Патент на изобретение №2273934

(54) КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергии и может быть использовано при проектировании и строительстве кабельных линий электропередачи с обеспечением требований санитарно-эпидемиологических правил и норм по предельно допустимым уровням магнитных полей (МП) промышленной частоты в помещениях жилых, административных, производственных зданий и на селитебных территориях. Сущность изобретения состоит в следующем: согласно предложению, в кабельной линии электропередачи, включающей один или более кабельных пучков, каждый из которых содержит кабели фаз А, В, С и нулевой провод, внутри каждого кабельного пучка кабели каждой из фаз и нулевого провода равномерно размещены по периметру своей окружности или окружностей, а центры всех окружностей внутри каждого кабельного пучка совпадают с его центром. При этом в кабельной линии взаимное расположение кабельных пучков и углы их поворота вокруг своих центров выбирают таким, чтобы напряженность магнитного поля, создаваемого токами этой линии, была минимальной. Технический результат состоит в том, что он позволяет снизить уровень напряженности (индукции) магнитного поля кабельной линии электропередачи при большой передаваемой мощности и малом расстоянии до поверхности пола или внутренней поверхности стены жилого помещения, до предельно допустимого уровня магнитных полей промышленной частоты для помещений жилых, общественных, административных зданий и селитебных территорий. 2 з.п. ф-лы, 65 ил., 5 табл.

(56) (продолжение):

CLASS=”b560m”2498386 A, 23.07.1982. ДИКОЙ В.П. и др., Методы расчета и измерения эллипсоидных магнитных полей промышленной частоты. Повышение эффективности работы энергосистем, Труды ИГЭУ, выпуск IV, Москва, Энергоатомиздат, 2001, с.215-222. СОХРАНСКИЙ С.Т., ЛИХАЧЕВ В.П. Монтаж кабельных линий, Москва, Госстройиздат, 1961, с.94-99. АЛЕКСАНДРОВ Г.Н., Воздушные линии электропередачи повышенной пропускной способности, Электричество, 1981, №7, с.4-6.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано при проектировании и строительстве кабельных линий электропередачи с обеспечением требований санитарно-эпидемиологических правил и норм по предельно допустимым уровням магнитных полей промышленной частоты в помещениях жилых, административных, производственных зданий и на селитебных территориях.

Электроснабжение производственных, административных и жилых зданий в настоящее время осуществляют с помощью прокладки вводов кабельных линий электропередачи, идущих от трансформаторных подстанций (ТП), например 6/0,4 кВ – 10/0,4 кВ, в жилые, административные и производственные здания с последующей разводкой к потребителям, расположенной в этих зданиях. Часто для этих целей используют встроенные в здания ТП (см. Экспериментальный завод объемных инженерных сооружений. Альбом «Комплектные трансформаторные подстанции типа 2КТП», выпуск 17, М., ЭЗОИС, 2002 г., с.12, 37-38).

Известны способы прокладки кабельных линий электропередачи в земле, кабельных туннелях, кабельных каналах, кабельных шахтах, кабельных эстакадах, кабельных галереях (см. Правила устройства электроустановок, 6-е изд. перераб. и доп., с изменениями. – М.: Главгосэнергонадзор России, 1998 г., с.131-183), коробах (Пантелеев Е.Г. Монтаж и ремонт кабельных линий: Справочник электромонтажника. Под ред. А.Д.Смирнова и др., 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1990, с.79-83), лотках (М.С.Живов. Справочник молодого электромонтажника, 3-е изд. – М.: Высшая школа, 1990, с.51-72), на тросах (С.В.Гордон, П.И.Ерохин, Е.С.Кирнов и др. Справочник по строительству электросетей 0,38-35 кВ. Под ред. Д.Т.Комарова. – М.: Энергоиздат, 1982, с.213-217), клицах или трубах по потолку, стенам (Сохранский С.Т., Лихачев В.П. Монтаж кабельных линий. М.: Госстройиздат, 1961, с.94-99).

Кабели линий электропередачи прокладывают либо в один или несколько слоев с произвольным взаимным расположением (СНиП III-33-76* Строительные нормы и правила, Часть III, Правила производства и приемки работ. Глава 33 Электротехнические устройства. – М.: Стройиздат, 1982 г., с.84-102, 112-129) либо собирают в кабельные пучки (С.В.Гордон, П.И.Ерохин, Е.С.Кирнов и др. Справочник по строительству электросетей 0,38-35 кВ. Под ред. Д.Т.Комарова. – М.: Энергоиздат, 1982 г., с.213-217).

При прохождении кабельной линии, состоящей из отдельных кабелей или кабельных пучков, по наружным стенам и потолку, под полом или внутри перекрытий помещений жилых, административных и производственных зданий токами кабельной линии в этих помещениях создается магнитное поле (МП) с высоким уровнем индукции В (напряженности Н).

Согласно санитарно-эпидемиологических требований (см. Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям, Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.1.2.1002-00, М., Минздрав РФ, 2001 г., с.24), предельно допустимые уровни (ПДУ) индукции (напряженности) магнитного поля промышленной частоты в жилых помещениях не должны превышать 10 мкТл (8 А/м). Более позднее уточнение (см. Отчет о НИР «Создание нормативно-методического документа, регламентирующего уровни внепроизводственных воздействий магнитных полей промышленной частоты (50 Гц)» (№ госрегистрации 01200311814), М., ГУ НИИМТ РАМН, 2003 г., с.116-121), устанавливает ПДУ МП промышленной частоты для жилых помещений 5 мкТл (4 А/м), а для коридоров, вестибюлей и т.п. селитебных территорий – 10 мкТл (8 А/м). Здесь же нормируется действующее значение индукции В_max (напряженности Н_max) магнитного поля по большей полуоси эллипса или эллипсоида (Дикой В.П., Токарский А.Ю., Иостсон Ю.А., Мисриханов М.Ш., Методы расчета к измерения эллипсоидных магнитных полей промышленной частоты. Повышение эффективности работы энергосистем, Труды ИГЭУ, выпуск IV. М.: Энергоатомиздат, 2001 г., с.215-222).

