ในช่วงต้น ค.ศ. ที่ 1960 มีการค้นพบในห้องปฏิบัติการณ์ของการเกิดการกัดกร่อน (corrosion) ที่เกิดขึ้นจากไฟฟ้ากระแสสลับ (AC current) ในระบบท่อที่ได้รับการป้องกันโดยระบบ Cathodic Protection system จนกระทั่งกลาง ค.ศ. ที่ 1970 ได้มีการตระหนักถึงปัญหาที่เกิดขึ้นของท่อเหล็ก (steel piping) ซึ่งทำการติดตั้งอยู่ใกล้กับเสาไฟฟ้าแรงสูง (high voltage power transmission (HHVAC) lines) ที่เป็นผลมาจากการกัดกร่อนจากไฟฟ้ากระแสสลับ (AC corrosion) และทำการคิดค้นวิธีการบรรเทา (mitigation) ปัญหาที่เกิดขึ้น.
องค์กร The Pipeline Research Committee of the Pipeline Research Council International (PRCI) ชื่อเดิมในขณะนั้นคือ American Gas Association (AGA) และ Electric Power Research Institute (EPRI) ได้ทำการร่วมมือกันทำวิจัยถึงสาเหตุของปัญหา รวมถึง หาวิธีการควบคุม กำจัดหรือบรรเทาปัญหาที่เกิดขึ้น และในปี ค.ศ. 1978 ได้มีการเผยแพร่ผลลัพธ์ของการวิจัยโดยออกเป็นหนังสือสองเล่ม ซึ่งเขียนโดย Dr J. Dabkowski และ Dr A. Taflove.
ในปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ของกำลังการประมวลผลต่างๆด้วยคอมพิวเตอร์ และระบบการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของสภาวะแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเหนี่ยวนำ (induced AC voltage) และการบรรเทาผลกระทบนั้นมีความพร้อมใช้งานและแม่นยำมากขึ้นกว่าเดิม ทำให้ผู้ปฏิบัติงานระบบท่อ (pipeline operators) บรรลุและรักษาความสมบูรณ์ของระบบท่อของตนเองโดยใช้แบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์.
นับตั้งแต่ปี ค.ศ. 1960 เป็นต้นมา การวางระบบท่อใต้ดิน (buried steel pipelines) อยู่ใกล้เสาส่งไฟฟ้าแรงสูง (high voltage AC power transmission) กลายเป็นที่นิยมมากขึ้นอย่างมากเนื่องด้วยพื้นที่ที่มีจำกัด สิ่งที่ตามมาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในการวางระบบท่อใต้ดินอยู่ใกล้เสาส่งไฟฟ้าแรงสูงก็คือปัญหาการเกิด AC interference ของระบบท่อกับเสาสงไฟฟ้าแรงสูง ด้วยเช่นกัน.
Induced AC pipeline voltages ก่อให้เกิดอันตรายต่อระบบท่อรวมถึงผู้ปฏิบัติงานและบุคคลทั่วไปในบริเวณแนวท่อและยังสามารถสร้างความเสียหายต่อคุณภาพของวัสดุเคลือบท่อ (pipeline coating) และนำไปสู่การเกิดกัดกร่อน (corrosion) ของบริเวณผิวท่อ ฉนั้นเพื่อให้แน่ใจและมั่นใจถึงความปลอดภัยในระบบท่อจึงต้องทำความเข้าใจกับความเสี่ยงต่างๆที่อาจเกิดขึ้นและการจำกัด induced AC voltages ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย โดยต้องนำข้อมูลต่างๆของท่อและเสาส่งไฟ้ฟ้าแรงสูง เช่น ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อ (diameter), ความยาวของท่อ(length), วัสดุที่ใช้เคลือบท่อ(coating), ลักษณะของเสาส่งไฟฟ้าแรงสูง(HHVAC line geometry), fault loads ของเสาส่งแรงสูง ฯลฯ เพื่อนำมาทำการศึกษาถึงผลกระทบการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic field) ระหว่างท่อกับเสาส่งไฟฟ้าแรงสูง.
