AS4853-2000(金屬管道的電危害)(中)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)金屬管道的電危害Australian/New Zealand StandardTMElectrical hazards on metallic pipelines序 言 本標(biāo)準(zhǔn)是由澳大利亞/新西蘭標(biāo)準(zhǔn)委員會EL001編制的線路規(guī)范。本標(biāo)準(zhǔn)的目的是為如何減少管道上可能出現(xiàn)的電危害，確定可能需要的額外的保護(hù)措施，以及規(guī)定管道的可接受的電限制提供一個指導(dǎo)。本標(biāo)準(zhǔn)也提供了一系列資料性的附錄（不一定全面），以便于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。具體附錄如下：（1）由高壓電線和交流鐵軌引起的管道的感

2、應(yīng)及其它電壓的取樣方法；（2）將管道上的感應(yīng)或耦合電壓控制或減少到規(guī)定值的方法；（3）減緩由于高壓系統(tǒng)故障而引起的危害的預(yù)防措施；（4）陰極保護(hù)系統(tǒng)與接地保護(hù)系統(tǒng)之間的相互干擾，以及解決此問題的推薦作法；（5）用于計(jì)算低頻感應(yīng)（LFI）的數(shù)據(jù)（來自電力輸送部門和管道業(yè)主或股東）檢驗(yàn)清單；（6）管道雷電保護(hù)；（7）本標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)問題涉及的主要參考目錄。本標(biāo)準(zhǔn)編制期間，參考資料由Brisbane Water進(jìn)行了存檔，其助手進(jìn)行了確認(rèn)。本標(biāo)準(zhǔn)使用術(shù)語“規(guī)范性的”和“資料性的”來定義應(yīng)用的附錄的類型?！耙?guī)范性的”附錄是本標(biāo)準(zhǔn)的必備部分，而“資料性的”附錄僅提供信息和指導(dǎo)。本標(biāo)準(zhǔn)的公式中使用的符號在特定

3、的公式出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行了定義。 目 次 TOC o 1-3 h z 前 言為了有效利用土地資源，通常使用公共走廊安裝高壓電線和管道。受許多外部因素的影響，高壓電線與管道靠的太近可能導(dǎo)致在管道上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。雖然地上運(yùn)輸線和金屬管道已在公共走廊安放和建成多年，由于持續(xù)的能量損耗，以及電壓、負(fù)載電流、故障電容的增加，已經(jīng)造成了電力和人身安全問題的增加?，F(xiàn)代管道的絕緣防腐層的使用更加劇了這些問題嚴(yán)重性。以下幾個方面正逐漸得到重視：（1）與管道接觸的人員的安全；（2）管道防腐層和金屬損壞的風(fēng)險(xiǎn)；（3）設(shè)施（如陰極保護(hù)系統(tǒng)和遙測系統(tǒng)）損壞的風(fēng)險(xiǎn)。本標(biāo)準(zhǔn)也涉及到許多在管道上產(chǎn)生電力條件的情況。（1）由于管道與高

4、壓電線或高壓交流牽引系統(tǒng)平行或接近平行而引起的低頻感應(yīng)；（2）由于管道與高壓電線塔、分站接地網(wǎng)及其它接地電流排放點(diǎn)接近而引起的地電勢升高；（3）雷電與管道附近的物體或者設(shè)施接觸時(shí)，產(chǎn)生的電流引起地電位升高；（4）臨時(shí)或永久安裝的管道與高壓電線足夠接近而造成其電場的大比例截?cái)啵纱水a(chǎn)生的電容耦合；（5）雷電電流對管道產(chǎn)生的直接或間接影響，以及管道和防腐層電性能造成的影響；（6）管道與其它電力系統(tǒng)（如配電或牽引系統(tǒng)）的偶然接觸。金屬管道的電危害1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)中所指的電壓限制及相應(yīng)的時(shí)間限制適用于受到電力系統(tǒng)影響的地下和地上管道。標(biāo)準(zhǔn)也給出了減緩電弧接觸影響的指導(dǎo)原則。注：可接受的電壓和時(shí)間限制依據(jù)

5、AS 3859中列出的條件。本標(biāo)準(zhǔn)介紹了在這些管道上產(chǎn)生有害電環(huán)境的機(jī)理，并對如何計(jì)算和減緩這些危害提供了指導(dǎo)。本標(biāo)準(zhǔn)不包括與管道及其防腐層施工有關(guān)的電廠帶來的電危害。這類危害在AS/NZS 3000及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中述及。2 應(yīng)用 本標(biāo)準(zhǔn)可用于輸送含水泥漿或烴基產(chǎn)品如水、石油或天然氣的管道，這類管道通常有導(dǎo)電的管壁（通常是鋼制）。業(yè)主或運(yùn)營負(fù)責(zé)人對使用本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)有責(zé)任，因此這些人員應(yīng)根據(jù)管道輸送的產(chǎn)品尋求適當(dāng)?shù)慕ㄗh。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于在本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)已有的管道的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、維護(hù)和測試。然而，本標(biāo)準(zhǔn)可適用于現(xiàn)有管道的重新設(shè)計(jì)或改進(jìn)。3 參考標(biāo)準(zhǔn) 附錄A是本標(biāo)準(zhǔn)中所涉及到的標(biāo)準(zhǔn)。4 定義 附錄B是本標(biāo)

6、準(zhǔn)的術(shù)語定義。5 可接受電壓限制5.1 概述條款5列出了對管道的兩類可接受電壓限制的要求。條款5.3介紹了對A類接觸電壓限制的要求。條款5.4介紹了B類接觸電壓限制的要求。注：（1）本標(biāo)準(zhǔn)中電壓限制是指接觸電壓限制。（2）條款5.4所述的有接觸電壓的管道不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。條款5.5介紹了這種電壓特性的指標(biāo)。（3）本標(biāo)準(zhǔn)所述的可接受電壓限制在其它文獻(xiàn)中可能以“與AS/NZS 4853一致的A類（或B類）接觸電壓限制”字眼出現(xiàn)。（4）在國際上，存在一種誤解，認(rèn)為電力和電訊感應(yīng)以及地電位升高限制對環(huán)境一般是安全的。這些限制如下： = 1 * GB3 受沖擊條件影響的電訊設(shè)備能承受的電壓是比較高的（約

7、為1500V）。 = 2 * GB3 通訊終端的低風(fēng)險(xiǎn)條件，如清潔、干燥、絕緣地板和接觸區(qū)域很小。 = 3 * GB3 極低的重合爆露（基于統(tǒng)計(jì)分析） = 4 * GB3 電訊安裝人員只需很少的費(fèi)用就能在氣體管保護(hù)層上安裝裸露的電路，這些電路常用于防止雷電沖擊。結(jié)合高電阻電路（50-1000ohm），可起到很強(qiáng)的保護(hù)作用。以上幾項(xiàng)不能用于管道技術(shù)。5.2風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)表5.3給出了A類可接近管道的最大可接受接觸電壓范圍。電壓與防止電擊的電安全性保護(hù)有關(guān)。對于完全禁止公眾接近的管道（如高壓輸氣管道），可能不必要進(jìn)行A類接觸電壓限制。宜進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，以確定可否使用B類接觸電壓（條款5.4和表5.4）。注

