Utjecaj načina polaganja i broja kabelskih vodova na gustoću magnetskog toka

Sažetak

Razvoj većih urbanih područja i porast potrošnje električne energije u njima zahtijevaju primjenu kabelskih vodova sve viših nazivnih napona. Uz to, radi se redovito o sustavima kabelskih vodova koji dijelom ili u cijelosti imaju zajedničke kabelske trase. Zbog toga što su takvi kabelski vodovi jedni od značajnijih izvora niskofrekvencijskog magnetskog polja, a koje ima moguće štetne utjecaje na ljudsko zdravlje, predmet su brojnih istraživanja. Numerički modeli za izračun gustoće magnetskog toka baziraju se na primjeni Biot-Savartovog zakona, a da bi se postigle što niže vrijednosti magnetske indukcije na površini zemlje koriste se razne kompenzacijske metode. Granične razine gustoće magnetskog toka propisane su u Pravilniku o zaštiti od elektromagnetskih polja (NN 146/14). U ovom radu opisan je matematički model za izračun gustoće magnetskog toka sustava kabelskih vodova, a koji može uvažiti proizvoljan broj i raspored sustava jednožilnih kabela složenih u trokutnom snopu ili položenih u ravnini na proizvoljnom međusobnom razmaku. Pri tome se koristi matrica koeficijenata redukcije, koja uzima u obzir kompletnu elektromagnetsku spregu koja vlada među pripadnim kabelskim vodovima. Primjena ovog modela omogućava izračun raspodjele struja koje teku metalnim ekranima u sustavu kabelskih vodova, a nakon toga i gustoću magnetskog toka u proizvoljno odabranim točkama, u ovisnosti o geometrijskom rasporedu i broju sustava jednožilnih kabela, što je prikazano na odabranom numeričkom primjeru. Osim dobro poznatih faktora koji bitno utječu na iznos gustoće magnetskog toka, kao što su iznosi struja i dubina polaganja, dobiveni rezultati ukazuju i na znatan utjecaj načina polaganja i rasporeda faznih vodiča, a što može poslužiti pri planiranju i projektiranju novih kabelskih vodova.

Tonći Modrić

Redoviti profesor | Katedra za električna postrojenja i sustave

Istraživač i redoviti profesor na Fakultetu elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu, s istraživačkim interesima usmjerenim na numeričko modeliranje, izračun električnog i magnetskog polja elektroenergetskih postrojenja i vodova te razvoj naprednih modela za interpretaciju geoelektričnog sondiranja tla. Dodatno se bavi analizom elektromagnetskih tranzijenata u sustavima s velikim udjelom obnovljivih izvora energije, koristeći tehniku konačnih elemenata.