Экранирование кабелей высокого напряжения

Экранирование кабелей высокого напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к экранированию кабельных систем высокого напряжения (ВН).

Более конкретно настоящее изобретение относится к экранированию электромагнитного поля (ЭМП) подземных кабелей высокого напряжения трехфазного переменного тока (AC) в соединительных ячейках, смотровых колодцах и соединительных камерах, а также в других местах, где по какой-либо причине кабели разнесены друг от друга на некоторое расстояние, например, чтобы обойти препятствие на пути кабелей.

Предшествующий уровень техники

Из соображений краткости изложения в нижеследующем описании речь пойдет главным образом о соединительных ячейках.

В настоящем описании и формуле изобретения употребляются следующие термины:

«высокое напряжение» или ВН - для обозначения напряжений свыше 35 кВ, т.е. этот термин в широком смысле употребляется как включающий в себя «сверхвысокое напряжение» (СВН);

«коэффициент экранирования» или КЭ - используется для обозначения соотношения между плотностью магнитного потока в заданной точке при отсутствии экранирования и когда кабельная система экранирована, причем это соотношение вычисляется, например, на пике вдоль оси кабельной системы или в ближайшем отделении либо критическом месте, или на локальном пике в соединительной ячейке.

Кабельные системы высокого напряжения применяются для распределения электрической мощности от электростанции и в общем случае содержат один или более кабелей, в частности три кабеля для трехфазных систем. Кабельные системы могут быть воздушными (подвесными), наземными или подводными.

Известно, что кабельные системы высокого напряжения переменного тока излучают ЭМП, которое считается опасным для здоровья, особенно в плотно населенных областях. Государственные администрации и учреждения накладывают строгие ограничения на излучения электромагнитных полей, допустимых для любой кабельной системы. ЭМП быстро уменьшается с расстоянием от кабельной системы, и поэтому являются проблемой только в подземных кабельных системах.

В подземных кабельных системах пролеты кабельных систем обычно проложены под землей в траншеях. Три кабеля трехфазной кабельной системы можно проложить в виде плоского образования, т.е. с продольными осями трех кабелей, пролегающими, по существу, параллельно в одной и той же плоскости, или в виде образования типа трилистника, т.е. с продольными осями трех кабелей, лежащими в разных плоскостях, расположенными в виде треугольного образования на коротком расстоянии друг от друга, предпочтительно, с контактирующими оболочками кабелей, так что кабельная система имеет форму поперечного сечения, напоминающую трилистник.

На концах пролеты кабелей кабельной системы соединены с помощью специально разработанных муфт. Обычно это делается в соединительной ячейке. Чтобы разместить муфты с требуемым промежутком между муфтами, кабели кабельной системы разносят шире друг от друга, обычно, в виде плоского образования, но, в принципе, возможно и образование в виде треугольника. Чтобы сократить межосевые расстояния между кабелями, также практикуют продольное смещение муфт кабелей в соединительной ячейке. В случае трехфазной кабельной системы три муфты иногда располагают в «дельта»-конфигурации. Кроме того, иногда взаимные положения трех кабелей трехфазной кабельной системы изменяются от одного пролета (траншеи) к соседнему в соединительной ячейке, чтобы снизить потери мощности. Это может привести к тому, что потребуются еще больше соединительных ячееек. Хотя эта транспозиция кабелей ниже нигде не будет упоминаться, специалисты в данной области техники поймут, что изобретение применимо независимо от наличия такой транспозиции.

Аналогичным образом, кабели кабельной системы можно шире разнести друг от друга в некотором положении, чтобы обойти препятствие, или по другим причинам.

Как известно, ЭМП, излучаемое кабельными системами, увеличивается с протекающим током, который в системах кабелей ВН в типичном случае имеет порядок величины, составляющий от нескольких сотен до нескольких тысяч ампер и тоже увеличивается с увеличением межосевого расстояния кабелей. Вследствие этого он обычно максимален в соединительных ячейках и в других местах, где кабели разнесены дальше, чем в траншеях.

