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直流接地极入地电流对埋地金属管道的电磁影响分析

钱成  
【摘要】:随着我国高压直流输电工程以及油气管道工程的建设与发展,直流接地极与油气管道相邻铺设情况时有发生。当直流接地极以单极大地回线方式运行时,高达数千安培的入地电流可能会对邻近埋地金属管道造成电磁干扰等影响,因此,研究直流接地极对管道的干扰影响对极址选择和管道设计具有重要的指导意义。本文通过建立模型仿真分析了不同条件下直流接地极对管道的影响规律。首先,本文介绍了高压直流输电系统的结构组成、接地极的布置型式以及直流电流在大地中的电流和电位分布情况,分析了接地极对管道的电磁干扰原理,对管道受接地极的干扰程度进行了等级划分,论述了不同领域对该问题所规定的限值标准。然后,基于CDEGS软件搭建了接地极和管道模型,分析了受直流接地极影响的无限长管道其沿线管道电位、管内电流、管地电位以及泄漏电流密度分布规律,以管地电位为衡量干扰的指标,研究了土壤电阻率以及管道自身长度对管道沿线管地电位分布的影响规律。以有限长管道为研究对象,分析了具有一定长度管道的管地电位受接地极运行方式和接地极相对管道位置因素影响的规律;结合直流接地极的运行特点,计算了金属管壁的腐蚀深度;根据直流接地极对不同长度管道的干扰规律,提出临界长度概念,并分析了影响临界长度的各个因素,得出临界长度不受接地极入地电流的影响,临界长度随接地极距管道距离呈线性增加,随土壤电阻率呈指数形式增加,随涂层电阻率呈指数形式下降的结论。最后,研究了安装绝缘接头和强制排流装置对抑制接地极对管道干扰的效果。通过对比安装防护装置前后可得,安装绝缘接头不能降低管道整体的管地电位而只对降低某一处管段的管地电位有效,通过增大排流装置的工作电流可以有效降低管道沿线的管地电位,该防护措施对抑制接地极对埋设于高土壤电阻率的管道的干扰效果较好。


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