一、    摘要
 
為了提高輸電效率，減少投資，高壓直流輸電線路的應(yīng)用越來越廣泛。但高壓直流輸電線路是借助于龐大的接地極，為其故障或檢修期間提供輸電通道，因此，會對其接地極附近的埋地金屬設(shè)施產(chǎn)生嚴重的腐蝕干擾，也對這些設(shè)施的操作維護人員帶來人身安全方面的風(fēng)險。本文就高壓直流輸電線路腐蝕干擾的產(chǎn)生、特點、危害及緩解方式進行了討論，供廣大腐蝕控制。
 
二、    關(guān)鍵詞：
 
單極運行    管地電位 腐蝕干擾
 
三、    高壓直流輸電線路腐蝕干擾的產(chǎn)生
 
由于直流輸電可以有效的利用導(dǎo)體的整個截面積，傳輸效率高，能耗少，近年來被廣泛應(yīng)用。采用直流輸電時，一般只安裝送電及回電兩條電路，并在輸送地和接受地安裝有龐大的接地極。接地極的材料和外加電流陰極保護地床一樣，但該接地極的直徑會達到 500m 以上。這種線路的輸送電流會達到幾千安培，1～2%的不平衡電流就是幾十安培。如果輸電線路的回路發(fā)生故障，電流將通過接地極構(gòu)成回路。如果有埋地金屬設(shè)施位于其接地極之間，則會受到腐蝕干擾，嚴重時會燒毀陰極保護電源設(shè)備。
 

四、    高壓直流輸電線路干擾的特點
 
1.  
單極工作時間很短（1～2%），僅在故障時，全部電流通過土壤流動。干擾的極性取決于故障發(fā)生的線路是正極線還是負極線，產(chǎn)生的直流干擾大小波動，方向不變。國內(nèi)電力部門，在輸電系統(tǒng)檢修時，單極工作時間可以達到十幾小時甚至幾十小時，其危害不容忽視。
 
2.  
直流輸電線路單極工作時，入地電流會達到幾千安培。如果絕緣接頭處沒有安裝保護裝置，或雜散電流是流入接地極并受到單向?qū)ㄑb置的截止無法進入管道，站場接地和管道間形成高電壓，會有電打火的危險及人員安全問題。該電壓施加在恒電位儀機殼（機殼接地）與陰極電纜、零位接陰電纜之間，會導(dǎo)致恒電位儀防雷裝置的燒毀。恒電位儀容易被燒損，被燒損的部件多數(shù)是陰極電纜或零位接陰電纜與站場接地之間（機殼）的防雷壓敏電阻，因此，應(yīng)在輸出正、負、零位線路中安裝熱繼電保護器或熔斷裝置。可以在陽極電纜、陰極電纜、零位接陰電纜、參比電極電纜中安裝熔斷裝置或熱繼電器，當(dāng)電壓增大時，直接斷開恒電位儀與外部的連接。熔斷器或熱繼電器應(yīng)安裝在防雷接地單元之外，以避免恒電位儀故障電流造成的機殼帶電?；蜓兄菩滦捅Ｗo裝置，當(dāng)恒電位儀機殼與陰極線或零位接陰線甚至陽極電纜線之間的電壓超過限定值時，斷開恒電位儀與外部的所有連接。
 
3.  
不平衡電流引起的雜散電流為動態(tài)雜散電流，方向及大小始終變化。
 
五、    高壓直流輸電線路單極運行時，管地電位分布
 
首先，將參比電極放在地表，測量管地電位，電位值是參比電極位置與管道接地位置之間的地電位梯度，其大小取決于參比電極與管道接地之間的間距及相對位置。參比電極距離管道接地點越遠，電位讀數(shù)也就越大。如果管道接地點正好處于參比電極下方，尤其管道接地電阻比較小時，電位讀數(shù)也小，如果管道接地點在參比電極上游，電位讀數(shù)可能偏正，如
果管道接地點在參比電極下游，管地電位讀數(shù)偏負。因此，流入、流出涂層缺陷點的電流并不完全取決于管地電位讀數(shù)。
 
1.              當(dāng)管道防腐層絕緣良好時，靠近電流釋放接地極（陽極）的管道吸收電流，靠近電流接收接地極（陰極）一側(cè)的管道釋放電流。造成管道一段管地電位負向偏移，另一段管地電位正向偏移，電流流出管段將發(fā)生腐蝕。流入管道的總電流不大。管道兩端的地電位梯度約等于正向管地電位偏移量和負向電位偏移量絕對值之和。
 