8、：AS/NZS 4360給出了風(fēng)險(xiǎn)管理指導(dǎo)。風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的主要目的是確定B類接觸電壓限制是否可以接受，與此同時(shí)，也要注意對A類接觸電壓限制下某些安裝方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)應(yīng)分成兩方面；一方面針對一般公眾能接近的管道，另一方面針對只有授權(quán)人員能接近的管道。風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)包括：（1）管道埋深；（2）防止管道覆蓋層損失保護(hù)；（3）管道可接近部分的電絕緣或其它適當(dāng)保護(hù)；（4）使用等電位罩或其它適當(dāng)方式保護(hù)陰極保護(hù)測試點(diǎn)；（5）任何接地設(shè)備的設(shè)計(jì)及位置；（6）電力系統(tǒng)故障的頻率和持續(xù)時(shí)間；（7）與電廠有關(guān)的管道的位置；（8）管道的可接近性；（9）對合格調(diào)節(jié)器的要求；（10）對正確信號的要求；（11）授權(quán)人員的

9、培訓(xùn)；（12）對使用個人保護(hù)設(shè)備（如特制工作鞋或手套）的要求。 在評價(jià)與高管地電壓（如3000伏）有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，必須考慮這種電壓的初始來源及電阻。距埋地管道幾米遠(yuǎn)的高壓電線塔故障導(dǎo)致的地電位升高到3000伏，對管道的影響是很小的；如果防腐層狀況良好，管道是能承受這種條件的。從土壤泄漏到管道的微小電流是可忽略的。然而，低頻感應(yīng)造成的管道的3000伏電壓是一種對管道的能量傳送，除非采取本標(biāo)準(zhǔn)所述的措施進(jìn)行減緩，否則這種能量可能以低電阻沿管道傳送好幾公里。 按照AS 3859，較高電壓的短期電沖擊（如300V 100ms見表5.3所示）一般不會形成電危害，然而卻會導(dǎo)致強(qiáng)烈的肌肉反應(yīng)，從而帶來物理傷害

10、（如從梯子上掉下來或與電具接觸，等等）。 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的假設(shè)、方法和結(jié)果應(yīng)正確歸檔和保管。當(dāng)管道或其所處的環(huán)境發(fā)生變化或每5年時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。同時(shí)，也應(yīng)該進(jìn)行條款12.4中所述的性能檢查。注：在LFI電力故障條件下，完全埋于地下和與所有終端以及附件（包括CP測試點(diǎn)）保持獨(dú)立的管道部分，其電壓可升高到不超過管道防腐層所能長期承受的電壓的任何值。這是B類電壓限制的特殊情況。這個獨(dú)立設(shè)施可完全視為或等于單塊隔離點(diǎn)（M.J.J）。如果任何附件（如CP測試點(diǎn)）與管道部分直接相連，則不必按照條款5.5B類進(jìn)行評定，這超出了本標(biāo)準(zhǔn)的范圍。5.3A類公眾和非技術(shù)人員可接近的管道的接觸電壓限制 某些管道（特

11、別是輸水干線）安裝有許多運(yùn)行所需的地面設(shè)施，包括：截?cái)嚅y、旁通閥、放空閥、沖刷管、CP測試點(diǎn)和穿過排水溝或集水溝或是走向改變的管道裸露部分。許多這類設(shè)施是允許公眾（包括孩子）接近的。 公眾能直接接近，要求管道具有與AS 3859給出的安全限制一致的安全水平。該限制與電流水平和作用時(shí)間有關(guān)。通過假設(shè)人體的手至手或手至腳的電阻（AS 3859將該值定為1000歐姆），電流水平可轉(zhuǎn)換成電壓條件。當(dāng)皮膚破裂時(shí)，幾乎瞬間，電壓可超過200V。接觸電壓限制及相應(yīng)的作用時(shí)間應(yīng)依照表5.3。32V r.m.s.a.c是可接受的最大持續(xù)電壓。注：（1）較低電壓值使人體無法脫離物體或管道。雖然不會立即受到電危害，

12、但持續(xù)地遭受電壓可能造成嚴(yán)重的傷害。（2）高壓電線的正常承載電流（無故障）所形成的磁場可造成持續(xù)感應(yīng)。（3）表5.3列出的保護(hù)故障清除時(shí)間與感應(yīng)電壓的關(guān)系。故障清除時(shí)間通常與回路截?cái)辔锖透邏弘娋€上的相關(guān)設(shè)備的故障運(yùn)行時(shí)間有關(guān)。表5.3 公眾或非技術(shù)人員可接近管道及其附件的接觸電壓限制保護(hù)故障清除時(shí)間電壓交流直流100ms100ms 150ms150ms 300ms300ms 500ms500ms 1s1s(包括連續(xù)負(fù)載電流)350*300*200*1005032500450400300200115* AS 3859中規(guī)定（對于電阻為1000歐姆米的人，當(dāng)電壓超過2 00V，皮膚會很快被破壞）5

13、.4 B類禁止公眾接近的管道的接觸電壓限制（高達(dá)1000V）B類接觸電壓限制可用于管道的可接近部分，這些部分禁止公眾接近。當(dāng)A類接觸電壓限制在技術(shù)或經(jīng)濟(jì)上是不可能達(dá)到，或當(dāng)管道運(yùn)營者或業(yè)主認(rèn)為危害是可忽略或可控制時(shí)，可使用B類接觸電壓限制。管道業(yè)主或運(yùn)營者在使用B類接觸電壓限制之前，應(yīng)按照條款5.2進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。這些接觸電壓限制應(yīng)僅用于那些管道可接近的部分，管道這些部分沒有進(jìn)行開挖或類似活動。B類接觸電壓限制和相應(yīng)的使用時(shí)間應(yīng)依照表5.4。注：對于管道完全埋地的部分，電壓的升高不能超過管道防腐層能長期承受的電壓。表 5.4 非公眾可接近條件下管道及其附件的接觸電壓限制保護(hù)故障清除時(shí)間電壓交流直

14、流1s1s10003210001155.5 超過B類的電壓超過B類接觸電壓限制的電壓不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。這類電壓易于對以下對象造成危害或失效：（1）人身安全；（2）火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級；（3）陰極保護(hù)轉(zhuǎn)換器；（4）絕緣頭（擊穿）；（5）輔助電設(shè)備（如泵等）；（6）管道遙測設(shè)備；（7）雷電保護(hù)設(shè)備。對于高于1000V電壓的管理，需要使用高壓技術(shù)。5.6施工和維護(hù)在管道或長的管段的施工或維護(hù)活動中可能出現(xiàn)過電壓。當(dāng)開挖管道，以進(jìn)行維護(hù)、改造或更換時(shí)，整個活動期間，應(yīng)注意按照A類接觸電壓限進(jìn)行電壓限制。如果管道屬于B類接觸電壓限制，可采取以下措施，以達(dá)到與A類接觸電壓限制相同的施工/工作條件。（1）將足夠大的

15、等電勢面金屬罩跨接在管道上；（2）將最大安全長度（管道的最大安全長度是指無需接地保護(hù)就能達(dá)到A類接觸電壓限制的長度）的焊接或連接管道放置在該管道旁或管溝里。應(yīng)建議相關(guān)管理人員對每個電裸露使用這種方法。除此之外，應(yīng)對任何情況（特別是B類接觸電壓的情況）進(jìn)行評價(jià)，以識別所有風(fēng)險(xiǎn)，對這些風(fēng)險(xiǎn)可能需要加以確認(rèn)，從而減輕其危害，使其達(dá)到可接受水平。如果敷設(shè)的管道長度大于最大安全長度，必須裝配適當(dāng)?shù)呐R時(shí)接地線。在新管段連接到已經(jīng)有永久接地裝置的管道之前，不能斷開接地線。應(yīng)提醒管道工作人員，管道的裸露端有時(shí)會產(chǎn)生危害。條款10.3列出了注意事項(xiàng)，相應(yīng)地應(yīng)遵照附錄I執(zhí)行。6 低頻感應(yīng)（LFI）6.1概述高壓電

