科创中国

项目属于电气工程学科高电压技术领域，涉及输电线路接地及入地电流作用下的管道防护。近年来，油气管道引发的公共安全风险受到国家和社会各界关注，而直流线路接地极、交流线路杆塔的入地电流会导致埋地金属管道上电位过高，造成管道设备腐蚀、损坏。因此，有必要深入研究输电线路对埋地油气管道的电磁影响及其防护措施。 项目从地中电流场计算方法、管道暂态冲击电位、管道过电压防护、接地网散流路径优化等四方面开展研究及应用。

1.提出了任意分层分块土壤中电流场的计算方法，解决了大范围复杂结构土壤中电磁场的精确计算难题，建立了直流接地极对埋地金属管道电磁影响的仿真平台，管地电位计算值与实测值误差小于10%，实现了大区域金属管道受入地电流影响的精确计算，为直流接地极和油气管道的设计选址提供理论指导。 2.建立了“接地体-土壤-埋地管道”的多重介质散流三维有限元仿真计算模型，揭示了雷击电流幅值、“管-线”间距、土壤条件、管道结构等因素对管道暂态冲击电位的影响规律，得到了雷击或短路冲击接地散流时管道暂态电位及涂层耐压值，为线路临近处油气管道暂态电位限压防护提供理论支撑。 3.提出了集合分段绝缘、管道接地、铺设锌带、大功率阴极保护等措施的管道综合防护技术，研制了阀室处管道接地过电压保护装置，确保管道地电位在安全值以内，应用于广东省天然气管道公司，消除了管道打火和人身安全隐患，并被国家能源局应急处置方案采纳。

近年来，油气管道引发的公共安全风险受到国家和社会各界关注，而直流线路接地极、交流线路杆塔的入地电流会导致埋地金属管道上电位过高，造成管道设备腐蚀、损坏。因此，有必要深入研究输电线路对埋地油气管道的电磁影响及其防护措施。

项目成果在广东、山东、湖北等地电网企业及西气东输管道公司推广应用，有效减轻输电线路对油气管道的影响，取得显著的经济和社会效益。经鉴定，项目成果整体达到国际先进水平，其中交直流电磁耦合计算方法和管道综合防护技术达到国际领先水平。项目获授权发明专利15项、实用新型专利13项，登记软件著作权5项，发表论文24篇（SCI检索2篇、EI检索9篇）。

项目解决了交直流输电线路入地电流对埋地金属管道影响计算及防护的技术难题，首次提出或开发了地中电流计算方法及软件平台、油气管道综合防护措施、杆塔接地网散流路径优化方法，并在南方电网公司、广东省天然气管道公司等成功应用，项目成果可为输电线路和油气管道的设计、运维及防护提供理论依据和技术支持，一方面大幅削弱了线路入地电流对油气管道的影响，避免了管道损坏可能导致的公共安全事件；另一方面确保溪洛渡水电厂、输电线路及油气管道稳定运行，保障“西气东输”和“西电东送”等国家重大战略的实施。项目成果推动了行业技术进步与产业发展，培养了相关专业技术人才，满足了人民对美好生活向往的公共安全与能源电力需要。

    应用成果后，近年来，南方电网公司直流输电工程、溪洛渡等重大水电工程及相关油气管道公司生产安全稳定，南方区域未发生因线路入地电流影响埋地金属管道导致的公共安全和能源供应中断事件，产生的间接经济效益达数亿元。

自行投资实施转化