限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法及埋地系统技术方案

本发明专利技术公开了一种限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法及埋地系统，该防护方法包括以下步骤：S100：预先设定接地极和金属管道的相对位置关系；S200：确定土壤、接地极和金属管道的基本参数；S300：将接地极和金属管道的相对位置关系信息以及各种基本参数输入仿真软件；S400：设置拟采用的一组防护参数，所述防护参数包括金属管道分段数量以及金属管道与接地极的最近垂直距离；S500：生成计算模型；S600：进行迭代求解，计算管地电位；S700：判断管地电位是否满足防护要求，如果满足，则执行步骤S800，否则返回步骤S400，设置另一组防护参数；S800：输出计算结果。本发明专利技术可评估直流接地极对埋地金属管道的腐蚀影响，优化直流接地极和埋地金属的建设方案。

Protection method and buried system for restricting the corrosion of buried metal pipes with DC grounding electrode corrosion

Buried protection method and system of the invention discloses a limit DC grounding corrosion of underground metal pipeline, the protection method comprises the following steps: S100, predetermined relative position between the electrode and metal pipe; S200: to determine the basic parameters of soil, ground electrode and metal pipe; S300: grounding electrode and metal pipe the relative position information and various input basic parameters of simulation software; S400: set a set of parameters of the proposed protection, the protection parameters including the recent vertical distance between the metal pipe and metal pipe section number and grounding; S500: generation calculation model; S600: iteration calculation of pipe ground potential; S700: judgment the tube ground potential whether meet the protection requirements, if satisfied, then executing step S800, otherwise returns to step S400, setting another set of protection parameters; S800 : output calculation results. The invention can evaluate the corrosion effect of DC grounding electrode on buried metal pipes and optimize the construction scheme of DC ground electrode and buried metal.

