示。

圖5 排流前后管地電位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(截取最大波動(dòng)時(shí)間段)示意

接地極采用的是犧牲陽(yáng)極組，該方式可以給管道提供部分保護(hù)電位，受限于每組犧牲陽(yáng)極與管道產(chǎn)生的保護(hù)電流，也可看出，此處直流雜散電流排流雖然采用了接地排流，但由于接地排流驅(qū)動(dòng)電流較小，造成了排流效果一般，如果想繼續(xù)提高排流效果，就需要安裝更多的排流地床，施工范圍規(guī)模擴(kuò)大，并且犧牲陽(yáng)極組需要定期更換，在城市用地協(xié)調(diào)費(fèi)用高的現(xiàn)實(shí)情況下，無(wú)形中給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)投入。

4.4 強(qiáng)制排流法

強(qiáng)制排流法的原理類似于外加了一套陰極保護(hù)系統(tǒng)，是在管道與鐵軌(或接地陽(yáng)極)之間安裝一個(gè)整流器，可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，其功能兼具排流和陰極保護(hù)的雙重作用，比較經(jīng)濟(jì)、有效。

強(qiáng)制排流技術(shù)就是針對(duì)目前排流技術(shù)存在的弊端而研發(fā)的一種全新排流技術(shù)。當(dāng)前該公司正在使用的直流雜散電流強(qiáng)制排流系統(tǒng)是通過(guò)安裝在管道上的監(jiān)測(cè)探頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道管地電位，將采集到的數(shù)據(jù)反饋給系統(tǒng)中心處理器單元，通過(guò)處理后向設(shè)備電流補(bǔ)償單元或電流吸收單元發(fā)出控制指令，調(diào)整補(bǔ)償電流或吸收電流的大小，將管道電位控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，是一套自適應(yīng)強(qiáng)制排流系統(tǒng)。該強(qiáng)制排流系統(tǒng)組成及原理如圖6所示。

圖6 強(qiáng)制排流系統(tǒng)組成及原理示意

以某成品油管道與地鐵Y號(hào)線垂直交叉為例，強(qiáng)制排流點(diǎn)位于干擾源南側(cè)約160 m處，監(jiān)測(cè)樁選擇位于排流點(diǎn)北側(cè)500 m測(cè)試樁。通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，治理前管道試片斷電電位波動(dòng)范圍為-1.203 4～0.811 7 V，平均值-0.640 7 V，波動(dòng)幅度2.015 1 V，欠保護(hù)電位比例為69%，試片電流流向正負(fù)交變。未排流管道管地電位V3和試片電流I1監(jiān)測(cè)曲線分別如圖7，圖8所示。

圖8 未排流管道試片電流監(jiān)測(cè)曲線示意

采取強(qiáng)制排流措施后，試片斷電電位波動(dòng)范圍為-0.941 4～-1.187 3 V，均處于保護(hù)范圍，斷電電位平均值-1.126 9 V，波動(dòng)幅度0.245 9 V，試片電流I2均顯示從大地流向管道，管道處于保護(hù)狀態(tài)。排流后管道管地電位V4和試片電流I2監(jiān)測(cè)曲線分別如圖9，圖10所示。

圖9 排流后管道管地電位監(jiān)測(cè)曲線示意

圖10 排流后管道試片電流監(jiān)測(cè)曲線示意

不同控制電位和模式下的通斷電位情況如圖11所示，不同強(qiáng)制電流排流設(shè)備在不同參數(shù)的設(shè)置同只運(yùn)行恒電位儀進(jìn)行對(duì)比可以看出，在啟動(dòng)強(qiáng)制排流設(shè)備后，正向電位有明顯消除。

直流雜散電流強(qiáng)制排流器能夠在一定范圍內(nèi)給管道提供足夠的陰極保護(hù)電流，且管道極化電位均在陰極保護(hù)規(guī)則范圍內(nèi)。強(qiáng)制排流器系統(tǒng)運(yùn)行后，線路各測(cè)試樁處管道極化電位波動(dòng)范圍較小，隨著距離增大波動(dòng)范圍逐步變大。隨著距離設(shè)備安裝位置保護(hù)效果逐漸減弱，通過(guò)對(duì)各測(cè)試樁24 h電位監(jiān)測(cè)，強(qiáng)制排流器系統(tǒng)運(yùn)行后，可以給干擾源兩側(cè)約10 km處的管道提供保護(hù)電流。距排流設(shè)備9.5 km處管地電位V5保護(hù)情況如圖12所示，強(qiáng)制排流設(shè)備運(yùn)行/停機(jī)上下游測(cè)試樁電位V6分布如圖13所示。

