Наведение электромагнитной помехи за счет магнитной связи источника и рецептора помех
Магнитная связь между электрическими цепями возникает через потокосцепление взаимной индукции. В электроэнергетике многие электротехнического устройства, обтекаемые током: реакторы, многоамперные низковольтные шинопроводы, токораспределительные устройства и т.п., – возбуждают в окружающем его пространстве весьма интенсивное переменное магнитное поле. Линии этого поля могут пересекать электрические контуры других устройств и наводить в них ЭДС помехи.
В теории индуктивно-связанных цепей (на рис. цепи 1 и 2) магнитная (индуктивная) связь учитывается с помощью параметра M – взаимная индуктивность, которая зависит от расстояния между цепями, особенностей их конструкции и взаимной ориентации, наличия между ними других устройств, магнитной проницаемости среды. Ее определение в общем случае является сложной задачей, решаемой методами теории поля. Если взаимная индуктивность найдена или известна, то ЭДС, наведенная в цепи 2 переменным магнитным полем цепи 1 может быть рассчитана в соответствии с теорией цепей по формуле:
E2jMI1
Из этого выражения видно, что наведенная ЭДС прямо пропорциональна взаимной индуктивности между цепями, частоте и величине тока источника помех.
Наведение электромагнитной помехи за счет емкостной связи источника и рецептора помех
Емкостная связь между электрическими цепями возникает через электрическое поле, которое возбуждается в окружающем пространстве зарядами на поверхности проводников. Наличие этих поверхностных зарядов приводит к возникновению на проводниках электрического «напряжения». Поэтому, когда на проводниках любого электротехнического устройства имеется напряжение, это означает, что на их поверхности присутствуют электрические заряды. В электроэнергетике многие установки: ЛЭП, трансформаторы, распределительные устройства и т.п., – находятся под высоким напряжением (до сотен тысяч вольт) и являются источниками весьма интенсивного переменного электрического поля. В этом поле могут находиться другие устройства, на поверхности проводников которых индуцируются электрические заряды. В переменном электрическом поле индуцированные поверхностные заряды непрерывно изменяют знак. Замена зарядов одного знака на заряды противоположного знака возможна только за счет их перетока с одной части поверхности на другую. В результате в проводниках возникает переменный ток, вызывающий на входе цепи 2 напряжение. В теории цепей действие электрического поля цепи 1 на цепь 2 учитывается с помощью параметра C – емкость. Величина емкости (как и взаимной индуктивности) зависит от конструктивных факторов: расстояния между цепями, площадь поверхности проводников, взаимное расположение и т.п. Определение емкости в общем случае производится методами теории поля.
Если емкость известна, то наведенное на входе цепи 2 напряжение в соответствии с теорией цепей может быть рассчитано по формуле:
U2E1Z2/[Z1j(1/C)Z2]
Из этого выражения видно, что наведенное напряжение прямо пропорционально ЭДС E1 источника помех и входному сопротивлению Z2 рецептора помех, а также зависит от величины емкости связи и сопротивления цепей 1 и 2.