Наиболее близкой к предложенной кабельной линии электропередачи является кабельная линия, включающая один или более кабельных пучков, каждый из которых содержит кабели фаз А, В, С и нулевой провод (Отчет о НИР «Создание нормативно-методического документа, регламентирующего уровни внепроизводственных воздействий магнитных полей промышленной частоты (50 Гц)» (№ госрегистрации 01200311814), М., ГУ НИИ МТ РАМН, 2003 г., с.116-121) (прототип). Оси кабелей этой кабельной линии расположены в углах квадрата со стороной, равной примерно двум наружным радиусам кабеля (прототип). Такое решение позволяет снизить до значений меньших ПДУ для жилых помещений уровни напряженности МП, создаваемого токами кабельной линии с величиной модуля фазного тока 1212 А (симметричный режим нагрузки, значения фазных токов: , , , трансформатор мощностью менее 800 кВА) в каждой фазе на расстоянии (расчетном уровне) Y=1,2 м от места размещения кабельной линии, а также избежать увеличения уровня напряженности МП при несимметричном режиме нагрузки (значения токов в фазах и нулевом проводе: , , , ), что происходит при традиционной компоновке кабельного пучка кабельной линии.

Однако при большой мощности трансформатора (более 800 кВА) и малом расстоянии до поверхности пола или внутренней поверхности стены жилого помещения известное конструктивное выполнение кабельной линии не обеспечивает соблюдения ПДУ для жилых помещений и селитебных территорий.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение напряженности (индукции) магнитного поля, создаваемого токами кабельной линии электропередачи.

Техническим результатом данного изобретения является снижение уровня напряженности (индукции) МП кабельной линии электропередачи при большой мощности трансформатора (более 800 кВА) и малом расстоянии до поверхности пола или внутренней поверхности стены жилого помещения в режиме максимальной нагрузки, до предельно допустимого уровня магнитных полей промышленной частоты для помещений жилых, общественных, административных зданий и селитебных территорий.

Указанная задачи достигается тем, что в кабельной линии электропередачи, включающей один или более кабельных пучков, каждый из которых содержит кабели фаз А, В, С и нулевой провод, внутри каждого кабельного пучка кабели каждой из фаз и нулевого провода равномерно размещены по периметру своей окружности или окружностей, а центры всех окружностей внутри каждого кабельного пучка совпадают с его центром. При выборе взаимного расположения кабельных пучков их углы поворота вокруг своих центров выбираются такими, чтобы напряженность магнитного поля, создаваемого токами этой линии, была минимальной. В других вариантах формирования кабельной линии, кабельные пучки которой содержат разное количество кабелей фаз и нулевого провода, взаимное расположение кабелей фаз А, В, С и нулевого провода, а также взаимное расположение кабельных пучков и углы поворота кабельных пучков вокруг своих центров выбирают такими, чтобы напряженность магнитного поля, создаваемого токами этой линии, была минимальной.

На фиг.1 и 2 изображены кабельные линии электропередачи в коробах; на фиг.3 – то же, в лотке в один слой; на фиг.4 – то же, в лотке в пучках; на фиг.5 – то же, в лотке смешано в один слой и в пучке; на фиг.6 – то же, в лотке в несколько слоев; на фиг.7 – то же, на тросе, где 1 – трос, 2 – кнопка крепления монтажной ленты, 3 – монтажная лента, 4 – кабель; на фиг.8-11 – то же, по потолку и стенам; на фиг.12 – то же, в пучке по стене; на фиг.13 – то же, в пучке в трубе.

На фиг.14 показана известная кабельная линия электропередачи с традиционной схемой компоновки кабельного пучка, проходящая от трансформатора к распределительному устройству на расстоянии 1,2 м от расчетного уровня.

На фиг.15 показан другой вариант – кабельная линия электропередачи (прототип), проходящей от трансформатора к распределительному устройству на расстоянии 1,2 м от расчетного уровня.

На фиг.16 показано распределение напряженности Н_max МП, создаваемого токами кабельной линии электропередачи традиционной схемы компоновки кабельного пучка (фиг.14), где кривая a1 – симметричный режим нагрузки, кривая b1 – несимметричный режим нагрузки, а также токами кабельной линии прототипа: кривая c1 – симметричный и кривая d1 – несимметричный режим нагрузки.

На фиг.17 показана кабельная линия электропередачи (прототип), отходящая от трансформатора 10/0,4 кВ мощностью 1000 кВА и расположенная под потолком встроенной ТП в асбоцементных трубах с внутренним диаметром 100 мм.

На фиг.18 показано распределение напряженности Н_max МП, создаваемого токами кабельной линии, показанной на фиг.17, на поверхности пола жилого помещения, находящегося на расстоянии 965 мм от места расположения кабельной линии (Y=0,965 м), кривая а2 – в симметричном с модулем фазного тока Iф=1800 А и кривая b2 – несимметричном режиме нагрузки:

,

На фиг.19 представлен пример предлагаемой кабельной линии электропередачи, в которой каждый из четырех кабельных пучков фаз А, В и нулевого провода имеют одинаковое сечение и равномерно расположены по периметрам своих окружностей. Фаза С разбита на две полуфазы C1 и С2, кабели каждой полуфазы равномерно размещены по периметрам своих окружностей с одинаковыми радиусами. Центры всех окружностей, на которых размещены кабели фаз и нулевого провода кабельного пучка совпадают.

На фиг.20 показан пример предложенной кабельной линии электропередачи, кабельные пучки который по форме совпадает с формой кабельных пучков, представленных на фиг.19, но изменено положение кабелей в кабельном пучке: 0 на А, А на В, В на С и С на 0.

На фиг.21, 22 и 23 показаны примеры кабельных линий электропередачи, которые содержат соответственно кабельные пучки с 4-мя, 3-мя и 2-мя кабелями фаз соответственно и одним кабелем нулевого провода: А, В, С и 0 – оси кабелей фаз и нулевого провода, равномерно распределенные по периметрам своих окружностей, центры которых совпадают. На фиг.21 – радиусы окружностей фаз В и С равны между собой, на фиг.22 – равны радиусы окружностей фаз А и В, а фаза С содержит шесть кабелей с общей площадью сечения, вдвое меньшей общей площади сечения кабелей фазы А или В. На фиг.23 – радиусы окружностей всех трех фаз одинаковы. На фиг.21, 22 и 23 кабели нулевого провода находятся на периметре окружности, радиус которой равен нулю, и расположены в центрах кабельных пучков.