【技术实现步骤摘要】
限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法及埋地系统
本专利技术涉及输电工程防护
，尤其是涉及一种限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法及埋地系统。
技术介绍
特高压/高压直流输电工程是我国西电东送战略的主要应用技术，具有输送距离远、输送容量大、损耗小、功率可控等诸多优点。当前我国已有±1100kV、±800kV、±660kV、±500kV等多个电压等级序列、多回特高压/高压直流工程投入运行和正在建设中。直流接地极是特高压/高压直流输电工程中的一个重要组成部分，它的作用体现在：一是在直流输电系统单极大地运行时作为直流返回通路的一部分，直接为直流系统输送电力，提高系统运行的可靠性和可用率；二是钳制换流站中性点电位，避免两极对地电压不平衡而损害设备。当直流输电系统单极大地运行时，将有电流(最大可为直流系统额定电流大小)经直流接地极流入大地，经大地留向对侧换流站的接地极，从而形成电流通路。而当较大的电流从地中流过时，会对周围的埋地金属设施产生影响。其中受影响的主要设施包括埋地的金属管道，如天然气管道和石油管道等，将导致埋地金属管道电位升高，长期作用下，容易腐蚀。对于直流接地极对埋地金属的干扰问题，目前尚未有成熟的防护措施，主要采取措施体现在下面几个方面：(1)加强设备巡检频次，设备安全临时防护措施，如对管道上测试桩、固态去耦合器、恒电位仪等设施损坏，暂时采取更换措施。对易烧蚀部位进行重点巡视和检查，加大检测绝缘卡套频次，及时更换损坏设备；排查阀室内引压管等相关设施，间距小于1cm的引压管需要缠绕绝缘胶带。(2)增设管道腐蚀监测设备，如在干扰范围内的管道安装腐蚀速率监测探头，对管道的腐蚀速率和干扰电压进行在线监控。(3)增加干扰段管道开挖频次，如加强干扰段防腐层检漏，加密管道开挖，密切关注管道腐蚀和防腐层剥离风险。(4)断开干扰段内进出站跨接电缆，如通过断开干扰段内进出站的跨接电缆，将管道的电连通段缩短，有利用降低管道干扰电压。综上可知，上述针对直流接地极干扰的防护措施，都是通过增加一些监测设施、进行加强巡视等措施，运维工作量增加、运维成本增高，且无法从根本上解决干扰的问题。
技术实现思路
基于此，本专利技术在于克服现有技术的缺陷，提供一种限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法及埋地系统，其可评估直流接地极对埋地金属管道的腐蚀影响，优化直流接地极和埋地金属的建设方案，减少埋地金属管道的腐蚀现象。其技术方案如下：一种限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法，包括以下步骤：S100：预先设定接地极和金属管道的相对位置关系；S200：确定土壤的基本参数、接地极的基本参数和金属管道的基本参数；S300：将接地极和金属管道的相对位置关系信息、土壤的基本参数、接地极的基本参数和金属管道的基本参数输入仿真软件；S400：在仿真软件中设置拟采用的一组防护参数，所述防护参数包括金属管道分段数量、每段子管段的长度以及金属管道与接地极的最近垂直距离，同时设置相邻两个子管段之间设有一个绝缘接头，每个子管段对应配备至少一个阴极保护装置，所述绝缘接头和所述阴极保护装置均位于阀室内；S500：在仿真软件中生成计算模型；S600：根据计算模型进行迭代求解，计算得出金属管道的管地电位；S700：判断计算得出的管地电位是否满足金属管道防护要求，如果满足防护要求则执行步骤S800，否则返回步骤S400，并在仿真软件中设置拟采用的另一组防护参数；S800：输出计算结果，采用该组防护参数制定防护方案。在其中一个实施例中，步骤S300具体包括以下步骤：S301：在仿真软件的地图软件模块中输入拟定的金属管道的走向数据信息和接地极的位置数据信息；S302：在所述地图软件模块中绘出接地极和金属管道的相对位置图；S303：在所述地图软件模块中对接地极和金属管道的信息进行编辑，并导入仿真软件的计算软件模块中；S304：在所述计算软件模块中输入土壤的基本参数、接地极的基本参数和金属管道的基本参数。在其中一个实施例中，所述土壤的基本参数包括接地极处土壤的分层情况、每层的土壤电阻率以及金属管道沿线的土壤电阻率；所述接地极的基本参数包括接地极的额定入地电流、接地极的埋深以及接地极的极环半径信息；所述金属管道的基本参数包括金属管道的埋深、金属管道的半径、金属管道的腐蚀层厚度。在其中一个实施例中，在步骤S400中，设置相邻两个子管段之间共用一个阴极保护装置，每个阴极保护装置和一个所述绝缘接头对应设于一个所述阀室内。在其中一个实施例中，在仿真软件中设置拟采用的另一组防护参数具体为：增加金属管道分段数量、缩短每段金属管道的长度和增加金属管道与接地极的最近垂直距离。在其中一个实施例中，所述防护参数还包括阴极保护装置的额定排流电流和额定功率；所述在仿真软件中设置拟采用的另一组防护参数具体为：增加金属管道分段数量、缩短每段金属管道的长度、增加阴极保护装置的额定排流电流和额定功率以及增加金属管道与接地极的最近垂直距离。在其中一个实施例中，在步骤S400和步骤S500之间还包括步骤：S450：对所输入的参数进行校验，当校验无误后执行步骤S500。本技术方案还提供了一种埋地系统，包括接地极和金属管道，所述接地极和所述金属管道采用上述的限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法建设而成。本专利技术上述技术方案的有益效果在于：本专利技术所述的限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法，根据工程输入条件、土壤、接地极及埋地金属管道的基本参数以及拟采用的防护参数，建立计算模型，通过不断迭代优化，可以评估直流接地极对埋地金属管道的腐蚀影响以及当前埋地系统的防护效果。通过反复拟定防护参数代入计算，从而确定符合防护要求的防护参数，进而确定最优的金属管道防护方案，为实际建设提供重要的指导意义。本专利技术无需增加监测设施和实施加强巡视等措施，减少了运维工作量和运维成本，且从根本上解决了干扰的问题。本专利技术所述的埋地系统，可解决工程中经常会遇到的直流接地极干扰埋地金属管道的问题，减少埋地金属管道的腐蚀现象，对直流接地极工程与埋地石油管道、埋地输气管道的工程建设规划设计具有重要的指导意义。附图说明图1为本专利技术一实施例所述的限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法的流程图；图2为步骤S300的具体流程图；图3为本专利技术另一实施例所述的限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法的流程图；图4为本专利技术一实施例所述的计算模型的示意图。附图标记说明：100、接地极，200、金属管道，210、子管段，300、绝缘接头，400、阴极保护装置，500、阀室。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术一实施例所述的限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法，包括以下步骤：S100：预先设定接地极100和金属管道200的相对位置关系。预先设定的意思是在仿真优化之前初步确定接地极100和金属管道200的相对位置关系，需根据后面计算结果进行优化，从而确定最终的建设方案，可包括以下几种情况：1、在金属管道200已建好，接地极100待选址情况下，可根据实际工况拟定接地极100的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：预先设定接地极和金属管道的相对位置关系；S200：确定土壤的基本参数、接地极的基本参数和金属管道的基本参数；S300：将接地极和金属管道的相对位置关系信息、土壤的基本参数、接地极的基本参数和金属管道的基本参数输入仿真软件；S400：在仿真软件中设置拟采用的一组防护参数，所述防护参数包括金属管道分段数量、每段子管段的长度以及金属管道与接地极的最近垂直距离，同时设置相邻两个子管段之间设有一个绝缘接头，每个子管段对应配备至少一个阴极保护装置，所述绝缘接头和所述阴极保护装置均位于阀室内；S500：在仿真软件中生成计算模型；S600：根据计算模型进行迭代求解，计算得出金属管道的管地电位；S700：判断计算得出的管地电位是否满足金属管道防护要求，如果满足防护要求则执行步骤S800，否则返回步骤S400，并在仿真软件中设置拟采用的另一组防护参数；S800：输出计算结果，采用该组防护参数制定防护方案。

