【摘 要】
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当前我国正处于大力建设能源运输基础设施阶段,保证输油气管道安全稳定运营对经济发展和社会安全具有重大意义。牵引供电系统运行过程中无可避免会产生杂散电流导致埋地金属管道腐蚀,且高压输电线路产生谐波对周围埋地金属管线造成谐波感应干扰,这些问题对金属管道运行带来极大的安全隐患。本文以金属管道的腐蚀评估和防护为核心,对直流腐蚀防护设施的故障检测和交流腐蚀评估阈值展开研究,提出了对排流网腐蚀故障位置和等级的诊
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当前我国正处于大力建设能源运输基础设施阶段,保证输油气管道安全稳定运营对经济发展和社会安全具有重大意义。牵引供电系统运行过程中无可避免会产生杂散电流导致埋地金属管道腐蚀,且高压输电线路产生谐波对周围埋地金属管线造成谐波感应干扰,这些问题对金属管道运行带来极大的安全隐患。本文以金属管道的腐蚀评估和防护为核心,对直流腐蚀防护设施的故障检测和交流腐蚀评估阈值展开研究,提出了对排流网腐蚀故障位置和等级的诊断方法以及避免管道谐波腐蚀的安全电压限值。本文的主要研究工作如下:（1）针对排流网在主动施加激励条件下的地面电位与磁感应强度分布规律开展研究。通过电路和电磁场理论以及CDEGS软件仿真,分析不同激励幅值和频率对排流网上方地面电位分布和磁感应强度分布的影响;建立不同程度故障下的排流网模型,研究排流网注入电流信号时,其故障对上方地面电位分布和磁感应强度分布的影响规律。提出向排流网注入电流,通过检测地面电位变化对排流网故障进行定位与等级诊断的基本思路;（2）针对排流网故障检测整体方案开展研究。提出采用模板匹配波形差异识别算法和欧几里得贴近度算法处理地面电位幅值,分别对故障进行定位和等级判断的方法;对影响故障检测准确度的相关因素（土壤电阻率和电位参考点）进行了敏感性研究,证实方法的有效性;通过户外实验对故障和非故障排流网地面电位分布进行测量和数据分析,结论验证了方法的可行性;（3）针对埋地金属管道谐波腐蚀开展研究。通过谐波电流对金属的腐蚀实验,揭示频率对腐蚀速率的影响。基于已有的基波标准,建立谐波下感应电压与电流密度的关系式并评估其准确性和适用性,提出避免埋地金属管道谐波腐蚀的电压限值。算例分析表明,在含谐波输电线路附近的管道受到严重的谐波干扰,并超过现有管道腐蚀限值。
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