ในการที่มีกระแสไฟฟ้าวิ่งในสายไฟของเสาไฟฟ้าแรงสูงทำให้เกิด longitudinal electric fields ขนานกับแนวเสาส่งไฟฟ้าแรงสูง ถ้ามีการวางระบบท่อขนานกับสายส่งไฟฟ้าแรงสูง ท่อก็จะได้รับผลกระทบจาก longitudinal electric fields แต่ถ้ามีการวางท่อตัดผ่านและตั้งฉากเสาส่งไฟฟ้าแรงสูง ผลกระทบจาก longitudinal electric fields ก็จะลดลงจนไม่มีผลกระทบเกิดขึ้น.
ผลกระทบของค่า induced voltage กับท่อจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความหนาแน่นของ longitudinal electric field ที่เกิดขึ้นและความหนาแน่นของ longitudinal electric field ก็เป็นสัดส่วนโดยตรงกับการไหลของกระแสในสายไฟฟ้าแรงสูง.
การเกิด longitudinal electric field โดยปรกติจะเกิดผลกระทบตลอดแนวท่อ และการเกิด voltages on the pipeline induced จะเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของทิศทางของท่อหรือการเปลี่ยนแปลงทิศทางของเสาส่งไฟฟ้าแรงสูง.
การเกิด longitudinal electric field ตลอดแนวท่อ เป็นผลจากการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็ก (inductive magnetic field coupling) สำหรับการทำงานแบบปรกติของระบบเสาส่งไฟฟ้าแรงสูงในที่นี้เรียก steady-state และสำหรับการทำงานในสภาวะผิดปรกติในที่นี้เรียก faults state ยกตัวอย่างเช่น การที่สายไฟฟ้าแรงสูงขาด ฯลฯ ซึ่งถ้ามีการเกิดสภาวะที่ผิดปรกติเกิดขึ้น (faults condition) กระแสไฟฟ้าที่อยู่ในสายไฟก็จะวิ่งลงสู้ดินบริเวณเสาส่งไฟฟ้าแรงสูงบริเวณนั้น.
รูปที่ 1 แสดงรูปแบบโดยทั่งไปของการเหนี่ยวนำของไฟฟ้ากับท่อ
ในการเกิด fault นั้น กระแสไฟฟ้าจะไม่เกิดการเหนี่ยวนำกับท่อ แต่จะเกิดการไล่ระดับของแรงดันไฟฟ้า (the voltage gradient) ที่บริเวณพื้นดินซึ่งสามารถก่อให้เกิดอันตรายอย่างรุนแรงกับบุคคลและระบบท่ออีกด้วย.
การทำ AC Modelling คือการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะซึ่งมีความถูกต้องแม่นยำในการคำนวนผลลัพธ์ต่างๆที่อาจจะเกิดขึ้น โดยการใส่ข้อมูลต่างๆที่ต้องการของท่อและสายไฟฟ้าแรงสูงลงใน โปรแกรมคอมพิวเตอร์ ยกตัวอย่างเช่น ความยาวของท่อ, ความยาวของสายส่งไฟฟ้าแรงสูง, ระยะห่างระหว่างท่อและเสาส่ง, ลักษณะทางกายภาพของท่อ, วัสดุเคลือบผิวท่อ (coating), ความต้านทานของดินบริเวณที่วางท่อ ฯลฯ อีกทั้งโปรแกรมคอมพิวเตอร์นี้ยังสามารถใช้กับสถานการณ์ที่ซับซ้อนได้ เช่น กรณีที่มีการวางท่อหลายเส้นหรือมีเสาไฟฟ้าแรงสูงหลายแบบในบริเวณเดียวกัน.
เมื่อมีการจำลองสถานการณ์ที่จะเกิดขึ้นระหว่างท่อและเสาส่งไฟฟ้าแรงสูง ทำให้สามารถออกแบบเพื่อลดผลกระทบจากการเกิด induced voltages และ การเกิด current densities กับท่อได้อย่างถูกต้องแม่นยำและอยู่ภายใต้ค่ามาตรฐานที่กำหนดโดย AMPP.
Copyright © 2022 JST Group. All Rights Reserved
