在美國能源系統中,一些最具價值的"地產"其實隱藏在人們的視線之內:輸電走廊。這些狹長的土地承載著高壓交流(HVAC)輸電線路,橫穿農田、郊區和工業園區。隨著在新土地上架設線路變得越來越困難,這些走廊的重要性與日俱增。
在新走廊中架設輸電線路可能需要10到15年的時間,這主要是因為與土地徵用和環境審查相關的許可程序。為了在現有通行權(ROW)範圍內增加容量,電力公司正在用先進導線替換HVAC系統中的老舊導線,這些新導線能夠在相同的鐵塔上輸送更多電力。這種重導線改造及投運過程通常能在18到36個月內將線路容量提升50%到110%。GridLab於2024年發布的一項分析發現,在新輸電走廊建設受限的情況下,到2035年,增加重導線改造可帶來的新增電網輸電容量幾乎是單純新建線路的四倍。
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這種方法已經證明了自身的價值。2024年,鹽河項目(Salt River Project)對亞利桑那州鳳凰城附近一條8.5英里長的230千伏線路進行了重導線改造,在約18個月內將其持續額定容量提高了約80%,同時重新利用了該線路上建於1970年代的鐵塔。
聯邦政策將加速這一轉型。2026年9月,美國能源部宣布在其SPARK計劃下為31個項目提供19億美元資金。加上項目發起方約34億美元的出資,計劃總投資約為53億美元,用於對超過1500英里的HVAC輸電線路進行重導線改造或重建,並在近2.1萬英里的額外線路上部署電網增強技術。這些項目合計預計將在現有通行權範圍內新增23吉瓦的輸電容量。
走廊的多重"租戶"
這是一個很有前景的解決方案,但一個潛在的挑戰在於,這些走廊往往是共享的。電力線路在地面上方架設,而油氣管道則常常在其下方或旁側鋪設。這種共址布局是合理的,因為它能減少對土地的擾動,但這也意味著地上和地下的設施可能分別由不同的所有者負責。
HVAC輸電線路和油氣管道可能適用不同的監管要求,並由不同的完整性和腐蝕工程團隊管理,無論它們屬於不同的公司,還是同一公司內的不同部門。當一項升級改變了共享走廊中的條件時,這些團隊之間的協調就變得至關重要。挑戰在於,一方面要在地面上方增加容量,另一方面還要應對這可能對通行權範圍內其他資產和設施造成的影響。
HVAC輸電線路的升級改造需要對整個輸電走廊進行統籌規劃。(來源:AMPP,經許可使用)
更高運行電流如何影響附近的管道
靠近HVAC輸電線路鋪設的埋地鋼質管道可能會受到交流感應電壓和電流的影響。隨著重導線改造提高了線路的載流能力和運行容量,附近管道所受的交流干擾也會隨之增加,具體程度取決於電力線路與管道的布局配置以及已有的緩解措施。
交流干擾帶來兩方面的擔憂:人員安全和管道腐蝕。首先是安全問題。感應電壓會對在管道上或附近作業的人員造成電擊危險。根據NACE SP0177標準的行業慣例,將15伏交流作為穩態接觸電壓閾值,而IEEE標準80則規定了評估故障條件下接觸電壓和跨步電壓的準則。其次是腐蝕問題。管道依靠保護塗層和陰極保護(CP)來防止埋地鋼材腐蝕。當感應交流電流遇到塗層上的微小缺陷時,會向土壤中放電,並加速該處的腐蝕。在這種情況下,電壓並非判斷腐蝕風險的最佳指標。INGAA基金會委託DNV GL於2015年發布的一份報告指出,當採用15伏交流閾值時,該標準"考慮的是人員安全,並不必然能夠解決腐蝕問題"。
腐蝕風險更直接地取決於塗層缺陷(即"針孔")處的交流電流密度,而非單純的電壓大小。ISO 18086提供了評估陰極保護管道交流腐蝕風險的準則。即便電壓讀數仍在人員安全限值以內,HVAC電力負荷的增加也可能引發腐蝕隱患。