16、線上傳送的交流電能在與其平行的管道上產(chǎn)生電壓。電流產(chǎn)生的電磁場沿裸管長度方向產(chǎn)生了縱向感應(yīng)電壓。也就是說，管道上產(chǎn)生的電壓，其作用相當(dāng)于是從管道一端到另一端的第二個大的空心傳送器。與電源不同的是，它不是接地電壓。由于管道防腐層（允許一些電流沿其長度流向地面）產(chǎn)生電容，該電壓的確與土壤有一定關(guān)系。容抗與管子的管壁面積、厚度和防腐層材料的介電常數(shù)有關(guān)，并受管道回填料性質(zhì)的影響很大。例如，回填料是很干的沙子時(shí)，容抗增加。相反，管子周圍電解液的存在將使容抗降低至最小值，即防腐層單獨(dú)存在時(shí)的容抗值。該值可以是110微法拉/公里不等，相應(yīng)的電抗值為3000300歐姆。如果施加一個很大的LFI故障電壓（如5

17、000V），負(fù)載容抗（見圖6.1）的接地通道可能在其右邊對人體產(chǎn)生危害。防腐層狀況良好的管道經(jīng)常受CP保護(hù)。不幸的是，這可能導(dǎo)致出現(xiàn)比在無陰極保護(hù)的管道上危害更嚴(yán)重的LFI情況。這是因?yàn)橥ㄟ^CP陽極回路，從管子至地面的阻抗減少了。這樣，也許1000歐姆/公里的容抗被化解的只剩4或5歐姆（電阻），甚至更少。如果只在管子一端使用CP，則在管子另一端將出現(xiàn)高LFI電位，且阻抗極低（危險(xiǎn)情況）。圖6.1 流經(jīng)容抗的典型電流通道 6.2負(fù)載電流LFI對于低頻電流LFI，管道與每個電線的距離不同，三相電線中每一相電線的電流對管道產(chǎn)生不同的感應(yīng)。感應(yīng)水平的幾何平均值在管道上形成了一個持續(xù)的電壓。該電壓值一般

18、較小，但傳送距離長（100km），對于高負(fù)載電流，它能導(dǎo)致相當(dāng)高的電壓。對負(fù)載電流影響的維護(hù)方法與故障電流LFI類似，通常采取的措施足以控制負(fù)載電流的影響。注：附錄C是負(fù)載電流LFI的算例。6.3故障電流LFI變壓器的作用與條款6.2所述類似，高壓電線的故障電流能在與其平行的管道上感生高壓。這通常是電危害的主要考慮因素。6.4交流牽引力LFI交流鐵路牽引力的感應(yīng)影響在原理上與故障電流感應(yīng)（見條款6.3）類似。兩個重要的區(qū)別如下：（1）由于牽引汽車的移動，引發(fā)電流的位置是可變的。（2）電流隨汽車加速度的不同而變化。其中（2）說明了加速度或大或小對交流波形的影響。除此之外，這足以引起電力系統(tǒng)產(chǎn)生諧

19、波。這種情況不會對管道產(chǎn)生影響，但可能影響某些管道的遙測系統(tǒng)。注：計(jì)算在前述情況下管道上的LFI電壓是困難的。附錄E給出了指導(dǎo)。在牽引系統(tǒng)中可能存在下面幾種不同的電力配置。（1）吸流變壓器（BT），鐵路電流可通過間隔3公里的變壓器進(jìn)行收集，并由非接地電線回收；（2）自耦變壓器（AT），憑借間隔10公里的大功率自耦變壓器提供鐵路電流；（3）直接輸送，對鐵路電流的回收無校正影響。6.5減緩對LFI的減緩可采取幾種形式，或幾種形式相結(jié)合。通過串入隔直環(huán)節(jié)減少裸管長度，這將更易于控制電壓，并常可使整個成本降低。然而這對于管道的運(yùn)行（壓力、產(chǎn)品安全、雷電保護(hù)）有可能是不可行的。如果管道及其輔助設(shè)施（閥門

20、、CP測試點(diǎn)、CP轉(zhuǎn)換器、地床終端）對一般公眾是可接近的，則允許授權(quán)人員在執(zhí)行控制活動時(shí)遭受瞬時(shí)高感應(yīng)電壓。見5.3和5.4。不得將單個電極（或陽極）安裝在隔離的受影響的裸管上，因?yàn)檫@將只能降低LFI電壓的電阻，從而加重危害。除非減緩設(shè)計(jì)將電極作為分壓器的部件，以降低電壓，使其與5.3中的水平一致（如管道終端常與隔直環(huán)節(jié)相連）。其它管道或電線形成的部分屏蔽將降低感應(yīng)電壓，但這對獨(dú)立設(shè)計(jì)是少見的。當(dāng)以前的配置不可行或不能接受時(shí)，必須設(shè)計(jì)一種新的方法以降低管道裸露或可接近部分的電壓?？赏ㄟ^將管道變壓器轉(zhuǎn)換成動態(tài)條件，并根據(jù)Kirchoff定律將部分電壓加載到管道末端，以形成分壓網(wǎng)。如果整個電壓太高

21、，一個全面的設(shè)計(jì)不能滿足要求，也可在管道的幾個模塊長度上進(jìn)行這種設(shè)計(jì)。條款5介紹了感應(yīng)電壓的可接受值。AS/NZS 1768和AS/NZS 2832.1中對接地電極電阻的測量給出了指導(dǎo)。LFI狀況的動態(tài)減緩所需的其它參數(shù)是管道循環(huán)電抗。這是管道的自感應(yīng)電抗，通過管道兩端接地形成一個環(huán)路。該值主要與形成回流通道的地層電阻有關(guān)。通道越深，電阻越高。它也受地層所包含的礦物質(zhì)和電解液的性質(zhì)的影響。不應(yīng)將這種情況與管道的導(dǎo)納研究相混淆，后者與防腐層的傳導(dǎo)性能有關(guān)。接地電極事實(shí)上消除了其它所有的傳導(dǎo)通道。除此之外，幾乎所有管道的電阻是可忽略的（范圍在330m/km之間）。注：附錄F給出了管道循環(huán)電抗（包括

22、感應(yīng)電抗）的算例。7 電容耦合7.1概述 電容耦合，俗稱“靜電學(xué)”，是高壓電線的最低相電線與大地形成電路的條件。小的電流以這種方式不斷流動，沿輸電線被分流。金屬物體（如當(dāng)一段跨過大地，但在最低相電線下方或高或低位置的管道）的介入將截取一部分電流（通常是5%10%），并通過軌行車輛的金屬接觸重新流入大地，或在機(jī)械操縱的車輛有橡膠或類似絕緣輪胎時(shí)，通過自身電容重新流入大地。有絕緣輪胎的車輛行駛時(shí)，人與大地、車輛接觸將造成電流通過人體流入大地，這是因?yàn)橥ㄟ^人體的電阻比通過管子電容低的多。為確定電容耦合對人的影響，按照條款5.3，要考慮跨越管段的電容電流的影響。注：附錄G給出了一個算例。例：一條長20

