利用數(shù)值模擬軟件建立了埋地鋼質(zhì)管道受高速鐵路輸電系統(tǒng)的交流雜散電流干擾(交流干擾)的模型,通過模型計算預測了高鐵機車運行至不同位置時對管道造成的干擾情況。根據(jù)相關(guān)標準要求,對交流干擾進行分析評價,得到超出標準限值要求的管道范圍。針對超出安全限值的管線,利用水平敷設(shè)鋅帶的方式設(shè)計緩解方案,實現(xiàn)了高速鐵路對埋地鋼質(zhì)管道的腐蝕干擾防護,保障埋地鋼質(zhì)管道的安全運行。
【部分圖文】：

我國的高鐵設(shè)計主要采用自耦變壓器（AT）供電方式，AT供電方式的原理如圖1所示。該供電方式是牽引線路中每隔一定距離在接觸懸線和正饋線中并入一臺繞組匝數(shù)比（ω1∶ω2）為1∶1的自耦變壓器，變壓器安裝位置為AT所。電流從牽引變電所主變壓器流出，變壓器兩端電壓為U，流過電流為I/2，經(jīng)過AT所由自耦變壓器進行變壓后，電壓變?yōu)閁/2，電流變?yōu)镮。流過機車的電流在機車與最近AT所之間通過鐵軌進行回流，在AT所與變電所之間通過正饋線及鐵軌進行回流。油氣管道與高鐵相互靠近時，受到來自高鐵供電系統(tǒng)的交流干擾。高鐵系統(tǒng)主要通過感性耦合及阻性耦合對埋地鋼質(zhì)管道產(chǎn)生危害和干擾影響，如圖2所示。其中感性耦合是當管道和高鐵供電線路近距離并行時，高鐵接觸懸線、正饋線、鐵軌中電流流動產(chǎn)生的交變磁場，在磁場作用下管線中的電荷交替地流向管線的兩端，產(chǎn)生交流雜散電流，其強度與干擾源電流大小及并行長度成正比，與管線和電流間的間距成反比[10]。高鐵牽引電流通過鐵軌回流時，由于鐵軌與大地無法完全絕緣，因此有電流泄漏流入大地，鐵軌附近鋼質(zhì)管道的交流電壓將會發(fā)生變化，造成阻性耦合影響。BRAUNSTEIN等[11]認為對于與鐵路近距離平行的埋地管道，感性耦合干擾是最主要的干擾方式，而張小月[12]則認為電氣化鐵路的牽引供電系統(tǒng)主要通過阻性耦合的方式對附近埋地管道產(chǎn)生干擾。

為了保證模擬計算結(jié)果的準確性，首先對高鐵、管道及環(huán)境資料進行整理分析。高鐵與管道的位置關(guān)系如圖3所示，管道與高鐵共存在3處交叉，其中1#交叉點與2#交叉點之間并行間距較大，為0～5.5km;2#交叉點與3#交叉點之間并行間距較小，為0～320m。根據(jù)管道與高鐵相互位置關(guān)系，初步判斷干擾高風險區(qū)域為2#交叉點至3#交叉點段。3處交叉點所屬管道的絕緣接頭分別在A輸油站及B輸油站，所屬供電系統(tǒng)分別為1#、2#變電所。因此，在利用數(shù)值模擬軟件建立的埋地鋼質(zhì)管道受高速鐵路輸電系統(tǒng)干擾的模型中，干擾源為高鐵供電系統(tǒng)的1#、2#變電所負責區(qū)域，受干擾源為A輸油站至B輸油站間的原油管道。圖3 高鐵與管道位置關(guān)系

圖2 高鐵對埋地鋼質(zhì)管道干擾的形成干擾段高鐵線路共包含1#、2#兩個變電所，將該段高鐵劃分為兩個供電區(qū)間，如圖4所示。1#供電區(qū)間劃分為3個AT區(qū)間，且內(nèi)設(shè)置1處AT所。為了便于后期描述分析，將1#變電所設(shè)置為高鐵里程0km，各供電設(shè)施及交叉點分布如圖4所示。設(shè)計資料顯示，每個AT區(qū)間內(nèi)允許運行機車數(shù)量≤1輛，同軌運行機車之間的追及時間≥3min，高鐵設(shè)計時速為200km/h，因此同軌機車之間的距離≥10km。
【相似文獻】

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本文編號：2848854