ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКРАНИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТРЕХФАЗНЫХ ТОКОПРОВОДОВ НЕЗАМКНУТЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ЭКРАНАМИ

summary

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і за-

дачі дослідження, визначені об’єкт і предмет дослідження, викладено наукову новизну і практичне

значення отриманих результатів.

У першому розділі проведено аналіз параметрів підземних трифазних струмопроводів і ви-

соковольтних кабелів, рівнів індукції МП, яке ними створюється; розглянуті відомі методи елект-

ромагнітного екранування таких джерел магнітного поля; проаналізовані аналітичні і чисельні

методи дослідження електромагнітних процесів в системах, що містять струмопроводи і електро-

провідні елементи; виконана постановка задач дисертаційних досліджень.

5

Ефективність зниження МП електромагнітним екраном тієї або іншої конструкції залежить

від конфігурації струмопроводів. В даній роботі розглянуто екранування МП трифазного струмо-

проводу, фази якого розташовані горизонтально. Для зниження МП таких струмопроводів найбі-

льшого поширення отримали електромагнітні екрани наступних конфігурацій (рис. 1): плоскі (а),

замкнені (б), U-подібні (в) та L-подібні (г). Для опису їх екрануючих властивостей використову-

ється поняття ефективності екранування, яке визначається як відношення діючого значення магні-

тної індукції в точці спостереження за відсутності екрану до діючого значення магнітної індукції

при його використанні.

Рисунок 1 – Відомі конфігурації електромагнітних екранів

(1 – трифазний струмопровід, 2 – електромагнітний екран)

В відомих роботах з електромагнітного екранування МП трифазних струмопроводів пока-

зано, що найбільша ефективність екранування досягається незамкненими екранами U-подібної

конфігурації. У свою чергу, електромагнітні екрани, що складаються з кількох таких елементів, в

літературі не розглядалися.

Як показав аналіз літератури, H-подібні, V-подібні, W-подібні та інші конфігурації елект-

ромагнітних екранів не отримали поширення, оскільки при своїй конструктивній складності ефек-

тивність екранування МП трифазних струмопроводів такими екранами від ефективності

екранування U-подібними екранами істотно не відрізняється.

Проведено аналіз аналітичних і чисельних методів опису електромагнітних процесів в сис-

темах, що містять струмові джерела МП і екрануючі елементи. Застосування аналітичних методів

для визначення розподілу магнітної індукції в задачі екранування МП струмопроводів за допомо-

гою U-подібних електропровідних елементів є утрудненим, тому доцільно вдатися до чисельного

моделювання. Оскільки екрани, що розглядаються в дисертаційній роботі, не мають криволінійних

стінок, був використаний метод скінчених різниць, перевага якого полягає в тому, що матриця

отримуваної системи алгебраїчних рівнянь має трьохдіагональний вигляд.

Система «трифазний струмопровід – електромагнітний екран» є відкритою. Для застосу-

вання методу скінчених різниць при дослідженні електромагнітних процесів у відкритій області

були розглянуті різні способи її обмеження. В представленій роботі при побудові математичної

y

а)

б)

в)

г)

l2

δ

l1 l1

1 x

2

2 1

6

моделі був використаний метод поглинаючих граничних умов, який дозволяє моделювати збіль-

шення досліджуваної області до нескінченності.

На підставі викладеного в розділі аналізу проведено обґрунтовування мети дисертаційної

роботи і сформульовані задачі дослідження.

У другому розділі викладено загальну методику дисертаційних досліджень, описано різно-

види незамкнених електромагнітних екранів, що розглядаються в роботі, запропоновано матема-

тичну модель процесу електромагнітного екранування МП струмопроводів, що дозволяє

визначати екрануючі властивості тонкостінних екранів, які складаються з плоских або U-подібних

електропровідних елементів, оцінено похибку моделювання.

У широкому класі задач, які стосуються зниження МП протяжних струмопроводів за допо-

могою електромагнітних екранів, поле можна вважати плоско-паралельним. Такі задачі можна

розглядати в двовимірній постановці.