CN106569057A - 特高压gil对埋地管道交流干扰风险评估方法及装置 - Google Patents

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CN106569057A CN201610921864.6A CN201610921864A CN106569057A CN 106569057 A CN106569057 A CN 106569057A CN 201610921864 A CN201610921864 A CN 201610921864A CN 106569057 A CN106569057 A CN 106569057A
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Abstract

本发明提供一种特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，包括：根据土壤理化特性、埋地管道与特高压GIL的位置关系，获得埋地管道的腐蚀速率、交流电流密度、阴极保护电流密度；将不同阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度进行拟合获得拟合曲线；根据获得的拟合获得拟合曲线和腐蚀速率标准限值，求得不同阴极保护电流密度下的临界交流电流密度值；根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系曲线，求得两者之间的关系式；获得现场埋地管道阴极保护电流密度，根据关系式求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度；将临界交流电流密度与缺陷处的交流电流密度进行比较，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。

Description

特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法及装置
技术领域
本发明涉及特交流干扰风险评估领域，特别涉及一种特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法及装置。
背景技术
特高压GIL是气体绝缘金属封闭输电线路的缩写，是一种采用SF6或其他气体绝缘、外壳与导体同轴布置的高电压、大电流、长距离电力传输设备，具有输电容量大、占地少、布置灵活、可靠性高、寿命长等特点。
近些年来，各国坚强智能电网建设和大能源基地建设对特高压GIL产品和工程需求都在显著增长，尤其是特高压GIL已是特高压淮南-南京-上海工程重要应用方案。目前，各国新研制出适用于特高压交流工程的特高压GIL产品，特高压GIL的电压等级提高了一倍，在此情况下特高压GIL长期运行的绝缘特性、机械特性、热特性、电磁兼容特性和混合气体特性等方面尚属空白，都需深入研究。其中，特高压GIL对附近埋地管道的交流干扰方面属于特高压GIL的电磁兼容特性之一，在国内尚属空白。
当前，各国超特高压输电线路和埋地管道应用都日益增多，埋地管道在建设施工中由于各种原因造成的机械损伤可能形成破损点，使交流干扰对于阴极保护系统运行的不利影响显著增大。超特高压输电线路对埋地管道的交流干扰影响在国内有所研究，主要集中于对交流干扰现象的报道、室内和现场测试的分析，但缺少系统性的交流干扰风险评估研究。而特高压GIL对埋地管道的交流干扰风险评估在各国更是处于空白状态。因此，有必要建立特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，指导特高压GIL和埋地管道系统的设计及其防护距离的确定，保障其安全和稳定运行。
埋地管道与特高压GIL相邻敷设时，相关管段会产生交流干扰电压，主要是电感耦合的影响。埋地管道感应的交流电压大小，取决于特高压GIL不平衡电流、平行于特高压GIL的埋地管道长度、特高压GIL与埋地管道之间的距离、埋地管道绝缘层电阻及土壤电阻率等因素。在过高的交流干扰电压长期作用下，埋地管道会发生交流腐蚀甚至穿孔，防腐层可能剥离，埋地管道金属可能出现氢脆。
现有技术中缺少一种特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，用以评价埋地管道的交流干扰风险。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法及系统，可以较为准确地确定出埋地管道的交流干扰，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。
为达上述优点，本发明提供一种特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，包括：根据土壤理化特性、埋地管道与特高压GIL的位置关系，获得埋地管道的腐蚀速率、交流电流密度、阴极保护电流密度；根据阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度、将不同阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度进行拟合获得拟合曲线；根据获得的拟合获得拟合曲线和腐蚀速率标准限值，求得不同阴极保护电流密度下的临界交流电流密度值；根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系曲线，求得两者之间的关系式；获得现场埋地管道阴极保护电流密度，根据关系式求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度；将临界交流电流密度与缺陷处的交流电流密度进行比较，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。
