[發明專利]一種屏蔽極低頻磁場的正方形截面金屬屏蔽槽設計方法

有效

• 申請號: 201710333857.9
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107135636B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 辛亮;戴曉敏;戴明秋
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;上海高試電氣科技有限公司;上海交通大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種屏蔽極低頻磁場的正方形截面金屬屏蔽槽設計方法，該方法將正方形截面金屬屏蔽槽等效為同材料等周長的圓截面金屬屏蔽管，采用軸對稱屏蔽管的極低頻磁場屏蔽率簡化估算所述正方形截面金屬屏蔽槽的極低頻磁場屏蔽率，獲取符合設定極低頻磁場屏蔽率的正方形截面金屬屏蔽槽的材料與尺寸。與現有技術相比，本發明具有提高正方形截面屏蔽槽設計效率等優點，并可使金屬屏蔽槽的實際屏蔽率和設計屏蔽率之間的偏差達到5％以內。

技術領域

本發明涉及極低頻磁場屏蔽技術領域，尤其是涉及一種屏蔽極低頻磁場的正方形截面金屬屏蔽槽設計方法。

背景技術

極低頻磁場是指頻率處于3Hz～300Hz范圍的交變磁場，普遍存在于載有極低頻交流電流的線路或設施周圍，例如，交流高低壓輸配電線路周圍的工頻(50Hz或60Hz)磁場。隨著敏感電子設備的普及，經常出現變、配電線路周圍的極低頻磁場水平需要控制的場合，即需要屏蔽線路周圍的極低頻磁場。軸對稱形狀的金屬管屏蔽的設計已有簡化方法，即屏蔽效率的計算有簡化公式可以估算。實際工程中，配電線路經常采用金屬線槽敷設方式，這種金屬線槽本身對極低頻磁場有屏蔽作用，將其設計成屏蔽槽即可起到敷設電纜或母線排和屏蔽極低頻磁場的雙重作用。而非軸對稱形狀的金屬槽屏蔽的設計則需要采用數值計算方法，借助電磁場數值計算軟件來實現，這在工程應用中極為不便。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種屏蔽極低頻磁場的正方形截面金屬屏蔽槽設計方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種屏蔽極低頻磁場的正方形截面金屬屏蔽槽設計方法，用于屏蔽極低頻磁場的正方形截面金屬屏蔽槽的便捷設計，該方法將正方形截面金屬屏蔽槽等效為同材料等周長的圓截面金屬屏蔽管，采用軸對稱屏蔽管的極低頻磁場屏蔽率簡化估算所述正方形截面金屬屏蔽槽的極低頻磁場屏蔽率，獲取符合設定極低頻磁場屏蔽率的正方形截面金屬屏蔽槽的材料與尺寸。

該方法包括以下步驟：

A)獲取設定極低頻磁場屏蔽率S_t；

B)根據被屏蔽極低頻磁場源的布置狀態及強度絕緣要求初始化正方形截面金屬屏蔽槽的材料和尺寸；

C)將步驟B)獲得的正方形截面金屬屏蔽槽等效為同材料等周長的圓截面金屬屏蔽管；

D)計算所述圓截面金屬屏蔽管的極低頻磁場屏蔽率S’，以該極低頻磁場屏蔽率S’作為所述正方形截面金屬屏蔽槽的極低頻磁場等效屏蔽率S；

E)判斷所述極低頻磁場等效屏蔽率S是否滿足S≤S_t，若是，則保存當前的材料和尺寸，設計結束，若否，則改變正方形截面金屬屏蔽槽的材料和尺寸后，返回步驟C)。

所述尺寸包括正方形截面的邊長和金屬屏蔽槽的厚度。

所述步驟D)中，極低頻磁場等效屏蔽率S簡化計算為：

式中，中間參數K、k分別定義為：其中，δ為透入深度，r為圓截面金屬屏蔽管的半徑，t為圓截面金屬屏蔽管的厚度，f為頻率，μ為磁導率，σ為電導率。

所述步驟E)中，改變正方形截面金屬屏蔽槽的材料和尺寸具體包括以下措施中的一種或多種：增加金屬屏蔽槽的厚度、增大正方形截面的邊長和選用更高相對磁導率的材料。

所述步驟B)中，被屏蔽極低頻磁場源包括電纜、導線或母線。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：