Когда требуется очень низкий порог излучений ЭМП - в очень критичных местах, таких, как вблизи школ, детских садов и аналогичных пунктов, - в траншеях обычно используют металлические пластины, стальные трубы и ферромагнитные кабельные каналы, а в соединительных ячейках обычно используют ферромагнитные кожухи.

В других местах обычно приемлемо ЭМП, не превышающее 3 мкТ при измерении на 1 м над уровнем грунта, и разработаны способы экранирования пассивными контурами. С учетом быстрого уменьшения ЭМП с расстоянием, ЭМП 3 мкТ в критическом месте обычно получается, когда ЭМП вдоль продольной оси не превышает 10 мкТ.

В статье Paolo Maioli и Ernesto Zaccone под названием “Passive loops technique for electromagnetic fields mitigation: applications and theoretical considerations” («Технология пассивных контуров для ослабления электромагнитных полей: приложения и теоретические соображения»), опубликованной в Jicable 07, сообщается о нескольких способах экранирования пассивными контурами.

Технология пассивных контуров - это способ экранирования ЭМП с коэффициентом экранирования, который может достигать высоких значений. Такая технология обеспечивает установку пассивных, т.е. не находящихся под напряжением, контуров кабелей в траншею или в соединительной ячейке, чтобы ослабить ЭМП. Обычно устанавливают кабели низкого напряжения (НН) - вследствие того, что в эти кабелях индуцируется очень малое напряжение. Пассивные контуры можно располагать на поверхности утрамбованной засыпки - или выше уровня кабелей переменного тока в соединительной камере, или на том же уровне, что и кабели переменного тока, и/или ниже уровня кабелей переменного тока. Некоторые контуры также можно располагать, разнося их по периметру поперечного сечения соединительной ячейки.

В одном предложенном решении для кабельной системы, рассчитанной на 345 кВ с током 1368 A, устанавливают слой из четырех контуров пассивных кабелей, располагая его в 400 мм над муфтами. Кабели с сечением 300 мм² размещают в положениях ±1 м, ±0,9 м, ±0,8 м и ±0,7 м от продольной оси соединительной ячейки. Внутренние контуры на 1 м длиннее, чем длина силового кабеля в соединительной ячейке, и экранируют часть кабелей, где они постепенно восстанавливают плоскую конфигурацию. ЭМП экранируется до значения ниже 20 мкТ, составляет примерно 17 мкТ на пиковом уровне и составляет 3 мкТ на уровне примерно 6 м от продольной оси соединительной ячейки.

Это решение воплощено в соединительной ячейке и будет подробнее описано ниже со ссылками на фиг. 14.

В других предложенных решениях говорится об укладке пассивных контуров через одинаковые промежутки друг от друга поверх засыпки, начиная с оконечностей траншеи, и постепенном добавлении дополнительных кабелей к центру.

В статье Paolo Maioli и Ernesto Zaccone под названием “Thermal design of HV electric systems with EMF mitigation devices” («Тепловой расчет электрических систем высокого напряжения с устройствами, ослабляющими ЭМП»), опубликованной в Sarajevo Colloquium on EMF (Сараевский коллоквиум по ЭМП), проходившего 3 - 4 июля 2009 г., опубликована фотография экранирования ЭМП пассивным контуром соединительной ячейки, рассчитанной на 132 кВ. Ток в силовых кабелях составлял 860 A.

В статье также сказано о применении медных пластин для обеспечения более высокого КЭ, чем у пассивных контуров. Плоскую пластину для экранирования ЭМП кабеля, рассчитанного на 87/150 кВ, в плоском образовании в траншее можно разместить выше и/или ниже уровня кабелей ВН; в качестве более эффективных решений сказано о применении «H-образного профиля» или «перевернутого U-образного профиля», а также двух вертикальных панелей вблизи боков траншеи.

Другое экранирование ЭМП кабеля пассивного типа обеспечивается для конфигурации, предусматривающей одинаковое разнесение параллельных отрезков кабелей, соединенных друг с другом на соответствующих концах посредством двух противоположных клеммных колодок и охватывающих всю длину и ширину зоны, в которой разнесены кабели. Это решение подробнее описано ниже со ссылками на фиг. 15.