在本发明的的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法的一个实施例中，所述方法还包括:获得现场埋地管道交流感应电压，根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度。
在本发明的的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法的一个实施例中，所述的获得现场埋地管道交流感应电压，根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度，包括：所述埋地管道与所述特高压GIL之间位置关系为平行接近时，根据Caron-Clem公式，计算所述埋地管道单位长度感应电压；所述平行接近埋地管道与所述埋地管道与特高压GIL斜接近时，且当斜接近段与所述特高压GIL两端距离比值为1/3≤a1/a2≤3时，所述埋地管道与所述特高压GIL之间的距离按等值距离代入Caron-Clem公式计算埋地管道单位长度感应电压，其中ɑ1,ɑ2为埋地管道两端与特高压GIL的距离；所述埋地管道与所述特高压GIL相交时，按等效平行长度＝20/tanα，代入Caron-Clem公式计算所述埋地管道单位长度感应电压，其中α为所述埋地管道与所述特高压GIL的交叉角度。
在本发明的的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法的一个实施例中，所述Caron-Clem公式为：其中：E1为单位长度感应电压，dip为第i相线与埋地管道之间的距离，f为频率，取50Hz，I为特高压GIL线路表面产生电流，单位为A。
在本发明的的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法的一个实施例中，所述根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系为，临界交流电流密度＝k*阴极保护电流密度+b,其中k和b为常数。
在本发明的的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法的一个实施例中，所述的获得现场埋地管道交流感应电压，根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度，包括：根据公式估算所述缺陷处的交流电流密度，其中：iac为缺陷处的交流电流密度，Uac为埋地管道交流感应电压，d为埋地管道缺陷直径。
在本发明的的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法的一个实施例中，所述的获得现场埋地管道阴极保护电流密度，根据关系式求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度，包括：根据公式估算所述阴极保护电流密度，其中：idc为阴极保护电流密度，Uoff为埋地管道断电电位，Uon为埋地管道带电电位。
本发明还提供一种特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置，包括：分析模块，用于获得埋地管道的腐蚀速率、交流电流密度、阴极保护电流密度，将不同阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度进行拟合获得拟合曲线；根据所述拟合曲线和腐蚀速率标准限值，求得不同阴极保护电流密度下的临界交流电流密度值，根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系曲线，求得两者之间的关系式；判断模块,用于通过现场埋地管道阴极保护电流密度，根据所述关系式求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度，将临界交流电流密度与缺陷处的交流电流密度进行比较，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。
在本发明的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置的一个实施例中，所述判断模块还用于根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度，包括：根据公式估算所述缺陷处的交流电流密度，其中：iac为缺陷处的交流电流密度，Uac为埋地管道交流感应电压，d为埋地管道缺陷直径。
在本发明的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置的一个实施例中，所述判断模块还用于计算交流感应电压，包括：所述埋地管道与所述特高压GIL之间位置关系为平行接近时，根据Caron-Clem公式，计算所述埋地管道单位长度感应电压；所述平行接近埋地管道与所述埋地管道与特高压GIL斜接近时，且当斜接近段与所述特高压GIL两端距离比值为1/3≤a1/a2≤3时，所述埋地管道与所述特高压GIL之间的距离按等值距离代入Caron-Clem公式计算埋地管道单位长度感应电压，其中ɑ1,ɑ2为埋地管道两端与特高压GIL的距离；所述埋地管道与所述特高压GIL相交时，按等效平行长度＝20/tanα，代入Caron-Clem公式计算所述埋地管道单位长度感应电压，其中α为所述埋地管道与所述特高压GIL的交叉角度；Caron-Clem公式为：其中：E1为单位长度感应电压，dip为第i相线与埋地管道之间的距离，f为频率，取50Hz，I为特高压GIL线路表面产生电流，单位为A。
