一种抑制电磁散射的磁环优化组合方法技术

本发明专利技术涉及一种抑制电磁散射的磁环优化组合方法，包括：(1)选择工作频率大于截止频率的磁环；(2)确定所述磁环的磁导率；(3)导线增加磁环后，确定所述磁环的电感及感抗增量；(4)导线增加磁环后，确定所述导线与磁环的等效电感、等效电阻及等效感抗；(5)将M类磁环进行组合，确定磁环组的抑制电磁散射效率；本发明专利技术提供的方法，能够通过在输电线路特定区域加载铁氧体磁环的方式，减小高压架空输电线路的感应电流，从源头上抑制输电线路产生的电磁散射。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压输变电工程电磁兼容领域，具体涉及一种抑制电磁散射的磁环优化组合方法。
技术介绍
高压架空输电线路对无线电台站形成的电磁散射，主要来自高压架空导线和铁塔受无线电信号的电磁场激励产生的感应电流，此感应电流通过金属构架向空间辐射电磁波，辐射电磁波与源信号产生同频干扰，将会改变原无线电信号的幅值和相位。关于减小输电线路电磁散射的方法，目前国内外关于高压输电线路电磁散射的解决方法都是采取保持一定的防护间距，拉开高压输电线路与需要保护的无线台站之间的距离，利用电磁波的自然衰减，来规避高压输电线路电磁散射对无线台站的影响。这种防护间距具有较大的安全裕度，在土地资源稀缺的地区通常很难满足防护间距的要求。磁环是电磁兼容领域常用的磁性材料产品，在整个架空线路上全线串满磁环或者涂满磁粉，从理论上来说是可以在一定程度上抑制电磁散射的。但这种做法存在如下缺点：1、增大线路功率损耗；2、影响线路的防雷设计；3、可能对需要抑制的电磁波无法起到预期的效果。并且对于已经架设好的线路，无法用完整的磁环加装，此时需要将磁环从中心切为两半后在卡套在导线上。磁环虽在导线上安装固定好，但是两个半圆之间仍不可避免的存在气隙，而气隙会降低初始磁导率。因此必须对铁氧体磁环参数进行合理的选取，并考虑实际使用时剖开的情况，这是整个抑制方法的关键点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种抑制电磁散射的磁环优化组合方法，能够通过在输电线路特定区域加载铁氧体磁环的方式，减小高压架空输电线路的感应电流，从源头上抑制输电线路产生的电磁散射。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种抑制电磁散射的磁环优化组合方法，其改进之处在于，包括：(1)选择工作频率大于截止频率的磁环；(2)确定所述磁环的磁导率；(3)导线增加磁环后，确定所述磁环的电感及感抗增量；(4)导线增加磁环后，确定所述导线与磁环的等效电感、等效电阻及等效感抗；(5)将M类磁环进行组合，确定磁环组的抑制电磁散射效率。优选的，所述步骤(2)中，所述磁环未被切开时的磁导率的计算公式为：μ~=Bμ0Hcosδ-jBμ0Hsinδ---(1)]]>式(1)中，μ0为真空磁导率，B为恒稳磁场中磁感应强度，H为恒稳磁场中磁场强度，δ为恒稳磁场中磁感应强度与磁场强度的相位差；所述磁环被切开时的磁导率μe的计算公式为：μe=μ~1+μ~(g/Ml)---(2)]]>式(2)中，为所述磁环未被切开时的磁导率，Ml为磁路长度，g为气隙长度。优选的，所述步骤(3)中，所述磁环的磁通为：式(2)中，D0为所述磁环外直径，Di为所述磁环内直径，I为所述磁环套在导线上时穿过所述磁环的电流，l为所述磁环的长度，μ0为真空磁导率，μr为相对磁导率；确定所述磁环的电感L，公式为：确定所述磁环的感抗增量ΔX，公式为：ΔX＝jω(L-La)(4)式(4)中，La为无磁环时空气介质的电感，L所述磁环的电感，ω为角频率。优选的，所述步骤(4)中，当所述磁环未被切开时，导线增加磁环后，所述导线与磁环的等效感抗ΔZ的公式为：ΔZ=jω(μ~-1)μ0l2πlnD0Di=jωLi+Ri---(5)]]>式(5)中，ω为角频率，μ0为真空磁导率，为所述磁环未被切开时的磁导率，D0为所述磁环外直径，Di为所述磁环内直径，l为所述磁环的长度，Li为当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电感，Ri为当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电阻；其中，当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电感Li的计算公式为：Li=ΔXjω=μ0(μa-1)l2πlnD0Di---(6)]]>式(6)中，ΔX为所述磁环的感抗增量，μa为所述磁环未被切开时的磁通率的实部；当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电阻Ri的计算公式为：Ri=μ0μbfllnD0Di---(7)]]>式(7)中，μb为所述磁环未被切开时的磁通率的虚部，f为所述磁环的工作频率。进一步的，所述步骤(4)中，当所述磁环被切开时，导线增加磁环后，所述导线与磁环的等效感抗ΔZ′的公式为：ΔZ′=jω(μe-1)μ0l2πlnD0Di=jωLi′+Ri′---(8)]]>式(8)中，ω为角频率，μ0为真空磁导率，μe为所述磁环被切开时的磁导率，D0为所述磁环外直径，Di为所述磁环内直径，l为所述磁环的长度，Li′为当所述磁环被切开时所述导线与磁环的等效电感，Ri′为当所述磁环被切开时所述导线与磁环的等效电阻；其中，当所述磁环被切开时所述导线与磁环的等效电感Li′的计算公式为：Li′=ΔXjω=μ0(μa′-1)l2πlnD0Di---(9)]]>式(9)中，ΔX为所述磁环的感抗增量，μa′为所述磁环被切开时的磁通率的实部；当所述磁环被切开时所述导线与磁环的等效电阻Ri′的计算公式为：Ri′=μ0μb′fllnD0Di---(10)]]>式(10)中，μb′为所述磁环被切开时的磁通率的虚部，f为所述磁环的工作频率。优选的，所述步骤(5)中，所述磁环组的抑制电磁散射效率SE为：SE=|R+j2πfL|Z0×100---(11)]]>式(11)中，R为所述磁环组的电阻，L为所述磁环组的电感，f为所述磁环组的工作频率，Z0为线路波阻抗。进一步的，当所述磁环未被切开时，所述磁环组的电阻R的公式为：R=Σk=1M(Σi=1NkRi)---(12)]]>式(12)中，Nk为第k类磁环的总数，M为磁环的类别数，Ri为当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电阻；当所述磁环未被切开时，所述磁环组的电感L的公式为：L=Σk=1M(Σi=1NkLi)---(13)]]>式(13)中，Li为当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电感。进一步的，当所述磁环被切开时，所述磁环组的电阻R的公式为：R=Σk=1M(Σi=1NkRi′)---(14)]]>式(14)中，Nk为第k类磁环的总数，M为磁环的类别数，Ri′为当所述磁环被切开时所述导线与磁环的等效电阻；当所述磁环被切开时，所述磁环组的电感L的公式为：L=Σk=1M(Σi=1NkLi′)---(15)]]>式(15)中，Li′为当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电感。优选的，所述步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制电磁散射的磁环组合方法，其特征在于，包括：(1)选择工作频率大于截止频率的磁环；(2)确定所述磁环的磁导率；(3)导线增加磁环后，确定所述磁环的电感及感抗增量；(4)导线增加磁环后，确定所述导线与磁环的等效电感、等效电阻及等效感抗；(5)将M类磁环进行组合，确定磁环组的抑制电磁散射效率。