В настоящем описании и формуле изобретения термины «проводящий», «изолированный», «соединенный» и другие, которые также могут иметь тепловой или механический смысл, употребляются в электрическом смысле, если не указано иное.

Краткое изложение существа изобретения

Заявитель к настоящему времени обнаружил, что, как указано в двух статьях, процитированных выше, в случае пассивных контуров, изолированных друг от друга, в продольном центре соединительной ячейки коэффициент экранирования высок, а магнитное поле слабое, но магнитное поле имеет высокие поперечные пики; по сравнению с этим, в случае параллельных пассивных контуров, соединенных друг с другом на соответствующих концах, общий коэффициент экранирования высок, а магнитное поле не имеет поперечных пиков, но магнитное поле имеет более высокое значение в продольном центре соединительной ячейки.

Заявитель столкнулся с технической проблемой понижения магнитного поля, излучаемого кабелями переменного тока в местах, где они разнесены друг от друга на протяжении некоторого участка своей длины.

Как подробнее описывается ниже, заявитель обнаружил, что эту проблему можно решить, предусматривая, по меньшей мере, два тракта для пассивного тока, которые взаимосвязаны на их продольных концах, и проложены в проводнике, имеющем две ветви со сходящимися концевыми участками.

Соответственно в одном аспекте настоящее изобретение относится к магнитно-экранированной кабельной компоновке, содержащей, по меньшей мере, два кабеля переменного тока, содержащих разнесенный участок, проходящий между двумя сходящимися участками параллельных кабелей, причем такой разнесенный участок последовательно включает в себя расходящийся участок, широко разнесенный участок и сходящийся участок, и систему экранирования ЭМП, проложенную поверх упомянутых, по меньшей мере, двух кабелей переменного тока, причем упомянутая система, экранирующая ЭМП, содержит проводник, имеющий две ветви, образующие срединный участок и концевые участки, причем ширина срединного участка равна расстоянию между кабелями переменного тока на широко разнесенном участке, или больше этого расстояния, а ширина на оконечностях концевых участков больше, чем расстояние между кабелями переменного тока на сходящихся участках, и меньше, чем расстояние между кабелями переменного тока на широко разнесенном участке, при этом упомянутый проводник содержит внутренний электрический тракт и внешний электрический тракт, соединенные друг с другом на соответствующих продольных концах.

В настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения термин «разнесенный участок» означает участок кабелей или отрезок кабелей, на котором расстояние между двумя кабелями увеличено по отношению к близкому расположению кабеля в траншее, тем самым вызывая увеличение магнитного поля.

В настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения термин «сближенный участок» означает участок кабелей, на котором расстояние между двумя кабелями поддерживается как можно меньшим, а оболочки кабелей при этом, предпочтительно, контактируют друг с другом.

В настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения термин изобретения «параллельные кабели» означает участок кабелей, на котором расстояние между двумя кабелями не изменяется более чем на 10%.

В настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения термин «срединный участок» употребляется в широком смысле для обозначения участка системы экранирования ЭМП, который находится между двумя концевыми участками, но не обязательно является центральным или равноудаленным от оконечностей.

Суммарная длина системы экранирования ЭМП, предпочтительно больше, чем у широко разнесенного участка, и меньше, чем у разнесенного участка, или равна ей.

Две ветви проводника, предпочтительно, электрически изолированы вдоль своей длины.

Упомянутые две ветви проводника отстоят друг от друга и, предпочтительно, по существу, параллельны друг другу на упомянутом срединном участке.

Проводник, предпочтительно, содержит, по меньшей мере, один дополнительный электрический тракт помимо упомянутых внутреннего и внешнего электрических трактов, причем упомянутый дополнительный электрический тракт (упомянутые дополнительные электрические тракты) соединен(ы) с упомянутым внутренним и внешним электрическими трактами на соответствующих продольных концах.

Каждый электрический тракт предпочтительно проходит вдоль двух ветвей проводника.

Проводник предпочтительно содержит пассивные кабели, попарно ограничивающие каждый из упомянутых электрических трактов.