23、m、直徑1m的管段，在275kV輸電線（接地線159kV）下縱向跨越段長度是10m，其電容電流約0.58mA。 人與管道、大地接觸將導(dǎo)致0.58mA的電流通過人體。產(chǎn)生的人體電壓將是：V（body）=IR 7.1 式中：I=0.58mA皮膚有破損時(shí)(AS 3859)，R1,000皮膚無破損時(shí)，R(平均值) 10,000計(jì)算得：皮膚有破損時(shí)，V（body）=0.58V皮膚無破損時(shí)，V（body）=5.8V結(jié)果是任何一種情況，其影響都將是不易察覺的。然而，如果管段通過金屬與大地相連，則任何微小的火花將足以點(diǎn)燃附近的燃料揮發(fā)形成的富集層。7.2減緩 附錄G的G4舉例說明了減緩電容耦合的方法。8 雷電

24、的影響8.1雷電的電性質(zhì) 雷電所攜帶電荷的范圍可以小至低于1庫侖，大到超過200庫侖（在少數(shù)情況下）。數(shù)量雖小，但這些電荷在幾微秒內(nèi)傳輸，電壓超過100,000,000V，最大電流從幾千安培到200,000安培不等。因?yàn)閿?shù)量很大，高峰能量（伏特乘安培乘時(shí)間）的概念難以想象。 電流和驅(qū)動電壓如此大，以至于僅有的可行方案是通過接地系統(tǒng)接收這些電荷，并通過盡可能短的通道傳送到大地。如果通道太曲折或太長，或是接地系統(tǒng)的電阻太高，則在接地線（或結(jié)構(gòu)）和附近所有的接地物間會產(chǎn)生很大的電壓。這將導(dǎo)致從電線到附近物體的二次或側(cè)閃光。這種側(cè)閃光一般不會引發(fā)管道雷電問題。 直接撞擊管道將造成管道部分防腐層的接地通

25、道的破壞。管道入口或出口點(diǎn)過熱也可能造成管子本身金屬的損壞。這些情況都是極少見的。 側(cè)閃光的能量值比管道直接閃光接觸的能量值小的多。它是平行通道，需要考慮管道的電性能，以確定其影響（見條款8.3、8.4）。8.2有防腐層管道的電性能現(xiàn)代的高性能管道防腐層的絕緣性能可與電纜媲美。接近無缺陷的防腐層與大地的絕緣電阻的量級在M/km。除此之外，它還有相當(dāng)高的耐電容電壓。注：厚度為1mm的熔結(jié)聚乙烯防腐層可承受好幾萬伏的電壓。絕緣或非傳導(dǎo)性材料的存在可產(chǎn)生靜電電容，這種性質(zhì)使非傳導(dǎo)性材料自身存儲了電能。靜電電容值取決于管子表面的面積、防腐層厚度及其介電常數(shù)。注：靜電電容值的量級預(yù)計(jì)在110微法拉/公里

26、管道。然而，非常干燥的回填料的影響不同，靜電電容的精確值也會改變?；靥盍戏浅８稍镌黾恿朔莻鲗?dǎo)性材料的厚度從而降低了電容。8.3雷電電流與管道的結(jié)合 雷電電流或其最終影響可能以幾種方式進(jìn)入管道。這些方式包括： （1）通過雷電電磁脈沖（LEMP），從雷電閃光直接進(jìn)入到距管道一定距離的大地；（2）通過直接電弧接觸進(jìn)入管子或輔助設(shè)備，條件是管子或輔助設(shè)備暴露裸露在地表。輔助設(shè)備包括：閥門、閥軸、CP測試點(diǎn)、CP轉(zhuǎn)換器、泵站、清管站、遙測裝置及類似物；（3）通過大地，隨電弧傳導(dǎo)到一些臨近的樹或不與管道直接相連的結(jié)構(gòu)或設(shè)備。這是地電勢EPR，包括閃光接觸到與管道相鄰的高壓電線。也包括直接、越過或接近管道的

27、與大地的電弧接觸。條款9對EPR進(jìn)行了介紹；（4）通過與其它一些必須接地的結(jié)構(gòu)（通過金屬與管道相連）。例如，電力設(shè)備（如CP轉(zhuǎn)換器、泵站設(shè)備或遙測設(shè)備）將接收閃光與供電的低壓電線相接觸產(chǎn)生的大量電流。依據(jù)設(shè)備各自的脈沖阻抗，與管道的連接將產(chǎn)生電流的基爾霍夫分配；（5）側(cè)閃光是某些接地物（如樹或建筑物）遭受閃光接觸的過程。由于側(cè)閃光與大地間的高阻抗和閃光電流通道的長度，通過電弧，它重新將部分閃光電流傳送到臨近的管道。（2）、（4）、（5）中所述的直接電弧接觸的發(fā)生率是相當(dāng)?shù)偷?。根?jù)當(dāng)?shù)氐拇蟮亻W光情況，發(fā)生率從2到10次/1000公里/年不等。由于“集水”區(qū)域變大，（4）中提到的縱向感應(yīng)在管道兩邊

28、0.5公里區(qū)域內(nèi)的發(fā)生率大約會超過上述數(shù)據(jù)的100倍。EPR事件發(fā)生率大約只有LEMP事件發(fā)生率的10%。8.4雷電的減緩 雷電的減緩過程是在管道和大地間提供一個通道，以卸放沖擊能量，從而降低人身風(fēng)險(xiǎn)和減少對管道和輔助設(shè)備的損壞。一般而言，這些通道的電阻越低，在卸放期間對管道施加的電壓將越低。 建議在管段（通常是10100公里）每一端使用電阻為5歐姆的接地電極。這將在大約10分鐘內(nèi)移去條款8.3（2）、（3）、（4）或（5）情況下的存儲電荷，對條款8.3（a）的情況，時(shí)間甚至更短。為保護(hù)CP轉(zhuǎn)換器和遙測設(shè)備，可能需要更低的接地電阻。 通常需要檢查CP設(shè)計(jì)（見條款11）中的雷電保護(hù)的效果。低點(diǎn)火

29、電壓、高電流沖擊保護(hù)裝置（SPDs）可能需要與雷電接地線串聯(lián)。9傳導(dǎo)效果地電勢升高（EPR）當(dāng)來自外部來源（如雷電或故障樁）的電流流入大地時(shí)，其流入呈一種放射狀方式。這種流入的一致性取決于地電阻率，特別是與地層類型有關(guān)。如果土壤電阻率一致，則電場將由許多的同心半球組成。見示意圖9.1。注：（1）附錄H對EPR的減緩給出了指導(dǎo)。（2）附錄H中給出了50赫茲高壓設(shè)備接地線故障的算例。 圖9.1 接地排流裝置的等電位罩10 其它危害10.1開路中點(diǎn)按照AS 3000的等電勢屏蔽配置，輸水管道通常先連接到電力設(shè)備的接地棒，然后接到中性棒（通過MEN連接）。這意味著開路中性導(dǎo)線可能造成輸水管道系統(tǒng)的電壓