На фиг.24 приведен пример кабельной линии электропередачи, которая содержит кабели фаз А, В, С и нулевого провода одинакового сечения, причем нулевой провод образует элемент кабельной линии, состоящий из двух кабелей диаметрально противоположно размещенных на периметре своей окружности. Фазы А, В и С состоят из двух полуфаз A1, A2, B1, B2 и C1, C2, каждая полуфаза содержит по два кабеля, диаметрально противоположно размещенных на периметрах своих окружностей. Центры всех окружностей кабельного пучка совпадают. Кабельный пучок кабельной линии электропередачи симметричен относительно осей ОХ и OY, но его полные габариты по этим осям различны.

На фиг.25 приведен пример кабельной линии электропередачи, содержащей один кабель нулевого провода, имеющий в поперечном сечении окружность, и по два диаметрально расположенных кабеля каждой фазы с поперечным сечением в форме усеченного кругового сектора каждый.

На фиг.26 показана векторная диаграмма составляющих напряженности МП, создаваемых в точке Д токами кабельной линии известной традиционной конструкции.

На фиг.27 показана векторная диаграмма составляющих напряженности МП, создаваемых в точке Д токами одного пучка кабельной линии прототипа.

На фиг.28 показана схема определения координат центра кабеля, являющегося виртуальным аналогом по созданию результирующей напряженности МП в точке Д двух кабелей, расположенных диаметрально противоположно на периметре окружности радиусом R.

На фиг.29 показаны кривые изменения координат по оси ОХ виртуальных аналогов кабелей фаз А, В и С кабельной линии, показанной на фиг.21, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до /2.

На фиг.30 показаны кривые изменения координат по оси OY виртуальных аналогов кабелей фаз А, В и С кабельной линии, показанной на фиг.21, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до /2.

На фиг.31 показаны кривые изменения составляющих по оси ОХ напряженности Н_X МП, создаваемого токами фаз А, В и С кабельной линии, показанной на фиг.21, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до .

На фиг.32 показаны кривые изменения составляющих по оси OY напряженности Н_Y МП, создаваемого токами фаз А, В и С кабельной линии, показанной на фиг.21, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до .

На фиг.33 показана кривая изменения результирующей напряженности Н_max МП, создаваемого токами кабельной линии, показанной на фиг.21, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до .

На фиг.34 показаны кривые изменения координат по оси ОХ виртуальных аналогов кабелей фаз А, В и С кабельной линии, показанной на фиг.22, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до .

На фиг.35 показаны кривые изменения координат по оси OY виртуальных аналогов кабелей фаз А, В и С кабельной линии, показанной на фиг.22, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до .

На фиг.36 показана кривая изменения результирующей напряженности Н_max МП, создаваемого токами кабельной линии, показанной на фиг.22, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до .

На фиг.37 показаны кривые изменения координат по оси ОХ виртуальных аналогов кабелей фаз А, В и С кабельной линии, показанной на фиг.23, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до .

На фиг.38 показаны кривые изменения координат по оси OY виртуальных аналогов кабелей фаз А, В и С кабельной линии, показанной на фиг.23, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до .

На фиг.39 показана кривая изменения результирующей напряженности Н_max МП, создаваемого токами кабельной линии, показанной на фиг.23, при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до 2.

На фиг.40 показано распределение напряженности Н_max МП, создаваемого на поверхности пола помещения над ТП токами (Iф=1800 А), кабельной линии, показанной на фиг.19: кривая а3 – симметричный и кривая b3 – несимметричный режим нагрузки; кабельной линии, показанной на фиг.20: кривая с3 – симметричный и кривая d3 – несимметричный режим нагрузки.

На фиг.41 показано распределение напряженности Н_max МП, создаваемого на поверхности пола помещения над ТП токами (Iф=1800 А) кабельной линии, показанной на фиг.21: кривая а4 – симметричный и кривая b4 – несимметричный режим нагрузки.

На фиг.42 показано распределение напряженности Н_max МП, создаваемого на поверхности пола помещения над ТП токами (Iф=1800 А) кабельной линии, показанной на фиг.22: кривая а5 – симметричный и кривая b5 – несимметричный режим нагрузки.

На фиг.43 показано распределение напряженности Н_max МП, создаваемого на поверхности пола помещения над ТП токами (Iф=1800 А) кабельной линии, показанной на фиг.23: кривая а6 – симметричный и кривая b6 – несимметричный режим нагрузки.

На фиг.44 показано распределение напряженности Н_max МП, создаваемого токами (Iф=1800 А) кабельной линии, показанной на фиг.24, на расстоянии 965 мм от центра кабельного пучка (поверхности пола помещения над ТП): по оси OY кривая а7 – симметричный и кривая b7 – несимметричный режим нагрузки и по оси ОХ кривая с7 – симметричный и кривая d7 – несимметричный режим нагрузки.

На фиг.45 показаны кривые распределения напряженности Н_max МП, создаваемого токами (Iф=1000 А) кабельной линии, показанной на фиг.19 – кривая а8 и показанной на фиг.20 – кривая b8, в зависимости от расстояния от центра кабельного пучка по осям ОХ и OY.

На фиг.46 показана кабельная линия электропередачи, содержащая два кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.19.

На фиг.47 показана кабельная линия электропередачи, содержащая два кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.20.

На фиг.48 показана кабельная линия электропередачи, содержащая два кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.21.

На фиг.49 показана кабельная линия электропередачи, содержащая два кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.22.

На фиг.50 показана кабельная линия электропередачи, содержащая два кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.23.

На фиг.51 показана кабельная линия электропередачи, содержащая два кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.23, с поворотом правого кабельного пучка на 60° по часовой стрелке.

На фиг.52 показана кабельная линия электропередачи, содержащая два кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.24, имеющие общую ось ОХ.

На фиг.53 показана кабельная линия электропередачи, содержащая два кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.24, имеющие общую ось OY.

На фиг.54 показана кабельная линия электропередачи, содержащая три кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.23.

На фиг.55 показана кабельная линия электропередачи, содержащая три кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.23, с поворотом центрального кабельного пучка на 60° по часовой стрелке, а правого кабельного пучка – на 60° против часовой стрелки.

На фиг.56 показана кабельная линия электропередачи, содержащая три кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.23, с поворотом правого кабельного пучка на 60° по часовой стрелке, а левого кабельного пучка – на 60° против часовой стрелки.

На фиг.57 показана кабельная линия электропередачи, содержащая три кабельных пучка, со схемой компоновки, показанной на фиг.23, с поворотом центрального кабельного пучка на 60° против часовой стрелки, а левого кабельного пучка – на 60° по часовой стрелке.