Каждый пассивный кабель предпочтительно содержит проводник и слой изоляции.

Предпочтительнее, проводник содержит множество первых пассивных кабелей и множество вторых пассивных кабелей, причем каждый первый и второй пассивный кабель содержит срединный участок и два сходящихся концевых участка, а оконечности соответствующих концевых участков электрически соединены друг с другом.

Количество упомянутых первых пассивных кабелей и/или упомянутых вторых пассивных кабелей находится в диапазоне между 2 и 15, предпочтительнее - находится в диапазоне между 4 и 10, а еще предпочтительнее - равно 5.

Количества кабелей этих двух типов не обязательно должны быть равны друг другу, хотя это и предпочтительно.

Срединные участки соседних пар первых и, соответственно, вторых пассивных кабелей предпочтительно разнесены на одинаковые расстояния.

В альтернативном варианте, межосевое расстояние между соседними первыми и, соответственно, вторыми пассивными кабелями не является постоянным, а предпочтительно уменьшается, предпочтительнее - наполовину от крайних изнутри пар к крайним снаружи парам.

Аналогичным образом, сходящиеся концевые участки первых и, соответственно, вторых пассивных кабелей могут быть разнесены на одинаковые расстояния.

В альтернативном варианте, межосевое расстояние между сходящимися участками соседних первых и, соответственно, вторых кабелей может не являться постоянным, а предпочтительно может уменьшаться, больше, в частности, наполовину от крайних изнутри пар к крайним снаружи парам.

Межосевое расстояние между сходящимися участками соседних первых и, соответственно, вторых кабелей предпочтительно меньше, чем межосевое расстояние между срединными участками соседних первых и, соответственно, вторых кабелей.

Предпочтительно, система экранирования ЭМП, дополнительно содержит две клеммные колодки, электрически соединяющие оконечности соответствующих концевых участков первых пассивных кабелей и вторых пассивных кабелей друг с другом. Это обеспечивает возможность простого электрического соединения пассивных кабелей, а также обеспечивает возможность желаемой фиксации межосевого расстояния (межосевых расстояний) пассивных кабелей.

Предпочтительнее, каждая клеммная колодка имеет первый участок, механически и электрически соединяющий друг с другом оконечности первых пассивных кабелей, второй участок, механически и электрически соединяющий друг с другом оконечности вторых пассивных кабелей, и промежуточный участок.

Предусматривая промежуточный участок, без пассивного кабеля, можно легко изменять длину этого участка для изменения минимального промежутка между пассивными кабелями крайней изнутри пары, т.е. между двумя ветвями проводника.

Каждый из первого и второго участков клеммных колодок предпочтительно имеет длину, которая больше, чем количество упомянутых первых и, соответственно, вторых пассивных кабелей плюс единица, в двадцать-шестьдесят раз, а предпочтительнее - в сорок раз.

Предпочтительнее первый участок и второй участок каждой клеммной колодки образуют с промежуточным участком угол, отличающийся от 0° или 180°.

Тогда этот угол(эти углы) можно выбрать так, что первый и второй участки клеммных колодок будут, по существу, перпендикулярны пассивным кабелям, так что соединение с ними станет легче.

Предпочтительнее первый участок и второй участок каждой клеммной колодки шарнирно соединены с ее промежуточным участком, так что упомянутый угол является регулируемым.

Каждая клеммная колодка предпочтительно ограничивает межосевое расстояние оконечностей сходящихся концевых участков множества первых пассивных кабелей и множества вторых пассивных кабелей.

Каждая клеммная колодка предпочтительно определяет минимальное межосевое расстояние двух крайних изнутри пассивных кабелей.

Пассивные кабели предпочтительно имеют алюминиевый проводник.

Клеммные колодки предпочтительно выполнены из меди.

Когда пассивные кабели имеют алюминиевый проводник, а клеммные колодки выполнены из меди, каждый пассивный кабель предпочтительно снабжен биметаллическим наконечником.

Биметаллический наконечник предпочтительно содержит алюминиевый воротник, в котором неподвижно заключен неизолированный отрезок упомянутого алюминиевого проводника, и медный хвостовик, выступающий из него.

