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管道与输电线路安全距离标准及做法探讨

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第9期

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管道与输电线路安全距离标准及做法探讨

孔朝金1,李刚2,郭发龙3,孟虎林4,李磊5,马勤晟6,李欣妍5

(1.中国石油西南管道南宁输油气分公司, 广西 南宁 530022)

(2.中石道有限责任公司西部分公司乌鲁木齐输油气分公司, 乌鲁木齐 830001)(3.中国石油西南管道天水输油气分公司,

甘肃 天水 741002)

(4.中国石油青海油田分公司管道输油处, 青海 格尔木 816000)(5.中国石油天然气股份有限公司管道济南输油分公司, 山东 济南 250000)(6.中国石油吐哈油田分公司工程技术研究院地面工程设计所, 鄯善 838202)

[摘 要] 随着我国经济的快速发展,长输管道与输电线路的安全问题日益突出,造成管道交流干扰腐蚀和防腐层破坏等问题。750kV特高等级输电线路也对管道设计和运行安全提出更高要求。我国标准缺少管道与750-1000kV特高压输电线路和接地体的安全距离规定。文章介绍了国外标准关于管道与输电线路安全距离的规定。提出了确定管道和输电线路科学、合理的安全距离,除应满足标准规范要求外,还应考虑法律法规、消防安全、施工作业和管道实际情况等因素。最后提出了确定开阔地区和特高压输电线路与管道安全距离以及管道交流腐蚀监测、管道与电力行业标准借鉴协调的建议。[关键词] 管道;输电线路;标准;腐蚀;安全距离

近年来,我国长输油气管道实现了跨越式发展。按照集约、高效、合理利用土地的原则,长输管道、输电线路和通信设施采用集中式交通走廊铺设,长输管道与输电线路并行和交叉敷设的问题日益突出[1],例如输电线路会对埋地金属管道产生较强的交流干扰腐蚀,输电线路故障所造成的瞬态高感应电压则可能击穿管道防腐层,毁坏阴极保护系统设备,并对操作人员人身安全造成威胁。在管道设计、施工和验收过程存在各方对安全距离要求不一致的情形。此外,随着750kV、1000kV特高压输电线路技术发展,也对管道设计和安全运营产生影响[2]。

管道实践表明,220kV以下输电线路对埋地管道影响较小,应重点研究确定330kV以上特别是750kV以上等级的特高压输电线路与长输管道的安全距离[3]。本文研究了国内外标准规范中关于管道与输电线路的安全距离,根据我国管道工程存在的问题,提出了国内标准改进建议。1 国内外标准

(1)国家标准GB 50545-2010《110~750kV架空输电线路设计规范》、GB 50251-2015《输气管道工程设计规范》、GB 50253-2014《输道工程设计规范》。

(2)加拿大国家标准CAN/CSA C22.3 NO.6-

2013《管道和供电线路之间电气协调的原则和做法》。

(3)澳大利亚/新西兰标准AS/NZS 4853-2000《金属管道上的电危害》。

(4)俄罗斯标准РД 93.010.00-КТН-114-2007《干线石道 建筑安装工程施工和验收规范》。

2 输电线路与管道安全距离国内外标准差异分析2.1 国内标准

国家标准GB 50545规定了330kV、500kV和750kV输电线路与管道的距离,输电线路与特殊管道的最小垂直距离分别为6m、7.5m和9.5m;针对开阔地区,输电线路的边导线与特殊管道的最小水平距离为最高杆(塔)高度;针对路径受地区,最小水平距离分别为6m、7.5m和9.5m。国家标准GB 50251规定了1000kV架空交流输电线路与地面敷设的输气管道的距离,输电线路与管道的最小垂直距离单回路和双回路分别是18m和16m。针对开阔地区,输电线路的边导线与管道的最小水平距离为最高杆(塔)高度;针对路径受地区,最小水平距离是13m。