На фиг.58 показано распределение напряженности Н_max МП на минимальных расстояниях от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии электропередачи, показанной на фиг.46: кривые а9 и b9 – оптимальное положение кабельных пучков, кривые с9 и d9 – правый кабельный пучок повернут по часовой стрелке на 45°.

На фиг.59 показано распределение напряженности Н_max МП на минимальных расстояниях от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии электропередачи, показанной на фиг.47: кривые а10 и b10 – оптимальное положение кабельных пучков, кривые с10 и d10 – правый кабельный пучок повернут по часовой стрелке на 45°.

На фиг.60 показано распределение напряженности Н_max МП на минимальных расстояниях от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии электропередачи, показанной на фиг.48: кривые a11 и b11 – оптимальное положение кабельных пучков, кривые с11 и d11 – правый кабельный пучок повернут по часовой стрелке на 45°.

На фиг.61 показано распределение напряженности Н_max МП на минимальных расстояниях от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии электропередачи, показанной на фиг.49: кривые а12 и b12 – оптимальное положение кабельных пучков, кривые с12 и d12 – правый кабельный пучок повернут по часовой стрелке на 60°.

На фиг.62 показано распределение напряженности Н_max МП на минимальном расстоянии по условию Н_max4 А/м (23,2 см) от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии электропередачи, показанной на фиг.50 для углов 0°, 30°, 60°, 90° и 120° поворота по часовой стрелке правого кабельного пучка.

На фиг.63 показано распределение напряженности Н_max МП на минимальных расстояниях от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии электропередачи, показанной на фиг.51: кривые а13 и b13 – оптимальное положение кабельных пучков, когда правый кабельный пучок повернут по часовой стрелке на угол, равный 60°, и кривые с13 и d13 – при угле поворота правого кабельного пучка, равном 0°.

На фиг.64 показано распределение напряженности Н_max МП на минимальных расстояниях от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельных линий, показанных на фиг.55, 56 и 57, когда кабельные пучки повернут относительно друг друга на углы ±60°: кривые а14 и b14 – оптимальное положение кабельных пучков, а также распределение напряженности Н_max МП, создаваемого кабельной линией, показанной на фиг.54 (взаимные углы поворота кабельных пучков друг относительно друга равны 0°): кривые с14 и d14.

На фиг.65 показано распределение напряженности Н_max МП на минимальных расстояниях от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии, показанной на фиг.52 – кривые а15 и b15, а также на фиг.53 – кривые с 15 и d15.

Предлагаемая кабельная линия электропередачи функционирует следующим образом.

В основе предлагаемой кабельной линии электропередачи лежит свойство компенсации магнитных полей, создаваемых трехфазными токами, протекающими в параллельных проводниках.

В качестве примера реализации этого свойства компенсации магнитных полей, создаваемых токами кабелей, входящих в кабельный пучок, рассмотрим кабельную линию традиционной конструкции, показанную на фиг.26. Кабельная линия состоит из четырех горизонтально расположенных кабелей (по одному кабелю каждого вида: 0, А, В и С) с наружным диаметром 5 см. Расстояние между центрами кабелей 12 см. Нагрузка кабельной линии симметрична с величиной модуля фазного тока Iф=1000 А (I₀=0). В таблице 1 для точки Д с координатами Х=0 м, Y=0,5 м показаны координаты осей (КО) кабелей, действующие значения составляющих напряженности МП по осям ОХ , OY и полной напряженности Н_i, создаваемой токами i-й фазы, а также суммарные значения составляющих напряженности по осям OX OY и действующее значение результирующей напряженности МП по большей оси эллипса (нормируемый параметр [9, 10]) H_max. Положение векторов , , и показано на фиг.26.

Значение Н_max определяется по выражению [11,12]:

где и – соответственно модуль (действующее значение) и начальный фазный угол i-й суммарной составляющей напряженности МП.

С целью снижения напряженности МП, создаваемого токами кабельной линии, в кабельной линии прототипа предложено максимально возможное сближение кабелей линии с размещением их осей в углах квадрата (см. фиг.27). В таблице 2 приведены те же, что и для кабельной линии, рассмотренной в предыдущем случае, значения напряженности МП, создаваемого в той же точке Д с координатами Х=0 м, Y=0,5 м токами кабельной линии, состоящей из 4-х кабелей диаметром 5 см, центры которых размещены в углах квадрата со стороной 10 см, и работающей при симметричной нагрузке I_ф=1000 А (I₀=0). Положение векторов , , и показано на фиг.27.

Таблица 1 Значения напряженностей , , , , и Нmax МП, создаваемого токами горизонтально расположенной кабельной линии
Фаза	KO, х/у						Нmax
–	см	А/м
А	0/-12	300,7	72,8	309,4	17,6e-j120	126,1еj150	126,1
В	0/0	318,3e-j120	0	318,3е-j120
С	0/12	300,7ej120	72,8еj120	309,4еj120
0	0/-24	0	0	0

Таблица 2 Значения напряженностей , , , , и Нmax МП, создаваемого токами кабельной линии прототипа
Фаза	KO, х/у						Нmax
–	см	А/м
А	-2,5/-2,5	302,2	14,3	302,5	32,2ej120	30,3-j115	39,3
В	2,5/-2,5	302,2е-j120	14,3e-j120	302,5е-j120
С	-2,5/2,5	334,2ej120	17,5ej120	334,7ej120
0	2,5/2,5	0	0	0

Максимальное сближение осей кабелей в кабельном пучке позволило уменьшить значение Н_max в рассматриваемой точке в 3,2 раза, что объясняется уменьшением углов расхождения в пространстве векторов , и , а значит, уменьшением модуля результирующей составляющей более чем в 4 раза по сравнению с традиционной кабельной линией.

Наилучшим вариантом компенсации напряженности МП, создаваемого токами кабелей, входящих в кабельный пучок, является вариант полного совмещения осей кабелей. Тогда напряженности МП, создаваемого током каждого кабеля в любой точке окружающего кабель пространства, будут совпадать по направлению, а результирующее значение напряженности Н=Н_max определится выражением:

а поскольку r_A=r_B=r_C=r₀=r, то последнее выражение примет вид:

поскольку сумма всех токов кабельной линии согласно первому закону Кирхгофа равна нулю. Однако реально осуществить такую схему компоновки кабельного пучка мешают физические размеры (диаметр) кабеля.

Предлагаемая кабельная линия благодаря своей схеме компоновки кабельного пучка позволяет сблизить оси виртуальных аналогов кабелей, входящих в кабельный пучок, до расстояний меньших физического размера (диаметра) кабеля.

