Электромагнитное экранирование.

 

Основано на отражении электромагнитного поля помех от поверхности экрана и поглощения энергии в толще экрана.

Рассмотрим эффект отражения:

 
 

- эффект экранирования.

W – энергия помех падающих на экран.

WЭ – энергия помех, прошедших через экран

- коэффициент экранирования.

Таким образом, чем больше ZB диэлектрика отличается от ZB металла экрана, тем выше эффективность экрана за счет отражения . Рассмотрим графики изменения ZB диэлектрика и экрана в зависимости от частоты и вида помехонесущего поля.

 
 

Наибольшая разность волнового сопротивления у немагнитного экрана и диэлектрика при экранировании электрического поля. Хуже работает на отражение магнитный экран при экранировании магнитного поля. На низких частотах любой экран плохо экранирует магнитное поле за счет отражения.

Для любого помехонесущего поля лучший эффект за счет отражения дает немагнитный экран.

Эффективность экранирования количественно оценивают:

- коэффициент экранирования.

Чем меньше S, тем лучше экранирование.

, дБ – затухание экранирования.

Чем выше АЭ тем выше эффект экранирования.

- коэффициент защитного действия.

На низких частотах преобладают не поперечные составляющие поля помех Е и Н, а продольные – индуктированное напряжение на жилах, экранах и оболочках кабеля, поэтому вместо S на низких частотах вводят SК З Д.

U – напряжение помехи, индуцированное в оболочке. Чем ниже UЖ , тем лучше защитный эффект экрана, тем меньше SКЗД.

t – толщина экрана

Zд-волновое сопротивление диэлектрика.

Рассмотрим изменение параметров экрана для магнитного и немагнитного экранов:

 

1.

 
 

В электромагнитостатическом режиме эффект магнитного экрана

2.В диапазоне частот симметричных кабелей (до 106Гц) наилучший эффект у немагнитных экранов (медные, алюминиевые).

3.Магнитные экраны лучше, так как выше AП за счет действия вихревых токов. Экраны КК в основном магнитные (стальные).

 
 

Экранирование магнитного поля менее эффективно экранирования электрического поля, поэтому общую оценку эффективности экранов дают по наихудшему варианту, т.е. при экранировании магнитного поля.

 

Чем выше частота, тем выше эффективность экранирования. При экранировании в области высоких частот нужно учитывать резонансные явления, которые могут резко ухудшить эффективность экранирования на отдельных частотах, поэтому для обеспечения высокой эффективности экранирования в широком диапазоне частот электромагнитные экраны делают многослойными, чередуя слои из магнитных и немагнитных материалов, разделенных слоями диэлектрика.

 

 
 

Рассмотрим эффективность многослойных экранов.

 

Внешние слои экрана делают немагнитными с целью уменьшения интенсивности помехи, действующей на магнитный слой экрана, так как при большой интенсивности помехи идет насыщение магнитного экрана и резко уменьшается его магнитная проницаемость и эффективность.

На низких частотах эффективность экрана за счет отражения и поглощения резко снижается и основную роль начинает играть экранирование за счет 3х цепей.

Принцип экранирования на низких частотах:


Начинают действовать продольные токи помех.

Чем меньше RЗ тем больше Iоб. Под действием Iоб возникает E’ж и действует I’ж. Результирующий ток:

Чем лучше заземлены экран и оболочка, тем при одном и том же индуцированном значении напряжения в оболочке будет больший ток, действующий в оболочке, за счет которого индуцируется напряжение на жиле и действует ток в жиле возрастает эффект экранирования за счет продольных токов.

Суммарное действие экранов при экранировании за счет отражения, поглощения, и для продольных токов:

 
 

Подобный эффект проявляется при экранирующем действии троса, подвешенного на опорах ЛЭП.

 

 

 
 

Экраны:

 


Сферический