【技术特征摘要】
1.一种抑制电磁散射的磁环组合方法，其特征在于，包括：
(1)选择工作频率大于截止频率的磁环；
(2)确定所述磁环的磁导率；
(3)导线增加磁环后，确定所述磁环的电感及感抗增量；
(4)导线增加磁环后，确定所述导线与磁环的等效电感、等效电阻及等效感抗；
(5)将M类磁环进行组合，确定磁环组的抑制电磁散射效率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述磁环未被切开时的
磁导率的计算公式为：
μ~=Bμ0Hcosδ-jBμ0Hsinδ---(1)]]>式(1)中，μ0为真空磁导率，B为恒稳磁场中磁感应强度，H为恒稳磁场中磁场强度，
δ为恒稳磁场中磁感应强度与磁场强度的相位差；
所述磁环被切开时的磁导率μe的计算公式为：
μe=μ~1+μ~(g/Ml)---(2)]]>式(2)中，为所述磁环未被切开时的磁导率，Ml为磁路长度，g为气隙长度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述磁环的磁通为：
式(2)中，D0为所述磁环外直径，Di为所述磁环内直径，I为所述磁环套在导线上时
穿过所述磁环的电流，l为所述磁环的长度，μ0为真空磁导率，μr为相对磁导率；
确定所述磁环的电感L，公式为：
确定所述磁环的感抗增量ΔX，公式为：
ΔX＝jω(L-La)(4)
式(4)中，La为无磁环时空气介质的电感，L所述磁环的电感，ω为角频率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，当所述磁环未被切开时，
导线增加磁环后，所述导线与磁环的等效感抗ΔZ的公式为：
ΔZ=jω(μ~-1)μ0l2πlnD0Di=jωLi+Ri---(5)]]>式(5)中，ω为角频率，μ0为真空磁导率，为所述磁环未被切开时的磁导率，D0为
所述磁环外直径，Di为所述磁环内直径，l为所述磁环的长度，Li为当所述磁环未被切开时
所述导线与磁环的等效电感，Ri为当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电阻；
其中，当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电感Li的计算公式为：
Li=ΔXjω=μ0(μa-1)l2πlnD0Di---(6)]]>式(6)中，ΔX为所述磁环的感抗增量，μa为所述磁环未被切开时的磁通率的实部；
当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电阻Ri的计算公式为：
Ri=μ0μbfllnD0Di---(7)]]>式(7)中，μb为所述磁环未被切开时的磁通率的虚部，f为所述磁环的工作频率。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，当所述磁环被切开时，
导线增加磁环后，所述导线与磁环的等效感抗ΔZ′...

【专利技术属性】
技术研发人员：干喆渊，万保权，刘震寰，赵军，周兵，陈豫朝，路遥，张斌，李东云，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11