Аналитический расчет магнитного поля трехфазных кабельных линий при двухстороннем замыкании собственных экранов кабелей

Abstract

Предложена аналитическая модель магнитного поля высоковольтной трехфазной кабельной линии, состоящей из одножильных кабелей, для случая двухстороннего замыкания их экранов. Модель позволяет рассчитывать величины токов, индуцированных в экранах кабелей, и распределение магнитной индукции при произвольном расположении кабелей в пространстве. Получено точное компактное выражение для определения эффективности экранирования магнитного поля кабельной линии при двухстороннем замыкании экранов в случае прокладки кабелей треугольником. Теоретически и экспериментально обосновано упрощенное компактное выражение для определения эффективности экранирования магнитного поля кабельной линии при прокладке кабелей в плоскости, погрешность которого не превышает 5%.

Запропоновано аналітичну модель магнітного поля високовольтної трифазної кабельної лінії, яка складається з одножильних кабелів, у випадку двостороннього замикання власних екранів кабелів. Модель дозволяє розраховувати величини струмів, що індукуються в екранах, та просторовий розподіл магнітної індукції для довільного розташування кабелів у просторі. Отримано точний компактний вираз для визначення ефективності екранування магнітного поля кабельної лінії при двосторонньому замиканні екранів у випадку прокладання кабелів трикутником. Теоретично і експериментально обґрунтовано спрощений компактний вираз для визначення ефективності екранування магнітного поля кабельної лінії при прокладанні кабелів у площині, похибка якого не перевищує 5%.

In this paper we produce an analytical model of the magnetic field of high-voltage three-phase cable line with two-point bonded shields. It’s supposed that the cable line consists of three single-core XLPE insulated cables. The produced analytical model allows to calculate the electric currents induced in shields of cables and to determine the magnetic field distribution for the arbitrary layout of cables. We receive an exact compact expression for shielding factor of the magnetic field of the trefoil cable line with two-point bonded shields. Also we receive a simplistic compact expression for shielding factor of the magnetic field of the flat cable line with two-point bonded shields. The comparison with exact analytical expression and experimental results shows that error of simplistic expression lays within 5%.