30、升高。一般而言，可能將超過條款5.3規(guī)定的電壓限制。這種情況可能是由電力設(shè)備故障造成的，并且無法控制，除非隔離水管。如果管道業(yè)主認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)可接受，則可能在水管和輸水干管的連接處安裝隔離用的隔環(huán)。10.2 直流牽引系統(tǒng) 10.2.1概述市區(qū)的管道經(jīng)常穿越鐵軌或沿鐵軌埋地敷設(shè)，鐵軌將返回電流從直流牽引（鐵軌）系統(tǒng)移走。用于減緩管道CP系統(tǒng)的牽引返回電流影響的排流連接線，成為管道與鐵軌間的導(dǎo)線，使兩者極為接近。雖然排流連接線的封裝防止了意外接觸，但是這并不能排除人員在工作時(shí)，接觸管道上裸露的CP系統(tǒng)的可能性，對管道而言，這一點(diǎn)值得考慮。注：150伏直流電壓出現(xiàn)的概率較大，所以需要在CP終端或測試點(diǎn)使用

31、諸如等電勢罩的保護(hù)。鐵軌電壓的計(jì)算需要直流電牽引系統(tǒng)方面豐富的知識和經(jīng)驗(yàn)。條款5.3、5.4介紹了電壓限制。10.2.2電壓裸露在下列三種結(jié)構(gòu)間的CP排流連接線上或其附近有時(shí)會出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓。（1）管道連接管道連接將管道上存在的所有電勢傳導(dǎo)至排流連接線。（2）鐵路線連接鐵軌連接將所有鐵軌電勢傳導(dǎo)至排流連接線。管道上不存在任何危險(xiǎn)的并行電情況時(shí)，管道電勢將與當(dāng)?shù)氐牡仉妱萁咏?，這兩個電勢可（為便于分析）視為等電勢。鐵軌電壓是由牽引系統(tǒng)的返回電流產(chǎn)生的。通常，電壓值在地電勢的70V直流范圍內(nèi)，如果存在故障，該值可能增大。注：NSW（SRA）的國家鐵軌規(guī)范要求在鐵軌與大地間連接導(dǎo)線上安裝鐵軌電壓監(jiān)測器，

32、一旦鐵軌電勢超高，鐵軌至大地間連接導(dǎo)線將接通。該方法對于限制鐵軌與大地間電勢的有效性取決于當(dāng)?shù)氐那闆r（土壤情況）。 該系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間與鐵軌與大地間電勢的關(guān)系如下：1）當(dāng)電勢低于100V時(shí)不跳閘；2）當(dāng)電勢等于100V時(shí)500分鐘；3）當(dāng)電勢介于100V400V之間時(shí)從500分鐘降至20分鐘以下。AS 3859（時(shí)間/直流電流區(qū)）對這種關(guān)系的測試表明，產(chǎn)生嚴(yán)重生理影響的風(fēng)險(xiǎn)很小。然而，長時(shí)間的接觸可能對心臟搏動的形成和傳導(dǎo)產(chǎn)生可逆的干擾，因此應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況。（3）局部地區(qū) 局部地區(qū)可能遭受到EPR。條款9對這種情況進(jìn)行了介紹。對于電壓為1500伏、電流為幾百安培的直流電源，直流牽引系統(tǒng)顯然會在

33、鐵路機(jī)車上產(chǎn)生有害的電壓。對于管道，可能只是對跨過CP排流連接線的人有危害，而帶電壓的管道、大地和鐵軌是可接近的。注：條款6和條款9介紹了管道或大地的電勢（由LFI或電線EPR引起）通過自動系統(tǒng)檢測鐵軌上的電勢，一旦電勢具有危害性，則自動系統(tǒng)就將鐵軌與大地連接起來。除此之外，在自動系統(tǒng)導(dǎo)線故障時(shí)，其它系統(tǒng)將隔離電源，并將鐵軌與大地間的電勢逐步減至零。對于可能造成明顯但可逆的生理影響的中等水平電勢，自動系統(tǒng)不一定會產(chǎn)生保護(hù)反應(yīng)。對這些電勢的處理，宜采取正確的操作程序（如手套或要求不同時(shí)接觸兩個建筑物）。10.3管段的儲存和處理對于離高壓電線很近的有防腐層的管道，在施工和維護(hù)期間，必須作到：（1）

34、使用機(jī)械處理設(shè)備；（2）保管好管段；（3）施工期間將管段連接起來；（4）維護(hù)期間去掉管段；（5）身體接觸無防腐層的管段部分。感應(yīng)電壓過高或機(jī)械處理設(shè)備接觸架空電線都可能導(dǎo)致電危害。在施工和維護(hù)期間，用于管段接地或管段間的連接導(dǎo)線，應(yīng)不小于2/16mm2的平行銅線的等效值。注：附錄I介紹了對管段的處理和人員保護(hù)設(shè)備（如絕緣手套、絕緣靴和等電勢罩等的使用）使用。11 管道保護(hù)接地系統(tǒng)和陰極保護(hù)系統(tǒng)的相互作用 保護(hù)接地系統(tǒng)的使用可能對某些CP系統(tǒng)產(chǎn)生影響。 在管道上安裝接地系統(tǒng)主要有以下幾個原因：（1）在管道沿高壓電線走向敷設(shè)情況下，LFI用于對人體進(jìn)行保護(hù)。在管道元件和輔助設(shè)備上，LFI可能有分流

35、；（2）雷電保護(hù)（LP）主要用于人體保護(hù)，也可用于保護(hù)輔助設(shè)備；（3）CP陽極用于腐蝕控制。注：附錄J對管道的保護(hù)接地系統(tǒng)和陰極保護(hù)系統(tǒng)的相互作用情況進(jìn)行了介紹。12管道接地系統(tǒng)的投用和維護(hù)12.1概述管道接地和連接系統(tǒng)的維護(hù)和更新包括條款12.2和12.4所列的以下三個方面內(nèi)容：（1）初期的投運(yùn)測試；（2）定期完整性檢查；（3）性能測試。12.2初期投運(yùn)施工完成后，應(yīng)立即對接地系統(tǒng)、接地保護(hù)罩和維護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢查和檢驗(yàn)，其目的是：（1）確認(rèn)施工是按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)和法定的安全要求執(zhí)行；（2）設(shè)定初始性能指標(biāo)，作為將來比較的基礎(chǔ)。投運(yùn)檢查包括物理檢驗(yàn)和電氣試驗(yàn)。12.2.2物理檢驗(yàn)物理檢驗(yàn)應(yīng)包括下列評

36、估：（1）設(shè)計(jì)布局的適應(yīng)性；（2）接地連接的完整性；（3）建筑物和設(shè)備的接線；（4）設(shè)備維護(hù)和規(guī)程。對于任何與相關(guān)電氣設(shè)備和地面設(shè)施相連的壓碎巖、接地保護(hù)罩或減緩設(shè)備，應(yīng)進(jìn)行完整性檢驗(yàn)。12.2.3電氣性能 在初始投運(yùn)試驗(yàn)期間，應(yīng)對接地系統(tǒng)的載電流保護(hù)設(shè)備（如極化電池）的阻抗和解耦設(shè)備的性能進(jìn)行確認(rèn)。12.3定期完整性檢查接地系統(tǒng)、接地保護(hù)罩和減緩設(shè)備的靈敏度會隨著其導(dǎo)線和連接器的退化而逐漸降低。因此，需要定期進(jìn)行完整性測試，以檢測和修理損壞的設(shè)備或腐蝕的導(dǎo)線。應(yīng)使埋地導(dǎo)線絕緣，以確保其耐久性和避免與鋼架的異種金屬腐蝕。定期檢查的頻率和類型取決于風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、法規(guī)要求和接地系統(tǒng)的易損性。頻繁接近或

