Магнитное экранирование

Если в переменном магнитном поле рядом поместить два проводника, то в каждом из них наводится ЭДС одной фазы. При заземлении с обеих сторон одного из проводников в нем будет протекать ток, который в свою очередь снова будет являться источником (вторичным) магнитного поля. Магнитный поток контура с этим проводником будет также пронизывать контур соседнего проводника, создавая в нем поток обратного знака. Строго говоря, он будет создавать и поток обратного знака в контуре первичного тока (уменьшая его), но мы будем считать, что такое влияние крайне мало. В этой ситуации можно записать следующее:

,

где M₄₅- коэффициент взаимоиндукции между 4-м и 5-м проводниками. Чем больше ток в заземленном проводнике и больше коэффициент взаимной индукции между этими двумя проводниками, тем меньшее напряжение будет наведено на разземленный проводник.

Ранее рассмотренный пример дополним заземленным проводником, находящимся на расстоянии 31м и обладающий собственной индуктивностью L=2.42е-3 Гн/м. ЭДС в заземленном проводнике будет (коэффициент взаимной индукции приближенно можно принять таким же что для 4-го провода в силу их достаточно близкого расположения). Тогда:

, ,

Таким образом, при наличии вблизи проводника замкнутых контуров происходит уменьшение наведенных ЭДС.

Методические указания к работе

Для измерения электростатических наводок соберите измерительную схему (рис. 4), подключив источник высокого напряжения к одной их изолированных жил. Электростатический вольтметр подключите к другой изолированной жиле кабеля. Напряжение на выходе повышающего трансформатора определите по коэффициенту трансформации или с помощью вольтметра.

Рис. 4. Схема измерения электростатических наводок

Для анализа электромагнитного влияния последовательно с источником тока (вторичной /низковольтной/ обмоткой понижающего трансформатора) включите чрез трансформатор тока амперметр для измерения тока в контуре протекания жила-оболочка (рис.5). Время включения трансформатора ограничьте, поскольку он работает в непредусмотренном для него режиме.

Рис. 5. Схема измерения электромагнитных наводок

Первичные параметры кабеля (длина 17 м, сечение 25 мм²) на промышленной частоте, находящегося над поверхностью хорошо проводящей земли, приведены ниже:

						Сф	Сфф
1,24	0,28	1,8923	1,6050	1,5764	1,5822	140	38

Примечание: С – пФ/м, L – мкГн/м, R – мОм/м.

Рис. 6. Пример расчетной схемы для определения наведенной продольной ЭДС (электромагнитной наводки E_пр)

Контрольные вопросы

1. Какой физический смысл имеют потенциальные коэффициенты?

2. Какими характеристиками объектов определяются потенциальные коэффициенты и коэффициенты электростатической индукции?

3. На каких принципах выполняется электростатическое и электромагнитное экранирование?

4. Пути снижения наведенных напряжений на ремонтируемых линиях электропередачи.

5. Какая из конструкций ВЛ имеет большее электростатическое и электромагнитное влияние на окружающие объекты: с треугольным или горизонтальным расположением проводов?