一种限制冲击电压的埋地油气管道的制作方法

本申请属于工业设备防雷技术领域，尤其是涉及一种限制冲击电压的埋地油气管道。

背景技术：

油气管道和电网都是能源安全的命脉，为充分发挥有限国土资源优势，电力线路与输油输气管道无可避免地会出现路径的交叉跨越情况，在部分土地紧张区域甚至存在长距离共用公共走廊的情况。大量电力通道和油气管道并行，两者之间电磁兼容问题(包括磁场耦合和电场耦合)越来越严重，一旦管道系统因此受到破坏，会造成对生态环境的严重破坏，也可能带来重大安全生产事故，因此大区域电网对埋地金属层的安全影响已成为一个十分敏锐的问题。

目前埋地油气管道防腐的重要手段是设置防腐层。防腐层一方面隔绝了油气管道与土壤介质的直接接触，大大降低了管道的自然腐蚀的速率，另一方面由于其电阻率与介电常数都很高，能减小流入管道的杂散电流，抑制了管道的电流腐蚀。若管道的防腐层损坏，该处油气管道将直接与土壤接触，一方面防腐层损坏处的管道会成为管网腐蚀的薄弱点，严重情况下可能会发生管道损坏的严重事故；另一方面，由于防腐层的电阻率远高于土壤电阻率，防腐层损坏处管道的对地电阻低于其他部位，电网正常运行时的管道中感应产生的杂散电流有一部分会从防腐层损坏处流出管道，管道的泄漏电流分布、电位分布以及防腐层损坏处附近的地电位分布等均与防腐层完好的情况有较大差异，防腐层损坏处附近管道的接触电势可能存在一定安全风险。

距离杆塔接地装置过近的管道防腐层在电网故障或遭受雷击时，有被击穿的风险。管道防腐层的击穿特性包括以下两个方面：当有雷电流流过土壤时，有可能击穿土壤到达管道表面，则此时管道保护层上所承受的是类似针-板电极下的冲击电压；如果雷电流没有击穿土壤到达管道表面，则此时管道保护层上所承受的是近似均匀场下的冲击电压。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：为解决现有技术中因电网故障或雷击导致油气管道易被破坏的不足，从而提供一种限制冲击电压的埋地油气管道。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种限制冲击电压的埋地油气管道，包括金属层以及包覆在所述金属层外的防腐层，还包括包覆在所述防腐层外的电容层以及包覆在所述电容层外的金属屏蔽网，金属屏蔽网与电容层外侧表面电连接，金属屏蔽网外接有限压器，当限压器接通超过一定电压时，所述限压器由高电阻状态转为低电阻状态。

在其中一个实施例中，所述电容层由多层均压板组成。

在其中一个实施例中，所述电容层由2或3层铝箔均压板组成。

在其中一个实施例中，所述金属屏蔽网为铝制网栅。

在其中一个实施例中，所述限压器埋设于地表或地下，所述限压器上下两端分别连接有金属导线，所述限压器上端的金属导线与所述金属屏蔽网连接，所述限压器下端的金属导线向地下深处延伸。

在其中一个实施例中，所述限压器包括若干个金属氧化物阀片，以及包覆所述金属氧化物阀片的绝缘外壳。

在其中一个实施例中，所述一定电压电压值根据所述金属氧化物阀片的标称放电电流和数量确定。

在其中一个实施例中，所述绝缘外壳为聚氯乙烯材质。

在其中一个实施例中，所述金属屏蔽网沿所述油气管道延伸方向依次外接有若干限压器，相邻所述限压器之间的间距小于等于100m。

在其中一个实施例中，相邻所述限压器之间的间距为50m或100m。

本实用新型的有益效果是：对传统埋地油气管道结构进行改进，设计出限制冲击电压的埋地油气管道，可以将该种管道有针对性地应用于电网落雷较为频繁的区域，在管道遭受冲击电压时，将管道防腐层上的冲击电压限制在安全的范围内，防止外界冲击电压对管道防腐层造成破坏，极大地避免了因电网故障或雷击导致的油气管道遭受破坏的情况发生，现场实用性及可推广性极强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。

图1是本申请实施例的限制冲击电压的埋地油气管道结构示意图；

图2是本申请实施例的限制冲击电压的埋地油气管道剖视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。

一种限制冲击电压的埋地油气管道，包括金属层1以及包覆在金属层1外的防腐层2。金属层1呈管道状，油气9在金属层1内部流通。油气管道为了减少阻力，一般都尽量采取直线敷设其方法，有地上、管沟和地下三种方式。在油库围墙以内的管道，都应在地上敷设，原已埋在地下的管道或已敷设在管沟里的管道，要结合油库的技术改造，亦应尽可能的逐步地改为地上敷设，围墙以外的输油管道，为了不妨碍交通和占用农田，一般都把管道经过防腐处理后直接埋在地下，深度为0.5～0.8m。在金属层1外设置防腐层2是较为常见的管道防腐处理办法。由于输送的油品中含有硫元素和酸性物质，外加管道裸露在外，导致管道易被腐蚀，金属表面添加防腐涂层如油漆等，以此隔绝管道和空气中的氧气接触，以此达到保护效果。在雷电易发区域，防腐层既起到防止金属层长期埋于地中被酸碱物质侵蚀破坏，又起到一定的绝缘作用，可以防止一定电压等级的电压侵入波的破坏。

