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电力工程技术 2021年第1期40卷 162-166,174页

作者：高晓东安韵竹毕斌牛景光咸日常韩正新国网山东省电力公司检修公司山东济南250118 山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255049 国网山东省电力公司淄博供电公司山东淄博255030

由于传输走廊紧张,我国架空输电线路建设与输油输气管道常平行或交叉架设。“两线一地”电磁干扰问题、管道安全与防护是热门研究课题,但有关雷击输电线路时临近管道感应过电压的研究较少。文中采用电磁分析软件CDEGS建立简化的杆塔-管... 详细信息

由于传输走廊紧张,我国架空输电线路建设与输油输气管道常平行或交叉架设。“两线一地”电磁干扰问题、管道安全与防护是热门研究课题,但有关雷击输电线路时临近管道感应过电压的研究较少。文中采用电磁分析软件CDEGS建立简化的杆塔-管道模型,分别针对线路与管道的间距、地质条件及杆塔接地网结构对管道的电磁干扰影响进行仿真,计算分析输电线路杆塔迫近油气管道情况下管道防腐层雷电过电压的影响因素和防护效果,给出管道过电压防护的相关施工建议。研究结果可为输电线路及油气管道“两线一地”综合能源管廊建设和技术改造提供参考。

关键词：雷击散流管道过电压间距地质条件杆塔接地网

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基于迫向换流法的电力线路临近油气管道过电压防护研究

基于迫向换流法的电力线路临近油气管道过电压防护研究

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作者：王鑫宇山东理工大学

学位级别：硕士

电力线路与油气输送管线选址原则趋近,二者多相邻建设形成能源输送走廊。雷击电力线路杆塔后的接地散流过程将导致附近油气管道电位抬升,可能会击穿管道防腐层并加速其腐蚀,严重时造成油气泄漏引发安全事故。目前相关研究多局限于采用... 详细信息

电力线路与油气输送管线选址原则趋近,二者多相邻建设形成能源输送走廊。雷击电力线路杆塔后的接地散流过程将导致附近油气管道电位抬升,可能会击穿管道防腐层并加速其腐蚀,严重时造成油气泄漏引发安全事故。目前相关研究多局限于采用排流带、固态去耦合器等管道防护措施,施工难度大且不易控制成本,因此研究雷击散流对附近埋地管道的影响及其防护措施极为重要。本文通过接地优化方法改变入地电流散流方向,从而实现对管道雷电过电压的防护,主要研究内容包括:(1)搭建500kV同塔双回线路杆塔雷电流分流特性计算模型,计算分析雷电流幅值、杆塔档距、接地电阻等因素对杆塔分流系数的影响规律。仿真结果表明:雷电流幅值对杆塔分流系数影响不明显;杆塔档距与杆塔分流系数呈现正相关变化趋势;接地电阻与杆塔分流系数呈现负相关变化趋势。(2)基于500kV同塔双回线路杆塔雷电流分流特性,计算分析入地电流、管-线间距、土壤参数、接地体外延形式等因素对管道雷电过电压的影响。仿真结果表明:入地电流、土壤电阻率以及外延长度增大,防腐层承受电压相应提高,入地电流由40k A增至60k A使其提高约50.44%,土壤电阻率由300Ω·m增至1200Ω·m使其提高约42.06%,外延长度由5m增至40m使其提高约63.65%;管-线间距增大,防腐层承受电压逐渐降低,管-线间距由30m增至70m使其下降约71.95%;土壤分层结构、外延接地体终端形式对管道雷电过电压影响显著。(3)提出降低杆塔接地网-管道间土壤散流强度的迫向换流法,并验证其在雷击散流过程的适用性。分析外延接地体换向、续接等水平迫向换流法以及外敷螺旋垂直接地体的垂直迫向换流法对电力杆塔接地特性的影响。仿真结果表明:水平迫向换流法对接地电阻影响不大,且其值满足接地规程要求;垂直迫向换流法可降低接地电阻,降阻效率最高可达64.11%;螺旋垂直接地体承担散流分量随外敷面积增大而增大,随土壤电阻率增大而减小,最高承担65.17%散流分量;土壤电阻率低于1500Ω·m为垂直迫向换流法最佳使用条件,此时取消装设外延接地体仍满足接地规程要求。(4)搭建电力线路杆塔临近处管道雷电过电压计算模型,计算分析外延接地体换向、续接等水平迫向换流法以及外敷螺旋垂直接地体的垂直迫向换流法对降低电力线路临近处管道过电压的效果。仿真结果表明:外延接地体换向角为90度时,防腐层承受电压最高下降1.26kV;外延接地体续接使防腐层承受电压明显降低,取消迫近接地体后,最高下降5.16kV;垂直迫向换流法使防腐层承受电压最高下降1.09kV。本文研究可为电力杆塔接地装置设计、结构优化以及管道安全防护提供参考。

关键词：油气管道电力线路杆塔分流系数雷击散流迫向换流法

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