7. Контрольные вопросы

1. Что является причиной появления магнитного поля от высоковольтных устройств?

2. Какие мероприятия применяют для снижения напряженности магнитного поля на электростанциях и подстанциях?

3. Перечислить факторы, влияющие на величину напряженности магнитного поля от высоковольтных устройств.

4. Как нормируется пребывание населения в магнитном поле промышленной частоты?

8. Литература

1. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электро-технике / А.Ф. Дьяков [и др.]; под ред. А.Ф. Дьякова.– М.: Энерго-атомиздат, 2003. – 768 с.

Лабораторная работа № 3 исследование короны переменного тока как источника электромагнитных помех

Цель работы – ознакомиться с причинами появления радиопомех от высоковольтного оборудования и мерами по их ограничению, допустимыми нормами и аппаратурой для измерения.

1. Возникновения помех от короны

Радиопомехи и помехи высокочастотным каналам от линий электропередачи создаются разрядами короны на проводах, изоляторах и арматуре этих линий. В современных исследованиях помех от линий электропередачи основное внимание уделяется коронированию проводов, так как помехи от изоляторов, арматуры и оборудования подстанций практически могут быть полностью подавлены применением соответствующих экранов и при контроле исправности этого оборудования. Явление короны на проводе данного диаметра возникает при напряжении определенной величины, называемом «начальным напряжением короны». Помехи являются следствием распространения энергии повторяющихся импульсов электростатических разрядов, имеющих форму «кисти» или «стримера». На проводе с более или менее шероховатой поверхностью эти разряды появляются уже при 50–60% начального напряжения короны для идеально гладкого провода. Форма разрядов короны на проводе меняется с ростом напряжения от слабого свечения («тихие разряды» или «видимая корона») до ярких «факелов» конусообразной формы, вершины которых находятся в тех точках провода, где имеются неровности поверхности или посторонние частички.

С появлением кистевых разрядов возрастает характерный потрескивающий звук от провода («слышимая корона») и резко увеличивается уровень радиопомех.

Кистевой разряд представляет собой внезапное освобождение электрического заряда. Каждый разряд длится примерно 10^-8 с и сопровождается освобождением заряда величиной от 10^-9 до 10^-8 К, что соответствует энергии порядка 0,1–1 мВт∙сек. На открытую или рамочную антенну приемника, помещенного непосредственно под линией, поступает при этом мощность порядка 10^-8 Вт, что соответствует напряженности поля порядка 1000 мкВ/м. Поле единичного разряда быстро ослабевает с увеличением расстояния как вдоль линии, так и в направлении, перпендикулярном ей. При определенных напряжениях линии, интенсивность этого поля достигает предельного значения и не увеличивается больше, так как освобождаемый заряд образует облачко, как бы экранирующее точку, где происходит разряд.

Корона на изоляторах и арматуре имеет вид светящегося потока, который тянется от арматуры к поверхности изолятора. Разряды здесь сопровождаются заметным треском.

Поле помех, создаваемых кистевыми разрядами, является суммой двух полей:

1. поля, излучающегося непосредственно в ионизированное пространство малыми поперечными токами;

2. поля индукции, создаваемого продольными токами кистевых разрядов, протекающими по линии.

Волны непосредственного излучения имеют значительно более крутой фронт, чем волны, обусловленные распространением электромагнитной энергии вдоль линии. Поле непосредственного излучения, не играющее большой роли в общей сумме помех в нижней части радиодиапазона, может стать преобладающим на более высоких частотах. Однако общее снижение уровней помех с увеличением частоты делает это явление второстепенным.

Спектр помех, принимаемых радиоприемниками, есть следствие неустановившихся кратковременных процессов, каковыми являются импульсы, создаваемые кистевыми разрядами короны.

Спектр частот излучения, создающего радиопомехи, охватывает диапазон от 10 кГц до 1 ГГц. Помехи на частотах выше 30 МГц оказывают мешающее влияние на телеприем и возникают только при коронировании линий 750 кВ. Источниками помех в этом случае, помимо короны на проводах, служат частичные разряды в зазорах и трещинах изоляторов и корона на заостренных элементах арматуры. В хорошую погоду корона на проводах практически не создает помех телевизионному приему.

Интенсивность радиопомех характеризуется вертикальной составляющей напряженности электрического поля вблизи поверхности земли (Е). Уровень радиопомех, дБ, определяется величиной

.

В качестве расчетной частоты, по рекомендации Международного комитета по радиопомехам, принимается 0,5 МГц. Уровень полезного сигнала при этой частоте составляет примерно 60 дБ. Радиоприем считается удовлетворительным, если полезный сигнал превышает помехи на 20 дБ. Поэтому допустимый уровень радиопомех в хорошую погоду составляет 40 дБ, что дает Е = 100 мкВ/м. Это значение напряженности электрического поля радиопомех принято в качестве допустимого на расстоянии 100 м от проекции на землю крайнего провода линии электропередачи напряжением 330 кВ и выше.