【技术特征摘要】
1.一种限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：预先设定接地极和金属管道的相对位置关系；S200：确定土壤的基本参数、接地极的基本参数和金属管道的基本参数；S300：将接地极和金属管道的相对位置关系信息、土壤的基本参数、接地极的基本参数和金属管道的基本参数输入仿真软件；S400：在仿真软件中设置拟采用的一组防护参数，所述防护参数包括金属管道分段数量、每段子管段的长度以及金属管道与接地极的最近垂直距离，同时设置相邻两个子管段之间设有一个绝缘接头，每个子管段对应配备至少一个阴极保护装置，所述绝缘接头和所述阴极保护装置均位于阀室内；S500：在仿真软件中生成计算模型；S600：根据计算模型进行迭代求解，计算得出金属管道的管地电位；S700：判断计算得出的管地电位是否满足金属管道防护要求，如果满足防护要求则执行步骤S800，否则返回步骤S400，并在仿真软件中设置拟采用的另一组防护参数；S800：输出计算结果，采用该组防护参数制定防护方案。2.根据权利要求1所述的限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法，其特征在于，步骤S300具体包括以下步骤：S301：在仿真软件的地图软件模块中输入拟定的金属管道的走向数据信息和接地极的位置数据信息；S302：在所述地图软件模块中绘出接地极和金属管道的相对位置图；S303：在所述地图软件模块中对接地极和金属管道的信息进行编辑，并导入仿真软件的计算软件模块中；S304：在所述计算软件模块中输入土壤的基本参数、接地极的基本参数和金属管道的基本参数。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡常胜，王海宾，施世鸿，杨世江，谭威，李佳伟，简翔浩，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，国网新疆电力有限公司经济技术研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：广东,44