一、雜散電流的產生及危害
雜散電流為設計的或規(guī)定的回路以外流動的電流,雜散電流也不是同一結構物上陰、陽極間形成的電偶腐蝕電流。
雜散電流可以分為:
●動態(tài)雜散電流—直流輸電系統(tǒng)、焊接、 采礦操作、電力線、 工廠車間、 大地電流等;
●靜態(tài)雜散電流—高壓直流電的接地板、其他陰極保護系統(tǒng)等。
也可以劃分為:
●直流雜散電流—直流電?化鐵路、直流電解系統(tǒng)、直流電焊系統(tǒng)、其他管道外加的陰極保護系統(tǒng)等;
●交流雜散電流—交流電?化鐵路,?壓交流輸電線路等。
二、雜散電流的測試與判定
(1)直流雜散電流測試與判定
1)設計階段
●管道擬經兩側各20m范圍內的地電位梯度判斷土壤中雜散電流的強弱;
●地電位梯度>0.5mV/m,確認存在雜散電流;
●地電位梯度≥2.5mV/m,應評估管道敷設后可能受到的直流干擾影響,并根據(jù)評估結果預設干擾防護措施。
2)沒有實施陰極保護
●管地電位相對于自然電位正向或負向偏移超過20mV時,確認存在直流干擾;
●管地電位相對于自然電位正向偏移大于或等于100mV時,應及時采取干擾防護措施。
3)已實施陰極保護的管道
●當干擾導致管道不滿足最小保護電位要求時,應及時采取干擾防護措施。
(2)交流雜散電流測試與判定
1)干擾電壓
●測量管道上的交流干擾電壓不高于4V時,可不采取干擾防護措施;
● 當交流干擾電壓高于4V時,應采用其他方式進行評估。
2)交流電流密度
對于交流干擾電壓高于4V的管道,采用交流電流密度進行判定:
三、雜散電流的防護措施
(1)極性排流
極性排流是指通過極性排流器將管道和回流體連通,當管道上出現(xiàn)正電位時可把管道中的雜散電流排出,出現(xiàn)負電位時排流器不導通,可防雜散電流的進入。
極性排流裝置由固態(tài)去耦合器和接地極組成,接地極宜采用ZR型高純鋅帶狀陽極。
固態(tài)去耦合器能有效隔離陰極保護直流電流,同時抑制直流雜散電流反向流入管道,并能排除正常陰極保護電壓外的直流雜散電流,對管道上耦合的交流電流具有低阻抗全導通特性,能有效降低感應的管道交流干擾電壓。
排流效果的優(yōu)劣, 除了選擇可靠的排流設備外, 接地電阻的控制與接地材料的選擇也十分重要,選用鋅帶陽極,可以提升接地面積,大大降低接地電阻。
(2)排流裝置安裝要求
1)對于高壓輸電線平行交叉處:
①在高壓交流輸電線路走廊內的管道,20m<管道與750kV輸電線路最外側邊導線間距≤50m 的地段,每隔300m設置一個排流防護點;排流防護點位置允許前后有所調整(30 m范圍內),盡量設置在附近土壤電阻率比較小的位置;
②在高壓交流輸電線路走廊內的管道,50m<管道與750kV輸電線路最外側邊導線間距≤300m且累計長度超過2km 的管段,每隔500m設置一個排流防護點;排流防護點位置允許前后有所調整(200 m范圍內),盡量設置在附近土壤電阻率比較小的位置;
③管道進入或遠離輸電線路走廊位置處;
2)對于鐵路與管道交叉點,距每一個交叉點兩邊各50 米處設置一個排流點。
(3)強制排流
當埋地管道位于雜散電流干擾極性交變區(qū)(即動態(tài)雜散電流),用極性排流都無法將雜散電流排出,這時就可以選用強制排流法。
強制排流法的原理類似于陰極保護技術,選用一個恒電位儀(整流器),可以起到電位控制器的作用。在外部存在電位差的條件下強制進行排流,它的功能就是兼具排流和陰極保護的雙重作用,比較經濟、有效,所以應用較為廣泛。
強制排流裝置構成:恒電位儀、輔助陽極、參比電極、接線箱、電纜及相關輔材。
對于城市軌道交通和逆變高壓電站引起的雜散電流干擾,鈺烯公司開發(fā)一套新型的強制排流裝置,采用太陽能恒電位儀+智能監(jiān)測一體化設備,特種柔性陽極、復合測試探頭組成,可以解決城市空間有限,無法供電等問題。