输电线路-油气管道交叉点杂散电流与过电压防护研究

发布时间：2021-01-09 23:49

　　由于我国输电线路架设走廊占地面积较大,架空线路沿途与石油天然气行业的油气管道时有临近和交叉,输电线路和油气管道“两线一地”带来的电磁干扰问题日益突出,管道安全运行与防护问题受到愈来愈广泛的关注。电磁干扰产生的杂散电流和感应电压不仅仅威胁管道安全和运维操作人员的人身安全,严重时甚至造成重大经济损失或人身伤亡,因此研究输电线路和埋地金属管线的交流电磁干扰问题和防护措施对油气管道安全运行至关重要。本文主要针对输电线路交叉跨越埋地油气管道所产生的电磁影响问题以及防护措施进行研究。首先,分析交流输电线路对埋地油气管道的影响机理与计算方法;其次,通过CDEGS软件建立了正常运行时500kV输电线路与埋地油气管道交叉跨越的电磁影响模型和雷击输电线路情况下的简化模型,对输电线路正常工况及遭受雷击情况进行仿真分析,研究不同管道长度、线路-管道交叉跨越的夹角大小、土壤电阻率、土壤分层、导线平均高度、导线负荷电流、管道外径壁厚、涂层电阻率以及接地装置对电磁干扰水平的影响规律;最后,针对输电线路和油气管道“两线一地”的电磁干扰安全防护策略进行研究:对比分析了裸铜带及柔性石墨复合接地材料防护线对正常运行工况下的... 

【文章来源】：山东理工大学山东省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

输电线路与油气管道交叉穿越Fig.1.2Photosoftransmissionlinescrossingoil-gaspipelines

山东理工大学硕士学位论文 第一章 绪论6图1.4 柔性石墨复合材料与金属材料Fig. 1.4 Flexible graphite composites and metal materials目前柔性石墨复合接地材料在输电线路杆塔接地的应用上已经取得一些进展，有望代替传统的金属接地材料，但是对于石墨复合材料在管道防护方面的应用，例如石墨材料所制的用于减轻持续干扰的缓解线和防止强电冲击的电屏蔽线，目前没有相关文献记录。1.3 本文主要研究工作针对埋地输油输气管道受交叉跨越的高压交流输电线路产生的电磁干扰问题以及持续干扰情况下的杂散电流防护措施和受雷击输电线路状况下瞬态感应过电压的防护措施问题进行了研究，基于加拿大电磁仿真软件 CDEGS 的 HIFREQ 模块搭建了正常运行情况下 500kV 高压交流输电线路交叉跨越埋地油气管道的电磁影响模型和雷击输电线路情况下的简化模型，仿真并计算分析了诸多因素对埋地油气管道的电磁影响，总结了正常工况和雷击输电线路时临近管道所受电磁干扰的主要原因，提出以柔性石墨复合材料代替裸铜作为管道接地排流线减轻稳态运行时的杂散电流腐蚀，改变杆塔接地网形状和材料作为雷击线路情况下油气管道防护措施降低管道感应过电压

Fig. 2.1 Transmission line analogy of a pipeline视大地为参考导体，将长距离油气管道做微元处理，可以建立管道-大地回路传输线等效模型，如图2.2 所示。图2.2 管道–大地回路等值电路Fig. 2.2 Equivalent circuit of the pipeline-earth loop相应的频域电报方程为：( )( ) ( )+ ZIx Ex=0dxdUx(2.2)( )( )+ YUx=0dxdIx(2.3)其中，U 为管道沿线电压，单位为伏(V)；I 为管道沿线电流，单位为安(A)；Z、Y


本文编号：2967638