在本发明的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置的一个实施例中，所述判断模块还用于计算现场埋地管道阴极保护电流密度，包括：根据公式估算所述阴极保护电流密度，其中：idc为阴极保护电流密度，Uoff为埋地管道断电电位，Uon为埋地管道带电电位。
本发明通过分析获得阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间关系式；进而可以求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度通过将临界交流电流密度与缺陷处的交流电流密度进行比较，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。可以判断交流干扰对埋地管道的影响大小，埋地管道保护状况良好，可以判断埋地管道的腐蚀速率是否小于腐蚀速率标准限值。
附图说明
图1所示为本发明第一实施例的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法的流程图；
图2所示为本发明第一实施例的腐蚀速率与交流电流密度的拟合曲线；
图3所示为本发明第一实施例的阴极保护电流密度与最大可承受交流电流密度之间的关系曲线；
图4所示为本发明第一实施例的埋地管道与特高压GIL斜邻近的位置示意图；
图5所示为本发明第二实施例的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置的结构图；
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图1所示为本发明第一实施例的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法的流程图。请参见图1,本实施例的方法包括：
S101、根据土壤理化特性和埋地管道与特高压GIL的位置关系，获得埋地管道的腐蚀速率、交流电流密度、阴极保护电流密度。
埋地管道是金属管道，埋地管道可以选择由铝、钢、铜等制成。如对于某输气埋地管道与特高压GIL相邻的情况，在埋地管道的日常阴极保护电位测量中，采用地表参比法测量埋地管道的交流电位和直流电位，观察电位波动范围和波动幅值，找出特高压GIL附近的电位测量出现较大幅值波动的位置，即在埋地管道的日常阴极保护电位测量数据中筛选出电位幅值波动大于设定阈值的位置。现场调查特高压GIL与埋地管道之间交叉和近距离并行的情况，结合上述找到的电位测量出现较大幅值波动的位置，选取埋地管道受到交流干扰较为明显的干扰段。
结合实验室内模拟试验，总结埋地管道在典型土壤中的腐蚀行为和交流干扰对埋地管道的影响规律。基于现场调查结果，从典型干扰段选定地点采集现场土壤，测定土壤的理化特性，评价土壤的腐蚀性。土壤的理化分析包括土壤的含水量、pH值、总盐含量、Cl-、HCO3-、SO4 2-含量等参数。
开展实验室室内模拟试验，以土壤理化分析筛选的腐蚀性最强的典型土壤作为室内模拟试验的介质，进行埋地管道腐蚀速率、交流电位、直流电位、交流电流密度、阴极保护电流密度、阴极保护电位等参数的分析，总结交流干扰影响规律。总结交流干扰影响规律主要如下：
(1)随着交流电流密度增大，腐蚀速率呈现显著增大-缓慢增大-再次明显加速的过程趋势。
(2)随着交流电流密度的增大，试片的交流电位逐渐增大，受到交流干扰的程度增强。小交流电流密度下的试片电位在整个腐蚀周期内比较平稳；大交流电流密度下的试片电位在腐蚀前期明显增大，后期逐渐趋于平稳。
(3)对试片施加交流干扰，试片直流电位均值明显正移。
(4)在一定的阴极保护电流密度下，试片的腐蚀程度随着交流干扰程度的增强而变得严重。阴极保护能抑制交流腐蚀的发射，但是过大的阴极保护电流会产生很负的保护电位，导致严重的过保护，产生阴极剥离或出现金属氢破裂。
(5)对交流干扰下的试片施加阴极保护后，试片的直流均值电位更为平稳，基本上无明显的波动现象，说明阴极保护是有效减缓埋地管道腐蚀的方法。但是，传统的阴极保护电位判据可能并不适用。
S202、根据阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度、将不同阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度进行拟合获得拟合曲线；
将不同阴极保护电流密度对应的腐蚀速率-交流电流密度进行拟合，根据拟合曲线以及腐蚀速率标准限值，求得不同阴极保护电流密度下的临界交流电流密度值，即最大可承受交流电流密度。例如，在阴极保护电流密度为0.2A/m2时，腐蚀速率与交流电流密度的拟合曲线，请参见图2。
S203、根据获得的拟合获得拟合曲线和腐蚀速率标准限值，求得不同阴极保护电流密度下的临界交流电流密度值；
据拟合曲线以及腐蚀速率标准限值0.01mm/a，求得不同阴极保护电流密度下的临界交流电流密度值，即最大可承受交流电流密度。画出阴极保护电流密度与最大可承受交流电流密度之间的关系曲线，拟合后得到线性关系曲线，请参见图3。
S204、根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系曲线，求得两者之间的关系式；
根据阴极保护电流密度与最大可承受交流电流密度之间的关系曲线，求得两者之间的关系式，从而得到交流干扰环境下电流密度判据。根据阴极保护电流密度与最大可承受交流电流密度之间的关系曲线，求得两者之间的关系式：交流电流密度＝100*直流电流密度+10。此时，若交流电流密度取50A/m2，尽管阴极保护电位达标，试片腐蚀却仍较为严重。从而得到交流干扰环境下电流密度判据：当交流电流密度小于50A/m2、直流电流密度小于关系式要求时，阴极保护处于有效状态；当交流电流密度大于50A/m2，要调节直流电流密度小于关系式要求，减低埋地管道受到交流干扰影响的风险，但注意避免产生过保护威胁。