Разместим на периметре окружности радиусом R, центр которой совпадает с центром системы координат XOY, два диаметрально противоположных бесконечных кабеля с током , например, фазы А (см.фиг.28). Диаметр, соединяющий кабели, наклонен к оси ОХ под углом . В точке Д, расположенной на расстоянии h от центра окружности по оси OY, токами кабелей создается МП, составляющие напряженности которого по осям ОХ и OY для каждого кабеля определяются выражениями:

где и – единичные векторы по осям ОХ и OY.

Поскольку все составляющие напряженности МП имеют одинаковые фазные углы, т.к. создаются одним фазным током, то положение результирующего вектора в пространстве определяется по выражению:

а его модуль по формуле:

где и – комплексы составляющих результирующего вектора по осям координат.

Угол наклона вектора к оси ОХ находится по выражению:

Из точки Д проведем перпендикуляр к вектору в направлении координат XOY (см.фиг.28). Тогда на расстоянии

от точки Д на полученном перпендикуляре можно поместить ось кабеля А, который является виртуальным аналогом кабелей А1 и А2, создающим своим током, равном 2I, в рассмотренной точке Д МП, вектор напряженности которого в точности равен вектору .

Координаты оси кабеля А определяются по выражениям:

x_A=rsin, y_A=h-rcos.

Для любой k-й фазы или нулевого провода, содержащей N_k кабелей, центры которых равномерно расположены по периметру окружности радиусом R_k, выражения (3) для составляющих напряженности МП по осям ОХ и OY имеют вид:

где _k – угол наклона первого провода k-й фазы или нулевого провода к оси ОХ.

Также изменятся выражения (4) и (5), которые для общего случая с N_k и R_k для k-й фазы или нулевого провода примут вид:

Аналогично кабельным линиям, показанным на фиг.26 и 27, можно определить значение напряженности МП, создаваемого токами кабельной линии, состоящей из одного кабельного пучка, схема компоновки которого показана на фиг.21, в точке Д, расположенной на расстоянии h=0,5 м от его центра. Кабельный пучок содержит один кабель нулевого провода (N₀=1) диаметром Д₀=5 см, расположенный в центре пучка, и по четыре кабеля фаз А, В и С (N_A=N_B=N_C=4) диаметром Д_A=Д_B=Д_C=3 см каждый. R_A=0,04 м, R_B=R_C=0,07 м, _A=_C=0°, _B=45°, Iф=1000 А (модуль тока в одном кабеле каждой фазы I_каб=250 А), симметричный режим нагрузки (I₀=0 А). В таблице 3 для рассматриваемой схемы компоновки кабельного пучка кабельной линии даны результаты расчета при =0° координат осей виртуальных аналогов кабелей (КОВК), составляющих напряженности МП и , результирующих составляющих и , и результирующей напряженности Н_max, полученной по выражению (2). В таблице 3 в столбце Н_max в скобках приведен результат расчета напряженности Н_max, создаваемой в расчетной точке токами (модуль тока каждого кабеля 1000 А), протекающими по осям виртуальных аналогов кабелей.

Таблица 3. Значения КОВК, , , , и Нmax при =0° для кабельного пучка со схемой компоновки фиг.21
Фаза	КОВК, x/у						Нmax
–	мм	А/м
А	0/0,020	318,32	0	318,32	0,21219е j120	0	0,21219 (0,21219)
В	0/0,192	318,19е-j120	0	318,19е-j120
С	0/-0,192	318,43еj120	0	318,43ej120
0	0/0	0	0	0

Сближение осей виртуальных аналогов кабелей до десятых долей миллиметра позволяет снизить напряженность МП на расстоянии 0,5 м от центра кабельного пучка в 595 раз в сравнении с традиционной схемой компоновки кабельной линии (см. фиг.26 и табл.1) и в 185 раз в сравнении со схемой компоновки кабельного пучка кабельной линии прототипа (см. фиг.27 и табл.2).

При повороте кабельного пучка схемы компоновки фиг.21 вокруг своей оси координаты осей виртуальных аналогов кабелей и напряженность Н_max в точке Д изменяются. На фиг.29 и 30 показаны кривые изменения координат осей виртуальных аналогов кабелей при изменении угла поворота кабельного пучка вокруг своего центра от 0 до /2. Как видно из фиг.29, 30, расстояние между осями виртуальных аналогов кабелей А, В, С и 0 (для кабеля нулевого провода x₀=у₀=0 мм) не превышают десятых долей мм (между осями виртуальных аналогов кабелей В и С максимум 2×1,9×10^-4 м). Модули составляющих (см.фиг.31) H_xi колеблются в районе 318,3±0,122 А/м, а составляющих H_yi (см.фиг.32) изменяются в пределах от -0,122 до +0,122 А/м. Поскольку расстояния между осями виртуальных аналогов кабелей очень малы, то это приводит к резкому снижению величин составляющих H_yi и высокой степени компенсации составляющих H_xi, в результате чего значение результирующей напряженность Н_max изменяется в очень узких границах: от 0,2121904 А/м до 0,2121965 А/м (см. фиг.33).

С уменьшением числа кабелей i-й фазы (нулевого провода), входящих в кабельный пучок, расстояния между осями виртуальных аналогов кабелей увеличивается, что при прочих равных условиях приводит к увеличению значения результирующей напряженности Н_max МП, создаваемого токами кабельного пучка.

На фиг.22 показан пример кабельной линии электропередачи, кабельный пучок которой содержит по три кабеля фаз, допустим А и В (N_A=N_B=3, Д_A=Д_B=3 см, R_A=R_B=4 см, _A=-30°, _B=30°), шесть кабелей фазы С (N_C=6, Д_C=1,5 см, R_C=4,5 см, _C=0°) и один кабель нулевого провода (N₀=1, Д₀=5 см, R₀=0 см, ₀=0°). При определении напряженности МП в точке Д, отстоящей от центра кабельного пучка на 0,5 м, расстояния между осями виртуальных аналогов кабелей незначительно увеличиваются, оставаясь в пределах десятых долей мм (между осями виртуальных аналогов кабелей А и В максимум 2×2,5×10^-4 м, см. фиг.34 и 35). Значение результирующей напряженности Н_max в точке Д при Iф=1000 А, I_кабА=I_кабВ=333, (3) А, I_кабС=166,(6) А и I₀=0 А также незначительно увеличено и при изменении угла от 0 до находится в границах: от 0,28227797 А/м до 0,28227824 А/м (см. фиг.36).

