防雷接地电池在西气东输管道上应用.doc

防雷接地电池在西气东输管道上应用的评价孙技权 西气东输 管理处摘要：西气东输管道安装有绝缘接头，其目的是为了阻止管道的阴极保护极化电流流入管道的非保护端再经管道非保护端的接地网流入大地。做为绝缘接头防雷保护的接地电池在西气东输管道上得到了广泛应用。主题词：绝缘接头防雷接地电池阴极保护做为绝缘接头防雷保护的接地电池在西气东输管道上得到了广泛应用。经近一年的运行观察和现场实测，已影响了管道阴极保护效果。西气东输管道在阀室内受阴极保护的一侧管道（以下称保护端管道）和阀室的放空管道（以下称非保护端管道）之间都安装有绝缘接头，其目的是为了阻止管道的阴极保护极化电流流入管道的非保护端再经管道非保护端的接地网流入大地。为绝缘接头防雷击，在绝缘接头上安装有防雷接地电池，防雷接地电池的两极分别与绝缘接头的保护端管道和非保护端管道通过绝缘接头测试桩相连（见后附绝缘接头防雷保护示意图）。从整个结构上看：在正常运行的输油、气管道保护端的阴极保护电位均在-0.85v-1.25v（相对Cu/CuSO4参比电极，下文所提电位值均为相对Cu/CuSO4参比电极）之间，设正常运行的输油、气管道保护端的阴极保护电位为V1。 防雷接地电池在埋地前要在填包料内加5%的Na2SO4其目的是为了减小防雷接地电池A、B两极间的电阻。Na2SO4本身为易溶于水的盐类，防雷接地电池埋地后，Na2SO4受地下水的做用（除地下水的做用外，防雷接地电池在安装前要把填包料用水搅拌成泥状），Na2SO4以离子状态存在，使接地电池两极间的导电性能加强。现西气东输管道上使用的防雷接地电池两极之间理论电阻为0.20.5，现场实测为516。 防雷接地电池A、B两个导电极都是以Zn合金为材质，埋入土壤后，在两极均为开路的情况下，自然电位为-1.2v左右，而与防雷接地电池B极相连的非保护端管道为钢质管道，自然电位仅为-0.55v0.80v左右。当把防雷接地电池的B极与非保护端管道连接（5、6端子连接），而防雷接地电池A极开路（2、3端子开路）时，防雷接地电池的B极与非保护端管道通过大地形成一个牺牲阳极保护回路。这个牺牲阳极保护回路内的防雷接地电池B极做为阳极出现，相互极化作用使这个牺牲阳极保护回路上的电位值稳定在某一数值上。同时，由于防雷接地电池的两极的导电作用使得防雷接地电池的A极也参于了牺牲阳极保护回路的极化，其自身的电位值也随这个牺牲阳极回路的极化而稳定在某个数值上，设该电位值为V2。设2端子与3端子开路，5端子与6端子闭合时防雷接地电池B极上的电位值V3。设极化电流方向为正电流方向（以下公式均按极化电流为正方向计），那么V3=V2 I1R式中：I1为防雷接地电池A极通过防雷接地电池两极间的电阻R进入防雷接地电池B极与非保护管道所形成的牺牲阳极回路的极化电流。R为防雷接地电池两极间电阻。从公式V3=V2 I1R中可以看出，在规定极化电流方向为正电流方向后，V2V3。从以上分析，如果此时V1V2V3，在正常连接下运行时（即2端子与3端子连接；5端子与6端子连接），就有极化电流由管道保护端经防雷接地电池A极流入防雷接地电池的B极而进入非保护端管道，再经放空管上的接地网流入大地。极化电流流失的大小随着防雷接地电池两极之间的电阻和2端子与3端子连接；5端子与6端子连接时3端子与6端子之间的电位差的变化而改变。随着极化电流进入管道的非保护端，再由非保护端的接地网流入大地，降低了保护端管道阴极保护电位。带着这一分析结果，在对西气东输管道的测试中，重点测试了安装有防雷接地电池地点。由于豫皖管理处管辖区内的102#、103#、104#、108#、110#、112#阀室，投产以来其阀室内阴极保护电位一直处在欠保状态，阀室内的管道保护电位都在-0.59v-0.70v左右，且影响距离为50m100m。在排除各阀室其它漏电点后，对上述阀室进行现场实测。