Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Электрические наводки от линии электропередачи

плоский конденсатор на переменном токе, тангенс угла потерь конденсатора, потери в диэлектрике, диэлектрические потери

Две трехфазные ЛЭП сближаются и идут параллельно на участке длиной 10 км. Каждая линия передачи образована тремя параллельными алюминиевыми проводниками диаметром 1 см, расположенными на одинаковой высоте над землей. Расстояние между проводами линии 1 м. Расстояние между ближайшими проводниками двух ЛЭП - 18 метров. Левая линия электропередачи запитана от трехфазной системы напряжения.
Жилы линий электропередачи поддерживаются изоляторами. У изоляторов высокое электрическое сопротивление R, а ток утечки довольно мал. Но, для точного моделирования электрических полей вокруг линии передачи, мы должны включить цепь заземления и её токи утечки в модель.

Тип задачи
Плоско-параллельная задача расчета электрического поля переменных токов.

Геометрия

Дано
Напряжение линии U_л = 220 кВ, действующее значение.
Частота тока f = 50 Гц
Длина участка сближения ЛЭП L_z= 10 км
Сопротивление изоляторов R=10 кОм

Задача:
Посчитать наведенные напряжения на отключенной линии.

Решение
В ELCUT мы задаем амплитуды и фазы токов. Для синусоидальной волны амплитудное значение больше, чем действующее, в √2 раз. Также следует пересчитать из линейного U_л в фазное напряжение по схеме:

Мы не можем нарисовать изоляторы в двухмерной модели, потому что они являются дискретными объектами. Но изоляторы можно заменить на распределенное сопротивление заземления.
Внутри проводников электрического поля нет. Мы используем это свободное пространство, чтобы разместить там заземляющие электроды. Между заземляющими электродом и поверхностью провода есть слой диэлектрика. Регулируя электропроводность γ диэлектрика, мы можем контролировать ток утечки в соответствии с известным значением сопротивления заземления. Расчет необходимой проводимости выполняется в отдельной задаче ELCUT.

Добавление внутреннего заземляющего электрода в проводник также создает дополнительную ёмкость между проводником и землей и, следовательно, дополнительные реактивные токи утечки. Чтобы устранить эту внутреннюю емкость, мы установили нефизически малое значение относительной диэлектрической проницаемости среды ε=1e-20.

Результаты:
Напряжения между фазными проводниками отключенной линии и землей
U_A = 304 В, U_B = 219 В, U_C = 202 В

Напряженность электрического поля вблизи отключенной линии.

• Скачать файлы задачи