李磊 梅安 李祥琦 孫少輝

北京管道河北輸油氣分公司

背景

永唐秦管道15#閥室門禁開關穿線鋼管與彩鋼房鐵皮固定處出現短時間放電打火，類似插銷虛接現象。15#閥室彩鋼房屋面采用直徑10 mm圓鋼作避雷帶，沿屋檐及屋面突出物安裝，引下線在距地面5米處設斷接卡。閥室內建筑部分鋼筋、鋼柱等金屬部位等電位連接并與接地裝置可靠連接。閥室內外凡受陰極保護的設備、管線等均未直接接至電氣接地網；閥室內外其余未受陰極保護的設備、管線等均直接接至電氣接地網。通過現場測試分析放電打火發生原因，提出改進措施，消除安全隱患。

測試

（1）閥室排流器排流效果測試。當管道感應交流電壓為15 V時，流經排流器的交流電流為4.78 A，將工藝區地網和閥室彩鋼房地網跨接，測得流經跨接線交流電流為2 A。

（2）管道交直流電壓24 h監測。首先，在固態去耦合器正常工作情況下，測試單獨采用工藝區接地網和采用工藝區接地網+閥室彩鋼房接地網兩種情況下管道的交流干擾電壓，結果如圖 1所示。

圖 1 15#閥室交直流電壓監測曲線

將閥室工藝區和閥室彩鋼房接地網跨接，緩解后的交流干擾電壓為2.5 V，單獨使用工藝區接地網做排流接地，緩解后的交流電壓為1.5 V，說明閥室圍墻接地網與附近高壓線產生了感應電壓，但不影響排流效果。斷開去耦合器，分別測試管道和接地24 h的交流干擾電壓和陰極保護電位，測試結果如圖 2所示。

圖 2 15#閥室管道端交直流電壓監測曲線 

測得管地電位約﹣1.5 V，24小時內交流干擾電壓15 V～22 V，用電負荷最大時管道感應交流電壓最大值為 22 V。

根據焦耳定律：E=I2Rt，電流（I,A）在一段時間（t，h）內通過電阻（R，Ω）產生熱量E，排流持續時間長，導致卡箍處連續高溫，過高的熱量最終將接地線外絕緣層燒蝕，如圖 3所示。

圖 3 接地線外絕緣層燒蝕示例

原因分析

15#閥室彩鋼房接地系統和工藝設備區單獨安裝的一套接地系統通過電氣連接形成等電位。前期為了有效緩解15#閥室附近管道交流干擾，在15#閥室安裝了固態去耦合器，排流系統利用閥室工藝區的接地網作為地床，交流排流后接地網有2 V左右交流電壓，通過開挖接地網發現彩鋼房與工藝區接地系統等電位連接扁鋼虛接，虛接后等電位失效導致彩鋼房和工藝區接地系統不等電位，存在交流電壓差。

門禁開關鍍鋅管和固定鍍鋅管的卡箍（卡箍與彩鋼板墻通過螺絲連接）存在虛接，該位置存在接觸電阻，當存在電位差時就會有電流通過。門禁開關穿線管與彩鋼房鐵皮（卡箍）未接觸時存在交流電位差，當二者采用金屬構件可靠連接時，形成等電位，不會產生火花，當連接的金屬卡箍及螺絲松動時形成虛接，產生火花。

隱患排除

臨時將雜散電流固態去耦合器拆除，開挖排查發現1處接地網虛接情況，將接地網采用焊接方式可靠連接，解決了不等電位情況。接地網整改后恢復雜散電流固態去耦合器，15#閥室再未發生打火現象，消除了隱患。

啟示

輸氣管道閥室接地系統應基于完整性考量統一設計，接地網應做可靠等電位連接，防止不同專業各自設計的接地系統相互連接，避免出現不等電位造成放電打火現象。輸氣管道閥室打火遇可燃氣體聚集易造成火災爆炸事故，閥室應盡量保持開放環境，防止密閉環境造成可燃氣體聚集發生安全事故。

作者簡介：李磊，1986年生，管道二級工程師（NACE CP3），主要從事管道本體管理工作。聯系方式：13223301915，lilei14@pipechina.com.cn。