S205、获得现场埋地管道阴极保护电流密度，根据关系式求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度；
通过现场检测，得到现场埋地管道的阴极保护电流密度，或者采用以下公式，交流电流密度和阴极保护电流密度比值可采用下式计算：
式中：
idc——阴极保护电流密度，单位为A/m2；
Uoff——埋地管道断电电位，单位为V；
Uon——埋地管道带电电位，单位为V。
S206、将临界交流电流密度与缺陷处的交流电流密度进行比较，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。
基于计算模型或实测数据，得到埋地管道交流感应电压；根据公式估算或测量结果，得到埋地管道缺陷处交流电流密度；
通过现场检测或公式计算，得到现场埋地管道的阴极保护状态；
基于实测数据，得到埋地管道交流感应电压。也可仿真计算得到不同条件下埋地管道交流感应电压。针对与特高压GIL临近而受干扰影响的埋地管道，根据传输线模型，对于一个微分单元管段存在以下等式：
式中：
U(x)——埋地管道感应交流电压，单位为V；
I(x)——埋地管道感应交流电流，单位为A；
x——埋地管道标记坐标，单位为m；
γ——衰减系数；
y——埋地管道单位长度特性导纳，单位为1/(Ω·m)；
E(x)——埋地管道单位长度感应电位梯度，单位为V/m。
当E(x)恒定不变时，可以得到：
式中：
Z——埋地管道单位长度特性阻抗，单位为Ω/m；
D——埋地管道外径，单位为mm；
ρp——埋地管道电阻率，单位为Ω·mm2/m；
ρ——土壤电阻率，单位为Ω·m；
μ0——真空磁导率，取4π×10-7H/m；
μ——钢相对磁导率，单位为H/m；
rμ——埋地管道覆盖层电阻，单位为Ω·m2；
ε0——真空介电常数，取8.85×10-12F/m；
ε——相对介电常数，单位为F/m；
s——埋地管道覆盖层厚度，单位为mm；
ω——角频率。
计算埋地管道与特高压GIL之间平行接近、斜接近、交叉等不同条件下的埋地管道交流感应电压。埋地管道与特高压GIL平行接近时，即两者接近的距离变化不超过其算术平均值的5％，称为平行接近。根据Caron-Clem公式，埋地管道单位长度感应电压(纵向电压)的计算公式为：
式中：
E1——单位长度感应电压，单位为V；
dip——第i相线与埋地管道之间的距离，单位为m；
f——频率，取50Hz；
I——特高压GIL线路表面产生电流，单位为A。
请参见图4，埋地管道与特高压GIL斜接近时，埋地管道感应电压计算可以等效为平行接近类型。当斜接近段两端距离比值为1/3≤a1/a2≤3时，埋地管道与特高压GIL之间的等值距离否则进一步细分，使每一段都满足比值要求，则每一段在特高压GIL线路上的投影Lp1和Lp2即为等效并行长度。
埋地管道与特高压GIL交叉时，可等效为平行接近的情况计算感应电压，等效平行长度与交叉角度α有关，其值为20/tanα。
根据测量结果，可得到埋地管道缺陷处交流电流密度。也可估算埋地管道缺陷处交流电流密度。求得埋地管道交流感应电压后，忽略极化电阻带来的影响，对缺陷处的交流电流密度进行估算：
式中：
iac——缺陷处的交流电流密度，单位为A/m2；
Uac——埋地管道交流感应电压，单位为V；
d——埋地管道缺陷直径，单位为m。
依据前面得到的交流干扰环境下电流密度判据，对埋地管道的潜在交流干扰区域进行风险评估。
如某处临近特高压GIL的某条输气埋地管道，测量得到埋地管道交流感应电压为13V，忽略极化电阻带来的影响，对缺陷处的交流电流密度进行估算：埋地管道交流感应电压Uac为13V，埋地管道缺陷直径d为219mm，土壤电阻率ρ为95Ω·m，则计算求得缺陷处交流电流密度iac为1.6A/m2。测得阴极保护电流密度idc为0.2A/m2。交流电流密度为1.6A/m2，小于50A/m2，直流电流密度为0.2A/m2，小于关系式要求，表明阴极保护处于有效状态。
结合现场调查结果，基于选取交流干扰严重区域、涵盖不同接近方式的原则，选取典型交流干扰区域，开展现场埋片和监测。失重分析结果显示：通电试片腐蚀速率小于标准限值，埋设点保护度超过85％，试验表明埋设点埋地管道保护状况良好。
室内模拟试验得到的交流干扰电流密度判据与现场实测结果相吻合，表明该判据适于现场应用，也验证了本方法的正确性。
本发明的其他实施例中，所述根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系为，临界交流电流密度＝k*阴极保护电流密度+b,其中k和b为常数。
图5所示为本发明第二实施例的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置的结构示意图，请参见图5，本实施例的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置，包括：
分析模块501，用于获得埋地管道的腐蚀速率、交流电流密度、阴极保护电流密度，将不同阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度进行拟合获得拟合曲线；根据所述拟合曲线和腐蚀速率标准限值，求得不同阴极保护电流密度下的临界交流电流密度值，根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系曲线，求得两者之间的关系式；
判断模块502,用于通过现场埋地管道阴极保护电流密度，根据所述关系式求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度，将临界交流电流密度与缺陷处的交流电流密度进行比较，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。
