Влияние высоковольтных линий электропередачи на магистральные трубопроводы: систематизация проблем

Аналитический обзор представляет собой комплексное и систематическое исследование научной литературы и нормативных документов, опубликованных за последние пять лет (2020–2025 гг.), посвященных критической проблеме электромагнитного влияния воздушных линий электропередачи на коррозионную надежность подземных магистральных трубопроводов.
В работе классифицируются и анализируются исследования по нескольким ключевым направлениям: фундаментальные механизмы индуктивной связи между источниками переменного тока и трубопроводными сетями; специфические явления коррозии под действием переменного тока и ее отличия от коррозии постоянным током; негативное влияние наведенных напряжений переменного тока на работоспособность и эффективность систем катодной защиты, а также развитие методов компьютерного моделирования и методологий оценки рисков для прогнозирования уровней влияния и вероятности коррозии. Определены ключевые достижения в этой области нормирования негативного влияния, включая установление пороговых значений плотности переменного тока для инициации коррозии и методы его оценки. Однако сохраняются значительные нерешенные проблемы, в частности, отсутствие универсальных, валидированных прогнозных моделей, способных точно имитировать сложные полевые условия с учетом неоднородной структуры грунтов, динамических изменений нагрузок от тяговых сетей и высоковольтных линий электропередачи, а также наличия дефектов изоляции и неравномерного износа изоляционного покрытия. Кроме того, синергетические эффекты при совместном воздействии переменного и постоянного токов в долгосрочной перспективе остаются недостаточно изученными.
На основе проведенного анализа сформулированы приоритетные направления для будущих исследований, подчеркивающие необходимость разработки интеллектуальных адаптивных систем защиты, интегрирующих мониторинг критических параметров в реальном времени, применение вероятностных риск-ориентированных подходов к управлению целостностью и использование технологий цифровых двойников для повышения эксплуатационной безопасности и коррозионной надежности объектов энерготранспортной инфраструктуры.

1. Baeckmann W., Schwenk W. Handbuch des katodischen Korrosionsschutzes. Verlag Chemie. 1980. 465 s. (In Germ.).

2. Sommerfeld A. Über die Ausbreitung der Wellen in der drahtlosen Telegraphie. Annalen der Physik. 1909;333(28):665–736. https://doi.org/10.1002/andp.19093330402. (In Germ.).

3. Carson J. Wave Propagation in Overhead Wires with Ground Return. Bell System Technical Journal. 1926;5(10):539–554.

4. Pollaczek F. Über das Feld einer unendlich langen wechselstrom durchflossenen einfachleitung. Electrische Nachrichten Technik. 1926;3(4):339–359. (In Germ.).

5. Бурсиан В. Р., Фок В. А. Электромагнитное поле переменного тока в цепи с двумя заземлениями // Журнал Русского физико-химического общества.1926. Т. 58, Вып. 2. С. 355–363.

6. Dawalibi F. P., Southey R. D. Analysis of electrical interference from power lines to gas pipelines. I. Computation methods. IEEE Transactions on Power Delivery. 1989;4(3):1840–1846. https://doi.org/10.1109/61.32680.

7. Дмитриев В. И. Электромагнитные поля в неоднородных средах. Москва: Издательство МГУ им. М. В. Ломоносова, 1969. 131 с.

8. Толстая М. А., Иоффе Э. И., Потемкинская И. В. Влияние переменного тока промышленной частоты на электрокоррозию стали // Газовое дело. 1963. № 3.

9. Толстая М. А., Иоффе Э. И., Потемкинская И. В. Электрохимическая коррозия стальных подземных сооружений переменным током промышленной частоты // Газовое дело. 1964. № 3.

10. Толстая М. А., Иоффе Э. И., Потемкинская И. В. Влияние солесодержания, ионного состава, величины pH и степени аэрации грунта на коррозию подземных стальных трубопроводов под действием переменного тока // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1964. № 1. С. 16–24.

11. Стрижевский И. В., Дмитриев В. И. Теория и расчет влияния электрифицированной железной дороги на подземные металлические сооружения. М.: Изд-во литературы по строительству, 1967. 247 с.

12. Goidanich S., Lazzari L., Ormellese M. AC corrosion — Part 1: Effects on overpotentials of anodic and cathodic processes. Corrosion Science. 2010;52(2):491–497. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.10.005. EDN: NWNDTJ.

13. Xu L. Y., Su X., Cheng Y. F. Effect of alternating current on cathodic protection on pipelines. Corrosion Science. 2013;66:263–268. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2012.09.028.

14. Крапивский Е. И., Яблучанский П. А. Алгоритм расчета электромагнитного влияния линии электропередачи переменного тока на подземный трубопровод // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2013. № 2. С. 213–224. EDN: RGRCIJ.

15. Efarahani E. M., Su Yu., Chen X. [et al.]. AAC corrosion of steel pipeline under cathodic protection: A state-of-the-art review. Materials and Corrosion. 2024;75(3):290–314. https://doi.org/10.1002/maco.202313955. EDN: TXEHUS.

