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交流干擾檢測

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發(fā)布時間：2025-07-25 18:41:42 更新時間：2025-07-24 18:41:43

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作者：中科光析科學技術(shù)研究所檢測中心

交流干擾檢測：保障設(shè)施安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

在電力系統(tǒng)、埋地金屬管道（如石油、天然氣、供水管道）、通信線路以及軌道交通（如電氣化鐵路）等鄰近或交叉高壓交流輸電線路或交流電氣化鐵路的區(qū)域，存在一種嚴重的潛在威脅——交流干擾（AC Interference）。這種干擾主要是指交流電力系統(tǒng)通過感性耦合、阻性耦合或容性耦合的方式，在鄰近的金屬導體上感應產(chǎn)生交流電壓和電流的現(xiàn)象。長期的交流干擾不僅可能對埋地管道等金屬設(shè)施造成交流腐蝕，加速其老化破損，導致泄漏風險；還可能危及操作維護人員的人身安全（如接觸電壓、跨步電壓超標）；甚至干擾附近通信、控制系統(tǒng)的正常運行。因此，系統(tǒng)、科學地進行交流干擾檢測，評估其風險水平，并據(jù)此制定有效的緩解措施（如排流、屏蔽、接地等），是保障公共基礎(chǔ)設(shè)施安全穩(wěn)定運行、保護人員安全、延長設(shè)施使用壽命不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

核心檢測項目

交流干擾檢測通常圍繞以下幾個核心項目展開：

管地交流電壓 (AC Pipe-to-Soil Voltage, AC P/S Voltage)： 測量管道金屬本體與遠方大地之間的交流電壓瞬時值、峰值和有效值。這是評估干擾程度和安全風險最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的參數(shù)。
交流電流密度 (AC Current Density)： 估算或測量單位面積管道表面流過的交流電流大小。電流密度是直接評價交流腐蝕風險的核心指標。
交流感應電壓 (AC Induced Voltage)： 特指在管道與大地處于開路狀態(tài)下測得的管地交流電壓，主要用于評估感性耦合的強度。
接觸電壓 (Touch Voltage) 和跨步電壓 (Step Voltage)： 在可能被公眾或操作人員接觸的位置（如閥室、測試樁、裸露管段附近地面），測量人體可能承受的交流電壓，評估人身電擊風險。
排流電流 (Drainage Current)： 如果已安裝排流裝置（如固態(tài)去耦合器SSD、極化電池PB），需測量通過排流器流入大地的交流電流大小。
土壤電阻率 (Soil Resistivity)： 測量干擾區(qū)域及附近的土壤電阻率，這對評估阻性耦合強度、設(shè)計接地系統(tǒng)至關(guān)重要。
陰極保護參數(shù)監(jiān)測： 監(jiān)測交流干擾對管道陰極保護系統(tǒng)運行狀態(tài)的影響，如管地直流電位（特別是ON/OFF電位）的波動情況。

關(guān)鍵檢測儀器

進行精確的交流干擾檢測需要依賴專業(yè)的儀器設(shè)備：

儀器名稱	主要用途
高精度萬用表 (True RMS Multimeter)	測量管地交流電壓瞬時值、有效值，接觸/跨步電壓。
交流電流鉗表 (AC Current Clamp Meter)	非接觸式測量管道金屬本體或電纜屏蔽層上感應的交流電流。
數(shù)據(jù)記錄儀 (Data Logger)	長期、連續(xù)記錄管地交流電壓、電流、溫度等參數(shù)，捕捉電力負荷變化（如峰谷、故障）下的干擾特征。
土壤電阻率測試儀 (Soil Resistivity Meter)	采用溫納四極法(Wenner Method)等測量特定深度土壤的平均電阻率。
參比電極 (Reference Electrode)	（如飽和硫酸銅電極CSE）用于建立穩(wěn)定的電位參考點，精確測量管地電位。
陰極保護測試儀 (CP Tester)	測量管地直流電位（含ON/OFF電位）、犧牲陽極輸出電流等陰極保護參數(shù)。
排流器測試設(shè)備	測試固態(tài)去耦合器(SSD)的通流能力、擊穿電壓、直流阻斷性能等。

