![]() |
|||||||||||
![]() |
|||||||||||
|
Индуцированные токи от магнитных возмущений и грозовых разрядов в ТРУБОПРОВОДАХ в криолитозоне
Козлов В.И. , Муллаяров В.А., Каримов Р.Р., Григорьев Ю.М. *, Орлова М.Н. *, Артемьева Е. С. *
Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН, Якутск, Россия e-mail: v.kozlov@ikfia.ysn.ru *Якутский государственный университет им. М.К. Амосова, Якутск, Россия
Проведены экспериментальные измерения грозовой обстановки с помощью разработанного авторами однопунктового грозопеленгатора (1993-2009 гг.) и на сети грозопеленгаторов (Якутск, Мирный, Нерюнгри начиная с 2005 г.) и построены карты плотности грозовых разрядов на территории Якутии. Также выполнены косвенные измерения токов на магистральных трубопроводах (нефтепроводе, вблизи г. Мирного и газопроводе около г. Якутска) при грозовых разрядах (датчики - магнитные рамочные антенны) в полосе от трубопровода от 1 до 10 км и при большой магнитной буре 21.01.05 (датчики - вариационные магнитометры). Измерения в Якутске проводились на газопроводе в 25 км от г. Якутска. Этот газопровод является ответвлением от магистрального газопровода длиной около 30 км и ориентирован в направлении юго-восток. Отличие газопроводов, эксплуатируемых в Якутии, состоит в том, что они на больших протяжениях закопаны в землю на глубину до 2 м. Для измерения индуцированных токов, протекающих по газопроводу в момент магнитных возмущений, использованы датчики магнитометров разработки ИЗМИРАН. Один из датчиков поля установлен вблизи газопровода, второй (реперный) – на расстоянии 600 м от газопровода. Использовались датчики вертикальной (Z) составляющей магнитного поля. После усилителей постоянного тока сигнал с магнитных датчиков подавался через аналого-цифровой преобразователь в компьютер. Как принято, с учетом калибровки датчиков определялась разность амплитуд магнитных возмущений на газопроводе и вдали от него, из которой оценивался индуцированный ток на газопроводе. Чувствительность каналов составляла 14,2 нТ/дел у датчика, расположенного рядом с газопроводом и 3,13 нТ/дел у реперного датчика. Для измерения чувствительности датчиков магнитного поля были проведены тестовые измерения с помощью петли, ближний провод которой располагался на расстоянии 1 м от датчика магнитного поля. Токи в исследованных трубопроводах от грозовых разрядов достигали величин до десяти ампер. А во время магнитной бури - 3,2 ампера. Магистральные объекты включают в себя трубопроводы, линии электропередач и кабельные линии. С физической точки зрения магистральные объекты представляют собой длинные проводящие линии, находящиеся вблизи слоистого диэлектрика (воздух, проводящая земля и многолетняя мерзлота) и подверженные электрическим наводкам, как во время интенсивных геомагнитных возмущений, так и во время гроз. Наведенные потенциал и токи приводят к авариям. В трубопроводах эти токи вызывают потенциалы, превышающие диапазон защиты и вызывают электрохимическую коррозию. Для кабельных линий связи критическим параметром является перенапряжение, которое может вызвать пробой изоляции между центральной жилой и оболочкой кабеля. Численная реализация позволяет оценить эту величину при различных внешних ситуациях. Для трубопроводов одним из критических параметров является величина напряжения и ток утечки в местах контакта с землей.
В данной работе
приводятся результаты математической обработки данных натурных измерений.
Была поставлена задача восстановления формы импульса тока в трубопроводе
по измеренным значениям напряжений на входе АЦП использованного
измерительного комплекса. Для этого выполнено численное интегрирование
этих данных. Всего обработаны результаты Таким образом, токи, наведенные в газопроводе при магнитных возмущениях имеют, тот же порядок величины, что и измеренные нами при ближних грозовых разрядах около трубопровода. Однако токи, наводимые в трубопроводах при геомагнитных возмущениях, длятся значительное время, - до нескольких дней. В то время как токи от грозовых разрядов имеют импульсный характер и длятся до 1 миллисекунды. Работа поддержана грантами РФФИ 08-02-00348-а, 09-05-98540-р_восток_а, ФЦП НОЦ г.к. 02.740.11.0248 и программами Президиума РАН 16 и РНП 2555.
|
||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
|
|||||||||||
/ | |||||||||||
![]() |
|||||||||||
© Copyright 2008. All rights reserved. Contact to Victor Martynyuk: ubs@science-center.net tel.: +38 050 6535592
|
|||||||||||