孙兆强

(中国石化管道储运有限公司,徐州 221008)

铁路是国家的重要基础设施，在综合运输体系中起着重要作用。至2020年，预计我国高速铁路(高铁)的营业里程达1.6万km[1]。与此同时，为了满足各地不断增长的能源需求，在过去十多年中我国兴起了油气长输管道的建设热潮，预计到2025年，全国油气管网规模达到24万km。

高铁与油气管线难免存在并行、交叉等情况，故埋地钢质管道会受到高铁产生的交流杂散电流的干扰(简称交流干扰)，导致管线腐蚀风险提高[2]。早期研究显示交流干扰引起的腐蚀(简称交流腐蚀)速率比较小，而且阴极保护可以有效阻止交流腐蚀，所以交流腐蚀一度被人们所忽视。但是20世纪90年代后，交流腐蚀问题再次受到关注[3-5]。国内外都相继报道了多起交流干扰案例[6-9]。铁路交流干扰问题日益突出，亟待解决。

目前，在杂散电流干扰的排流设计时，常采用解电路的方法推导出简化计算公式再计算求解。但是，该方法为了简化计算工作，进行了大量假设和限制，例如：采用均匀的土壤模型、不能计算多种干扰源同时干扰的过程、对动态干扰无法全面研究等。因此，该方法的适用范围较小、准确性较差。近年来，计算机仿真模拟技术突飞猛进，在热传导仿真、力学仿真、电场仿真等领域广泛应用。本工作通过边界元方法求解麦克斯韦方程组和电传导拉普拉斯方程，并与计算机技术结合，将结构在边界上离散化，通过迭代的方法计算得到干扰区域内电场、磁场的分布情况。……