一種抑制電磁散射的磁環(huán)優(yōu)化組合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高壓輸變電工程電磁兼容領(lǐng)域，具體涉及一種抑制電磁散射的磁環(huán)優(yōu) 化組合方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓架空輸電線路對(duì)無線電臺(tái)站形成的電磁散射，主要來自高壓架空導(dǎo)線和鐵塔 受無線電信號(hào)的電磁場(chǎng)激勵(lì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流通過金屬構(gòu)架向空間輻射電磁 波，輻射電磁波與源信號(hào)產(chǎn)生同頻干擾，將會(huì)改變?cè)瓱o線電信號(hào)的幅值和相位。
[0003] 關(guān)于減小輸電線路電磁散射的方法，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于高壓輸電線路電磁散射的解 決方法都是采取保持一定的防護(hù)間距，拉開高壓輸電線路與需要保護(hù)的無線臺(tái)站之間的距 離，利用電磁波的自然衰減，來規(guī)避高壓輸電線路電磁散射對(duì)無線臺(tái)站的影響。這種防護(hù)間 距具有較大的安全裕度，在土地資源稀缺的地區(qū)通常很難滿足防護(hù)間距的要求。
[0004] 磁環(huán)是電磁兼容領(lǐng)域常用的磁性材料產(chǎn)品，在整個(gè)架空線路上全線串滿磁環(huán)或者 涂滿磁粉，從理論上來說是可以在一定程度上抑制電磁散射的。但這種做法存在如下缺點(diǎn)： 1、增大線路功率損耗;2、影響線路的防雷設(shè)計(jì);3、可能對(duì)需要抑制的電磁波無法起到預(yù)期 的效果。并且對(duì)于已經(jīng)架設(shè)好的線路，無法用完整的磁環(huán)加裝，此時(shí)需要將磁環(huán)從中心切為 兩半后在卡套在導(dǎo)線上。磁環(huán)雖在導(dǎo)線上安裝固定好，但是兩個(gè)半圓之間仍不可避免的存 在氣隙，而氣隙會(huì)降低初始磁導(dǎo)率。因此必須對(duì)鐵氧體磁環(huán)參數(shù)進(jìn)行合理的選取，并考慮實(shí) 際使用時(shí)剖開的情況，這是整個(gè)抑制方法的關(guān)鍵點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種抑制電磁散射的磁環(huán)優(yōu)化組合方法，能夠 通過在輸電線路特定區(qū)域加載鐵氧體磁環(huán)的方式，減小高壓架空輸電線路的感應(yīng)電流，從 源頭上抑制輸電線路產(chǎn)生的電磁散射。
[0006] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種抑制電磁散射的磁環(huán)優(yōu)化組合方法，其改進(jìn)之處在于，包括：
[0008] (1)選擇工作頻率大于截止頻率的磁環(huán)；
[0009] (2)確定所述磁環(huán)的磁導(dǎo)率；
[0010] (3)導(dǎo)線增加磁環(huán)后，確定所述磁環(huán)的電感及感抗增量；
[0011 ] (4)導(dǎo)線增加磁環(huán)后，確定所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電感、等效電阻及等效感抗；
[0012] (5)將Μ類磁環(huán)進(jìn)行組合，確定磁環(huán)組的抑制電磁散射效率。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述磁環(huán)未被切開時(shí)的磁導(dǎo)率多的計(jì)算公式為：
[0014]
⑴
[0015] 式（1)中，μ〇為真空磁導(dǎo)率，Β為恒穩(wěn)磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度，Η為恒穩(wěn)磁場(chǎng)中磁場(chǎng)強(qiáng)度， S為恒穩(wěn)磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的相位差；
[0016] 所述磁環(huán)被切開時(shí)的磁導(dǎo)率的計(jì)算公式為：
(2)：
[0017]
[0018] 式(2)中，Α為所述磁環(huán)未被切開時(shí)的磁導(dǎo)率，Mi為磁路長(zhǎng)度，g為氣隙長(zhǎng)度。
[0019] 優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所述磁環(huán)的磁通為：
[0020]⑵
-^：.L
[0021] 式(2)中，Do為所述磁環(huán)外直徑，Di為所述磁環(huán)內(nèi)直徑，I為所述磁環(huán)套在導(dǎo)線上時(shí) 穿過所述磁環(huán)的電流，1為所述磁環(huán)的長(zhǎng)度，μ〇為真空磁導(dǎo)率，為相對(duì)磁導(dǎo)率；
[0022]確定所述磁環(huán)的電感L，公式為：
[0023]
(3)
[0024] 確定所述磁環(huán)的感抗增量ΔΧ，公式為：
[0025] AX = jo(L-La) (4)
[0026] 式(4)中，匕為無磁環(huán)時(shí)空氣介質(zhì)的電感，L所述磁環(huán)的電感，ω為角頻率。
[0027] 優(yōu)選的，所述步驟(4)中，當(dāng)所述磁環(huán)未被切開時(shí)，導(dǎo)線增加磁環(huán)后，所述導(dǎo)線與磁 環(huán)的等效感抗△ Ζ的公式為：
[0028]
(5)
[0029] 式(5)中，ω為角頻率，μ〇為真空磁導(dǎo)率，盧為所述磁環(huán)未被切開時(shí)的磁導(dǎo)率，Do為 所述磁環(huán)外直徑，Di為所述磁環(huán)內(nèi)直徑，1為所述磁環(huán)的長(zhǎng)度，U為當(dāng)所述磁環(huán)未被切開時(shí)所 述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電感，Ri為當(dāng)所述磁環(huán)未被切開時(shí)所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電阻；
[0030] 其中，當(dāng)所述磁環(huán)未被切開時(shí)所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電感U的計(jì)算公式為：
[0031]
(6)
[0032] 式(6)中，ΔΧ為所述磁環(huán)的感抗增量，為所述磁環(huán)未被切開時(shí)的磁通率的實(shí)部；
[0033] 卑所沭碰環(huán)去被切開時(shí)所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電阻Ri的計(jì)算公式為：
[0034]
(7).