作者简介:孔朝金(1981—),男,广西柳州人,2005年大庆石

油学院测控专业毕业,学士,工程师。现主要从事油气长输管道运行和管理工作。

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安全密封

国家标准GB 50253规定输道与架空输电线路平行敷设时,其距离应符合国家标准GB 50545的规定,但GB 50545中输电线路等级最高为750kV。因此,针对1000kV架空交流输电线路与输道的安全距离,国内标准未见规定。2.2 国外标准

加拿大国家标准CAN/CSA C22.3 NO.6规定:(1)当管道与电力线共用走廊或相邻时,二者距离应尽可能大。

(2)减少管道上感应电压的最好方法是增加管道与电力线间的距离。

(3)除非管道与电力线双方协商一致,建议管道与杆(塔)接地体以及其他地下排流设施间的距离大于10m。

(4)在工程建设和维护中,10m被认为是合理的物理间隔而被采用。但是,研究结论已经证明,电力线路与地面短路会使与电力线的间隔距离超过10m的埋地管道及其涂层损坏,严重程度受多种因素影响,包括电压和漏电电流、漏电持续时间、土壤电阻率、管道涂层特性等。

澳大利亚标准AS/NZS 4853规定,使用的牵引系统和架空线与管道之间的最小距离为5m。在最小值不可行的情况下,采用值需要得到铁路部门的认可。

俄罗斯标准РД 93.010.00-КТН-114规定150kV-220kV输电线路和管道最小距离为25m。2.3 国内外标准的差异

国家标准GB 50545规定的管道与330kV、500kV和750kV输电线路的最小距离均小于10m,GB 50251规定的管道与1000kV特高压输电线路的最小距离才大于10m。加拿大标准不考虑电压等级,统一采用10m最小间距,并且指出10m间距也不能完全保证管道安全性。俄罗斯标准未规定330kV以上等级输电电路与管道安全距离,但其数值远高于其他国内外标准,这可能与俄罗斯地广人稀的特点有关。

我国国家能源局在2017年颁布了《电力设施保护条例》,规定了架空电力线路保护区,定义为导线边线向外侧延伸所形成的两平等线内的区域,在一般地区330kV和500kV电压导线的边线延伸距离分别为15m和20m,该数值不是完全意义上的管道与输电线路的安全距离,但其数值均高

石油和化工设备2019年第22卷

于GB 50545和GB 50251规定的数值。因此,建议国家标准GB 50545和GB 50251修订时宜将管道与330kV、500kV和750kV输电线路的最小距离统一提高到10m。

3 管道与交流接地体的安全距离

国家标准GB 50251规定了埋地输气管道与高压交流输电线路杆(塔)和接地体之间的距离,在开阔地区,埋地管道与高压交流输电线路杆(塔)基脚间的最小距离不宜小于杆(塔)高;在路由受限地区,埋地管道与330kV、500kV交流输电系统的接地装置的最小水平距离不宜小于6.0m和7.5m。

国家标准GB 50253规定输道与干扰源接地体的距离应符合国家标准GB/T 50698的规定,GB/T 50698与GB 50251针对管道与输电线路接地体的安全距离基本一致。因此,针对长输管道与750kV及以上等级特高压输电线路接地体的安全距离未见规定。

4 输电线路与管道安全距离研究现状

中国国家标准规定的长输管道与输电线路的最小距离,是基于埋地管道防腐层和金属本体不被损坏。在输电线路杆(塔)接地处,管道受到阻性耦合和感性耦合的影响,雷电电流或故障电流泄放引起的地电位升高,瞬间强电流冲击可能造成防腐层甚至管道本体、管道附属设施、阴极保护设备和排流保护设施损毁。研究表明,损毁程度取决于多种因素,包括:管道与杆(塔 接地体)间的距离、对地故障电流或雷电流的大小、故障持续时间、土壤电阻率、管道防腐层电气强度、管道参数(管径与壁厚)等。对于特定位置,需通过计算确定其影响程度[4]。

从消防安全角度,高压输电线与油气管道平行时安全间距不小于本段电杆的最大高度。从高压输电线倒杆事故对油气管道的影响,高压输电线与管道的间距应不少于1.5倍电杆高度。从高压输电线与长输管道施工作业相互影响角度,即从铁塔中心起,220kV输电线与管道的最小间距为20.4m,380kV输电线与管道的最小间距为25.6m[5]。