Таким образом, электрическая связь пассивных кабелей с клеммными колодками улучшается.

Каждый пассивный кабель предпочтительно снабжен водостойкой термоусадочной оболочкой, так что пассивные кабели являются водостойкими.

Кроме того, система экранирования ЭМП может дополнительно содержать дополнительные электрические тракты продольно снаружи упомянутого внутреннего электрического тракта и упомянутого внешнего электрического тракта.

Дополнительные электрические тракты предпочтительно определены дополнительными кабелями, механически и электрически соединенными попарно с каждым продольным концом проводника, например, на каждой присоединительной колодке, и сходящимися к продольной оси компоновки.

Дополнительные электрические тракты предпочтительно имеют длину, измеряемую вдоль продольной оси, равную средней длине концевых участков проводника, измеряемой вдоль продольной оси.

Дополнительные кабели предпочтительно имеют проводящее поперечное сечение, которое, по меньшей мере, в два, а предпочтительно - в три раза больше, чем у пассивных кабелей.

В некоторых вариантах осуществления проводник содержит проводящую пластину, имеющую продольно проходящее отверстие, суженное на его продольных концах.

Проводящая пластина предпочтительно имеет внешний профиль, сужающийся на ее продольных концах.

Система экранирования ЭМП предпочтительно расположена выше уровня кабелей переменного тока.

Это обеспечивает возможность упрощенной установки и технического обслуживания электрической распределительной сети, в которой систему экранирования ЭМП можно установить позже, чем любые муфты кабелей переменного тока, а размеры ее можно определить как функцию ЭМП неэкранированной кабельной системы.

Когда разнесенный участок кабелей переменного тока заключен в соединительной ячейке, содержащей верхнюю засыпку поверх кабелей переменного тока, систему экранирования ЭМП, предпочтительнее располагать поверх упомянутой верхней засыпки.

Система экранирования ЭМП предпочтительно расположена на глубине экранирования, находящейся в диапазоне между 600 и 1500 мм, предпочтительнее - составляющей 1150 мм.

Предпочтительно, чтобы дополнительно увеличить коэффициент экранирования ЭМП, компоновка дополнительно содержит, по меньшей мере, одну дополнительную систему экранирования.

Эта, по меньшей мере, одна дополнительная система экранирования может быть расположена ниже уровня кабельной системы, предпочтительно на уровне или около низа соединительной ячейки, в которой смонтирован упомянутый разнесенный участок кабелей переменного тока, и/или на уровне кабельной системы.

Дополнительная система экранирования, расположенная ниже уровня кабельной системы, и система экранирования, расположенная выше уровня кабельной системы, предпочтительно имеют одинаковую конфигурацию.

Предпочтительно проводники упомянутой системы экранирования ЭМП, и упомянутой, по меньшей мере, одной дополнительной системы, электрически соединены на соответствующих продольных концах.

Каждая ветвь упомянутого проводника предпочтительно проходит, на срединном участке, от продольной оси на расстояние, находящееся в диапазоне между пятью восьмыми и пятью вторыми расстояния между кабелями переменного тока на их широко разнесенном участке, а предпочтительнее упомянутое расстояние составляет пять четвертых поперечного размера упомянутого расстояния между кабелями переменного тока.

Срединные участки упомянутого проводника предпочтительно имеют среднюю длину, измеряемую вдоль продольной оси, находящуюся в диапазоне между двумя третями и четырьмя третями длины широко разнесенного участка упомянутого разнесенного участка, а предпочтительнее упомянутая средняя длина равна длине широко разнесенного участка.

Каждый из концевых участков упомянутого проводника предпочтительно имеет среднюю длину, измеряемую вдоль продольной оси, находящуюся в диапазоне между одной трети длины, измеряемой вдоль продольной оси, и полутора такими длинами одного из расходящегося или сходящегося участков упомянутого разнесенного участка.

