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抗干扰磁环材料对 VFTO 的抑制作用

2021-05-22 10:16:21

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电缆未加载抗干扰磁环时,单位长度的纵向阻抗 Z 包含 3 部分

通过高电压模拟实验,比较了 3 种磁环材料对 VFTO 的抑制抗干扰磁环对场线耦合感应电流的抑制效果考虑磁环的饱和、滞回和损耗特性,将 Jiles-Atherton 模型应用于磁环抑制 VFTO 的数值仿真中,计算结果与实验基本一致。

 

进行了模拟实验,比较了抗干扰磁环和非晶磁环对电压行波幅值和陡度的抑制效果;文献[11-13]利用真型252  kV  GIS 实验平台,验证抗干扰磁环对于实际GIS 内 VFTO 的抑制效果;文献[14]提出了充分考虑磁环饱和特性的新模型

 


通过在频域内建立仿真分析模型,实现了磁环材料的优化选型,节省了实验费用。 综合研究文献来看,前人主要对抗干扰磁环抑制效果开展实验研究和定性分析,很少建立模型进行理论定量分析。

 

总结前人的研究成果可发现,虽然建立了屏蔽电缆加载抗干扰磁环后的等效电路模型,但此模型只适用于低频,而抗干扰磁环一般用于抑制高频电磁干扰,所以此时等效电路模型不再适用,应建立磁环加载后的传输线模型。因此,本文基于传输线理论和磁环的材料特性,建立屏蔽电缆加载磁环的传输线模型,得到了电缆屏蔽层两端接不同阻抗时屏蔽层上的感应电流,分析了磁环对感应电流的抑制机理,并讨论了抑制效果与磁环材料特性的关系。

 

加载磁环的屏蔽电缆−大地传输线模型 1.1  有源传输线模型 平面电磁波激励有损大地上屏蔽电缆加载抗干扰磁环的示意图如图 1 所示。x、y、z 表示坐标轴;k 表示平面波传播常数;ψ、φ和α分别表示入射波的入射角、方位角和极化角;L 为电缆长度;h 为电缆架设高度;电缆半径为 a;Z1 和 Z2 为负载阻抗;E0 为初始入射场强。

 


平面电磁波激励有损大地上屏蔽电缆加载磁环的 Agrawal 传输线模型屏蔽电缆加载磁环后单位长度参数的变化 当外界激励场不变时,电缆屏蔽层上感应电流的大小取决于传输线的单位长度参数,因此单位长度参数的计算至关重要。

 

电缆未加载抗干扰磁环时,单位长度的纵向阻抗 Z 包含 3 部分:电缆屏蔽层阻抗(通常可忽略)、大地内阻抗 Zg 和电缆大地之间的阻抗 ZL;单位长度的横向导纳 Y 包含 2 部分:土壤的导纳(通常可忽略)和电缆大地之间的导纳。屏蔽电缆加载抗干扰磁环后,电缆大地之间的阻抗包含 2 部分:屏蔽层的外自感引起的阻抗和磁环引起的附加阻抗 Zm,其余单位长度参数没有变化。


作者: 永欣电子
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