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特高压直流输电(UHVDC)接地极入地电流和地磁暴对埋地管道的干扰效应是电网和油气管网发展需要研究的问题,该问题涉及电工学、工程学、空间物理和地球物理等学科,单靠理论分析存在一定的局限性,需要科学实验证明。本文通过管道杂散电流(包括地磁感应电流GIC)和管地电位(PSP)的监测实验和建模计算,分析了 UHVDC和地磁暴干扰埋地管道的特征和规律,并在此基础上提出了有效的管道杂散电流防治方案。主要内容及成果如下:(1)根据埋地管网的结构和特点,设计杂散电流和PSP监测实验方案,首次获得了接地极地电流和地磁暴侵害中低纬管道的杂散电流(地磁感应电流GIC)和PSP监测数据。结果表明,在6250A接地极入地电流时,距接地极150km管道的杂散电流为3.3A,PSP偏移量会超过100mV,距接地极60km管道的杂散电流为7A,PSP偏移量为900mV;中小地磁暴的GIC为3.98A,PSP偏移量相对较小,大地磁暴的GIC为7.5A,PSP偏移量为430mV。这些实验数据,为认识接地极地电流和地磁暴干扰管道的特征和规律提供了依据。(2)结合三维大地电阻率模型和经典传输线理论对管道杂散电流和PSP算法进行改进,利用监测数据说明了算法的准确性;获得了管道离UHVDC接地极距离对埋地管道影响的特征和规律,确定了 UHVDC干扰管道下杂散电流和PSP的影响因素,包括阴极保护电流大小、绝缘接头间距以及管道的走向和结构参数的关系,认识了距离接地极50-60公里的管道需要采取防腐措施。(3)采用三维大地电阻率模型和分布源式传输线理论相结合的方法,对管道的GIC和PSP的理论计算方法进行了改进,通过仿真计算结果和监测实验测量结果的对比,验证了地磁暴侵害埋地管道干扰效应模型、算法的正确性,获得了中小和大地磁暴侵害埋地管道的GIC和PSP效应的特征和规律,确定了不同强度地磁暴侵害埋地管道可能造成管道腐蚀的影响因素,认识了地磁暴电磁干扰对中低纬埋地管道的腐蚀影响较大。本文的监测实验和理论计算取得的研究成果,改变了以往地磁暴对高纬地区管道影响大和大地磁暴存在影响的错误认识,探明的埋地管道的杂散电流(GIC)和PSP效应的特征和规律,对管道的腐蚀防治具有重要的意义。