Если кабельный пучок кабельной линии электропередачи состоит из двух, как показано на фиг.23, кабелей фаз (N_A=N_B=N_C=2, Д_A=Д_B=Д_C=Д₀=5 см, R_A=R_B=R_C=5 см, _A=90°, _B=-30°, _C=30°), то при определении напряженности МП в той же точке Д оси виртуальных аналогов кабелей А, В и С находятся на расстоянии 5 мм (см. фиг.37 и 38) от центра кабельного пучка, а расстояние между осями этих кабелей составляет 9,66 мм. Такое увеличение расстояния между осями виртуальных аналогов кабелей приводит к значительному возрастанию напряженности МП в точке Д. При Iф=1000 А, I_кабА=I_кабА=I_кабС=500 А и I₀=0 А Н_max достигает значений 4,8 А/м, а при изменении угла от 0 до 2 изменяется от 4,82225 А/м до 4,822340 А/м (см. фиг.39).

Заменим поочередно кабельную линию со схемой компоновки, показанной на фиг.17, отходящую от трансформатора 10/0,4 кВ мощностью 1000 кВА, Iф=1800 А и расположенную под потолком встроенной ТП, на кабельные линии, состоящие из одного кабельного пучка каждая, со схемами компоновки, приведенными на фиг.19-24.

Кабельная линия, имеющая один кабельный пучок, приведенный на фиг.19, содержит по 4 кабеля фаз А, В и нулевого провода 0 сечением 240 мм² каждый (Д_A=Д_B=Д₀=3 см) и 8 кабелей фазы С сечением 120 мм² каждый (Д_C=2 см). Оси кабелей нулевого провода находятся на периметре окружности с радиусом Ro = 2,12 см с углом наклона ₀=45° к оси ОХ. Для фазы А: R_A=4,1 см, _A=0°. Для фаза В: R_B=5,1 см, _B=45°. Для 4 кабелей полуфазы C1 R_C1=5,75 см, _C1=20°; а для полуфазы С2 R_C2=5,75 см _C2=-20°.

Компоновка кабельного пучка кабельной линии, показанной на фиг.20, отличается тем, что меняются местами наименование фаз кабелей, входящих в кабельный пучок: 0 на А, А на В, В на С и С на 0.

Кабельный пучок, показанный на фиг.24, состоит из 14 кабелей равных диаметров Д=3 см. Нулевой провод содержит два кабеля с R₀=15 см, ₀=45°. Каждая фаза разбита на две полуфазы, состоящие из 4 кабелей. Параметры полуфаз следующие: А1 – R_A1=2,5 см, _A1=90°, А2 – R_A2=4,5 см, _A2=0°, В1 – R_B1=3,9 см, _B1=39,8°, В2 – R_B2=3,9 см, _B2=-39,8°, C1 – R_C1=7,0 см, _C1=39,8°; С2 – R_C2=7,0 см, _C2=-39,8°.

На фиг.40 показано распределение напряженности Н_max МП, создаваемого на поверхности пола помещения над ТП, находящимся на расстоянии 965 мм от центра кабельного пучка, токами кабельной линии с компоновкой кабельного пучка по схемам фиг.19 и 20: кривые а3 и с3 – симметричный (Iф=1800 А), и кривые b3 и d3 – несимметричный [значения фазных токов по выражению (1)] режимы нагрузки соответственно. Как видно из фиг.40, для компоновок по схемам фиг.19 и 20 значение Н_max не превышает 0,0043 и 0,0040 А/м при симметричном и 0,0027 и 0,0020 А/м при несимметричном режимах нагрузки соответственно. В сравнении с кабельной линией прототипа (фиг.17) кабельная линия с компоновкой кабельного пучка, выполненной по схемам фиг.19 и 20, создает напряженность МП на поверхности пола помещения над ТП (Y=965 мм), максимальное значение которой меньше более чем в 2500 и 2700 раз в симметричном и более чем в 3300 и 4500 раз в несимметричном режиме соответственно (см. фиг.18 и 40).

На фиг.41-44 показано распределение напряженности Н_max МП, создаваемого на поверхности пола помещения над ТП токами (Iф=1800 А) кабельной линии с компоновкой кабельного пучка по схемам фиг.21-24 соответственно: в симметричном – кривые а4, а5, а6, а7, с7 и несимметричном – кривые b4, b5, b6, b7, d7 режимах. На фиг.44: кривые а7 и b7 соответствуют перпендикулярному положению поверхности пола помещения над ТП оси OY, а кривые с7 и d7 – оси ОХ кабельного пучка фиг.24. Как следует из сравнения кривых фиг.18 и фиг.41-44, максимальные значения напряженности Н_max, создаваемой токами кабельных линий, каждая из которых состоит из одного кабельного пучка, выполненного по схемам компоновки кабельных пучков фиг.21-24, в симметричном и несимметричном режимах, меньше соответственно в 510 и 800, 53 и 60, 56 и 61, 248 и 259, 7,5 и 7,2 раза значений Н_max, создаваемых токами кабельной линии, показанной на фиг.17.

С целью уменьшения габаритов кабельного пучка форма поперечного сечения входящих в его состав кабелей фаз или нулевого провода может отличаться от окружности. На фиг.25 приведен пример схемы компоновки кабельного пучка, содержащего один кабель нулевого провода, имеющий в поперечном сечении окружность, и по два диаметрально расположенных кабелей каждой фазы, с поперечным сечением в форме усеченного кругового сектора каждый. В этом случае оси кабелей фаз совпадают с центрами тяжести усеченных круговых секторов. Если для кабельного пучка фиг.25 аналогично кабельному пучку фиг.23 принять R_A=R_B=R_C=5 см, _A=90°, _B=-30°, _C=30°, Iф=1800 А (симметричный режим), то кривые распределения напряженности H_max МП, создаваемого токами этого кабельного пучка на поверхности пола помещения над ТП, будут совпадать с кривыми а6 и b6 фиг.43 напряженности Н_max МП, создаваемого токами кабельного пучка фиг.23.

В отличие от прототипа кабельные линии предлагаемой компоновки кабельных пучков могут проходить по наружным стенам и внутри межэтажных перекрытий. На фиг.45 показаны кривые распределения напряженности Н_max МП, создаваемого токами (Iф=1000 А) кабельной линии, состоящей из одного кабельного пучка схемы компоновки фиг.19 – кривая а8 и фиг.20 – кривая b8, в зависимости от расстояния от центра кабельного пучка по осям ОХ и OY.

