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交流腐蚀控制-电容排流技术

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交流干扰腐蚀管道完整性的新挑战——德国Leutron公司、四川德源石油天然气工程有限公司提供2011年4月28日第二届中国管道完整性管理技术交流暨标准宣贯大会引言近十年来，我国经济高速发展，原来较为宽松的“共用走廊”现在很多地方挤满了管道，高压输电线，通讯光纤，高铁快轨，甚至紧邻人口密集城区高速公路，也安装有6MPa高压燃气管道和高压输电线。

过去采用管道距离保安全的做法现在很多地方不得不采用强度保安全。

这种变化为管道完整性管理提出了新问题，特别是“共用走廊”的管道杂散电流腐蚀加剧，管道安全运行受到严重挑战。

需要研究新问题找到新对策来保证管道安全运行和人民生命财产安全。

在此讨论的问题是-交流腐蚀减缓技术。

目录1.交流腐蚀相关技术1.1 交流腐蚀来源1.2 交流腐蚀相关因素1.3 涂层漏点与a.c腐蚀速率1.4 管道与高压线安全距离1.5 交流腐蚀后果2.交流腐蚀检测与评估2.1 交流腐蚀形态2.2 交流腐蚀识别2.3 交流腐蚀检测3.交流腐蚀减缓技术3.1 各种减缓措施3.2 各种排流器应用3.3 电容排流器应用3.4 排流器比较与优选3.5 排流位置与接地1.交流腐蚀相关技术埋地钢质管道由于与高压交流输电线路、高压交流电力机车等共用走廊、存在平行交叉和靠近铺设，带来交流腐蚀的危险。

新建或运行中的埋地管道，必须重视来自高压交流输电线路的交流干扰以及对高铁快轨干扰的检测、排查、评估。

存在交流干扰时可通过接地排流、或隔直流排流等手段来减缓交流腐蚀，预防穿孔爆炸。

测量直流电流密度与交流电流密度指标来评价管道的CP有效性，可避免保护失效。

造成管道交流干扰加剧的因素：–不断增加的高压特高压输电线路–交流牵引高速铁轨系统–管道先进绝缘涂层材料的应用–在受交流干扰的管道上，传统的管-地电位测量已不能保证阴极保护系统的防护有效性，即使CP极化电位达到标准要求，腐蚀仍可发生。

这时采用交/直流电流密度来评估CP的有效性,被认为是切实有用的方法。

人体与管道及附件可接触电压电压保护故障清除时间交流直流≤100ms >100ms ≤150ms >150ms ≤300ms >300ms ≤500ms >500ms ≤1s>1s(包括连续负载电流) 350*300*200*1005032500450400300200115故障清除时间通常与切断故障回路的速度以及引起感应电压的高压线上的相关保护装置有关，如熔断器、空开响应速度等。

在电阻为1000欧姆的人体上，200V以上电压，皮肤很快就会被破坏。

AS 3859规定32V a.c是可接受的最大持续电压。

最新的NACE SP-0177要求低于1.1交流腐蚀来源应重视与交流干扰相关的衍生问题1.管道附近人员的安全2.管道涂层和金属结构损坏的危险性3.电气设施安全，如CP和遥测系统损坏使管道电位升高的环境:(1) 平行接近高压线的管道上会感应到交流电压。

(2) 高压铁塔、分站接地网、接地电流排放点接近管道，要注意大地电位升高。

(3) 管道附近闪电产生的电流引起大地电位升高。

(4) 管道与高压电线足够近而引起电容电感耦合。

(5) 闪电电流直接或间接，对管道产生的影响以及涂层的损坏。

1.2 交流腐蚀相关因素感应电压的幅度由下列因素决定：•高压输电线路间相线的距离•高压输电线路与管道的距离•架空线电流大小•管道涂层电阻•腐蚀的速率主要由下面因素影响：•交流电流密度•CP开关电位高低•涂层缺陷大小•土壤电阻率•土壤化学成份•金属土壤界面形成腐蚀产物成分1.3 涂层漏点与a.c腐蚀速率交流电流密度和涂层漏点面积的函数关系：电流密度会随涂层漏点面积的减小而增大。

电流密度增大会导致腐蚀速率增高。

一安培电流持续流过一金属结构，一年可带走9kg金属的流失。

最交流腐蚀风险评估内容•高压输电线路或架空牵引线路的电气特性（高度、电流、电压、线路、相对相线位置等）•管道与周围环境的电气特性(涂层、土壤、接地等)，管道不同部分的电气特性（等电位连接、绝缘法兰等）•管道与高压输电线路或架空牵引线路间的位置安排（并行长度、相互距离、交叉角度等）•计算时要考虑到电流电压最严重的情况。

