高速電氣化鐵路對(duì)油氣管道電磁干擾的防護(hù)措施

李南星

摘 ?要：本文以吉林至琿春客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)為例，闡述了電氣化鐵路對(duì)油氣管道危害產(chǎn)生的原因。并分析了電磁防護(hù)的措施，給出了犧牲陽(yáng)極防護(hù)法及固態(tài)去耦合器排流法的施工方案。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;電磁防護(hù);犧牲陽(yáng)極;固態(tài)去耦合器

一、高速鐵路對(duì)油氣管道的電磁干擾

（1）干擾的產(chǎn)生。當(dāng)管道與強(qiáng)電線(xiàn)路距離平行接近時(shí)，其周?chē)a(chǎn)生交變磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)在油氣管道上產(chǎn)生干擾電壓。（2）干擾的危害。交流電可以加速管道的腐蝕層的老化，引起其脫落，使其原有的防腐措施失效。在故障狀態(tài)下，其產(chǎn)生的感應(yīng)電壓可能擊穿保護(hù)設(shè)備，危機(jī)操作人員的人身安全，甚至對(duì)周?chē)沫h(huán)境產(chǎn)生破壞。

二、干擾影響的測(cè)定

（1）土壤電阻率的測(cè)定。由于成份是多種多樣的，因此不同土壤的土壤電阻率的數(shù)值往往差別很大。影響土壤電阻率的最主要因素是濕度。利用接地電阻測(cè)試儀測(cè)量土壤電阻率，接地電阻測(cè)試儀用四極法測(cè)量土壤電阻率。

圖1 ?四極法測(cè)量土壤電阻率的示意圖

表1 ?主要參數(shù)

（2）機(jī)車(chē)特性。本線(xiàn)開(kāi)行CRH系統(tǒng)動(dòng)車(chē)組，其主要參數(shù)如下：

圖2 ?牽引特性圖 ? ? ? ? ? 圖3 ?再生制動(dòng)特性

三、電磁防護(hù)方案

（1）犧牲陽(yáng)極防護(hù)方案。目前普遍采用電法保護(hù)和絕緣層保護(hù)相結(jié)合的方法。電保護(hù)法種類(lèi)很多，目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的電保護(hù)法主要是陰極保護(hù)法，因?yàn)殛帢O保護(hù)法效率高，投資少，施工方便。由于陽(yáng)極的氧化反應(yīng)而使陽(yáng)極金屬不斷腐蝕溶解，即“犧牲”掉，以實(shí)現(xiàn)對(duì)陰極的金屬的保護(hù)。把不同電極電位的兩種金屬置于電解質(zhì)體系內(nèi)，當(dāng)有導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí)就有電流流動(dòng)，這時(shí)電極電位較負(fù)的金屬為陽(yáng)極。

設(shè)置排流接地后，管道將能在排除電氣化鐵道所產(chǎn)生的雜散電流甚至接觸網(wǎng)短路所造成的影響的同時(shí)，維持了原有的保護(hù)電位。

圖4 ?犧牲陽(yáng)極軸向水平臥式安裝方法

（2）交流排流方案。采用的電磁干擾解決方法是在管道上安裝排流裝置，排流裝置可以有效的解決電磁干擾問(wèn)題，將管道電位限制在可靠的水平。根據(jù)《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50698-2011）第4.1.2條，對(duì)干擾源在正常和故障條件下管道可能受到的交流干擾進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下：

Umax=U20m·fd·Ick·αγ·α 其中，Umax—管道上磁干擾電壓最大值（V）;U20m—接近距離為20m時(shí)磁干擾電壓最大值

（V/kA），鐵路為了減輕電氣化強(qiáng)電線(xiàn)路對(duì)其它設(shè)施的電磁干擾，全線(xiàn)采取了橋梁和橋墩中鋼筋連成整體，在距管道兩端的橋墩鋼筋不接地，其余的接地，接地電阻小于或等于4歐。鋼軌與軌枕之間鋪設(shè)絕緣墊。現(xiàn)行的交流排流方案有4種，比較如下：（1） 直接排流：效果好。（2）隔直嵌位式排流：效果好，無(wú)需電源。（3） 負(fù)電位排流：適用于高土壤電阻率的地方，排流效果好，可向管道提供陰極保護(hù)。（4）固態(tài)去耦合器排流：這是國(guó)外廣泛采用的排流防護(hù)新技術(shù)。

圖5 ?大乙烯管廊固態(tài)去耦合器安裝圖

四、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)目前已經(jīng)步入高鐵時(shí)代，鐵路在國(guó)家綜合運(yùn)輸體系中起著重要作用。于此同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，油氣管道也與日俱增。雙方面在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，電磁防護(hù)問(wèn)題將越來(lái)越受到重視，因此采取合理、有效的措施，對(duì)于鐵路和油氣管道的安全和平穩(wěn)運(yùn)行，具有重要的意義。