轨交杂散电流对天然气主干网的腐蚀影响及防护探究

针对轨道交通杂散电流的动态性,采用杂散电流自动监测系统,对上海天然气主干网高压管道进行管地电位及土壤电位梯度等测试,分析轨道交通杂散电流对主干网产生腐蚀干扰的形态和传播机理,并尝试采用不同的排流方式开展试点,初步提出具有可操作性的防护措施,以消除或减少杂散电流对主干网的腐蚀干扰影响,从而提高天然气主干网运行的安全可靠。     

轨道交通杂散电流对埋地燃气钢制管道的干扰

简述了轨道交通杂散电流产生的基本原理，按照国标规定的测试方法，对上海地区平行于轨道交通的某埋地燃气管道进行了管地电位、管中电流、土壤电位梯度测试，结果显示该处燃气管道的管地电位正偏超过200mV，管中电流波动100mA，土壤电位梯度62mV／m，且测试数据的波动与轨交运行具有时间上的同步性，可确认燃气管道受到来自于轨道交通杂散电流的干扰。在实验分析的基础上讨论了相关的防护措施。     

埋地燃气管道杂散电流测试及分析

直流杂散电流会对燃气管道产生严重腐蚀,所以轨道交通杂散电流对燃气管道产生的腐蚀影响不容忽视。以某轨交站附近的埋地燃气管道为研究对象,分别测量了管道的管地通断电电位以及管道附近的地电位梯度来判断管道的实际保护情况以及受干扰的情况,同时测量轨地电压并根据其与管地电位和地电位梯度的时间同步性判断干扰源为轨交系统。最后给出了行之有效的埋地燃气管道杂散电流腐蚀防护措施及对策,为今后的埋地燃气管道杂散电流防护提供了一定的帮助。     

轨道交通动态直流杂散电流检测及判定

介绍了杂散电流的危害及分类,分析了轨道交通动态直流杂散电流的产生机理和动态特性,对常用的杂散电流检测方法（管地电位法、土壤表面电位梯度法、电流探针测试法、智能杂散电流检测仪法）和判定标准进行了对比分析。     

埋地燃气管道的极性排流实验研究

轨道交通(以下简称轨交)与天然气管道是两个重要的城市基础设施,近年来均在快速扩张中,轨交杂散电流对邻近埋地天然气管道所导致的腐蚀问题日益凸显,已有天然气管道被腐蚀、接近穿孔的报导。现有的管道设计均采用外加电流结合牺牲阳极的阴极保护方案,但无法有效降低轨交行驶造成的动态杂散电流的干扰。有关国家标准规定可采用极性排流方法来降低杂散电流对已施加阴极保护管道的干扰,但国内并无公开报导的研究。本文对上海某轨交站附近的燃气管道进行了管地电位、地电位梯度等系统测试,通过管轨电压与管地电位的时间同步性确定了轨交系统对管道的影响。之后进行了管道与轨交负母排直接搭接的极性排流实验,排流点测试桩处的管地电位满足相关标准对排流效果的要求,但相距150m的另一个测试桩因绝缘接头的作用仍处于剧烈的管地电位波动中。极性排流可作为外加电流与牺牲阳极保护措施的有效补充,用于城市燃气管网的腐蚀防护。实验发现,对于处于复杂干扰情况下的管道,排流改善的作用范围尚有待深入研究。     

杂散电流下管道电参数波动特征的傅里叶分析

阐述傅里叶变换应用现状,针对燃气埋地管网受动态杂散电流干扰现状,为了更贴合实际服役环境开展实验室模拟实验,利用快速傅里叶变换对监测数据进行分析,提取动态直流及动态交流的管道电参数波动特征及干扰规律。结果表明:对于动态直流干扰和动态交流干扰分别用管地电位,交流干扰电压进行快速傅里叶变换后,有明显的幅值和频率分布特征。地铁干扰最大信号强度的频率为0.006 Hz及0.007 Hz,主要干扰周期处于143~167 s,大部分干扰周期区间处于50~200 s;电气化铁路干扰主要干扰周期处于345~625 s,大部分干扰周期区间大于100 s。     

供水管道动态杂散电流干扰腐蚀风险研究

为了掌握供水管道杂散电流干扰腐蚀风险,在深圳供水管道上开展了杂散电流测试和现场腐蚀试验,获得了杂散电流对深圳供水管道的整体干扰水平,以及管道自然腐蚀和杂散电流干扰腐蚀速率数据,提出了基于管道电位偏移、流出电流密度以及时间指标的动态直流杂散电流干扰腐蚀风险评判方法,以期为供水企业评估杂散电流对管道造成的腐蚀风险提供参考和依据。     

轨道交通检修基地附近燃气管道的排流试验

按照有关国标,对某轨道交通检修基地附近的燃气管道进行地电位梯度、通电电位、断电电位等测试,确立了管道侧的杂散电流干扰与轨交运行之间的直接关联。按照有关标准,采用强制排流方法进行了试验和测试。研究结论:当列车运行于检修基地分叉点两侧的正线线路时,电流自正线泄漏、进入燃气管道,再离开管道流回车库,经单向导通装置流回正线轨道;当列车在车库内运行时,钢轨电位升高,自距燃气管道最近处流入管道,再回流到车库。断电电位测试结果表明,管道原有的牺牲阳极可提供一定程度的保护作用。但杂散电流的剧烈干扰会加快牺牲阳极的消耗速度,增加维护困难。强制排流方法可大大减缓杂散电流的干扰作用。这种减缓既反映在通电电位的有效负偏,也反映在断电电位的改善。说明强制排流方法结合管道原有的牺牲阳极,可将管道侧的电位维持在需要的阴极保护水平。强制排流导致轨交侧的轨地电位略有升高,较之正线的轨地电位波动和车库内的轨地电位波动范围,强制排流的影响可忽略不计。若进一步改善轨交检修基地附近燃气管道的阴极保护,使其电位波动范围更窄甚至恢复到轨交停运时段的干扰水平,须根据杂散电流的实际流动回路,开发具有智能控制功能的强制排流设备。     

埋地燃气管道地铁杂散电流干扰影响规律及缓解措施效果分析

随着轨道交通地铁线路建设,与燃气管道的相互关系密切程度逐年上升,地铁运行时漏失杂散电流对埋地金属构筑物产生严重的直流杂散电流干扰。本文针对一段埋地燃气管道与地铁线路并行干扰典型管段调节不同缓解措施并开展电位多点长时间连续检测,并挑选3处位置埋设4种面积腐蚀试片分析腐蚀速率,根据检测结果,分析并得出了地铁杂散电流对埋地燃气管道的干扰影响规律、高风险干扰源及极性排流措施的缓解效果,根据腐蚀速率结果,得到试片面积对地铁杂散电流干扰腐蚀影响规律。研究结果可为埋地燃气管道地铁杂散电流干扰防护提供参考。     

轨道交通杂散电流分布数学模型的研究进展

现有3种轨道交通杂散电流分布数学模型,为电路元件模型、BP神经网络模型和基于电场的杂散电流模型,介绍3种模型的基本理论。在实际的管道管地电位监测中,存在受轨道交通杂散电流影响的管道管地电位在阴极保护电位上下以一定的幅度和频率发生变化的现象,而现有数学模型无法解释。提出建立能够关联地铁运行参数、土壤腐蚀性与管道监测点管地电位量化关系的轨道交通杂散电流机理模型的研究方向。