圖11 在不同控制電位和模式下的通斷電位情況示意

圖12 距排流設(shè)備9.5 km處管地電位保護(hù)情況示意

圖13 強(qiáng)制排流設(shè)備運(yùn)行/停機(jī)上下游測(cè)試樁電位分布示意

該直流雜散電流強(qiáng)制排流器是一種全新的強(qiáng)制排流技術(shù)方案，直流強(qiáng)制排流器會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道存在的雜散電流變化，在管道保護(hù)電位正于保護(hù)電位設(shè)定的值時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)強(qiáng)制排流器補(bǔ)償電路，及時(shí)給管道提供保護(hù)電流。該系統(tǒng)采用目前較先進(jìn)的電子、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)據(jù)通信與控制技術(shù)于一體，該設(shè)備具有體積小，質(zhì)量輕、低噪音、數(shù)字化控制、無(wú)需人員值守等優(yōu)點(diǎn)，只需1臺(tái)能聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)即可隨時(shí)了解設(shè)備工作參數(shù)、狀態(tài)，并遠(yuǎn)程控制設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。其創(chuàng)新點(diǎn)如下：

1)開(kāi)發(fā)了高性能電位采集濾波電路，加入了軟硬件協(xié)同濾波技術(shù)，提升了電位采集電路對(duì)工頻及諧波的抑制能力，解決了目前市面上電位采集電路對(duì)工頻及諧波抑制能力低的問(wèn)題。

2)開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)通信協(xié)議，防止非法數(shù)據(jù)入侵。

3)開(kāi)發(fā)了直流雜散電流強(qiáng)制排流器應(yīng)用服務(wù)管理系統(tǒng)，采用B/S構(gòu)架，對(duì)系統(tǒng)特定功能的二次控制加密功能，保障設(shè)備參數(shù)的安全控制。

在應(yīng)用該種排流方式時(shí)，還應(yīng)注意防止管道過(guò)保護(hù)，一方面是避免陰極析氫造成防腐層剝離，另一方面是防止管道保護(hù)電流過(guò)大，在夜間直流制電力牽引運(yùn)輸設(shè)備停運(yùn)時(shí)造成反向干擾，同時(shí)也可能會(huì)對(duì)周邊埋地金屬管道造成干擾，因此要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)排流，既要保護(hù)自身設(shè)備，也要注意不干擾其他設(shè)備。

4.5 排流效果

在排流保護(hù)設(shè)施安裝完成、運(yùn)行穩(wěn)定后，需評(píng)定測(cè)試排流保護(hù)效果。在參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)后，一般要求排流應(yīng)做到以下標(biāo)準(zhǔn)：

1)埋地管道在干擾源運(yùn)行時(shí)的電位應(yīng)在排流后達(dá)到管道陰極保護(hù)系統(tǒng)啟動(dòng)且干擾源電流斷開(kāi)時(shí)的電位值，且在陰極干擾區(qū)內(nèi)的管地電位應(yīng)分布均勻。

2)由于排流方式的不同，在采用強(qiáng)制電流排流時(shí)還應(yīng)關(guān)注管道電位過(guò)負(fù)產(chǎn)生的過(guò)保護(hù)情況。

3)在日常管道管理中增加對(duì)于各排流點(diǎn)的監(jiān)控，將發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)解決，確保管道處于陰極保護(hù)狀態(tài)。

此外，在對(duì)復(fù)雜區(qū)域保護(hù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，還可通過(guò)正電位平均值比進(jìn)行排流保護(hù)排流效果的進(jìn)一步評(píng)定，正電位平均值比計(jì)算如式(1)所示：

(1)

式中：ηv——正電位平均值比，%；V1(+)——埋地管道排流前所測(cè)得的平均正電位值，V；V2(+)——埋地管道排流后測(cè)得的平均正電位值，V。

針對(duì)式(1)的排流保護(hù)效果評(píng)定指標(biāo)見(jiàn)表3所列。

表3 排流保護(hù)效果評(píng)定指標(biāo)

在對(duì)該成品油管道應(yīng)用的兩處采用不同雜散電流排流方式進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)后，對(duì)比了接地排流和強(qiáng)制排流的排流效果。采用強(qiáng)制排流技術(shù)后，管道管地電位正向電位安全消除，這是因?yàn)閺?qiáng)制排流技術(shù)具有較大的雜散電流補(bǔ)償和吸收能力。同時(shí)，強(qiáng)制排流器不受排流地床材質(zhì)和天氣等因素影響，這是傳統(tǒng)的接地排流無(wú)法達(dá)到的，因此，強(qiáng)制排流技術(shù)排流效果優(yōu)于傳統(tǒng)的接地排流。

5 市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值及展望

隨著各地城市建設(shè)速度加快，越來(lái)越多的直流用電設(shè)備投入生產(chǎn)運(yùn)行，埋地管道受雜散電流干擾影響情況也將會(huì)進(jìn)一步加劇，直流強(qiáng)制排流器作為一種新的強(qiáng)制排流技術(shù)，具有排流效果好、影響距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，有較高的市場(chǎng)應(yīng)用推廣價(jià)值，也為國(guó)內(nèi)外排流技術(shù)的發(fā)展探索了新的方向。

目前該系統(tǒng)功能及應(yīng)用還需要進(jìn)一步的完善和摸索，而且針對(duì)過(guò)度保護(hù)電流如何削弱還需要深化設(shè)計(jì)，筆者將繼續(xù)保持對(duì)該技術(shù)的研究改進(jìn)和應(yīng)用試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的逐步完善，達(dá)到最大化消除直流雜散電流的目的。