37、故障高發(fā)區(qū)域至少應(yīng)每年檢測一次。12.4性能檢查在許多情況下，接地系統(tǒng)是最后想到的，或在施工階段已對其進(jìn)行了性能測試。除了對新系統(tǒng)進(jìn)行不斷的維護(hù)，對老系統(tǒng)也需要執(zhí)行關(guān)鍵的檢查和修復(fù)程序。這包括檢測防止意外損壞（如蓄意破壞）的安全措施。接地系統(tǒng)常被忽略，甚至“置之不理”。許多國家的維護(hù)和修復(fù)經(jīng)驗(yàn)表明，這種做法是非常危險(xiǎn)的。為確保保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行和滿足安全標(biāo)準(zhǔn)要求，負(fù)責(zé)的檢查策略是必須的。檢查過程的目標(biāo)在于追求令人滿意的專業(yè)責(zé)任感，同時(shí)通過確定危險(xiǎn)地點(diǎn)和提供經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案控制經(jīng)費(fèi)。附錄A（規(guī)范性附錄）參考標(biāo)準(zhǔn)列表本標(biāo)準(zhǔn)中引用了如下標(biāo)準(zhǔn)：ASISO 1000 國際單位系統(tǒng)及其應(yīng)用 電流流經(jīng)人體的影

38、響AS/NZS 雷電保護(hù)金屬的陰極保護(hù)2832.1第一部分： 管子及電纜電力設(shè)施（即澳大利亞/新西蘭電路規(guī)則） 風(fēng)險(xiǎn)管理ESAAEG1（97）ESAA分站接地指導(dǎo)手冊附錄B （規(guī)范性附錄）術(shù)語B.1 定義B1.1 概述除非有特殊說明，本附錄中對術(shù)語的定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)全文。除非有特殊說明，某章中對補(bǔ)充術(shù)語的定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)全文。對無特別定義的單詞或術(shù)語，均進(jìn)行了通俗易懂的解釋。除非進(jìn)行了定義，標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)的術(shù)語電壓和電流，是指r.m.s.值。B1.2 可接近的 Accessible無需攀爬或移開障礙物，或使用可移動的工具（如梯子），就能輕易到達(dá)。B1.3 陽極Anode放置在電解液中的電極，為接近

39、該電解液的建筑物提供陰極保護(hù)。B1.4授權(quán)人員 Authorized person掌管建筑物的人員，或由掌管建筑物的人員任命或選出的執(zhí)行與管道有關(guān)的某種職責(zé)的人員。B1.5陰極保護(hù) Cathodic protection 通過使金屬成為蓄電池或電解液電池的陰極而防止或減少金屬腐蝕的技術(shù)。蓄電池系統(tǒng)使用直接接地陽極，其它系統(tǒng)使用強(qiáng)制電流（見B1.12）。B1.6 轉(zhuǎn)換器 Converter將電能轉(zhuǎn)換成超低電壓（ELV）直流電的裝置。 注：整流器也是一個變頻器B1.7直徑 Diameter是指管道的外徑。B1.8 排流連接線 Drainage bond 從受影響的建筑物將雜散電流回流到牽引鐵軌的返

40、回電線系統(tǒng)。B1.9 大地（名詞）Earth (noun)指地球的傳導(dǎo)物質(zhì)。B1.10 接地（動詞）Earth(verb)將任何電線與大地連接。B1.11電極 Electrode用于回路中與電解質(zhì)相接觸的電子導(dǎo)體，電流通過它流進(jìn)或流出電解液。通過它與管道LFI及雷電保護(hù)相接觸。B1.12電解液 Electrolyte液體、或合成材料（如土壤）中的液體成分，其中電流以離子電荷方式傳輸。B1.13等電勢罩 Equipotential mats是指在測試點(diǎn)或其它管道設(shè)施處或其所處地面以下的導(dǎo)電金屬網(wǎng)，該導(dǎo)電金屬網(wǎng)與管道用電線連接，以避免穿過人體的電位發(fā)生變化。B1.14流體 Fluid任何液體、蒸汽

41、、氣體或這些物質(zhì)的混合物。B1.15 氣體 Gas可能與液態(tài)石油冷凝物或水混合的任何烴氣或氣體混合物。B1.16表面缺陷 Holiday 防腐層的任何缺陷、不連續(xù)，或防腐層稀疏的情況。B1.17強(qiáng)制電流 Impressed current 由外部電源供應(yīng)的直流電，以對建筑物進(jìn)行陰極保護(hù)。B1.18絕緣接頭 Isolating joint是指斷開結(jié)構(gòu)中電流而不影響其機(jī)械完整性的接頭。B1.19可以 May表明存在一種選擇。B1.20極化電池 Polarization cell是指一種電化學(xué)裝置，用于保持陰極保護(hù)系統(tǒng)的電位水平，該裝置在交流電下阻抗低，而在支流電時(shí)阻抗高（電壓較低，可用于陰極保護(hù)系

42、統(tǒng)）。本標(biāo)準(zhǔn)中也提到了目前出現(xiàn)的一些電子裝置（并非電化學(xué)裝置）。B1.21應(yīng) Shall表示一種強(qiáng)制性的命令。B1.22宜 Should表示一種建議。B1.23結(jié)構(gòu) Structure是指與電解液接觸的金屬表面，通常是管道及其輔助設(shè)備。B1.24測試點(diǎn) Test point結(jié)構(gòu)（管道）上與電接觸的規(guī)定點(diǎn)。也可能包括保護(hù)接地終端。B1.25接觸電壓 Touch voltage 其金屬構(gòu)筑物與大地表面上距該構(gòu)筑物等于1個人的水平距離（約1m）的一點(diǎn)間的電位差。附錄C （資料性附錄）負(fù)載電流LFI算例C1概述當(dāng)管道與高壓電線距離極近時(shí)，高壓電線的負(fù)載電流會在管道上產(chǎn)生低頻感應(yīng)。只要高壓電線還在傳送負(fù)

43、載電流，這種低頻感應(yīng)就不會中斷。管道上的感應(yīng)電壓是每個高壓電線相電流所感生的電壓的綜合向量和。既然高壓電線的負(fù)載電流可認(rèn)為是三相電流（其矢量和為零）平衡集，則LFI可能是最小值，并且總是比故障情況下的LFI小的多。感應(yīng)大小取決于負(fù)載電流的大小以及每一相與管道之間的相對距離。一般而言，電線的電壓越高、各相分開的越遠(yuǎn)，感應(yīng)電壓就越大。C2 LFI計(jì)算無架空接地線 以一個簡單的高壓電線的施工為例。假設(shè)不存在架空接地線和鄰近的高壓電線干擾管道的LFI。綜合感應(yīng)電壓V可用下式表示：VpIa.Zap+Ib.Zbp+Ic.Zcp C1 式中： Ia,Ib,Ic是高壓電線的相電流矢量。Zap,Zbp,Zcp分

44、別為a、b、c相線與管道之間的互阻抗。計(jì)算Zap、Zbp、Zcp的公式參見附錄D的公式D1，變量定義參見附錄D。圖C1所示是275V高壓電線間距和管道布局。圖C1 275KV高壓電線與管道的位置關(guān)系假設(shè)高壓電線的相電流?。?Ia = 5000安培 Ib =500120安培 Ic =500120安培各相與管道之間的距離為：DapDbp19.21mDcp則得到各個互阻抗（假設(shè)=100歐姆、f=50赫茲，由公式D2得De=931.08）為：Zap=0.04935+j 0.14468 .log10=0.04935+j0.2250/kmZbp=0.04935+ j 0.14468 .log10=0.04

