特高压GIL对埋地管道交流干扰风险评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种特高压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。

Method and device for evaluating AC interference risk of underground pipeline by ultra-high voltage GIL

Including the assessment method, the present invention provides a GIL UHV AC interference on buried pipeline risk: according to the soil physical and chemical characteristics, location of buried pipeline and UHV GIL, obtain the buried pipeline corrosion rate, current density, cathodic protection current density; the corrosion rate, exchange current density corresponding to different cathodic protection current density the fitting curve fitting; obtain limit curve and corrosion rate standard according to the obtained fitting, to obtain the critical density of different AC current cathodic protection current density values under cathodic protection; according to the relationship between support and critical current density of AC current density, the relationship between the two; obtain the current density field of buried pipeline cathodic protection, based on the critical current density AC Alternating current density relation obtained corresponding to the defects; The critical AC current density is compared with the AC current density at the defect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供一种特高压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，本专利技术提供一种特高压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。在本专利技术的的特高压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。在本专利技术的的特高压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。在本专利技术的的特高压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。在本专利技术的的特高压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。在本专利技术的的特高压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。在本专利技术的的特高压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。本专利技术还提供一种特高压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。在本专利技术的特高压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。在本专利技术的特高压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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李妮，张建功，谢辉春，邱于兵，赵军，周兵，张斌，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网浙江省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11