電抗器磁場干擾問題的產(chǎn)生背景

      隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們在生產(chǎn)和生活中使用的電氣和電子設(shè)備越來越多。以計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的各種電子設(shè)備的應(yīng)用也越來越廣，而這些設(shè)備的抗干擾能力很差，再加上經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在電磁環(huán)境上又增加了新的激化矛盾的因素．例如，電力輸送和通信網(wǎng)絡(luò)各自發(fā)展，相互交叉機(jī)會(huì)急劇增加，城市地下網(wǎng)線的限制，必然形成錯(cuò)綜復(fù)雜的相互干擾的系統(tǒng)；人類生活水平的提高，對環(huán)境的關(guān)注更為迫切，電磁場的生態(tài)效應(yīng)，電磁場對人類生活必需的通信、廣播、電視、“信息高速公路”等的影響，都己成為應(yīng)該優(yōu)先考慮的制約條件。因此，電磁兼容問題就成為一個(gè)受到廣泛關(guān)注的多學(xué)科的結(jié)合點(diǎn)，成為近年來最引人注目的技術(shù)發(fā)展課題之一。

      在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，隨著電網(wǎng)的高速發(fā)展，作為保護(hù)和調(diào)節(jié)、穩(wěn)定系統(tǒng)的主要設(shè)備——電抗器，被越來越廣泛地運(yùn)用。鐵心電抗器中由于鐵心的存在使得絕大多數(shù)磁力線被控制在鐵心中，漏磁少，一般不會(huì)對周圍產(chǎn)生電磁污染，不會(huì)影響一些控制設(shè)備的正常工作。但是空心電抗器無閉合磁回路，磁場發(fā)散嚴(yán)重，很容易穿透大多數(shù)物體，如建筑物或人，且不受這些物體的干擾，對周圍有較強(qiáng)的電磁污染。從而導(dǎo)致在電抗器本體和周圍導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流和形成環(huán)流，造成損耗的增加和溫度的升高，最主要的是因強(qiáng)磁場而引起操作機(jī)構(gòu)的誤動(dòng)作。當(dāng)這樣的電抗器具有較大容量時(shí)，還可能對一定范圍內(nèi)的基于CRT(Cathode Ray Tube陰極射線管)原理的顯示器的正常工作造成影響，比如普通的計(jì)算機(jī)顯示器、電視機(jī)等的圖像或文字顫動(dòng)和漂移。《信息技術(shù)設(shè)備抗擾度限值和測量方法》(GB／T17618．1998)規(guī)定lA／m為CRT顯示器工頻磁場抗擾上限。

      為了解決電抗器對周圍設(shè)備造成的影響，可以更換抗擾能力更高的設(shè)備，如把CRT顯示器換成液晶顯示器，但液晶顯示器在清晰度、色彩等方面的不足，使許多專業(yè)設(shè)計(jì)人員不愿意使用，在許多場合液晶顯示器還不能取代CRT顯示器。而且這并沒有從根本上削弱設(shè)備所處的電磁環(huán)境，更換設(shè)備所需成本也較高。

      對磁場進(jìn)行屏蔽可以有效的減小影響。這里選用金屬(如鋁、銅、鋼等)板作為屏蔽材料，先計(jì)算得出電抗器在周圍產(chǎn)生的磁場，然后在電抗器與設(shè)備之間增加屏蔽裝置，再通過數(shù)值計(jì)算得出有屏蔽時(shí)的磁場強(qiáng)度值。調(diào)整金屬板的位置，找到滿足屏蔽要求的最佳方案。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，電抗器產(chǎn)生的變化的磁場在金屬板中產(chǎn)生一個(gè)三維的渦流場，使外部磁場分布發(fā)生變化。所以也就是計(jì)算一個(gè)有外加源電流的三維開域渦流場問題。