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高速電氣化鐵路對油氣管道電磁干擾的防護措施
摘要：本文以吉林至琿春客運專(zhuān)線(xiàn)為例，闡述了電氣化鐵路對油氣管道危害產(chǎn)生的原因。并分析了電磁防護的措施，給出了犧牲陽(yáng)極防護法及固態(tài)去耦合器排流法的施工方案。
關(guān)鍵詞：高速鐵路;犧牲陽(yáng)極;固態(tài)去耦合器;電磁防護
一、高速鐵路對油氣管道的電磁干擾
(1)干擾的產(chǎn)生。當管道與強電線(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)生的感應電壓可能擊穿保護設備，危機操作人員的人身安全，甚至對周?chē)沫h(huán)境產(chǎn)生破壞。
二、干擾影響的測定
(1)土壤電阻率的測定。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。利用接地電阻測試儀測量土壤電阻率，接地電阻測試儀用四極法測量土壤電阻率。
圖1 四極法測量土壤電阻率的示意圖
表1 主要參數
(2)機車(chē)特性。本線(xiàn)開(kāi)行CRH系統動(dòng)車(chē)組，其主要參數如下：
圖2 牽引特性圖
圖3 再生制動(dòng)特性
三、電磁防護方案
(1)犧牲陽(yáng)極防護方案。目前普遍采用電法保護和絕緣層保護相結合的方法。電保護法種類(lèi)很多，目前國內外廣泛采用的電保護法主要是陰極保護法，因為陰極保護法效率高，投資少，施工方便。由于陽(yáng)極的氧化反應而使陽(yáng)極金屬不斷腐蝕溶解，即“犧牲”掉，以實(shí)現對陰極的金屬的保護。把不同電極電位的兩種金屬置于電解質(zhì)體系內，當有導線(xiàn)連接時(shí)就有電流流動(dòng)，這時(shí)電極電位較負的金屬為陽(yáng)極。
設置排流接地后，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《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護技術(shù)標準》(GB/T 50698-2011)第4.1.2條，對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)行計算。計算公式如下：
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電線(xiàn)路對其它設施的電磁干擾，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絕緣墊�，F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。4)固態(tài)去耦合器排流：這是國外廣泛采用的排流防護新技術(shù)。
圖5 大乙烯管廊固態(tài)去耦合器安裝圖
四、結束語(yǔ)
我國目前已經(jīng)步入高鐵時(shí)代，鐵路在國家綜合運輸體系中起著(zhù)重要作用。于此同時(shí)，隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，油氣管道也與日俱增。雙方面在設計施工過(guò)程中，電磁防護問(wèn)題將越來(lái)越受到重視，因此采取合理、有效的措施，對于鐵路和油氣管道的安全和平穩運行，具有重要的意義。
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