主要檢測方法

根據(jù)檢測目的和環(huán)境條件，通常采用以下幾種方法：

即時點測法 (Spot Measurements)：
- 在選定的測試點（如測試樁、閥室、疑似高風險點），使用萬用表和參比電極直接測量管地交流電壓的有效值、峰值、波形等。
- 使用電流鉗在管道或測試導線中斷開處測量交流電流。
- 測量接觸電壓（模擬人手接觸管道金屬部件時腳對大地的電壓）和跨步電壓（模擬人兩腳分開一定距離站立時的電壓差）。
- 此方法簡單快捷，適用于普查和初步風險評估，但難以反映干擾的動態(tài)變化。
長期數(shù)據(jù)記錄監(jiān)測法 (Long-Term Monitoring)：
- 在關(guān)鍵位置安裝數(shù)據(jù)記錄儀，連續(xù)記錄（通常24小時至數(shù)周甚至數(shù)月）管地交流電壓、電流等參數(shù)。
- 核心目的是捕捉干擾源（如高壓輸電線路、電氣化鐵路）在不同運行工況（如負荷高峰/低谷、列車通過/停運、線路故障或開關(guān)操作）下對受干擾設(shè)施的影響程度及其變化規(guī)律。
- 這是評估最不利情況、確定緩解措施效果以及滿足法規(guī)對長期監(jiān)測要求的最可靠方法。
排流效果測試法 (Drainage Effectiveness Testing)：
- 在安裝了排流裝置（如SSD）的地點，測量排流器投入運行前后的管地電壓和排流電流變化，評估其緩解效果。
- 測試排流器本身的性能參數(shù)（如導通電壓、截止直流特性、通流量）。
電流密度估算/測量法 (Current Density Assessment)：
- 計算法： 通過測量管道直徑、壁厚、交流電流和涂層狀況，利用經(jīng)驗公式估算電流密度。此法簡便但精度有限。
- 試片法： 在管道附近埋設(shè)與管道材質(zhì)、涂層類似的試片（Coupon），測量流經(jīng)試片的交流電流，結(jié)合試片面積計算實際平均電流密度，更接近真實腐蝕環(huán)境。可結(jié)合試片失重法直接評估腐蝕速率。

相關(guān)檢測標準與規(guī)范

進行交流干擾檢測和評估需遵循國內(nèi)外權(quán)威的標準和規(guī)范，確保檢測的科學性、準確性和結(jié)果的可比性：

國際/區(qū)域標準：
- ISO 18086: 《陰極保護下管道交流腐蝕的評估標準》 - 提供了交流腐蝕風險的評估流程、安全電壓限值（如15 V AC RMS）、電流密度限值（如30 A/m2）以及詳細的檢測和監(jiān)測方法要求。
- EN 50443: 《電力設(shè)施對金屬管道的影響》 - 歐洲標準，規(guī)定了評估電磁影響（含交流干擾）的程序、測量方法和緩解措施。
- NACE SP0177 / ISO 15589-2: 《減輕交流電和雷電對金屬構(gòu)筑物和陰極保護系統(tǒng)影響的推薦作法》 - 提供減輕交流干擾（腐蝕和安全風險）的詳細導則。
中國國家標準及行業(yè)規(guī)范：
- GB/T 50698 - 2011: 《埋地鋼制管道交流干擾防護技術(shù)標準》 - 中國核心標準，規(guī)定了交流干擾的檢測與測量要求、干擾程度評價準則（如安全電壓限值：15V AC RMS）、防護設(shè)計及效果評價方法。
- SY/T 0017: 《埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護技術(shù)標準》 - 雖然重點在直流，但包含相關(guān)內(nèi)容。
- DL/T 5343: 《750kV架空送電線路張力架線施工工藝導則》(涉及交叉跨越要求)等電力行業(yè)相關(guān)標準中對鄰近設(shè)施保護有相應規(guī)定。
- 鐵路相關(guān)規(guī)范： 針對電氣化鐵路附近的設(shè)施，鐵路部門也有相關(guān)的防護和檢測要求。