交流干扰检测:保障设施安全的关键环节
在电力系统、埋地金属管道(如石油、天然气、供水管道)、通信线路以及轨道交通(如电气化铁路)等邻近或交叉高压交流输电线路或交流电气化铁路的区域,存在一种严重的潜在威胁——交流干扰(AC Interference)。这种干扰主要是指交流电力系统通过感性耦合、阻性耦合或容性耦合的方式,在邻近的金属导体上感应产生交流电压和电流的现象。长期的交流干扰不仅可能对埋地管道等金属设施造成交流腐蚀,加速其老化破损,导致泄漏风险;还可能危及操作维护人员的人身安全(如接触电压、跨步电压超标);甚至干扰附近通信、控制系统的正常运行。因此,系统、科学地进行交流干扰检测,评估其风险水平,并据此制定有效的缓解措施(如排流、屏蔽、接地等),是保障公共基础设施安全稳定运行、保护人员安全、延长设施使用寿命不可或缺的重要环节。
核心检测项目
交流干扰检测通常围绕以下几个核心项目展开:
- 管地交流电压 (AC Pipe-to-Soil Voltage, AC P/S Voltage): 测量管道金属本体与远方大地之间的交流电压瞬时值、峰值和有效值。这是评估干扰程度和安全风险最基础、最关键的参数。
- 交流电流密度 (AC Current Density): 估算或测量单位面积管道表面流过的交流电流大小。电流密度是直接评价交流腐蚀风险的核心指标。
- 交流感应电压 (AC Induced Voltage): 特指在管道与大地处于开路状态下测得的管地交流电压,主要用于评估感性耦合的强度。
- 接触电压 (Touch Voltage) 和跨步电压 (Step Voltage): 在可能被公众或操作人员接触的位置(如阀室、测试桩、裸露管段附近地面),测量人体可能承受的交流电压,评估人身电击风险。
- 排流电流 (Drainage Current): 如果已安装排流装置(如固态去耦合器SSD、极化电池PB),需测量通过排流器流入大地的交流电流大小。
- 土壤电阻率 (Soil Resistivity): 测量干扰区域及附近的土壤电阻率,这对评估阻性耦合强度、设计接地系统至关重要。
- 阴极保护参数监测: 监测交流干扰对管道阴极保护系统运行状态的影响,如管地直流电位(特别是ON/OFF电位)的波动情况。
关键检测仪器
进行精确的交流干扰检测需要依赖专业的仪器设备:
仪器名称 |
主要用途 |
高精度万用表 (True RMS Multimeter) |
测量管地交流电压瞬时值、有效值,接触/跨步电压。 |
交流电流钳表 (AC Current Clamp Meter) |
非接触式测量管道金属本体或电缆屏蔽层上感应的交流电流。 |
数据记录仪 (Data Logger) |
长期、连续记录管地交流电压、电流、温度等参数,捕捉电力负荷变化(如峰谷、故障)下的干扰特征。 |
土壤电阻率测试仪 (Soil Resistivity Meter) |
采用温纳四极法(Wenner Method)等测量特定深度土壤的平均电阻率。 |
参比电极 (Reference Electrode) |
(如饱和硫酸铜电极CSE)用于建立稳定的电位参考点,精确测量管地电位。 |
阴极保护测试仪 (CP Tester) |
测量管地直流电位(含ON/OFF电位)、牺牲阳极输出电流等阴极保护参数。 |
排流器测试设备 |
测试固态去耦合器(SSD)的通流能力、击穿电压、直流阻断性能等。 |
主要检测方法
根据检测目的和环境条件,通常采用以下几种方法:
- 即时点测法 (Spot Measurements):
- 在选定的测试点(如测试桩、阀室、疑似高风险点),使用万用表和参比电极直接测量管地交流电压的有效值、峰值、波形等。
- 使用电流钳在管道或测试导线中断开处测量交流电流。
- 测量接触电压(模拟人手接触管道金属部件时脚对大地的电压)和跨步电压(模拟人两脚分开一定距离站立时的电压差)。
- 此方法简单快捷,适用于普查和初步风险评估,但难以反映干扰的动态变化。
- 长期数据记录监测法 (Long-Term Monitoring):
- 在关键位置安装数据记录仪,连续记录(通常24小时至数周甚至数月)管地交流电压、电流等参数。
- 核心目的是捕捉干扰源(如高压输电线路、电气化铁路)在不同运行工况(如负荷高峰/低谷、列车通过/停运、线路故障或开关操作)下对受干扰设施的影响程度及其变化规律。
- 这是评估最不利情况、确定缓解措施效果以及满足法规对长期监测要求的最可靠方法。
- 排流效果测试法 (Drainage Effectiveness Testing):
- 在安装了排流装置(如SSD)的地点,测量排流器投入运行前后的管地电压和排流电流变化,评估其缓解效果。
- 测试排流器本身的性能参数(如导通电压、截止直流特性、通流量)。
- 电流密度估算/测量法 (Current Density Assessment):
- 计算法: 通过测量管道直径、壁厚、交流电流和涂层状况,利用经验公式估算电流密度。此法简便但精度有限。
- 试片法: 在管道附近埋设与管道材质、涂层类似的试片(Coupon),测量流经试片的交流电流,结合试片面积计算实际平均电流密度,更接近真实腐蚀环境。可结合试片失重法直接评估腐蚀速率。
相关检测标准与规范
进行交流干扰检测和评估需遵循国内外权威的标准和规范,确保检测的科学性、准确性和结果的可比性:
- 国际/区域标准:
- ISO 18086: 《阴极保护下管道交流腐蚀的评估标准》 - 提供了交流腐蚀风险的评估流程、安全电压限值(如15 V AC RMS)、电流密度限值(如30 A/m²)以及详细的检测和监测方法要求。
- EN 50443: 《电力设施对金属管道的影响》 - 欧洲标准,规定了评估电磁影响(含交流干扰)的程序、测量方法和缓解措施。
- NACE SP0177 / ISO 15589-2: 《减轻交流电和雷电对金属构筑物和阴极保护系统影响的推荐作法》 - 提供减轻交流干扰(腐蚀和安全风险)的详细导则。
- 中国国家标准及行业规范:
- GB/T 50698 - 2011: 《埋地钢制管道交流干扰防护技术标准》 - 中国核心标准,规定了交流干扰的检测与测量要求、干扰程度评价准则(如安全电压限值:15V AC RMS)、防护设计及效果评价方法。
- SY/T 0017: 《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》 - 虽然重点在直流,但包含相关内容。
- DL/T 5343: 《750kV架空送电线路张力架线施工工艺导则》(涉及交叉跨越要求)等电力行业相关标准中对邻近设施保护有相应规定。
- 铁路相关规范: 针对电气化铁路附近的设施,铁路部门也有相关的防护和检测要求。
总结:
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日