16. Zhou Q., Wang H. Probabilistic Performance Evaluation of Cathodically Protected Pipeline Considering AC Corrosion. Final Report for PHMSA Project no. 900. University of Akron, Rutgers University, 2024.

17. Zhang S., Li Z., Yang C., Gou J. The AC Corrosion Mechanisms and Models: A Review. Corrosion. 2020;76(2):188–201. https://doi.org/10.5006/3362.

18. Ракито О. Н., Агиней Р. В. Экспериментальное исследование зависимости скорости коррозии металла от плотности переменного синусоидального тока промышленной частоты // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2024. Т. 14, № 3. С. 272–281. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2024-14-3-272-281. EDN: HRBFCT.

19. Zhu W., Xu Ch., Wang Y., Wang X. Studying the factor limitations of AC corrosion on pipelines. Journal of Physics: Conference Series. 2024;2760(1):012058. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2760/1/012058.

20. Yang J., Zhu M., Le Z., Zhao B. [et al.]. Influence of alternating current on corrosion behavior of X100 steel in Golmud soil simulated solution with different pH. International Journal of Electrochemical Science. 2020;15(10):10423–10431. https://doi.org/10.20964/2020.10.28.

21. Lan W., Wei B., Li Q. [et al.]. Corrosion mechanisms of pipelines with adjacent coating defects under AC interference: An interfacial process analysis. Materials & Design. 2025;256:114295. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2025.114295.

22. Büchler M. On the mechanism of cathodic protection and its implications on criteria including AC and DC interference conditions. Corrosion. 2020;76(5):451–463. https://doi.org/10.5006/3379.

23. Olesen A. J., Dideriksen K., Nielsen L. V., Møller P. Corrosion rate measurement and oxide investigation of AC corrosion at varying AC/DC current densities. Corrosion. 2019;75(9):1026–1033. https://doi.org/10.5006/3168.

24. Chen L., Du Y., Liang Y. [et al.] Research on dynamic alternating current corrosion behavior of X65 pipeline steel under cathodic protection. Corrosion. 2023;79(5):471–485. https://doi.org/10.5006/4240.

25. Laughorn T. Effects of AC interference on pipelines under cathodic protection and cathodic disbondment of pipeline coatings. Honors Research Projects. Williams Honors College, 2024. P. 1866. URL: https://ideaexchange.uakron.edu/honors_research_projects/1866. (acsessed: 10.03.2026).

26. Суслов К. В., Крюков А. В., Илюшин П. В. [и др.]. Моделирование электромагнитных влияний многопроводных тяговых сетей на трубопроводы // iPolytech Journal. 2023. Т. 27, № 3. С. 552–564. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-3-552-564. EDN: PGNVMM.

27. Булатов Ю. Н., Крюков А. В., Воронина Е. В., Крюков А. Е. Учёт влияния трубопроводов на электромагнитные поля тяговых сетей // Системы. Методы. Технологии. 2025. № 4(68). С. 41–48. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2025-4-41-48. EDN: TNKGPW.

28. Крюков А. В., Суслов К. В., Крюков А. Е. Моделирование электромагнитных влияний тяговых сетей, оснащенных средствами компенсации реактивной мощности на трубопроводы // Интеллектуальная электротехника. 2024. № 3 (27). С. 65–81. EDN: EWTBSF.

29. Крюков А. В., Илюшин П. В., Суслов К. В., Крюков А. Е. Учет транспозиции проводов при моделировании электромагнитных влияний ЛЭП на трубопроводы // Электричество. 2023. № 3. С. 22–34. https://doi.org/10.24160/0013-5380-2023-3-22-34. EDN: SFONVO.

30. Zhang Ya., Li L. Study of alternating current transmission line interference on long-distance pipelines. Journal of Physics: Conference Series. 2025;2993(1):012066. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2993/1/012066.

31. Markić M., Arat S., Fürbeth W. Effect of AC interference on the corrosion behavior of cathodically protected mild steel in an artificial soil solution. Part I: Investigation on formed corrosion product layer. Materials and Corrosion. 2022;73(1):45–54. https://doi.org/10.1002/maco.202112640. EDN: WPIDFA.

32. Kere K., Huang Q. Development of probabilistic failure pressure models for pipelines with single corrosion defect. International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2022;197:104656. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2022.104656.EDN: GHXMVG.

33. Thompson I., Martin P. AC corrosion monitoring on high pressure pipelines. CORROSION 2015. 2015. Paper NACE–2015–5470.

34. Budiman F., Rahmawati D., Aulia D. [et al.]. Integrating IoT-enabled automated impressed current cathodic protection systems with metal potential monitoring: a digital technology approach to address corrosion for promoting environmental ecosystem conservation. Measurement. 2026;258:119167. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2025.119167. EDN: KXMNQA.