摘要：闡述了電氣化鐵路對(duì)埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿赖慕涣鞲蓴_影響途徑及其主要危害，提出了埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿澜涣鞲蓴_的判斷指標(biāo)及其防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路；鋼質(zhì)燃?xì)夤艿?；交流干擾；容性耦合；阻性耦合；感性耦合

??? 鐵路是國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在綜合運(yùn)輸體系中起著骨干作用。隨著《中國(guó)鐵路中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》的出臺(tái)，各地紛紛興起高鐵投資熱潮。至2020年，中國(guó)將建成“四縱四橫”高鐵網(wǎng)，貫穿環(huán)渤海地區(qū)、長(zhǎng)三角、珠三角三大城市群，這意味著，我國(guó)已正式步入高鐵時(shí)代！

??? 與此同時(shí)，為滿足各地不斷增長(zhǎng)的能源需求，我國(guó)油氣管道的里程也與日俱增。在油氣管道與電氣化鐵路的設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)程中，不可避免的出現(xiàn)并行或交叉穿跨越敷設(shè)的情況，埋地油氣管道將會(huì)受到電氣化鐵路的交流干擾，若處理不當(dāng)，將會(huì)形成較大危害。因此，探索電氣化鐵路對(duì)埋地油氣管道的干擾規(guī)律并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，降低電氣化鐵路對(duì)埋地金屬管道的干擾影響，對(duì)于保證油氣管道的安全、平穩(wěn)運(yùn)行具有十分重要的意義。

??? 以杭州為例，目前在建的“杭甬鐵路客運(yùn)專線”“寧杭鐵路客運(yùn)專線”、“滬杭鐵路客運(yùn)專線”存在多處穿跨越或近距離平行于浙江省高壓天然氣管道、杭州繞城高壓天然氣管道以及杭州市中低壓城市燃?xì)夤艿?。本文結(jié)合對(duì)“寧杭鐵路客運(yùn)專線”與杭州繞城高壓天然氣管道近距離平行或交叉穿跨越路段所進(jìn)行的丁=程安全咨詢?cè)u(píng)估的相關(guān)研究?jī)?nèi)容以及在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中所采取的解決方案，淺析電氣化鐵路對(duì)埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿赖慕涣鞲蓴_及其防護(hù)措施。

??? 電氣化鐵路牽引供電電流種類可分為3種電流制：直流制、低頻單相交流制和工頻單相交流制。目前，我國(guó)電氣化鐵路均為采用工頻單卡H25kV交流制。這種電流制式不需要在牽引變電所設(shè)置整流和變頻設(shè)備，能直接從具有強(qiáng)大容量的電力系統(tǒng)取得電能，并以較高的電壓向電力機(jī)車供電，使?fàn)恳冸娝墓╇娫O(shè)備簡(jiǎn)單化，牽引變電所間距離增大，接觸導(dǎo)線截面縮小，減少了電能的損失，降低了建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用^[1]。

??? 我國(guó)電氣化鐵路采用的牽引供電方式有3種：直接供電方式(DF供電方式)、吸流變壓器-回流線供電方式(BT供電方式)和自耦變壓器供電方式(AT供電方式)。目前，在建的“寧杭鐵路客運(yùn)號(hào)線”即為正線采剛AT供電方式，聯(lián)絡(luò)線及既有線改線部分采用帶回流線的直接供電方式。

??? 最簡(jiǎn)單的牽引網(wǎng)是南饋電線、接觸網(wǎng)、軌道和大地、回流線構(gòu)成的供電網(wǎng)的總稱。如圖1所示，牽引電流從牽引變電所主變壓器流出，經(jīng)由饋電線送到接觸網(wǎng)后，南受電弓引入機(jī)車，而后經(jīng)機(jī)車接地電刷、輪軸，沿軌道和大地、回流線流同牽引變電所^[2]。

??? 按照電磁場(chǎng)理論分析，強(qiáng)電線路(含電氣化鐵路牽引系統(tǒng))對(duì)金屬管道的交流干擾主要是通過(guò)容性耦合、阻性耦合、感性耦合3種方式來(lái)進(jìn)行。

??? (1) 容性耦合的產(chǎn)生

??? 容性耦合是由于交流電場(chǎng)的影響在導(dǎo)體中產(chǎn)生的電位而形成的。容性耦合主要發(fā)生在管道施工期間，因?yàn)楣艿辣旧韼в蟹栏^緣層，使得輸電系統(tǒng)的相線和管道、管道和大地之間存在電容，如果輸電線路和金屬管道平行，管道就有可能存在容性耦合電壓。

??? (2) 阻性耦合的產(chǎn)生

??? 阻性耦合主要是由于故障電流和雜散電流流過(guò)干擾源的接地體，造成大地電位上升，當(dāng)管道通過(guò)這個(gè)區(qū)域時(shí)，管道本身相當(dāng)于遠(yuǎn)方零電位，這樣就在管道上產(chǎn)生一個(gè)電壓差，以離接地體最近為最高。

??? 在正常供電方式時(shí)，干擾源雜散電流一般很小，但對(duì)于“二線一地”或“一線一地”的供電方式，其接地極是工作電流的通道，當(dāng)管道靠近接地電極時(shí)，由于金屬管道本身良好的導(dǎo)電性能，管道上將有雜散電流存在。

??? 在故障情況下，由于故障電流引起的大地電位上升是很危險(xiǎn)的。由于故障電流大，幾百安培或幾千安培通過(guò)接地體入地，在其周圍形成一個(gè)強(qiáng)大電場(chǎng)，它可能產(chǎn)生電弧燒穿金屬管道，擊毀管道防腐絕緣層和陰極保護(hù)設(shè)備，當(dāng)強(qiáng)大的電場(chǎng)作用在管道覆蓋層的缺陷處時(shí)更會(huì)導(dǎo)致電弧的形成，當(dāng)電弧達(dá)到足夠的量和較長(zhǎng)時(shí)間的流通時(shí)便會(huì)造成鋼管融化。如果鋼管離接地體的距離太小，可能會(huì)直接引起相當(dāng)于高電流的電弧擊穿，而鋼管上的覆蓋層限制了電弧的轉(zhuǎn)移，這樣，電弧作用集中在微小的一塊面積上，增加了融化的危險(xiǎn)。

??? (3) 感性耦合的產(chǎn)生

??? 感性耦合是當(dāng)管道和強(qiáng)電線路近距離平行接近或斜接近時(shí)，當(dāng)電流在一條相導(dǎo)線中流動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)線周同即可產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)作用在管道上產(chǎn)生干擾電壓。在三相輸電系統(tǒng)中，若三相電流相等，且三相架空導(dǎo)線與管道軸線距離相等，則在管道上產(chǎn)生的綜合感應(yīng)電壓為零。但在大多數(shù)結(jié)構(gòu)中，三相導(dǎo)線與管道是不對(duì)稱的，管道中會(huì)形成一定的感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓的大小和平行于強(qiáng)電線路的管道長(zhǎng)度、輸電線路不平衡電流的大小、輸電線路的頻率、導(dǎo)線和線路的距離、管道覆蓋層的電阻、管道周同的土壤電阻率、管道的縱線電阻、干擾源的系統(tǒng)性質(zhì)等有關(guān)。

根據(jù)上述分析，當(dāng)管道埋入地下后，電氣化鐵路對(duì)鋼質(zhì)燃?xì)夤艿赖娜菪择詈细蓴_可以忽略不計(jì)，在著一定程度的阻性耦合干擾和感性耦合十?dāng)_。