Оцінка довжини системи контурного екранування при зменшенні магнітного поля кабельних ліній

Abstract

Розглянуто зменшення магнітного поля кабельної лінії електропередачі за допомогою системи контурного екранування. Отримано наближені аналітичні вирази для розрахунку комплексної амплітуди та діючого значення магнітної індукції в області екранування. Запропоновано прозору фізичну інтерпретацію отриманих співвідношень і параметру γ, який вони містять. Розглянуто граничний випадок γ=1, коли довжина системи контурного екранування набагато перевищує відстань від кабельної лінії до області екранування. Для випадку довільної довжини системи контурного екранування запропоновано функцію апроксимації залежності параметра γ від відношення відстані між крайніми точками екранного контуру та областю екранування до відстані між центральним кабелем лінії електропередачі та границею області екранування. Для визначення довжини системи контурного екранування розв’язано обернену задачу. У результаті дано рекомендації щодо оцінки довжини системи контурного екранування, якщо відомо таке: гранично допустимий рівень магнітного поля, який має бути досягнуто у всій області екранування; величина струму в кабельній лінії та відстань між її кабелями; амплітуда та початкова фаза струму в системі контурного екранування, а також відстань між її проводами, які розташовано паралельно кабельній лінії; довжина області екранування та її віддаленість від кабельної лінії.

This paper deals with a mitigation of a cable line magnetic field by a loop shield. Approximate analytical expressions for a phasor and rms value of a magnetic flux density in a shielding area are developed. I give a clear physical interpretation for the obtained relations and the parameter γ that they contain. The limiting case γ=1 is considered, when the loop shield length is much greater than the distance from the cable line to the shielding area. For the case of an arbitrary length of the loop shield, I propose a function to approximate the dependence of γ on the ratio of the distance between the extreme points of the loop shield and the shielding area to the distance between the central cable of the power line and the shielding area boundary. To determine the loop shield length, the inverse problem is solved. As a result, I develop recommendations for estimating the loop shield length taking into account the following: the magnetic field reference level in the shielding area; the current in the cable line and the distance between its cables; the amplitude and the phase shift of the current in the loop shield, as well as the distance between its conductors, which are parallel to the cable line; the length of the shielding area and its distance from the cable line.