Для транспортировки газа, нефти и продуктов ее переработки используется разветвленная сеть трубопроводов [1, 2]. На отдельных участках трасс трубопроводы могут сближаться с железными дорогами, электрифицированными на переменном токе, а также с высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП) [3–12]. При прохождении участков трубопровода с высоким качеством изоляционных покрытий вблизи тяговых сетей или ЛЭП, возможно возникновение опасных напряжений по отношению к земле [4, 9]. Для разработки мероприятий по повышению условий электробезопасности необходимо создание методов и средств для определения наведенных напряжений.
Ниже описаны результаты определения наведенных напряжений на наземном трубопроводе, возникающих из-за электромагнитных влияний тяговых сетей 25, 2х25 кВ и ЛЭП 220 кВ.
Для определения электромагнитных влияний тяговых сетей на трубопроводы можно использовать методы моделирования режимов тягового электроснабжения, реализованные в программном комплексе Fazonord, разработанном в ИрГУПСе [13]. Принципы его применения для определения наведенных напряжений описаны в работах [14, 15]. Вычисление сопротивлений индуктивной связи, а также собственных сопротивлений контуров «провод-земля» производились с помощью формул Карсона [16], обеспечивающих корректный учет возврата токов через землю в ближней, промежуточной и дальней зонах [16, 17].
Для типивой межподстанционной зоны (МПЗ) протяженностью в 50 км (рис. 1) проведено моделирование режимов работы системы тягового электроснабжения (СТЭ) при включении в состав многопроводной системы трубопровода с диаметром трубы 250 мм. Расчетная схема, показанная на рис. 2, имела в своем составе модели трех тяговых трансформаторов и двух МПЗ. Левая МПЗ была разбита на пять участков протяженностью по 10 км. Кроме того, в схеме были представлены модели трех линий электропередачи 220 кВ. Расстояние а от трубопровода до оси дороги (ширина сближения) варьировалось от 100 до 400 м.
Моделировалось движение 7 поездов массой 6300 т в нечетном направлении и такого же количества поездов массой 6000 т в четном. График движения приведен на рис. 3, а токовые профили поездов на рис. 4.