在保持绝缘接头防雷保护示意图所示结构（即2端子与3端子连接；5端子与6端子连接）的前题下测试数据为：表1 保持绝缘接头防雷保护示意结构下测试电位数据阀室1Km以外（v）阀室内（v）绝缘接头保护端（3端子测试）（v）绝缘接头非保护端（6端子测试）（v）102#-1.18-0.82-0.79-0.67103#-1.16-0.79-0.76-0.68104#-1.20-0.82-0.79-0.70108#-1.24-0.84-0.84-0.73110#-1.20-0.84-0.83-0.65112#-1.21-0.80-0.80-0.69当在绝缘接头测试桩上断开端子2与端子3连线，使得防雷接地电池A极处在开路状态，保持端子5与端子6的连接，去极化48小时后测试得数据为：表2 2、3端子断，5、6端子连接，去极化48小时后测试电位数据阀室1Km以外（v）阀室内（v）绝缘接头保护端（v）3端子上测试（v）6端子上测试（v）102#-1.20-1.15-1.18-0.72-0.61103#-1.19-1.15-1.15-0.71-0.61104#-1.21-1.16-1.20-0.73-0.61108#-1.24-1.20-1.20-0.76-0.63110#-1.22-1.20-1.18-0.75-0.63112#-1.22-1.17-1.19-0.73-0.60在以上两组数据的测量时，当将102#、103#、104#、108#、110#、112#阀室的端子2与端子3连线全部断开时，107#阀室（阴极保护站所在地）的恒电位仪输出电流由2.8A降自1.5A。在对115#阀室的实验时，将2端子与3端子连接，5端子和6端子连接，恒电位仪输出给定V=-1.25v，恒电位仪输出电流上升4.2A，1Km外测试管道电位由2端子、3端子断开，5端子与6端子连接时的-1.23v上升到-1.62v。断开2端子与3端子；保持5端子和6端子连接，设备运行正常，输出电流I=1.4A；1Km外测试管道电位V=-1.23v，通电点电位V=-1.25v，几次实验都有着相同的结果。从阀室和阴极保护站的实测数据分析，当将2端子与3端子连接，5端子和6端子连接（即保持绝缘接头防雷保护示意图结构）时，测得绝缘接头保护端的管道保护电位为-0.76v-0.84v，阀室内管道没有达到良好地保护。但断开2端子与3端子的连线，48小时后测试，绝缘接头的保护端管道的阴极保护电位从2端子与3端子连接时的-0.76v-0.84v上升到-1.15v-1.20v，该值既为V1。而2端子与3端子连线断开，5端子与6端子连接。48小时后，在3端子上测得电位值为-0.71v-0.76v，该值即为防雷接地电池A极参于防雷接地电池B极与非保护端管道所形成的牺牲阳极保护回路极化后的稳定电位值，既该电位值为V2。在6端子上测得电位值为-0.60v-0.63v，即该值为V3。此时V1V2V3。当把端子2与端子3在绝缘接头测试桩上连接时，防雷接地电池的两极之间就存在的电位差，而金属Zn又是良好的导体，同时防雷接地电池的A、B极之间的电阻很小。这样就有极化电流由管道的保护端经防雷接地电池流入管道的非保护端，再经放空管上的接地网流入大地。对115#阀室阴极保护站的实验分析，正常运行的阴极保护站，由于防雷接地电池的接入，恒电位仪电流输出由1.4A上升到4.2A，1Km外的管道保护电位上升到-1.62v，高出通电点电位的现象，说明阴极保护站附近有较大的漏电点，从实验中可以看出，漏电点就出在防雷电池上。多次实验，各个阀室都说明了同一结果，115#阀室阴极保护站的实验同样证实了这一结果。结论是：电流漏失点就在防雷接地电池上。使个别区域内的管道阴极保护欠保。同时，电流的流失，又缩短了阴极保护站的保护距离。另外，对于那些极化电流流失较小的防雷接地电池在现场实测时，发现两极电阻都比较大。 放 空 管绝 缘 测 试 桩管道非保护端接地电池B极接地电池A极接管道保护端保护端管道接地电池A极接地电池B极绝缘接头非保护端管道123564图1 绝缘接头防雷保护示意图锌接地电池是否会造成阴极保护电流大量流失(2014-01-13 11:36:14)转载标签：奥科防腐东营阴极保护锌接地电池是否会造成阴极保护电流大量流失l，接地电池两支锌棒之间的电阻很小，一般在02-0.5之间。2如果电流进入站内接地设施，沿管道来到接地电池，并通过非保护侧的锌棒进入保护侧锌棒，此时，测量站内设施电位，应该偏离自然电位向负偏移；但此时绝缘接头娃非保护侧电位应该不会比-l_15VCSE更负。3阴极保护电流不会通过非保护侧锌棒进入管道，因为电流进入后，没