[發(fā)明專利]一種考慮輸電線路電磁干擾的油氣管道接地系統(tǒng)設計方法

在審

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• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN116127658A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設計）人: 呂智;俞徐林;董磊;梁艷;裴桐;潘晨;孫魁
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化江漢石油工程設計有限公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F113/14;G06F113/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

1.一種考慮輸電線路電磁干擾的油氣管道接地系統(tǒng)設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，收集整理輸電線路和油氣管道的結構參數(shù)、材料參數(shù)、電氣參數(shù)以及輸電線路沿線土壤電阻率參數(shù)；

S2，根據所述輸電線路和油氣管道的結構參數(shù)、材料參數(shù)，結合輸電線路和油氣管道的實際位置，對輸電線路和油氣管道進行三維建模，并將三維模型導入仿真分析軟件；

S3，結合所述三維模型和所述輸電線路和油氣管道的電氣參數(shù)，通過埋地管道感應電壓計算公式，計算得出油氣管道各位置的電磁感應電壓值；

S4，將所述電磁感應電壓值代入交流電流密度計算公式中，并根據實際接地極材料參數(shù)以及結構參數(shù)，結合工程實際規(guī)范中的電流密度安全閾值，初步確定油氣管道的排流接地系統(tǒng)的布置形式；

S5，通過調整仿真軟件中的接地極位置和數(shù)量，比較仿真結果，得出滿足工程實際規(guī)范且接地極數(shù)量最少的布置方案作為最優(yōu)方案，利用仿真軟件輸出結果報告；

S6，根據所述結果報告進行所述油氣管道接地系統(tǒng)的設計。

2.根據權利要求1所述的一種考慮輸電線路電磁干擾的油氣管道接地系統(tǒng)設計方法，其特征在于步驟S1中，所述結構參數(shù)包括輸電線路的高度、油氣管道的外徑和壁厚、油氣管道的埋深；所述材料參數(shù)包括油氣管道防腐層材料參數(shù)、輸電線路的導線材料參數(shù)；所述電氣參數(shù)包括輸電線路的運行電流和電壓參數(shù)、油氣管道的相對磁導率。

3.根據權利要求1所述的一種考慮輸電線路電磁干擾的油氣管道接地系統(tǒng)設計方法，其特征在于步驟S2中，所述三維模型包括高壓輸電線路系統(tǒng)和埋地油氣管道系統(tǒng)；

所述高壓輸電線路系統(tǒng)包括三相輸電導線(1)和兩根中性線(2)，所述中性線(2)兩端通過接地線與大地相連接；

所述埋地油氣管道系統(tǒng)包括油氣管道(3)和排流接地系統(tǒng)(4)，所述排流接地系統(tǒng)(4)由接地極組成。

4.根據權利要求1所述的一種考慮輸電線路電磁干擾的油氣管道接地系統(tǒng)設計方法，其特征在于步驟S3中，所述埋地管道感應電壓計算公式，具體如下：

式中，E₀為埋地管道單位長度感應電壓，單位為V；d_1p、d_2p、d_3p分別為第1、2、3相輸電導線與埋地管道之間的距離，單位為m；f為頻率，取50Hz；I為輸電線路的運行電流，單位為A；j為與油氣管道埋深相關的常數(shù)。

5.根據權利要求1所述的一種考慮輸電線路電磁干擾的油氣管道接地系統(tǒng)設計方法，其特征在于步驟S4中，所述交流電流密度計算公式，具體如下：

J_AC＝8V/ρπd

式中：J_AC為油氣管道的交流電流密度(A/m²)，V為油氣管道各位置的電磁感應電壓值的平均值(V)，ρ為土壤電阻率(Ω·m)，d為破損點直徑(m)，具體的，d值按發(fā)生交流腐蝕最嚴重考慮，取0.0113。

6.根據權利要求1所述的一種考慮輸電線路電磁干擾的油氣管道接地系統(tǒng)設計方法，其特征在于步驟S4中，所述排流接地系統(tǒng)的布置形式具體包括接地極的布置位置和布置數(shù)量。

7.根據權利要求1所述的一種考慮輸電線路電磁干擾的油氣管道接地系統(tǒng)設計方法，其特征在于步驟S5中，所述滿足工程實際規(guī)范具體為計算得出的油氣管道交流電流密度值不大于所述電流密度安全閾值。

8.根據權利要求1所述的一種考慮輸電線路電磁干擾的油氣管道接地系統(tǒng)設計方法，其特征在于步驟S2中，所述輸電線路和油氣管道的實際位置具體包括五種情況：油氣管道與直線輸電線路水平并行、油氣管道與直線輸電線路傾斜并行、油氣管道與輸電線路交叉、輸電線路與直線油氣管道水平并行、輸電線路與直線油氣管道傾斜并行。