45、935+j0.2439/kmZcp=0.04935+ j 0.14468 .log10=0.04935+j0.2642/km因此由：VpIa.Zap+Ib.Zbp+Ic.Zcp =112.590.0+121.95-30+132.1210 =16.98-121.2V/km 得出，管道上的感應(yīng)電壓是17V/km。如果管道裸露10公里，則感應(yīng)電壓為170V。這個電壓比附錄D計(jì)算得到的故障電流的感應(yīng)電壓小的多，但這種電壓處于一種連續(xù)狀態(tài)。 通常要對電壓較高的高壓電線進(jìn)行換位。這種換位電線下的任何裸露的管道，其長度上的感應(yīng)電壓將被抵消。但是電線換位點(diǎn)之間的管道裸露長度上的感應(yīng)電壓可能會非常高，以至于超過

46、了本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電壓限制。所以，確定電線的換位位置非常重要。C3 LFI計(jì)算有架空接地線 大多數(shù)高壓電線在施工時(shí)都要架設(shè)架空接地線。這些架空接地線對管道起到保護(hù)作用，減少管道的LFI。 在這種情況下，綜合感應(yīng)電壓V可表示為如下與公式C1類似的形式： VpIa.Zap+Ib.Zbp+Ic.Zcp C2式中： Ia,Ib,Ic, 定義見公式C1； Zap , Zbp, Zcp是基于所涉及到的架空接地線數(shù)量的修正值。假設(shè)高壓電線只有一根地線“W”，則Zap ，Zbp 和Zcp定義為：Zap ZapZbpZbpZcp=Zcp式中：Zap、Zbp、Zcp的定義與等式C1中相同Zaw=0.04935+j 0

47、.14468 .log10/kmZwp=0.04935+j 0.14468 .log10/kmZw=rw0.04935+j 0.14468 .log10/km式中：Daw相“a”與地線“w”之間的距離Dwp地線“w”與管道之間的距離rw地線“w”的交流電阻，歐姆/公里GMRw地線“w”的幾何平均半徑類推可得到“b”和“c”相與地線“w”的表達(dá)式。對于超過一根接地電線或用于屏蔽的其它連續(xù)的接地傳導(dǎo)介質(zhì)的情況，在表達(dá)式Zap ，Zbp 和Zcp中必須反映其影響。表達(dá)式也必須反映出接地線或其它的傳導(dǎo)介質(zhì)之間的相互作用，這種相互作用增加了公式的復(fù)雜性。當(dāng)存在屏蔽影響時(shí)，確定管道中感應(yīng)電壓Vp，需要增加

48、包含這些影響的計(jì)算。既然這些屏蔽介質(zhì)減小了管道中的LFI，所以僅在超過電壓限制的計(jì)算中才需考慮屏蔽介質(zhì)的影響，減少LFI的措施印證了該結(jié)論。附錄D（資料性附錄）故障電流LFI算例 D1 概述離高壓電線極近的管道中的低頻感應(yīng)（LFI）是由時(shí)變磁場引起的，時(shí)變磁場由高壓電線中電流產(chǎn)生。在本算例中，相電流是故障出現(xiàn)帶來的結(jié)果。因?yàn)槠胶怆娏魉鸬牡窒饔?，所考慮的各相電流將是零序電流值。零序電流有接到大地的回流通道，與管道形成了封閉的感應(yīng)回路。D2 等于100歐姆米計(jì)算LFI最常用的方法是使用Carson公式，該公式定義了所涉及的管道與相電流之間的互阻抗?；プ杩沟挠?jì)算與相、管道以及兩者間距有關(guān)?；プ杩?/p>

49、的一般計(jì)算公式如下（見圖D1）： Zlp 9.869f104j2.8935103log10/km D1當(dāng)頻率（f）為50赫茲時(shí)，Zlp 0.04935j 0.14468log10/km注：這只是一個近似值，但是對于相電流與裸露管道平行，且兩者間距為1km的情況，該值非常準(zhǔn)確。對于間距更大或土壤電阻率變化很大的情況，CIGRE（ref .（f）里，附錄K）給出了計(jì)算方法。De值可由以下公式計(jì)算得出：De658.37m D2式中：土壤電阻率，.m f 頻率，Hz 圖D1 導(dǎo)線與管道關(guān)系圖當(dāng)頻率為50Hz，常取100m，此時(shí)，De 和Dep 的值相對較大。因此，假設(shè)Dep=De，在下面計(jì)算中，均用D

50、e代替Dep。低頻感應(yīng)電壓值為：VLFI = Il Zlp. D3式中：Il 導(dǎo)線1中的電流為了更準(zhǔn)確地檢查這些效果，高壓電線的安裝應(yīng)當(dāng)符合下列條件：（1）在單線接地回路中，導(dǎo)線1可以認(rèn)為是單導(dǎo)線，在這種情況下，在故障消除之前，負(fù)載及故障電流都會產(chǎn)生低頻感應(yīng)電流，故障電流在有限時(shí)間內(nèi)引起了最大LFI。此處用到的公式與上述定義相同。（2）導(dǎo)線1由一組導(dǎo)線代替，如三相高壓電線。對于有a,b,c三相分線的情況，幾何平均距離Dlp的定義與管道和各相間的距離Dap，Dbp，Dcp有關(guān)，計(jì)算公式如下：Dlp 3 D4在此情況下，電流I1=3I0，其中I0為零順序電流。（3）高壓電線在施工中有架空接地線時(shí)，

51、（見圖D2），接地線對高壓電線的故障電流起到屏蔽作用，使部分電流經(jīng)架空接地線流回，由此減少了對管道的磁耦合。大多數(shù)電力部門計(jì)算的屏蔽因子（KSF）是大地中電流與高壓電線中電流的比值。假定Dwp是管道與接地線組間的距離，當(dāng)Dlp=Dwp（或兩者效果相同）時(shí)，高壓電線的三相的參數(shù)值（上述計(jì)算得出）再乘以系數(shù)KSF，可得LFI電壓值為：VLFI 3 I0 KSFZlp D5Dwp的值與Dlp的計(jì)算方法類似，假定有兩個接地線w1和w2，那么Dwp D6（4）Dlp和Dwp相差很大時(shí)， KSF的校正值K1SF計(jì)算公式如下：K1SF1（1KSF） D7式中：Zwp0.04935j 0.14468log應(yīng)注

52、意：以上公式中用到的KSF是一個矢量。一般而言， K1SF與KSF的值相差不大，可忽略，但應(yīng)注意Zwp總是比Zlp的值小，因此K1SF總是比KSF大，如果感應(yīng)電壓值為臨界值，則允許K1SF大于KSF。（5） 對于雙電路高壓電線，在計(jì)算LFI的影響時(shí)，要考慮雙電路（如果它由一根高壓電線組成）的影響。如果假定一組由a1，b1，c1三相組成，另一組由a2，b2，c2組成，則Dlp為：Dlp 6 D8從上式，可以預(yù)先算出Zlp，然后根據(jù)（3）計(jì)算出VLFI，這時(shí)式中的3I0是每一個平行的高壓電線的各個3I0電流的矢量和?？偟?I0電流值和高壓電線屏蔽因子可從相關(guān)的電力部門獲得，通過這些值就可以計(jì)算出V