高压线路、牵引线路、不同管线段和相连设备的特性和地点都应考虑到，包括安装的保护设备。

1.4 管道与高压线安全距离•架空牵引线路和高压输电线会在管道上感应出不被允许的交流电压，如果任一下列情况出现，都要做进一步的检查。

•架空线和管道间的距离计算：•d(m)=架空线管道间距•ρ(ohm·m)=土壤电阻率•(如50 ohm·m 时的距离应用为7500m 的间距)•在城市，地下存在较多金属构筑物（供电和通讯线缆，燃气管和水管等），一般不能满足这个间距要求。

•-并列排布的长度可能大于2000m 。

•CEOCOR_GUIDE A.C. CORROSION 4.12款•TS 15280中7.2.2管道与铁路路轨的最大距离在1000m 之内时，应计算交流感性、容性耦合的干扰电压。

在城镇地区的距离不能低于300m 。

21300ρ⋅=d1.5 交流腐蚀后果电危害的后果：¾交流腐蚀穿孔¾造成人员触电¾管道涂层绝缘击穿¾管道钢质损坏¾烧坏相连电气设备管道上电压对人体的危害跨步电压触电接触电压触电输气站CP被雷电击坏阴极保护站PS-1恒电位仪器信号处理模块被雷击烧坏。

雷击对电气设备的损坏危害方式：z金属热熔z机械力破坏z绝缘击穿2.交流腐蚀检测与评估•现代检测技术的发展为管道交流腐蚀检测提供了相当便捷的手段：•深圳鸿昌HC-069,中科院的SCM-511杂散电流测试仪，美国fluke190储存示波表。

都可以很方便的取得电流电压数据。

后两者还可直观看到管道电流随时间的变化曲线（断电位）。

最后根据电流电压作出评估。

杂散电流测试仪示波表检测管道交流电位电流曲线（管道在线数据）交直流电流密度测试方法3m3m～12113546dVJACρπ8=2.1管道交流腐蚀形貌（秦京线）2.2 交流腐蚀识别2.3 交流腐蚀评估准则DD CEN/TS 15280:2006提出了几种判断标准：1)交流电压指标：土壤电阻率高于25Ω.m地段，交流电压值不超过10V土壤电阻率低于25Ω.m地段，交流电压值不超过4V2)交流电流密度指标：交流电流密度小于30A/m2，交流腐蚀不存在或很低交流电流密度大于30A/m2，小于100A/m2，交流腐蚀为中等腐蚀交流电流密度大于100A/m2，交流腐蚀为严重腐蚀3)电流密度之比指标：“Ia.c/Id.c”值低于5，交流腐蚀性较低“Ia.c/Id.c”值为5~10，可能存在交流腐蚀，应作更详细的检测“Ia.c/Id.c”值大于10，交流腐蚀较严重，必须采取解决措施。

评价交流腐蚀风险需要透彻了解管道沿线的土壤腐蚀条件，因为土壤电阻率的差异会造成管道交流腐蚀电流密度的较大差异。

3.交流腐蚀减缓技术讨论主要通过排流保护对管道进行保护，但对干扰严重或干扰状复杂的场合，应采取以排流保护为主，管道分段隔离、电屏蔽、接地网、分布式阳极、套管、绝缘接头、绝缘短接等各种排流措施和其它装置来缓解交流电流、交流故障电流和闪电等的影响。

管道230/400V直击雷电流：100kA 10/350µs生产：德国Leutron公司·总代理：四川德源石油天然气工程有限公司交流排流器产品参数100V DC 标称直流放电电压(100V/s) (U sg )10kA持续0.025秒，最大工频(50Hz / 60Hz)交流放电电流(I peak )4kA 持续0.25秒，最大工频(50Hz / 60Hz)交流放电电流(I wgr ) 70V AC 标称交流放电电压(50Hz) (U aw ) 交流/直流故障电流泄放能力950V 最大冲击放电电压(U as )100kA雷电冲击电流(10/350 µs) (I imp )10x100kA 标称放电电流(8/20 µs) (P-E) (I n )650V 标称冲击放电电压(U as )直击雷和感应雷电流泄放能力Leutron PLPro-40A隔离火花间隙TSF 100 (TSF 500): 泄放100kA 直击雷电流交流排流器保护线路图管道交流排流器产品功能特点产品寿命保障设计：¾双电容冗余式设计：防止电容过热；后备保护¾两级防雷及过电压保护：给电容最大的保护，同时给管道提供雷击保护维护、使用方便设计：¾泄漏检测信号过滤功能：进行泄漏检测时，无需断开排流器工作¾电流互感器电路：接电表，方便实时监测排流量¾排流器容量扩展方便：通过并联可将排流容量扩展至80A、160A、200A安全设计：¾电容放电开关：在排流器附近工作时，给电容放电，保护人员安全¾接线端子内置：防止人员误触导致触电¾经过排流后，管-地电位不超过10V¾防爆：替换成带ATEX认证的TC 100A即可用于防爆区域特点：材料环保，回收方便；无需维护，适于野外应用；寿命可靠，节省采购成本；安装方便。

