УДК 681.3.06

Напряженности магнитного поля от токов трехфазных трехжильных кабелей в окружающем пространстве для симметричного и неполнофазных режимов электрической сети

Аспирант В.А. Беспалов, аспирант А.Н. Стройкин, к.т.н. А.В. Салтыков, д.т.н. В.М. Салтыков.

Самарский государственный технический университет

443100, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская,244

В трехфазных электрических сетях кроме симметричного режима, часто возникают и неполнофазные режимы, обусловленные обрывом одной из жил кабелей, что приводит к изменению напряженностей магнитного поля Н, А/м, в окружающем пространстве, определяемых токами в линейных проводах кабеля.

Для расчета напряженностей магнитного поля вокруг кабеля как для трехфазного (симметричного), так и неполнофазных (обрыв фазы В или С) режимов электрической сети можно использовать геометрическую модель трехфазного трехжильного провода, представленную на рис. 1.

Рис. 1. Геометрическая модель для расчета напряженностей магнитного поля вокруг трехфазного трехжильного кабеля (А В С) электрической сети.

В результате выполненных расчетов были получены выражения для определения максимальных действующих значений суммарной напряжённости магнитного поля , А/м, от трехфазного трехжильного кабеля с расположением жил по треугольнику в окружающем кабель пространстве:

а) для трехфазного (симметричного) режима кабеля электрической сети (А,В,С):

, А/м, (1)

б) для неполнофазного режима кабеля электрической сети (А,С) при обрыве фазы (жилы) В , т.е. при :

, А/м, (2)

в) для неполнофазного режима кабеля электрической сети (А,В) при обрыве фазы (жилы) С , т.е. при :

, А/м, (3)

где: - действующие значения токов в фазах (жилах) кабеля, А; - расстояния между жилами провода , м; - расстояния между контрольной точкой пространства и центром провода, м.

Из представленных выражений видно, что при неполнофазных режимах кабеля электрической сети, т.е, при обрыве одной из фазы (жилы) В или С, в окружающем пространстве максимальные действующих значений суммарной напряжённости магнитного поля , А/м, от токов трехфазного трехжильного кабеля с расположением жил по треугольнику равны между собой (2), но при этом в 1,24 раза больше чем для симметричного режима электрической сети.

На основании результатов расчета действующих значений суммарных напряженностей магнитного поля вокруг трехфазного трехжильного кабеля для симметричного режима (А,В,С) и при обрыве фаз (жил) В или С также можно построить круговые диаграммы (в соответствии с геометрическими моделями расположения проводов (фаз) трехфазного трехжильного кабеля осям координат прямоугольной системы, показанных на рис. 2, 4, 6) изменения , А/м, показанные на рис. 3, 5, 7.

Рис. 2. Геометрическая модель расположения трехфазного трехжильного провода по осям координат прямоугольной системы	Рис. 3. Круговая диаграмма изменения , А/м, в пространстве вокруг трехфазного трехжильного провода по треугольнику для симметричного режима с токами = 10 А; = 10 А; = 10 А; =0,01м; =0,1м))

Рис. 4. Геометрическая модель расположения трехфазного трехжильного провода по осям координат прямоугольной системы	Рис. 5. Круговая диаграмма изменения , А/м, вокруг трехфазного трехжильного провода для несимметричного режима с токами = 10 А; = 0 А; = 10 А; =0,01м; =0,1м (обрыв в фазе В)

Рис. 6. Геометрическая модель расположения трехфазного трехжильного провода по осям координат прямоугольной системы	Рис. 7. Круговая диаграмма изменения , А/м, в пространстве вокруг трехфазного трехжильного провода для несимметричного режима с токами = 10 А; = 10 А; = 0 А; =0,01м; =0,1м (обрыв в фазе С)

По рис. 3, 5, 7 можно определить направление значений суммарных напряженностей магнитного поля , включая и максимальные, вокруг трехфазного трехжильного кабеля для симметричного режима (А,В,С) и для неполнофазных режимов, т.е. при обрыве фаз (жил) В или С вокруг трехфазного трехжильного кабеля.

В заключение следует отметить, что приведенные круговые диаграммы и полученные выражения для определения максимальных действующих значений суммарной напряжённости магнитного поля в окружающем пространстве от токов в трехфазных трехжильных кабелях (при известном расположении жил) в зависимости от рассмотренных видов режимов трехфазной электрической сети позволяют оценить условия электромагнитной совместимости в соответствии с требованиями нормативных документов: ГН 2.1.8.2.2.4.2262-07 для обслуживающего персонала; ГОСТ Р 51317.6.1-2006 или ГОСТ Р 50648-04 для технических средств, а также выбрать наиболее рациональные (безопасные) места их расположения.