ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВЛИЯНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛЭП НА ПОДЗЕМНЫЕ ТРУБОПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ

INVESTIGATION OF ELECTROMAGNETIC INFLUENCE OF HIGH-VOLTAGE POWER LINES ON UNDERGROUND PIPELINE SYSTEMS

Alina Marina

master's student, Department of Energy, Amur state University,

Russia, Blagoveshchensk

Alexander Kozlov

scientific adviser, Candidate of Sciences technical, Associate professor, Amur state University,

Russia, Blagoveshchensk

АННОТАЦИЯ

Вопросы защиты подземных магистральных трубопроводов (МТ) от влияния внешних электромагнитных полей актуальны в связи с быстрыми темпами электрификации, строительством мощных электростанций, линий электропередачи (ЛЭП) переменного тока. При взаимном сближении и пересечении с ЛЭП в МТ в результате электромагнитной индукции возникают длительные (при нормальном режиме работы ЛЭП) и кратковременные (при аварийных режимах работы ЛЭП) посторонние напряжения и токи.

ABSTRACT

The issues of protection of underground trunk pipelines (MT) from the influence of external electromagnetic fields are relevant in connection with the rapid pace of electrification, the construction of powerful power plants, AC power transmission lines. In case of mutual convergence and intersection with a power line in MT, as a result of electromagnetic induction, long-term (during normal operation of the power line) and short-term (during emergency operation.

Ключевые слова: магистральные трубопроводы, электростанции, линий электропередачи.

Keywords: main pipelines, power plants, power transmission lines.

Систематизация причин аварий магистральных трубопроводов свидетельствует, что доля отказов трубопроводной системы по причинам коррозионного разрушения составляет более 40%.

Опасное влияние ЛЭП на трубопровод выражается в следующем:

1. ЛЭП создает переменное электромагнитное. Результат этого взаимодействия – индукция, которая приводит к возникновению продольной (ЭДС), что в свою очередь может привести к: - угрозе безопасностЬ персонала; - возникновению электролетической коррозии от переменного тока; - повреждению электрических устройств, связанных с трубопроводом.

2. В случае обрыва или повреждения ЛЭП трубопровод может непосредственно оказаться под напряжением в несколько тысяч вольт.

3. Опоры ЛЭП являются потенциально опасным в условиях возникновения атмосферных перенапряжений (грозовых разрядов.

Для снижения влияния высоковольтных линий электропередачи применяется устройство защиты от наведенных токов.

Для определения электромагнитных влияний тяговых сетей на трубопроводы можно использовать методы моделирования режимов тягового электроснабжения, реализованные в программном комплексе Fazonord, разработанном в ИрГ УПСе [13].

Устройство защиты трубопровода (УЗТ) является элементом системы электрохимической защиты (ЭХЗ) трубопроводов от коррозии и обладает следующими функциями: - отводит от трубопровода индуцированный переменный ток; - предотвращает утечку защитного потенциала ЭХЗ; - измеряет отводимый переменный ток через встроенный в УЗТ трансформатор;

Устройство УЗТ конструктивно состоит из стойки, блока отведения переменного тока, клеммного терминала и заземляющего устройства.

По результатам проведенных исследований было установлено, что при определенных плотностях переменного тока, коррозионные процессы на оголенных от защитного покрытия участках подземного стального сооружения усиливаются и приводят к интенсивной коррозии, значительно превышающей скорость обычной почвенной коррозии. Наиболее существенными факторами коррозии стальных трубопроводов под действием переменного тока является степень аэрации грунтов и параметры поляризующего тока.

Методика определения гальванического влияния ЛЭП на проложенные рядом подземные металлические коммуникации также сводится к двум этапам:

-расчету электрического потенциала земли, вызванного точечным источником переменного тока;

-расчету потенциала и продольного тока в любой точке трубопровода, возникающих в нем под воздействием точечного источника переменного тока, размещенногона поверхности проводящего полупространства.

При оценке коррозионной опасности воздействия ЛЭП с различными профилями опор при пересечении под различными углами с подземным трубопроводом необходимо дополнительно учитывать четыре основных фактора:

• сопротивление грунта с учетом его изменения под воздействием катодной защиты;

• диаметр трубопровода;

• сопротивление защитного покрытия трубопровода;

• размер возможного дефекта в защитном покрытии трубопровода.

Выполненный анализ степени влияния основных физических факторов на величину плотности тока утечки через возможный дефект в защитном покрытии трубопровода позволяет разработать простую методику оценки степени влияния ЛЭП на коррозионное состояние подземного трубопровода при их пересечении. Данная методика позволит оперативно выделять на существующих трубопроводах коррозионно-опасные зоны и включать их в план первоочередных обследований.

Список литературы:

1. Бурсиан В.Р., Фок В.А. Электромагнитное поле переменного тока в цепи с двумя заземлениями. 2009, вып. 2, т. 58, с. 355-363.
2. Гринберг Г.А., Бронштед Б.Э. Основы точной теории волнового поля линий электропередачи. ЖТФ, 2010.
3. Костенко В.М. Взаимные сопротивления между воздушными линиями с учетом поверхностного эффекта в земле. - Электричество, 2012, № 10.
4. Михайлов М.И., Разумов Л.Д., Соколов С.А. Защита сооружений связи от опасных и мешающих влияний. -М.: Связь, 2012. -288 с.