摘要：闡述了電氣化鐵路對埋地鋼質燃氣管道的交流干擾影響途徑及其主要危害，提出了埋地鋼質燃氣管道交流干擾的判斷指標及其防護措施。

關鍵詞：電氣化鐵路；鋼質燃氣管道；交流干擾；容性耦合；阻性耦合；感性耦合

??? 鐵路是國家的重要基礎設施，在綜合運輸體系中起著骨干作用。隨著《中國鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃》的出臺，各地紛紛興起高鐵投資熱潮。至2020年，中國將建成“四縱四橫”高鐵網，貫穿環(huán)渤海地區(qū)、長三角、珠三角三大城市群，這意味著，我國已正式步入高鐵時代！

??? 與此同時，為滿足各地不斷增長的能源需求，我國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計建設過程中，不可避免的出現并行或交叉穿跨越敷設的情況，埋地油氣管道將會受到電氣化鐵路的交流干擾，若處理不當，將會形成較大危害。因此，探索電氣化鐵路對埋地油氣管道的干擾規(guī)律并采取相應的預防措施，降低電氣化鐵路對埋地金屬管道的干擾影響，對于保證油氣管道的安全、平穩(wěn)運行具有十分重要的意義。

??? 以杭州為例，目前在建的“杭甬鐵路客運專線”“寧杭鐵路客運專線”、“滬杭鐵路客運專線”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氣管道。本文結合對“寧杭鐵路客運專線”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行的丁=程安全咨詢評估的相關研究內容以及在實際建設過程中所采取的解決方案，淺析電氣化鐵路對埋地鋼質燃氣管道的交流干擾及其防護措施。

??? 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置整流和變頻設備，能直接從具有強大容量的電力系統(tǒng)取得電能，并以較高的電壓向電力機車供電，使牽引變電所的供電設備簡單化，牽引變電所間距離增大，接觸導線截面縮小，減少了電能的損失，降低了建設投資和運營費用^[1]。

??? 我國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“寧杭鐵路客運號線”即為正線采剛AT供電方式，聯絡線及既有線改線部分采用帶回流線的直接供電方式。

??? 最簡單的牽引網是南饋電線、接觸網、軌道和大地、回流線構成的供電網的總稱。如圖1所示，牽引電流從牽引變電所主變壓器流出，經由饋電線送到接觸網后，南受電弓引入機車，而后經機車接地電刷、輪軸，沿軌道和大地、回流線流同牽引變電所^[2]。

??? 按照電磁場理論分析，強電線路(含電氣化鐵路牽引系統(tǒng))對金屬管道的交流干擾主要是通過容性耦合、阻性耦合、感性耦合3種方式來進行。

??? (1) 容性耦合的產生

??? 容性耦合是由于交流電場的影響在導體中產生的電位而形成的。容性耦合主要發(fā)生在管道施工期間，因為管道本身帶有防腐絕緣層，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) 阻性耦合的產生

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

??? 在正常供電方式時，干擾源雜散電流一般很小，但對于“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，當管道靠近接地電極時，由于金屬管道本身良好的導電性能，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的。由于故障電流大，幾百安培或幾千安培通過接地體入地，在其周圍形成一個強大電場，它可能產生電弧燒穿金屬管道，擊毀管道防腐絕緣層和陰極保護設備，當強大的電場作用在管道覆蓋層的缺陷處時更會導致電弧的形成，當電弧達到足夠的量和較長時間的流通時便會造成鋼管融化。如果鋼管離接地體的距離太小，可能會直接引起相當于高電流的電弧擊穿，而鋼管上的覆蓋層限制了電弧的轉移，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。

??? (3) 感性耦合的產生

??? 感性耦合是當管道和強電線路近距離平行接近或斜接近時，當電流在一條相導線中流動時，在導線周同即可產生交變磁場，該磁場作用在管道上產生干擾電壓。在三相輸電系統(tǒng)中，若三相電流相等，且三相架空導線與管道軸線距離相等，則在管道上產生的綜合感應電壓為零。但在大多數結構中，三相導線與管道是不對稱的，管道中會形成一定的感應電壓。感應電壓的大小和平行于強電線路的管道長度、輸電線路不平衡電流的大小、輸電線路的頻率、導線和線路的距離、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)性質等有關。

根據上述分析，當管道埋入地下后，電氣化鐵路對鋼質燃氣管道的容性耦合干擾可以忽略不計，在著一定程度的阻性耦合干擾和感性耦合十擾。