本实施例中的埋地油气管道还包括包覆在防腐层2外的电容层3，以及包覆在电容层3外的金属屏蔽网4。电容层2由电容组成，因电容的电学性能起到对防腐层2表面感应电压的均压作用及对外界电压侵入波波头的减缓作用。金属屏蔽网4包覆在电容层3上，并与电容层3外侧表面电连接，具体的，金属屏蔽网4与整个埋地油气管道的电容层3外表面等电位连接，从而使电容层3发挥均压作用。此外，金属屏蔽网4还可以起到一定的屏蔽外界冲击电流的作用。金属屏蔽网4外接有限压器5，当限压器5接通超过一定电压时，限压器5由高电阻状态转为低电阻状态。具体的，限压器5具有非线性伏安特性，平时在埋地金属管道上的干扰电压在合理的范围内时，外接限压器5将呈现高电阻状态不会动作；当有外界冲击波击穿土壤到达管道表面后，在超过一定的电压等级后，外接限压器5将呈现低电阻状态，该冲击电压将大部分能量通过外接限压器进行泄放，从而对埋地金属管道防腐层上的电压进行限制。在埋地金属管道施工时，外接限压器5可以埋在地下，也可以埋在地表，均能起到限制冲击电压的作用。

为了使电容层3较好的发挥均压作用，在其中一个实施例中，电容层3由多层均压板组成，均压板可以由铜或铝的金属板件制成。根据电容层3电容规格的不同需要，在其中一个实施例中，电容层3由2或3层铝箔均压板组成，铝箔均压板或称铝箔极板层层平行均匀设置，形成层间电容。金属屏蔽网4设置在电容层3最外层，在其中一个实施例中，金属屏蔽网4为包覆在电容层3外侧的铝制网栅。

在其中一个实施例中，限压器5埋设于地表或地下，限压器5上、下两端分别连接有金属导线6，限压器5上端的金属导线6与金属屏蔽网4连接，限压器5下端的金属导线6向地下深处延伸，延伸深度不小于地下1.5米。

在其中一个实施例中，限压器5包括叠加的若干个金属氧化物阀片7，以及包覆金属氧化物阀片的绝缘外壳8。金属氧化物阀片7的标称放电电流及叠加数量根据当地的落雷强度及需要的保护水平进行制订和制造。在其中一个实施例中，绝缘外壳8为聚氯乙烯材质。绝缘外壳8由pvc制成时，pvc防腐绝缘外壳8全密封包裹住叠加后的金属氧化物阀片7。pvc防腐绝缘外壳8除了避免限压器5受外部环境影响导致内部受潮、受到腐蚀裂化外，最重要的作用就是避免限压器5被外界环境造成首尾短接失去限压作用。

市面的金属氧化物阀片7具有一定的标称放电电流，可由统一采购购得，在其中一个实施例中，上述一定电压的电压值根据金属氧化物阀片7的标称放电电流和叠加数量确定。

在其中一个实施例中，金属屏蔽网4被划分为每隔50mm或100m的多段，在每段金属屏蔽网4连接有一只限压器5。

为了保证限压效果，减少落雷对油气管道的影响，在其中一个实施例中，金属屏蔽网4沿油气管道延伸方向依次一一外接有若干限压器5，相邻限压器5之间的间距小于等于100m。在其中一个实施例中，相邻限压器5之间的间距为50m或100m。外接限压器5的布置密度可根据该埋地金属管道所在地理区域地面落雷密度决定，在该地地面落雷密度较大时，还可以适当增大限压器5的密度，可以由每100米1个增加为每50米1个等。相似的，埋地金属管道的防腐层2、电容层3也可由埋地金属管道所在地理区域地面落雷密度决定，如当落雷密度较大时，防腐层2厚度增加，并采用较多层均压板构成的电容层3。

综上所述，本实用新型的有益效果是：对传统埋地油气管道结构进行改进，设计出限制冲击电压的埋地油气管道，可以将该种管道有针对性地应用于电网落雷较为频繁的区域，在管道遭受冲击电压时，将管道防腐层上的冲击电压限制在安全的范围内，防止外界冲击电压对管道防腐层造成破坏，极大地避免了因电网故障或雷击导致的油气管道遭受破坏的情况发生，现场实用性及可推广性极强。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。