[发明专利]高压直流接地极对埋地金属结构物干扰的确定及防护方法

说明书

本发明属于高压直流接地极对埋地金属结构物的消减防护技术领域，具体涉及高压直流接地极对埋地金属结构物干扰的确定及防护方法。本发明通过现场极化测试得到极化边界条件，结合极化边界条件及相关参数进行建模计算，根据现场检测数据进行模型校核与修正，在修正模型基础上进行消减防护设计及效果评估。该方法对埋地金属结构物整体及细节处的高压直流干扰程度及防护设计的效果进行预测和评估,应用现场极化测试和现场检测数据校正方法提高了预测的准确性。根据模型预测结果对防护措施的类型、数量、位置、尺寸等进行反复调整，调整后进行再次模型，实现防护措施的优化设计，降低防护措施费用，缓解消除埋地金属结构物高压直流干扰失效风险。

技术领域

本发明属于高压直流接地极对埋地金属结构物的消减防护技术领域，具体涉及高压直流接地极对埋地金属结构物干扰的确定及防护方法。

背景技术

近年来中国经济发展迅速，为实现能源的经济合理调配，我国全力发展高压直流输电网。高压直流输电系统在故障、检修等情况下常采用单极大地回路运行，大量直流电流通过直流接地极进入大地，对周围的埋地金属结构物形成直流杂散电流干扰(即高压直流干扰)。高压直流接地极对埋地金属结构物的干扰危害很大，可能导致埋地金属结构物短时间内腐蚀失效。此外，可能产生较高的金属结构物对地电压差，对相关人员和设备产生损害。目前我国正处在高压直流输电工程大规模建设期，高压直流干扰问题日益凸显，在我国广东、贵州、四川、上海等地均检测到不同程度的高压直流干扰，有报道称最高干扰电压可达300V。

由于高压直流输电工程在国外的应用较少、输送等级低、干扰程度较低，因此缺乏可借鉴的消减防护措施及设计方法。而国内高压直流输电工程大多刚刚投入运行，对埋地金属结构物的干扰问题认识不足，关于消减防护措施及设计方法的相关技术严重匮乏。此外，高压直流干扰具有不同于其他干扰的特点：1)干扰程度高。单极-大地回路运行时入地电流可达几千安培，并集中在几个小时或几天内，对附近埋地金属结构物产生强烈的集中干扰，可能导致金属结构物短时间内发生快速腐蚀失效；2)干扰大小不固定。输电过程中会根据需求调整供电量，导致入地电流大小不固定，对埋地金属结构的干扰也会发生变化；3)干扰时间不确定。直流接地极单极-大地回路运行具有一定的随机性，因此干扰出现的时间不确定；4)干扰极性不确定。入地电流为正时对附近金属结构物产生阳极干扰，入地电流为负时对金属结构物产生阴极干扰，入地电流正负取决于系统发生故障、检修的极线，因此对金属结构物的干扰极性也不确定。这些特点使得对高压直流干扰程度的检测以及消减防护措施的效果测试困难重重，而检测数据的缺失导致常规的杂散电流干扰消减防护设计方法无法应用。

另一方面，埋地金属结构物受高压直流接地极的干扰被多个因素影响。比如：接地极入地电流增大，干扰增大；接地极与金属结构物距离减小，干扰增大；土壤电阻率升高，干扰增大；接地极阳极放电，埋地金属结构物近端电位负向移动、远端电位正向移动。因此要想全面正确的分析埋地金属结构物所受干扰情况，必须根据现场施工要求、工程预算、缓解目标设计完整的消减防护方法。

发明内容

针对这些不足，本发明提出了高压直流接地极对埋地金属结构物干扰的确定及防护方法。本方法是基于数值模拟技术结合现场检测的全新高压直流干扰消减防护设计方法，用于合理设计埋地金属结构物的防护措施，降低高压直流接地极对埋地金属结构物的干扰。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高压直流接地极对埋地金属结构物干扰的确定方法，所述方法包括以下步骤，

(1)现场检测及参数收集：对计算所需相关参数的进行现场测试和收集：测试高压直流接地极放电时，埋地金属结构物的干扰参数；

(2)建立计算模型：结合现场参数对高压直流接地极对埋地金属结构物的干扰参数构建模型，从三维预测不同现场参数对高压直流接地极对埋地金属结构物的干扰的影响。