[0035] 式(7)中，yb為所述磁環(huán)未被切開時(shí)的磁通率的虛部，f為所述磁環(huán)的工作頻率。
[0036] 進(jìn)一步的，所述步驟(4)中，當(dāng)所述磁環(huán)被切開時(shí)，導(dǎo)線增加磁環(huán)后，所述導(dǎo)線與磁 環(huán)的等效感抗A Z'的公式為：
[0037]
(8)
[0038] 式（8)中，ω為角頻率，μ〇為具空磁導(dǎo)率，μ0為所述磁環(huán)被切開時(shí)的磁導(dǎo)率，Do為所 述磁環(huán)外直徑，Di為所述磁環(huán)內(nèi)直徑，1為所述磁環(huán)的長(zhǎng)度，L/為當(dāng)所述磁環(huán)被切開時(shí)所述 導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電感，R/為當(dāng)所述磁環(huán)被切開時(shí)所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電阻；
[0039] 其中，當(dāng)所述磁環(huán)被切開時(shí)所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電感L/的計(jì)算公式為：
[0040]
(9)
[0041] 式(9)中，ΔΧ為所述磁環(huán)的感抗增量，為所述磁環(huán)被切開時(shí)的磁通率的實(shí)部；
[0042] 當(dāng)所述磁環(huán)被切開時(shí)所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電阻R/的計(jì)算公式為：
[0043]
()
[0044] 式(10)中，為所述磁環(huán)被切開時(shí)的磁通率的虛部，f為所述磁環(huán)的工作頻率。
[0045] 優(yōu)選的，所述步驟(5)中，所述磁環(huán)組的抑制電磁散射效率SE為：
[0046]
(611)
[0047] 式（11)中，R為所述磁環(huán)組的電阻，L為所述磁環(huán)組的電感，f為所述磁環(huán)組的工作 頻率，Zo為線路波阻抗。
[0048] 進(jìn)一步的，當(dāng)所述磁環(huán)未被切開時(shí)，所述磁環(huán)組的電阻R的公式為：
[0049]
(12)
[0050] 式（12)中，Nk為第k類磁環(huán)的總數(shù)，Μ為磁環(huán)的類別數(shù)，Ri為當(dāng)所述磁環(huán)未被切開時(shí) 所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電阻；
[0051 ]當(dāng)所述磁環(huán)未被切開時(shí)，所述磁環(huán)組的電感L的公式為：
[0052]
(13)：
[0053]式（13)中，U為當(dāng)所述磁環(huán)未被切開時(shí)所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電感。
[0054]進(jìn)一步的，當(dāng)所述磁環(huán)被切開時(shí)，所述磁環(huán)組的電阻R的公式為：
[0055]
(14)
[0056] 式（14)中，Nk為第k類磁環(huán)的總數(shù)，Μ為磁環(huán)的類別數(shù)，R/為當(dāng)所述磁環(huán)被切開時(shí)所 述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電阻；
[0057]當(dāng)所述磁環(huán)被切開時(shí)，所述磁環(huán)組的電感L的公式為：
[0058]
(15)
[0059]式（15)中，L/為當(dāng)所述磁環(huán)未被切開時(shí)所述導(dǎo)線與磁環(huán)的等效電感。
[0060]優(yōu)選的，所述步驟(5)中，將Μ類磁環(huán)進(jìn)行組合，控制所述磁環(huán)組的抑制電磁散射效 率SE為75%。
[0061] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：
[0062] 本發(fā)明提供的一種抑制電磁散射的磁環(huán)優(yōu)化組合方法，根據(jù)需要抑制的頻率選取 工作頻域較寬的磁環(huán)，然后測(cè)量這幾種磁環(huán)的阻抗特性，同時(shí)考慮磁環(huán)開口后的特性，最后 根據(jù)需要抑制的感應(yīng)電流的比例來合理組合磁環(huán)，在特定頻率作用下呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，能 夠最大程度上抑制感應(yīng)電流，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抑制效果達(dá)到75%以上，整個(gè)線路感應(yīng)電流分 布也受到很大的抑制，從源頭上抑制輸電線路產(chǎn)生的電磁散射。
【附圖說明】
[0063] 圖1是本發(fā)明提供的一種抑制電磁散射的磁環(huán)優(yōu)化組合方法流程圖；
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