Средняя суммарная длина упомянутого проводника, измеряемая вдоль продольной оси, предпочтительно находится в диапазоне между разностью длины, измеряемой вдоль продольной оси, разнесенного участка упомянутых двух кабелей переменного тока минус длина, измеряемая вдоль продольной оси, одного из расходящегося и сближающегося участков упомянутого разнесенного участка, и суммой упомянутой длины разнесенного участка упомянутых двух кабелей переменного тока плюс упомянутая длина одного из расходящегося или сходящегося участков упомянутого разнесенного участка.

Предпочтительнее средняя суммарная длина, измеряемая вдоль продольной оси упомянутого проводника, равна длине, измеряемой вдоль продольной оси, упомянутого разнесенного участка, а еще предпочтительнее - длине, измеряемой вдоль продольной оси упомянутого разнесенного участка, уменьшенной на две трети длины, измеряемой вдоль продольной оси, одного из расходящегося и сходящегося участков упомянутого разнесенного участка.

В предпочтительном варианте, когда проводник содержит множество первых пассивных кабелей и множество вторых пассивных кабелей, попарно определяющих каждый из упомянутых электрических трактов, каждый из крайнего изнутри первого пассивного кабеля и крайнего изнутри второго пассивного кабеля расположен на расстоянии от продольной оси, находящемся в диапазоне между пятью четвертями отношения между расстоянием между кабелями переменного тока на их широко разнесенном участке и количеством упомянутых первых и, соответственно, вторых пассивных кабелей, и пятикратным таким отношением, а предпочтительнее - упомянутое расстояние равно пяти вторым упомянутого отношения.

В предпочтительных вариантах осуществления каждый из концевых участков упомянутого проводника имеет среднюю длину, измеряемую вдоль продольной оси, равную двум третям длины, измеряемой вдоль продольной оси, одного из расходящегося или сходящегося участков упомянутого разнесенного участка кабелей переменного тока.

Оконечности концевых участков упомянутого проводника предпочтительно находятся на взаимном расстоянии, находящемся в диапазоне между одной четвертью межосевого расстояния кабельной системы на сближенном участке и утроенным таким расстоянием, а предпочтительнее - упомянутое взаимное расстояние равно упомянутому межосевому расстоянию.

Когда система экранирования ЭМП дополнительно содержит дополнительные электрические тракты продольно снаружи упомянутого внутреннего электрического тракта и упомянутого внешнего электрического тракта, они предпочтительно выходят за пределы длины разнесенного участка кабелей переменного тока.

Дополнительные электрические тракты предпочтительно имеют длину, измеряемую вдоль продольной оси, находящуюся в диапазоне между одной трети длины, измеряемой вдоль продольной оси, одного из расходящегося или сходящегося участков упомянутого разнесенного участка кабелей переменного тока, и полутора такими длинами, а предпочтительнее - упомянутая длина дополнительных электрических трактов равна двум третям длины расходящегося или сходящегося участков упомянутого разнесенного участка кабелей переменного тока.

Продольная ось системы экранирования ЭМП предпочтительно лежит в одной вертикальной плоскости с продольной осью кабельной системы, содержащей упомянутые, по меньшей мере, два кабеля переменного тока.

Поперечная ось системы экранирования ЭМП предпочтительно лежит в одной вертикальной плоскости с поперечной осью кабельной системы, содержащей упомянутые, по меньшей мере, два кабеля переменного тока.

Концевые участки проводника предпочтительно должны начинаться там, где неэкранированное ЭМП упомянутых, по меньшей мере, двух кабелей переменного тока находится в диапазоне между 50% и 99% своего максимума, и должны заканчиваться там, где это неэкранированное ЭМП находится в диапазоне между 34% и 70% своего максимума.

В еще одном аспекте изобретение относится к экрану ЭМП для кабельной системы переменного тока, причем упомянутый экран ЭМП содержит проводник, имеющий две ветви, образующие срединный участок и сходящиеся концевые участки, при этом упомянутый проводник содержит внутренний электрический тракт и внешний электрический тракт, соединенные друг с другом на соответствующих продольных концах.