53、LFI。為了得到更準(zhǔn)確的值，可以按照（3）所述依次考慮每個高壓電線，對根據(jù)各個高壓電線的3I0電流值得到LFI電壓值進(jìn)行矢量相加，得到VLFI。按照（3），以下是單回路高壓電線的算例。圖D2 單電路高壓電線與管道關(guān)系圖高壓電線故障電流，3I01500AKSF =0.912 7.4=100.mDe658.37658.37931.08mDap17.33mDbp23.85mDcp30.00mDlp323.15mZlp0.0495j 0.14468log10=0.04935+ j 0.2331=0.237378.0/km如果3I0 1500A ，KSF0.912則VLFI15000.9120.2373

54、324.6V/km對于10km的裸露管段，總的VLFI3246V為得到校正值K1SF，需要計(jì)算：Dw1p 28.41mDw2p36.43mDwp=32.17m并且Zwp0.04935j0.14468log10 0.04935j0.21150.217276.87/km根據(jù)以上結(jié)果，得出：K1SF 1（10.9127.36） 0.9176.59則：VLFI 15000.9170.2373326.4V/km本算例中，由于Dwp與Dlp相差不大，因此324.6與326.4V/km之間的差值可忽略。D3 不等于100歐姆米時(shí)的互阻抗在某些地質(zhì)狀況變化很大的管道裸露處，可能在幾個數(shù)量級之間變化。此外，管道

55、/高壓電線間距也可能不斷變化，例如，沿靠近高壓電線的道路鋪設(shè)的管道，這種情況下，需要多次計(jì)算。這就需要采用計(jì)算機(jī)程序，或參考與公式D1相應(yīng)的計(jì)算圖或表。計(jì)算圖或表雖然精確性不高，但是對這種計(jì)算是足夠的。圖D3是一個計(jì)算圖，其中間距范圍為1m1km。一般而言，使用公式D1的間距最低限為1km。為確認(rèn)計(jì)算結(jié)果，有必要在土壤某一深度選取一個值。根據(jù)該區(qū)域的已知地質(zhì)數(shù)據(jù)，對的讀數(shù)進(jìn)行校正，其校正值將產(chǎn)生可靠的結(jié)果。測量不同深度的值，要求選用比通常用于測量腐蝕狀況的土壤電阻率儀器精度更高的儀器。應(yīng)每隔2km4km讀取一次值，如果土壤環(huán)境變化，讀取頻率應(yīng)更高。D4 最大總耦合沿裸露管道的不同位置，可能需要

56、計(jì)算相線對地的故障電流，以得到最大總耦合。為了找到最大的完全耦合點(diǎn)，在不同暴露點(diǎn)可能需要計(jì)算相對地故障電流。從配電站一般能得到高壓電線的故障電流圖。圖D4列出了兩端反饋的高壓電線平面圖。當(dāng)高壓電線的故障出現(xiàn)在裸露端或以外處時(shí)，并非所有的裸露并均將引起最小低頻感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓值取決于公式D9中的乘積IL。這樣，在圖中，隨距離增大而IL減小的曲線上，根據(jù)高壓電線的阻抗值可得到一個點(diǎn)。由下式，可計(jì)算出裸露處的感應(yīng)電壓 EC.I.L. D9式中：E管道感應(yīng)電壓C耦合系數(shù)（由圖D3得到）I故障電流（由圖D4得到）L裸露長度，km某些情況下，可能需要考慮屏蔽（減速）系數(shù)k，即D9中加入此系數(shù)。感應(yīng)電壓減

57、弱是由傳導(dǎo)部分故障電流的架空接地線或地下金屬設(shè)施（如平行于該管道的管道、牽引鐵軌，等等）引起的，地下金屬設(shè)施可減弱感應(yīng)電磁場。在使用時(shí)，k一般在0.70.9范圍內(nèi)取值。注：圖D3給出了50Hz時(shí)，高壓電線與有接地排流線的管道（與大地構(gòu)成回路）之間的耦合系數(shù)C（互阻抗Zlp），耦合系數(shù)C是兩者之間幾何平均間距（dlp，單位為米）和土壤電阻率的函數(shù)。圖D3 50 Hz時(shí)， 耦合系數(shù)，C（互阻抗）D5 評價(jià)可能的危害所需的參數(shù)D 5.1 高壓電線為了評價(jià)有害電壓對管道的危害程度，應(yīng)收集大量與高壓電線有關(guān)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可分為以下三類：（1）高壓電線的位置 必須獲得顯示出“公共走廊”的高壓電線路線，接近的

58、距離及“公共走廊”內(nèi)高壓電線的位置的平面圖。圖中也應(yīng)顯示出電線架和分站的位置。這些平面圖對于確定裸露的間距及長度是必須的。如果在一張圖紙中能顯示出電線和管道的坐標(biāo)，可能會節(jié)省很多時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。（2）高壓電線工作參數(shù) 需要進(jìn)行評價(jià)的高壓電線的工作參數(shù)如下： 1）相間電壓； 2）最大負(fù)載電流； 3）導(dǎo)線與支撐物的布局； 4）輸送方案穿越點(diǎn)的位置和平衡評估； 5）故障排除時(shí)間；6）故障電流圖如果是柵欄系統(tǒng)部分，應(yīng)起止于兩端（見圖D4）；7）架空接地線數(shù)目，屏蔽系數(shù)，范圍（例如是部分線路還是全部，等等；）8）最低導(dǎo)線離地面的平均高度；9）相線的對地磁場（負(fù)載電流引起）；10）塔基的平均電阻及塔接地系統(tǒng)的

59、輻射范圍；11）土壤電阻率對于靠近塔的ERP計(jì)算取相對淺層的數(shù)值，對于LFI計(jì)算取較深層數(shù)值。 （3）高壓電纜線“壽命期” （2）里列出的許多參數(shù)可能會受到高壓電力系統(tǒng)將來的變化的影響。因此在評價(jià)這些參數(shù)時(shí)，應(yīng)盡量使用長期規(guī)劃圖。需要考慮以下幾個因素：1）電壓的變化；2）電流的變化；3）故障電流的改變；4）路線的延伸。除以上提及的情況外，更經(jīng)濟(jì)的作法是在適當(dāng)時(shí)間，減緩現(xiàn)有的危害，并確認(rèn)將來的危險(xiǎn)。D 5.2 金屬管道需要的管道數(shù)據(jù)可分為以下幾類：（1）管道 = 1 * GB3 材料 = 2 * GB3 直徑 = 3 * GB3 管子壁厚 = 4 * GB3 管道長度兩個絕緣接頭之間 = 5 *

60、 GB3 工作壓力 = 6 * GB3 與高壓電線平行的管道的長度（2）連接方式 = 1 * GB3 焊接 = 2 * GB3 膠皮環(huán)連接（穿過跨接電纜） = 3 * GB3 其它（3）防腐層系統(tǒng) = 1 * GB3 管道 = 2 * GB3 現(xiàn)場連接接頭 = 3 * GB3 附件 = 4 * GB3 電阻率 = 5 * GB3 厚度（4）損壞（數(shù)量和位置） 第三方 沖刷 放空閥 監(jiān)控/流量裝置 凹坑（5）其它地下設(shè)施（公共走廊附近）（6）“公共走廊”平面圖（7）現(xiàn)場信息 土壤數(shù)據(jù)電阻率 其它（8）陰極保護(hù) 擬用陰極保護(hù)的具體情況 測試點(diǎn) 陰極保護(hù)類型 其它 額定電壓時(shí)的單向?qū)Φ毓收想娏鳎ㄔ谕?/p>