В таблице 4 даны минимальные расстояния по осям ОХ и OY от центров кабельных пучков с компоновкой по схемам фиг.19-24, на которых может находиться поверхность стены или пола жилого помещения (H_max4 А/м) или селитебной территории (Н_max8 А/м) для величин токов Iф=1000 А.

Таблица 4. Минимальные расстояния по осям ОХ и OY от центров кабельных пучков фиг.19-24
Фиг.№		19,20	21	22	23	24
Нmax4 А/м	ОХ, см	19.4	27,8	25,8	53,1	25,8
	OY, см					30,4
Hmax8 А/м	ОХ, см	16,7	24,2	21,8	42,4	21,8
	OY, см					25,2

С целью уменьшения расстояния от центра кабельного пучка до поверхности пола (стены) помещения или селитебной территории с соблюдением соответственно условий Н_max4 А/м и H_max8 А/м кабельный пучок следует выполнять кабелями фаз и нулевого провода с меньшими диаметрами (сечениями), но кабельная линия в таком случае будет содержать два или более кабельных пучков. С уменьшением диаметра кабеля в n раз происходит уменьшение в n раз всех линейных размеров кабельного пучка, однако угловые параметры кабельного пучка остаются без изменения.

Объединение кабельных пучков в кабельную линию следует осуществлять таким образом, чтобы напряженность МП, создаваемого токами кабельной линии, удовлетворяла предельно допустимым уровням для помещений жилых, общественных, административных и др. зданий и селитебных территорий при наименьшем расстоянии от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии. Последнее условие может быть достигнуто в результате использования принципа взаимной компенсации МП, создаваемых токами кабельных пучков, входящих в кабельную линию.

На фиг.46 и 47 показаны кабельные линии электропередачи, содержащие по два кабельных пучка, схемы компоновки которых показаны на фиг.19 и 20. Расстояния между центрами кабельных пучков 14 см. Диаметры кабелей для кабельной линии фиг.45 Д_A=Д_B=Д₀=2 см, Д_C=1,41 см, для кабельной линии фиг.46 Д_A=Д_B=Д_C=2 см, Д₀=1,41 см. Все линейные размеры кабельных пучков уменьшены в 1,5 раза в сравнении с соответствующими размерами кабельных линий, содержащих по одному кабельному пучку.

На фиг.48, 52 и 53 приведены кабельные линии электропередачи, содержащие по два кабельных пучка, схемы компоновки которых показаны на фиг.21 и 24. Расстояния между центрами кабельных пучков на фиг.48 составляют 14 см, а на фиг.52 и 53 – 12 см. Диаметры всех кабелей фаз, входящих в кабельные пучки фиг.48, а также кабелей фаз и нулевого провода фиг.52 и 53 равны 2 см. Диаметр кабеля нулевого провода фиг.47 Д₀=3 см. Кабельные пучки, показанные на фиг.52, имеют общую ось координат ОХ, а кабельные пучки, показанные на фиг.53, имеют общую ось координат OY.

На фиг.49 показана кабельная линия электропередачи, содержащая два кабельных пучка, схема компоновки которого показана на фиг.22. Расстояния между центрами кабельных пучков 12 см. Диаметры кабелей: Д₀=3 см, Д_A=Д_B=2 см, Д_C=1,41 см.

На фиг.50 и 51 даны кабельные линии электропередачи, содержащие по два кабельных пучка, схема компоновки которого показана на фиг.23. Расстояния между центрами кабельных пучков 12 см, диаметры всех кабелей Д₀=Д_A=Д_B=Д_C=3 см.

На фиг.54-57 показаны кабельные линии электропередачи, содержащие по три кабельных пучка, схема компоновки которого приведена на фиг.23. Расстояния между центрами кабельных пучков 6 см, диаметры всех кабелей Д₀=Д_A=Д_B=Д_C=2 см.

В таблице 5 даны минимальные расстояния от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельных линий фиг.46-57, на которых может находиться поверхность стены или пола жилого помещения (Н_max4 А/м) или нежилого помещения жилого, общественного или административного здания или селитебной территории (Н_max8 А/м) при модуле фазных токов Iф=1000 А.

Сравнивая минимальные расстояния для кабельных линий, приведенных в табл.4 и 5, видим, что уменьшение в 1,5 раза диаметров кабелей, входящих в кабельные пучки, и увеличение в 2-3 раза количество кабельных пучков, составляющих кабельную линию, позволяет для условий Н_max4 А/м и Н_max8 А/м уменьшить расстояние от поверхности пола или стены помещения или селитебной территории до поверхности расположения центров кабельных пучков кабельных линий в 1,5-2 раза, что делает возможным прохождение этих кабельных линий по наружным стенам и перекрытиям помещений жилых, административных и производственных зданий. Поскольку кабельные линии фиг.46-50 и фиг.52-54 симметричны относительно оси абсцисс, то кривые изменения напряженности МП в зависимости от удаления расчетной точки вверх (Y>0) и вниз (Y<0) от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии совпадают.

Таблица 5. Минимальные расстояния от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельных линий, см
Фиг.№		46	47	48	49	50	51	52	53	54	55-57
Нmax4 А/м	Верх	12,8	12,6	16,2	15,7	35,8	23,2	18,2	16,2	27,1	18,1
	Низ						35,4				22,7
Нmax8 А/м	Верх	11,2	11,1	14,4	13,2	27,2	20,3	14,9	13,5	20,5	14,2
	Низ						28,5				18,9

Величина напряженности МП на указанных в табл.5 минимальных расстояниях зависит от взаимного расположения кабельных пучков в кабельной линии. Показанные на фиг.46-49 положения кабельных пучков, состоящих из трех и более кабелей в трех фазах или кабелей в двух фазах и нулевом проводе, являются оптимальными: схема компоновки и положение каждого из двух кабельных пучков этих кабельных линий должны быть одинаковыми. Если поворачивать правые кабельные пучки кабельных линий фиг.46, 47, 48 и 49 вокруг их центров по часовой стрелке, то величины напряженностей МП на указанных в табл.5 расстояниях увеличиваются и становятся максимальными при угле поворота 45° (фиг.46, 47 и 48) или 60° (фиг.49) – критические углы поворота кабельных пучков.