鄰居的升級改造影響所有人
管道運營商可能需要應對鄰近電力公司所做出的變更。聯邦法規在49 CFR 192.473(c)條款中預見到了這種情況,該條款要求陸上天然氣輸送運營商在出現新的雜散電流來源時開展干擾調查。這包括電壓升級、新增線路或增加發電容量的HVAC電力線路。當交流干擾電流密度達到或超過100安/平方米,或當干擾妨礙管道安全運行、或可能對環境或公眾產生不利影響時,運營商必須制定補救行動方案。
這一觸發條件的前提是管道運營商知悉情況發生了變化。相同電壓等級的重導線改造在該法規中並未被明確列出,但監測結果表明,雜散電流的顯著增加會觸發開展干擾調查的要求。由於重導線改造仍在現有通行權範圍內進行,往往可以在選址審查相對有限的情況下推進。在這種情況下,電力公司與管道運營商之間的交接溝通對於風險緩解至關重要。
目前雙方都已有相應的技術指南可供參考,電力輸電所有者方面有IEEE 2746標準,管道運營商方面則有NACE SP0177和SP21424標準。電力輸電所有者與管道運營商之間的早期協調,應當成為重導線改造規劃的一部分。
加利福尼亞州一項相關的HVAC電力輸電升級改造項目,展示了運營商如何照顧到鄰近管道的情況。2025年,南加州愛迪生公司(Southern California Edison)表示,在其埃爾多拉多-盧戈-莫哈韋(Eldorado-Lugo-Mohave)升級項目完成的全部補償容量範圍內,公司不打算讓盧戈-莫哈韋(Lugo-Mohave)輸電線路滿負荷運行,直到南加州燃氣公司(SoCalGas)管道的交流緩解工程完工為止。兩家公司正就該緩解工程的範圍、進度和成本展開合作。
超越資產所有者的規劃考量
輸電走廊穿越社區,其影響範圍遠不止於資產所有者本身。另一個共享走廊的相關案例來自普吉特海灣能源公司(Puget Sound Energy)的"東區賦能"(Energize Eastside)項目,該項目將一條穿越西雅圖地區四個郊區、長16英里的輸電走廊從115千伏升級至230千伏。該走廊與奧林匹克管道公司(Olympic Pipe Line)的兩條石油管道共用,該項目2016年的規劃研究展示了當重大基礎設施系統並行運行時,資產所有者如何評估安全性。
在許可審批過程中,管道安全是一項重要關切。普吉特海灣能源公司委託開展的一項2016年交流干擾研究,評估了不同的輸電線路配置和路線方案將如何影響附近的管道。該研究建議選擇能夠降低干擾的配置方案,並在線路投運後開展現場監測。該項目還包括在設計和施工階段與管道運營商持續協調,並採取額外的安全措施。
緩解措施本身也可能涉及土地所有者。安裝接地系統或梯度控制線可能需要沿管道開挖溝槽,因此即便升級改造在現有通行權範圍內進行,也仍可能涉及地表擾動。
為整條走廊做規劃
這些挑戰都不能成為反對重導線改造的理由。這仍是增加容量最快速、最節約土地的方式之一。在任何重導線改造項目中,容量規劃都應考慮到整條走廊的情況。對整條走廊進行規劃,還意味著要考慮一項資產發生事故可能如何影響鄰近的基礎設施和運營。這包括在線路負荷或額定容量將發生變化時提前通知共址運營商、共享負荷數據、在重新投運前聯合建模評估干擾、將緩解措施納入項目成本預算,以及在投運前後通過調查確認效果。
輸電所有者和管道運營商應提前進行協調,確保干擾評估、完整性與腐蝕管理以及任何必要的緩解措施都納入升級改造規劃之中。
——蒂姆·岡薩雷(Tim Gonzalez)是材料保護與性能協會(Association for Materials Protection and Performance)能源完整性解決方案部門副總裁。