3.2 珠海管道电容排流应用平均值：0.2012min:0.1803max:0.4150排流后AC平均值：-1.6020min:-2.4400max:-0.5990排流后DC 72号桩排流后平均值：0.4038min:0.3885max:2.0820排流前AC平均值：-1.9066min:-2.0540max:-1.6760排流前DC 72号桩排流前平均值：0.4157min:0.4055max:0.4316排流后AC 平均值：-2.9103min:-3.6420max:-2.0610排流后DC 71号桩排流后平均值：4.4157min:2.9055max:6.4316排流前AC平均值：-3.9508min:-5.6420max:-2.2610排流前DC 71号桩排流前珠海管道电容排流效果排流前交流电压1.98V，排流后交流电压0.19V。

排流地床与位置接地床位置应选择在：土壤电阻率很小的位置，保证地床接地电阻小于管道接地电阻。

地床安装位置，要考虑不给管道造成二次干扰，并且保证排流顺畅。

但是现场很多地方难以满足上述要求。

这时可采用增大接地体面积，或采用深井地床添加碳素粉，以及深井爆破等方式来降低接地电阻。

3.3 排流器现场应用比较各种元器件做成的排流器做现场对比，数据采集使用fluke示波表加电流钳显示排流量：二级管和半导体器件用于交流排流作用较小，排流效果一般，容易击穿，过电压防护能力较弱；电容排流器启动电压最低，排流快，防雷及过电压由单独的保护模块完成。

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交流电中的电容起什么作用

交流电中的电容起什么作用

交流电中的电容起什么作用电容是电路中常见的元件之一，它在交流电路中起着重要的作用。

在交流电中，电容可以用来储存电荷、滤波、隔直等多种作用。

本文将从这些方面来探讨交流电中电容的作用。

首先，电容在交流电路中可以用来储存电荷。

当电容器接入交流电路中时，电容器的两极板会分别积累正负电荷，形成电场。

当电容器充电时，电流通过电路进入电容器，使得电容器的两极板上积累电荷，形成电场。

当电容器放电时，电容器的两极板上的电荷会流出，使得电容器放出储存的电能。

这种储存电荷的特性使得电容在交流电路中可以用来储存能量，对于一些需要瞬间释放能量的场合，电容可以发挥重要作用。

其次，电容在交流电路中还可以用来滤波。

在交流电路中，电容可以通过对交流电的导通和截止来实现对电流的滤波。

当交流电流通过电容时，电容会储存电荷并形成电场，从而导致电容器两端的电压发生变化。

当电压变化超过一定阈值时，电容会导通，使得交流电流通过电容器。

而当电压变化低于一定阈值时，电容会截止，使得交流电流无法通过电容器。

通过这种方式，电容可以将交流电中的高频成分滤掉，从而实现对电流的滤波作用。

此外，电容在交流电路中还可以用来隔直。

在一些需要去除直流干扰的场合，可以通过电容来实现隔直的作用。

当交流电流通过电容时，电容会导致交流电压的变化，从而使得电容两端的电压呈现交替变化的特性。

而直流电流则无法通过电容，因此可以通过电容来实现对直流电流的隔离。

这种隔直的作用使得电容在一些需要去除直流干扰的场合发挥着重要的作用。

总之，电容在交流电路中起着多种重要的作用，包括储存电荷、滤波、隔直等。

这些作用使得电容成为电路中不可或缺的元件之一。

通过对电容在交流电路中的作用进行深入的研究和应用，可以更好地实现对交流电路的控制和调节，从而提高电路的性能和稳定性。

希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解电容在交流电路中的作用，并在实际应用中发挥更大的作用。