德国腐蚀协会研究报告《高压三相电流装置和交流路轨设备影响范围内的管道安装和操作措施》指出,在线路平行的情况下,电压不低于110kV的输电线路边导线的垂直投影与管道中心线

第9期 孔朝金等 管道与输电线路安全距离标准及做法探讨

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的距离至少为10m;交叉布线时,额定电压不低于110kV的管道中心线与线杆应保证最小间距为10m。5 结论

(1)针对新建长输管道,当位于开阔地区或者规划、施工条件允许时,输电线路和管道间的距离应尽可能远,例如高压输电线与管道平行的安全距离应不低于20m;高压输电线与管道交叉时,管道与铁塔的接地体安全距离也应不低于20m。

(2)长输管道和输电线路的安全距离即使满足现行国家标准规定,并不意味着管道不存在交流干扰影响,应定期进行检测交流电压等。(3)目前我国输电线路最大电压等级已经超过1000kV,而在输道设计标准中缺乏特高压输电线路与管道安全距离的规定,建议对相关标准进行补充完善。

(4)管道与输电线路安全距离涉及石油行业

和电力行业,既要满足电力行业架空线路保护区的规定,也应考虑管道施工机具安全距离以及后期运营维护安全距离的要求。

(5)国家法律法规是各行业标准的基础,石油行业标准应关注国家法律最新要求,借鉴其他行业合理条款进行完善,以便在管道运行管理中切实发挥积极指导作用。

◆参考文献

[1] 郝宏娜,李自力,衣华磊,等. 能源公共走廊内管道交流干扰腐蚀判断准则[J].油气储运,2012,31(4):283-288.

[2] 赵宇,沈莉芳. 石油天然气长输管道路由选线规划标准与原则探讨[J].石油规划设计,2011,22(3):45-47.

[3] 王文涛. 高压交、直流电力设施对埋地管道的干扰危害及检测[J].石油和化工设备,2009,12(9):51-55.

[4] 刘志军,陈大庆,金哲,等. 埋地钢质管道交流腐蚀的评价准则[J].油气储运,2011,30(9):690-692.

[5] 张圣柱,吴宗之,,等. 油气管道选线和风险评价相关法规与方法[J].油气储运,2012,31(9):663-669.

收稿日期:2019-05-17;修回日期:2019-07-13

(上接104页)

4 结论

研究表明,为确保高浓度过氧化氢贮运的安全,应采用被动防护和主动防护相结合的安全技术体系。对于贮运量较大的情况,研究了采用内衬ETFE氟塑料的罐式集装箱并冷藏保温的贮运方案,集装箱集成自动化温度监测及可靠的稳定剂注入系统并配套齐全的库房安全设施,经实际验证可有效确保高浓度过氧化氢贮运过程的安全性。

◆参考文献

[1] 李辛涛. 铝钪合金与高浓度过氧化氢的相容性[J].航天制造技术,2007,12(6):15-19.

[2] 凌前程编译. 小卫星上的低成本40N过氧化氢/煤油双组元推力室研究[J].火箭推进,2003,29(3):52-58.

[3] 吴志坚,周刚. 非密闭条件下过氧化氢爆炸原因分析[J].火炸药学报,2006,29(4):47-49.

[4] 梁志宏,耿惠民. 过氧化氢爆炸事故浅析[J].火灾调查与分析,2004,23(6):602-604.

[5] 蒋慧灵,傅智敏,刘颍杰,等. 过氧化氢热爆炸危险性研究[J].消防科学与技术,2004,23(2):121-124.

[6] 孙军. 过氧化氢引发火灾、爆炸及其安全使用[J].化工劳动保护,1998,102(2):13-15.

[7] 张凯,夏天. 滚塑成型技术的研究现状及其展望[J].机械制造与自动化,2013,41(6):52-54+84.

[8] 张惠曦. 滚塑制品的旋转成型-滚塑[J].中国包装工业,1998,8(6):13-14.

收稿日期:2019-05-21;修回日期:2019-07-16

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