На фиг.58-61 показано распределение напряженности МП на указанных в табл.5 расстояниях от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельных линий фиг.46-49: кривые а9, b9, a10, b10, a11, b11, a12, b12 – оптимальное положение кабельных пучков, кривые с9, d9, с10, d10, с11, d11, c12, d12 – правые кабельные пучки повернуты по часовой стрелке на 45° (фиг.46-48) и 60° (фиг.49). При повороте одного из кабельных пучков на угол, близкий к критическому, напряженность МП на приведенных в табл.5 расстояниях увеличивается в 1,1-2 раза. При прокладке кабельных линий такого типа необходимо соблюдение минимальных (желательно равных нулю) углов взаимного поворота кабельных пучков.

Если каждый кабельный пучок кабельной линии содержит по два кабеля каждой фазы, то оптимальное положение кабельных пучков может быть другим.

Если кабельная линия фиг.50 состоит из двух кабельных пучков с одинаковыми схемами компоновки и положением, то напряженность МП составляет 4 А/м и 8 А/м на расстояниях (см. табл.5) 35,8 см и 27,2 см соответственно как сверху, так и снизу от оси абсцисс кабельной линии. Повернув правый кабельный пучок кабельной линии фиг.50 на 60°, получим кабельную линию фиг.51, для которой по условиям H_max4 А/м и H_max8 А/м минимальные расстояния сверху и снизу от абсциссы линии будут различны: 23,2 см и 20,3 см при Y>0 и 35,4 см и 28,5 см при Y<0 (см. табл.5, столбец 51). Изменением положения правого пучка можно добиться уменьшения минимального расстояния сверху от кабельной линии более чем в 1,5 раза.

На фиг.62 показано изменение напряженности H_max МП на уровне 23,2 см (по условию H_max4 А/м) от оси абсцисс (поверхности расположения центров кабельных пучков кабельной линии фиг.50) в зависимости от поворота правого кабельного пучка по часовой стрелке на углы 0°, 30°, 60° 90° и 120° Как видно из фиг.62, наименьшее значение H_max достигается при угле поворота правого пучка на угол, равный 60°, что соответствует положению кабельных пучков в кабельной линии фиг.51.

На фиг.63 даны кривые распределения напряженности H_max МП на уровнях 14,2 см (H_max8 А/м) 18,1 см и (H_max4 А/м) для кабельной линии с Iф=1000 А, показанной на фиг.55-57: кривые а14 и b14. Для этих же условий кабельная линия с компоновкой кабельных пучков, показанной на фиг.54, создает МП с увеличенными почти в два раза значениями напряженности – кривые с13 и d13 на фиг.63.

При увеличении числа и уменьшении диаметра кабелей, входящих в кабельные пучки со схемой компоновки фиг.23, до трех с Д=2 см, как показано на фиг.54-57, для кабельной линии фиг.54 происходит уменьшение минимальных расстояний в сравнении с линией фиг.50 (см. табл.5, столбцы 50 и 54). Изменяя взаимные положения кабельных пучков кабельной линии фиг.54, получаем кабельные линии фиг.55-57. Для этих кабельных линий минимальные расстояния для условий Н_max4 А/м и Н_max8 А/м сверху от линии уменьшаются в сравнении с минимальными расстояниями кабельной линии фиг.54 практически в 1,5 раза (см. табл.5, столбцы 54 и 55-57).

На фиг.64 показаны кривые распределения напряженности Н_max МП на уровнях 20,3 см (H_max8 А/м) 23,2 см и (Н_max4 А/м) для кабельной линии с Iф=1000 А, показанной на фиг.51 – кривые а13 и b13. Для этих же условий кабельная линия с компоновкой кабельных пучков, показанной на фиг.50, создает МП с увеличенными более чем в два раза значениями напряженности – кривые с14 и d14 на фиг.64.

На фиг.65 показано распределение напряженности МП на минимальных расстояниях от поверхности расположения центров кабельных пучков кабельных линий фиг.52 и 53: кривые а15, b15 и с15, d15, для соблюдении условий Н_max8 А/м и Н_max4 А/м соответственно.

Кабельная линия может содержать пучки разной компоновки и разного числа составляющих их кабелей. В этом случае взаимное расположение кабелей фаз А, В, С и нулевого провода, а также взаимное расположение кабельных пучков и угол поворота кабельных пучков вокруг своих центров выбирают такими, чтобы напряженность магнитного поля, создаваемого токами этой линии, была минимальной.

В заданной компоновке и положении кабели, входящие в кабельные пучки и составляющие кабельную линию, могут удерживаться с помощью бандажей, труб, профилированных поддонов и коробов, а также другими крепежными элементами.

Предложенная кабельная линия электропередачи по сравнению с прототипом обеспечивает снижение напряженности (индукции) магнитного поля, создаваемого токами кабельной линии, и получение уровня напряженности (индукции) МП, в том числе и при максимальной нагрузке, которое ниже ПДУ магнитных полей промышленной частоты для помещений жилых, общественных, административных зданий и селитебных территорий.

Предложенная кабельная линия электропередачи достаточно проста, выполнима практически в любых условиях и может быть использована при строительстве как общественных и административных зданий, так и для жилых помещений, обеспечивая соблюдение ПДУ магнитных полей промышленной частоты для помещений жилых, общественных, административных зданий и селитебных территорий при большой мощностях трансформаторов, максимальных нагрузках и малых расстояниях до поверхности пола или внутренней поверхности стены жилого помещения.

Формула изобретения

1. Кабельная линия электропередачи, включающая один или более кабельных пучков, каждый из которых содержит кабели фаз А, В, С и нулевой провод, отличающаяся тем, что внутри каждого кабельного пучка нулевой провод, как и фазы, содержит кабели, при этом кабели каждой из фаз и нулевого провода внутри каждого кабельного пучка равномерно размещены по периметру своей окружности или окружностей, а центры всех окружностей каждого кабельного пучка совпадают с его центром.

2. Кабельная линия электропередачи по п.1, отличающаяся тем, что при наличии кабельных пучков более одного они повернуты вокруг своих центров на углы, при которых напряженность магнитного поля, создаваемого токами кабельной линии, минимальна.

3. Кабельная линия электропередачи по п.1, отличающаяся тем, что взаимное расположение кабелей фаз А, В, С и кабелей нулевого провода, а также взаимное расположение кабельных пучков и углы их поворота вокруг своих центров таковы, что напряженность магнитного поля, создаваемого токами кабельной линии, минимальна.

РИСУНКИ