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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

        2016-01-18 10:08:39李南星
        企業(yè)導報 2015年15期
        關(guān)鍵詞:高速鐵路

        李南星

        摘 ?要:本文以吉林至琿春客運專線為例,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;電磁防護;犧牲陽極;固態(tài)去耦合器

        一、高速鐵路對油氣管道的電磁干擾

        (1)干擾的產(chǎn)生。當管道與強電線路距離平行接近時,其周圍產(chǎn)生交變磁場,這個磁場會在油氣管道上產(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)電壓可能擊穿保護設(shè)備,危機操作人員的人身安全,甚至對周圍的環(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(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(shù)

        (2)機車特性。本線開行CRH系統(tǒng)動車組,其主要參數(shù)如下:

        圖2 ?牽引特性圖 ? ? ? ? ? 圖3 ?再生制動特性

        三、電磁防護方案

        (1)犧牲陽極防護方案。目前普遍采用電法保護和絕緣層保護相結(jié)合的方法。電保護法種類很多,目前國內(nèi)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。由于陽極的氧化反應(yīng)而使陽極金屬不斷腐蝕溶解,即“犧牲”掉,以實現(xiàn)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(nèi),當有導線連接時就有電流流動,這時電極電位較負的金屬為陽極。

        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,維持了原有的保護電位。

        圖4 ?犧牲陽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時磁干擾電壓最大值

        (V/kA),鐵路為了減輕電氣化強電線路對其它設(shè)施的電磁干擾,全線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?,F(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(jié)束語

        我國目前已經(jīng)步入高鐵時代,鐵路在國家綜合運輸體系中起著重要作用。于此同時,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,油氣管道也與日俱增。雙方面在設(shè)計施工過程中,電磁防護問題將越來越受到重視,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(wěn)運行,具有重要的意義。

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