所述判断模块还可用于根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度，包括：
根据公式估算所述缺陷处的交流电流密度，其中：iac为缺陷处的交流电流密度，Uac为埋地管道交流感应电压，d为埋地管道缺陷直径。
所述判断模块还可用于计算交流感应电压，包括：
所述埋地管道与所述特高压GIL之间位置关系为平行接近时，根据Caron-Clem公式，计算所述埋地管道单位长度感应电压；
所述平行接近埋地管道与所述埋地管道与特高压GIL斜接近时，且当斜接近段与所述特高压GIL两端距离比值为1/3≤a1/a2≤3时，所述埋地管道与所述特高压GIL之间的距离按等值距离代入Caron-Clem公式计算埋地管道单位长度感应电压，其中ɑ1,ɑ2为埋地管道两端与特高压GIL的距离；
所述埋地管道与所述特高压GIL相交时，按等效平行长度＝20/tanα，代入Caron-Clem公式计算所述埋地管道单位长度感应电压，其中α为所述埋地管道与所述特高压GIL的交叉角度；
Caron-Clem公式为：其中：E1为单位长度感应电压，dip为第i相线与埋地管道之间的距离，f为频率，取50Hz，I为特高压GIL线路表面产生电流，单位为A；
所述判断模块还可用于计算现场埋地管道阴极保护电流密度，包括：根据公式估算所述阴极保护电流密度，其中：idc为阴极保护电流密度，Uoff为埋地管道断电电位，Uon为埋地管道带电电位。
综上，本发明的方法和装置至少具有以下的优点:
本发明通过分析获得阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间关系式；进而可以求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度通过将临界交流电流密度与缺陷处的交流电流密度进行比较，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。可以判断交流干扰对埋地管道的影响大小，埋地管道保护状况良好，可以判断埋地管道的腐蚀速率是否小于腐蚀速率标准限值。
通过现场实测所获得的测量数据对比证明，本发明正确有效、全面装置，可应用于评估今后特高压GIL对埋地管道交流干扰风险，指导特高压GIL和埋地管道装置的设计及其防护距离的确定，保障其安全和稳定运行。
本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包括有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、只读光盘、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，其特征在于，包括：
根据土壤理化特性、埋地管道与特高压GIL的位置关系，获得埋地管道的腐蚀速率、交流电流密度、阴极保护电流密度；
根据阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度、将不同阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度进行拟合获得拟合曲线；
根据获得的拟合获得拟合曲线和腐蚀速率标准限值，求得不同阴极保护电流密度下的临界交流电流密度值；
根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系曲线，求得两者之间的关系式；
获得现场埋地管道阴极保护电流密度，根据关系式求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度；
将临界交流电流密度与缺陷处的交流电流密度进行比较，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。
2.根据权利要求1所述的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，其特征在于，所述方法还包括:
获得现场埋地管道交流感应电压，根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度。
3.根据权利要求2所述的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，其特征在于，所述的获得现场埋地管道交流感应电压，根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度，包括：
所述埋地管道与所述特高压GIL之间位置关系为平行接近时，根据Caron-Clem公式，计算所述埋地管道单位长度感应电压；
所述平行接近埋地管道与所述埋地管道与特高压GIL斜接近时，且当斜接近段与所述特高压GIL两端距离比值为1/3≤a1/a2≤3时，所述埋地管道与所述特高压GIL之间的距离按等值距离代入Caron-Clem公式计算埋地管道单位长度感应电压，其中ɑ1,ɑ2为埋地管道两端与特高压GIL的距离；
所述埋地管道与所述特高压GIL相交时，按等效平行长度＝20/tanα，代入Caron-Clem公式计算所述埋地管道单位长度感应电压，其中α为所述埋地管道与所述特高压GIL的交叉角度。
4.根据权利要求3所述的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，其特征在于，所述Caron-Clem公式为：
其中：E1为单位长度感应电压，dip为第i相线与埋地管道之间的距离，f为频率，取50Hz，I为特高压GIL线路表面产生电流，单位为A。