2.              將釋放電流的管道端與電力系統(tǒng)陰極連接，將造成更多的電流流入管道，管電電位負向偏移幅度增大，負向偏移的管段增長。流入管道的電流增大，可能會造成管道過保護，引起管道防腐層剝離或氫致開裂。管道兩端的地電位梯度約等于管地電位負向偏移量與管中電壓降之和。

 
3.              將接收電流的管道端與電力系統(tǒng)陽極連接，將導(dǎo)致更多的電流流入管道，管地電位正向偏移量增大，管地電位正向偏移的管段增長，電流流出管道段發(fā)生腐蝕。管道兩端的地
電位梯度約等于管地電位正向偏移量與管中電壓降之和。
4.              將管道沿線增加接地，降低管地電阻，將導(dǎo)致更多的電流流入、流出管道，但管地電位正向、負向偏移幅度降低，范圍縮小。流經(jīng)管道的電流增大，管道上電壓降增大。管道兩端的電位梯度約等于管地電位正向偏移量、負向偏移量與管中電壓降之和。
 
5.              將管道沿線站場的跨接線斷開，縮短管道長度，將降低管道兩端管地電位的正向或負向偏移，減少雜散電流流入量。但這樣做，將增加雜散電流的排放點。將管道站場跨接線連通，增加了管道的長度，減少了雜散電流流出點，但將增大管道兩端的電壓，提高了進入管道的電流量。
 
6.              無論管道防腐層好壞，加到管道兩端的電壓為管道兩端地電位梯度，不會因為管道有無絕緣層或防腐層絕緣性能好壞而改變。
 
六、    高壓直流輸電線路單極運行危害緩解措施
 
1.              降低電力系統(tǒng)接地極電阻，減小接地極電壓場范圍及強度，不僅會減輕對其他埋地金屬結(jié)構(gòu)的干擾，增加接地極數(shù)量還能延長壽命，降低能耗。
 
2.              靠近電力系統(tǒng)接地極處，管道上安裝試片，埋設(shè)足夠的時間，通過比較電力系統(tǒng)單極運行及正常運行時通過試片的電流、或試片失重，計算電力系統(tǒng)單極運行對管道的危害程度，確定管道的最大允許干擾電位，作為管道排流的控制目標。或通過管道內(nèi)檢測和開挖檢測，實際確定電力系統(tǒng)干擾對管道所造成的危害程度。不能簡單地以通電電位偏移來判斷干擾強度。
 
3.              管道的排流原則是降低雜散電流流出管道的電阻，增大雜散電流進入管道的電阻。盡量縮短管道的長度，如拆除站場跨接線，以降低管端對地電壓，保證人身安全。將管道沿線所有閥室、站場接地極通過單向?qū)ㄑb置與管道連接，為電流的排放提供通道，但不允許雜散電流流入管道。必要時，在管道沿線額外安裝接地極并單向連接。
 
4.              驗證站場跨接能否減輕雜散電流排放量。如果跨接能夠減少電流通過接地極排放量，且不會大量引入雜散電流，不會導(dǎo)致管地電位的大幅度升高，則跨接站場。如果因為站場跨接而增大了管地電壓，超過了安全限制或?qū)е逻^保護，應(yīng)考慮去除站場跨接線，縮短管道的長度以降低管地電壓。

5.            
在雜散電流流出位置安裝陰極保護站，提供額外的保護電流。與犧牲陽極相比，陰極保護站是靠陰極保護電流抵消雜散電流排放所帶來的危害，其容量要和直流輸電線路放電規(guī)模相當(dāng)，難以實施。對于陰極保護站的分布、陽極位置等要求也很高，難以達到排流效果。因此，應(yīng)采用排流接地與強制排流相結(jié)合的方式，而且要以排流接地為主，強制排流為輔的原則。
 
6.            
單向?qū)ㄑb置或氧化鋅避雷器上可能會出現(xiàn)較高的電壓，存在安全風(fēng)險，因此，該裝置應(yīng)安裝在防爆箱內(nèi)。高壓輸電線路單極運行時，禁止所有人接觸管道上的閥門、測試樁等裸露部位。閥室及測試樁下方鋪設(shè)碎石墊層，增加人體接地電阻。
 
七、    排流效果的評定
 
排流設(shè)施投用后，要實際測量排流效果。管地斷電電位要達到陰極保護指標要求很困難。要利用極化探頭或參比管測量試片極化電位、電流，通過測量試片排放電流或稱重法計算管道腐蝕率，確定允許的最大腐蝕速率。采取防護措施，保證人員、設(shè)備的安全。
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