《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规章》CJJ95

《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规章》CJJ95

城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程CJJ95Technical specification for external corrosion control of buried steel pipeline for city gas1 总则1.0.1 为使城镇燃气埋地钢质管道（以下简称管道）腐蚀控制工程达到统一标准、合理设计、规范施工、科学管理的目的，制定本规程。

1.0.2 本规程适用于城镇燃气埋地钢质管道外腐蚀控制工程的设计、施工、验收和管理。

1.0.3 腐蚀控制工程应做到技术可靠、经济合理、保护环境；并应不断采用新技术、新设备、新材料、新工艺，满足腐蚀控制要求，提高经济效益、环境效益和社会效益。

1.0.4 管道腐蚀控制工程除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语2.0.1 腐蚀corrosion金属与环境介质间的物理——化学相互作用，其结果使金属的性能发生变化，并常可导致金属、环境或由它们组成的作为部分技术体系的功能受到的损伤。

2.0.2 腐蚀速率corrosion rate单位时间内金属遭受腐蚀的质量损耗量或深度损耗量，常以mm/a或g/m2·h表示。

2.0.3 腐蚀控制corrosion control人为改变金属的腐蚀体系要素，以降低金属的质量损耗和对环境介质的影响，保障管道的服役功能。

2.0.4 腐蚀电位corrosion potential在开路条件下，处于电介质中的腐蚀表面相对于参比电极的电位，也称为静止电位（rest potential）、开路电位（open-circuit potential）或自然腐蚀电位（freely corroding potential）。

2.0.5 防腐层coating涂覆在管道及其附件表面上，使其与腐蚀环境实现物理隔离的绝缘材料层。

2.0.6 漏点holiday防腐层的不连续处（孔），导致未被保护的表面暴露于环境中。

2.0.7 电绝缘electrical isolation管道与相邻的其他金属物或环境物质之间，或在管道的不同管段之间呈电气隔离的状态。

电容通交流阻直流原理

电容通交流阻直流原理

电容通交流阻直流原理
电容通交流阻直流原理是一种利用电容的屏蔽电路来实现交流和直流电子设备之间的隔离的原理。

电容通交流阻直流是一种常用的信号转换电路，它利用电容的屏蔽电路，可将输入的交流信号转换为直流信号。

电容通交流阻直流的工作原理是：当输入的信号电压值超过电容的屏蔽电压时，电容会迅速充电，由此形成一个电路，从而将输入的交流信号转换成直流信号。

当电压值低于电容的屏蔽电压时，电容会迅速放电，从而将输入的直流信号转换成交流信号。

电容通交流阻直流的优点是：它不需要太多配件，结构简单；其功率损耗小，可以节约能源；它可以有效地隔离输入信号，以防止交流和直流电子设备之间的干扰。

电容通交流阻直流的缺点是：它的响应速度不够快，不能满足高速应用；它的工作电压范围有限，不能满足多种电压要求；它的信号输出精度低，也不能满足高精度要求。

总之，电容通交流阻直流原理是一种经济实用的交流和直流电子设备之间的隔离技术，它的优点是易于实现，功耗低，可以有效隔离信号，但它的缺点也不容忽视，所以在使用时应根据实际情况选择合适的方案。

电容阻直流通交流原理

电容阻直流通交流原理

电容阻直流通交流原理
电容阻直流通交流原理是电路中的一种基本原理，它是指在电路中，电容和电阻被用来对电流进行控制，从而使直流电信号变成交流电信号。

在直流电路中，电容器会被充电或放电，导致电流在电容器中流动，从而形成一个直流电路。

而在交流电路中，电容器会不断地充电和放电，导致电流在电容器中来回流动，从而形成一个交流电路。

电阻器的作用是控制电流，使其在电路中保持恒定的大小。

当电阻器处于直流电路中时，电阻器会阻止电流流过，从而使电流保持恒定。

但当电阻器处于交流电路中时，电阻器会阻挡电流的流动，从而导致电流在电路中的幅度发生变化。

电容器的作用是存储电荷，并在电路中充电或放电。

当电容器处于直流电路中时，电容器会缓慢地充电或放电，从而使电路中的电流变化缓慢。

但当电容器处于交流电路中时，电容器会快速地充电或放电，从而使电路中的电流变化频繁。

因此，电容器能够将直流电信号转换为交流电信号。

综上所述，电容阻直流通交流原理是指通过电容和电阻控制电流，从而使直流电信号变成交流电信号的原理。

这种原理在电路设计中经常被使用，特别是在无线电通信和音频放大器中，因为这些应用需要将直流信号转换为交流信号。

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