摘要：以新疆准北～乌北双回750千伏输电线路工程为例，研究和解决了超高压交流输电线路在正常运行及发生单相接地故障或遭受雷击时对邻近输油输气管道的电磁影响问题。通过CDEGS软件搭建模型，仿真计算出线路正常运行时对临近管道产生的干扰电压和最大交流泄露电流以及单相接地故障和雷击时对临近管道产生的干扰电压，分析评估线路对管道的电磁影响，为今后其它电力工程和油气管道工程的建设提供借鉴。
关键词：750kV双回架空输电线路；输油输气管道；电磁影响
1 引言
新疆准北～乌北双回750千伏交流输电工程线路路径长距离平行输油输气管道，会在管道上产生感应电压和交流腐蚀，对管道造成一定的电磁影响。为保证相关工作人员的人身安全、管道安全，减小管道交流腐蚀，在工程设计和建设中，必须将输电线路对管道的电磁影响控制在允许范围内。
本文通过CDEGS软件搭建模型，仿真计算出线路正常运行时对临近管道产生的干扰电压和最大交流泄露电流以及单相接地故障和雷击时对临近管道产生的干扰电压，分析评估线路对管道的电磁影响，为今后其它电力工程和油气管道工程的建设提供借鉴。
2 交流输电线路对输油输气管道的电磁影响
交流输电线路对输油输气管道的电磁影响主要涉及对人身、管道安全的影响和对管道的交流腐蚀等问题。
2.1 对人身和管道安全的影响
当交流输电线路发生短路故障时，故障相中短路电流远大于线路正常运行时的工作电流，输油输气管道上产生的感性耦合电压大大增加，同时短路入地电流使土壤电位抬高，并通过阻性耦合进一步影响金属管道的对地电压，可能击穿管道的防腐层。如果有人正好接触管道的金属部分，在感性耦合和阻性耦合的综合影响下，其遭受的接触电压可能会很大，严重时有可能危及人身安全。
2.2 管道的交流腐蚀
交流输电线路在正常运行情况下，工作电流通过感性耦合在油气管道上产生感应电压，此感应电压通过管道纵向阻抗、对地阻抗及大地构成的回路产生对地泄漏电流，可能会对管道产生交流腐蚀。
3 电磁影响计算结果
3.1 正常运行时管道干扰电压和交流泄漏电流密度
（1）管道干扰电压
线路正常运行方式下计算模型对应的管道沿线干扰电压如图1所示。可以看出，正常电流在埋地管道上产生的干扰电压最大不超过0.53V，低于60V限值要求。
图1 正常运行方式下3根管道沿线电压分布
（2）交流腐蚀计算
根据国标《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》GB50698-2011，当管道上交流干扰电压不高于4V时，可以不采取交流干扰防护措施；高于4V且交流泄漏电流密度大于30A/m2，应采取腐蚀影响防护措施。
假定最严重情况，管道上有面积约为1cm2的破损点，计算与750kV准北～乌北超高压交流线路交叉跨越的3根输油输气管道上可能出现的最大交流泄漏电流密度如表1所示。
表1 线路正常运行时管道最大交流电流密度
由表1计算结果可以得出，管道1~3的对地电压和交流电流密度均在交流腐蚀限制以内，不需要加装防护措施。
3.2 单相接地短路故障时管道干扰电压
选取距离管线最近的750kV准北-乌北线路二回43#杆塔为典型单相接地短路故障位置，仿真计算线路发生单相接地短路故障时管道1~3的最大干扰电压值，结果显示：750kV准北~乌北线路发生单相接地短路故障时，临近的输油输气管道1~3最大防腐层电压依次为177.1V、59.5V、55.4V，均小于1500V的故障时人身安全限值及20kV的FBE管道安全限值。
3.3 遭受雷击时管道干扰电压
埋地管道与杆塔接地体近距离接近时，阻性耦合起主导作用。准北~乌北线路邻近管道处土壤电阻率为30Ωm，线路杆塔中心与管道1~3最小接近距离分别为129m、221m、219m，雷电流采用典型数据幅值200kA，波头时间2.6μs，半波时间50μs，仿真计算线路遭受雷击时管道1~3的最大干扰电压值，结果所示：对于750kV准北-乌北线路在与管道1~3邻近交叉4km范围内若遭受雷击，即使考虑与管道最接近的杆塔接地装置，雷电流幅值200kA的情况下，3根管道的最大防腐层电压均不超过2kV，远小于FBE防腐层材料的雷电冲击耐压限值。
4 结论
本文以新疆准北～乌北双回750千伏输电线路工程为例，仿真计算出线路正常运行时对管道产生的干扰电压和最大交流泄露电流以及发生单相接地故障和雷击时对管道产生的干扰电压，得出以下结论：
（1）输电线路在正常运行以及发生单相接地故障和雷击时，交叉跨越的3条管道上对地电压均未超过人体及管道安全电压限值；
（2）输电线路正常运行时，3条管道的交流腐蚀均满足要求。
本文研究和解决了超高压交流输电线路在正常运行及发生单相接地故障或遭受雷击时对邻近输油输气管道的电磁影响问题，分析评估线路对管道的电磁影响，为今后其它电力工程和油气管道工程的建设提供借鉴。
参考文献
[1]唐剑.电力线路对邻近并行埋地金属管道电磁干扰影响的研究[D]. 保定:华北电力大学,2005.
[2]安宁 彭毅. 雷击超高压交流输电线路对埋地输油输气管道的电磁影响[J]. 高电压技术, 2012, 38(11): 2881-2888.
作者简介
雷小舟，1987年5月生，硕士研究生，中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司从事输电线路设计工作。
巨迪，1991年8月生，硕士研究生，中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司从事输电线路设计工作。
汪鹏，1989年8月生，硕士研究生，中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司从事输电线路技经工作。
论文作者:雷小舟,巨迪,汪鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/9
标签：管道论文; 线路论文; 电压论文; 干扰论文; 电流论文; 单相论文; 正常运行论文; 《电力设备》2019年第15期论文;