Магнитное поле линий электропередачи и методы его снижения до безопасного уровня

Abstract

Рассмотрена мультидипольная математическая модель магнитного поля (МП) линий электропередачи (ЛЭП), позволяющая осуществлять моделирование МП вблизи границ их охранных зон с учетом реальной конфигурации проводов ЛЭП. Модель содержит дипольные источники МП, характеризуемые магнитными моментами независимых микроконтуров d×a, на которые с шагом а условно разбиваются токовые контуры, образуемые проводами различных фаз ЛЭП с межфазным расстоянием d. МП в точке наблюдения определяется как сумма МП от магнитных моментов всех микроконтуров. Предложен метод снижения МП ЛЭП, основанный на оптимизации пространственной топологии системы расщепленных проводов фаз ЛЕП для достижения осевой симметрии системы максимального порядка, что позволяет уменьшить дипольную составляющую МП, повысить порядок главной пространственной гармоники системы, определяющей интенсивность затухания МП, и, в результате, снизить МП ЛЭП до безопасного уровня

Розглянуто мультидипольну математичну модель магнітного поля (МП) ліній електропередачі (ЛЕП), що дозволяє здійснювати моделювання МП поблизу меж їхніх охоронних зон з урахуванням реальної конфігурації проводів ЛЕП. Модель містить дипольні джерела МП, що характеризуються дипольними магнітними моментами незалежних мікроконтурів d×a, на які з кроком а умовно розбиваються струмові контури, утворені проводами різних фаз ЛЕП з міжфазною відстанню d. МП в точці спостереження визначається як сума МП від магнітних моментів всіх мікроконтурів. Запропоновано метод зниження МП ЛЕП, заснований на оптимізації просторової топології системи розщеплених проводів фаз ЛЕП для досягнення осьової симетрії системи максимального порядку, що дозволяє зменшити дипольну складову МП, підвищити порядок головної просторової гармоніки системи, яка визначає інтенсивність затухання МП і, в результаті, знизити МП ЛЕП до безпечного рівня.

The mathematical model of the magnetic field (MF) of the power transmission line (PTL) which is based on the multidipole representation is suggested. It permits of modeling MF in the vicinity of the boundary of protection zone of PTL taking into account the real configuration of wires. The model contains dipole sources which are characterized by the magnetic moments of the independent micro-contours d×a. The current contours formed by wires of different phases of PTL with interphase spacing d are divided into the set of such micro-contours. The MP at the observation point is defined as the sum of MPs from the magnetic moments of all micro-contours. The method of mitigation of MP of PTL, which is based on the optimization of the spatial topology of the phase conductors splitting is suggested. This method permits to achieve the axial symmetry of the system of maximum order. In this way the method reduces the dipole component of the MP, increases the order of spatial harmonic of the main system, which determines the intensity of damping MP. As a result, it reduces the power line magnetic field to a safe level.