5.根据权利要求1所述的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，其特征在于，所述根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系为，临界交流电流密度＝k*阴极保护电流密度+b,其中k和b为常数。
6.根据权利要求2所述的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，其特征在于，所述的获得现场埋地管道交流感应电压，根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度，包括：
根据公式估算所述缺陷处的交流电流密度，其中：iac为缺陷处的交流电流密度，Uac为埋地管道交流感应电压，d为埋地管道缺陷直径。
7.根据权利要求1所述的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法，其特征在于，所述的获得现场埋地管道阴极保护电流密度，根据关系式求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度，包括：
根据公式估算所述阴极保护电流密度，其中：idc为阴极保护电流密度，Uoff为埋地管道断电电位，Uon为埋地管道带电电位。
8.一种特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置，其特征在于，包括：
分析模块，用于获得埋地管道的腐蚀速率、交流电流密度、阴极保护电流密度，将不同阴极保护电流密度对应的腐蚀速率、交流电流密度进行拟合获得拟合曲线；根据所述拟合曲线和腐蚀速率标准限值，求得不同阴极保护电流密度下的临界交流电流密度值，根据阴极保护电流密度与临界交流电流密度之间的关系曲线，求得两者之间的关系式；
判断模块,用于通过现场埋地管道阴极保护电流密度，根据所述关系式求得缺陷处的交流电流密度对应的临界交流电流密度，将临界交流电流密度与缺陷处的交流电流密度进行比较，判断缺陷处的交流电流密度是否大于临界交流电流密度。
9.根据权利要求8所述的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置，其特征在于，所述判断模块还用于根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度，所述的根据埋地管道交流感应电压估算缺陷处的交流电流密度，包括：
根据公式估算所述缺陷处的交流电流密度，其中：iac为缺陷处的交流电流密度，Uac为埋地管道交流感应电压，d为埋地管道缺陷直径。
10.根据权利要求9所述的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置，其特征在于，所述判断模块还用于计算交流感应电压，所述的计算交流感应电压，包括：
所述埋地管道与所述特高压GIL之间位置关系为平行接近时，根据Caron-Clem公式，计算所述埋地管道单位长度感应电压；
所述平行接近埋地管道与所述埋地管道与特高压GIL斜接近时，且当斜接近段与所述特高压GIL两端距离比值为1/3≤a1/a2≤3时，所述埋地管道与所述特高压GIL之间的距离按等值距离代入Caron-Clem公式计算埋地管道单位长度感应电压，其中ɑ1,ɑ2为埋地管道两端与特高压GIL的距离；
所述埋地管道与所述特高压GIL相交时，按等效平行长度＝20/tanα，代入Caron-Clem公式计算所述埋地管道单位长度感应电压，其中α为所述埋地管道与所述特高压GIL的交叉角度；
Caron-Clem公式为：其中：E1为单位长度感应电压，dip为第i相线与埋地管道之间的距离，f为频率，取50Hz，I为特高压GIL线路表面产生电流，单位为A。
11.根据权利要求8-10任一所述的特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估装置，其特征在于，所述判断模块还用于计算现场埋地管道阴极保护电流密度，所述的计算现场埋地管道阴极保护电流密度，包括：根据公式估算所述阴极保护电流密度，其中：idc为阴极保护电流密度，Uoff为埋地管道断电电位，Uon为埋地管道带电电位。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108007971A (zh) * 2017-11-06 2018-05-08 重庆大学 一种计及输变电设备干扰的埋地金属管道腐蚀健康状态评估方法
CN111879821A (zh) * 2020-07-13 2020-11-03 中国特种设备检测研究院 管道腐蚀状况的评估方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张贵喜 等: "高压输电线路对埋地钢质管道的腐蚀影响", 《油气储运》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108007971A (zh) * 2017-11-06 2018-05-08 重庆大学 一种计及输变电设备干扰的埋地金属管道腐蚀健康状态评估方法
CN108007971B (zh) * 2017-11-06 2020-07-07 重庆大学 一种计及输变电设备干扰的埋地金属管道腐蚀健康状态评估方法
CN111879821A (zh) * 2020-07-13 2020-11-03 中国特种设备检测研究院 管道腐蚀状况的评估方法及装置
CN111879821B (zh) * 2020-07-13 2023-08-04 中国特种设备检测研究院 管道腐蚀状况的评估方法及装置

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