В еще одном аспекте изобретение относится к способу экранирования, по меньшей мере, двух кабелей переменного тока на разнесенном участке, проходящем между двумя сближенными участками параллельных кабелей, причем такой разнесенный участок последовательно включает в себя расходящийся участок, широко разнесенный участок и сходящийся участок, а способ включает в себя этапы, на которых:

- обеспечивают первый внешний замкнутый электрический тракт, проходящий, по меньшей мере, по части упомянутого разнесенного участка, с суженными концами;

- обеспечивают второй внутренний замкнутый электрический тракт, проходящий, по меньшей мере, по части упомянутого разнесенного участка, с суженными концами; и

- электрически соединяют упомянутые первый и второй электрические тракты на их суженных концах.

Внешний замкнутый электрический тракт предпочтительно имеет ширину, равную расстоянию между кабелями переменного тока на их широко разнесенном участке, или большую.

Упомянутые электрические тракты предпочтительно имеют длину, измеряемую вдоль продольной оси, находящуюся в диапазоне между разностью длины, измеряемой вдоль продольной оси, разнесенного участка упомянутых двух кабелей переменного тока минус длина, измеряемая вдоль продольной оси, одного из расходящегося или сходящегося участков упомянутого разнесенного участка, и суммой упомянутой длины разнесенного участка упомянутых двух кабелей переменного тока плюс упомянутая длина одного из расходящегося или сходящегося участков упомянутого разнесенного участка.

Внутренний замкнутый электрический тракт предпочтительно имеет ширину, находящуюся в диапазоне между одной трети двумя третями ширины упомянутого внешнего замкнутого электрического тракта, предпочтительно - по существу, равную половине ширины упомянутого внешнего замкнутого электрического тракта.

В целях, преследуемых настоящим описанием и прилагаемой формулой изобретения, за исключением специально оговоренных случаев, все числа, выражающие величины, количества, проценты и т.д., во всех случаях следует понимать как допускающие изменение - за счет употребления слова «приблизительно». Кроме того, все диапазоны включают в себя любую комбинацию указываемых точек максимума и минимума и включают в себя любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно пронумерованы в описании. Геометрические параметры, такие как длины, межосевые расстояния, ширина и глубина, следует понимать как представляющие собой номинальное или расчетное значение в рамках воплощения и закладываемых допусков. Аналогично геометрические соотношения, такие как параллельность и нахождение в одной плоскости, следует понимать как отображающие номинальную компоновку в рамках воплощения и закладываемых допусков.

Допуск следует понимать как находящийся в диапазоне 10%-го изменения соответствующей величины или соответствующего соотношения.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на фиг. 1 схематически изображен вариант осуществления экрана и магнитно-экранированной кабельной компоновки в соответствии с изобретением в соединительной ячейке на виде сверху, как если бы грунт был прозрачным;

на фиг. 2-4 схематически изображены некоторые характеристические величины соединительной ячейки и экрана согласно фиг. 1, при этом на фиг. 2 и 4 представлены виды сверху, а на фиг. 3 - поперечное сечение;

на фиг. 5 схематически изображена клеммная колодка экрана согласно фиг. 1;

на фиг. 6-9 схематически изображены несколько этапов изготовления экрана согласно фиг. 1;

на фиг. 10 схематически изображена магнитно-экранированная кабельная компоновка согласно фиг. 1 с дополнительными экранами в соединительной ячейке в поперечном сечении;

на фиг. 11-13 схематически изображены другие варианты осуществления экрана и магнитно-экранированной кабельной компоновки в соответствии с изобретением в соединительной ячейке на виде сверху, как если бы грунт был прозрачным;

на фиг. 14-15 схематически изображены экраны и магнитно-экранированные кабельные компоновки в соответствии с известным уровнем техники в соединительной ячейке на виде сверху, как если бы грунт был прозрачным;

на фиг. 16 представлен график коэффициента экранирования экранов в соответствии с изобретением и в соответствии с известным уровнем техники; и

на фиг. 17 представлен график магнитного поля магнитно-экранированных кабельных компоновок в соответствии с изобретением и в соответствии с известным уровнем техники.

Описание предпочтительных вариантов воплощения

На фиг. 1 схематически изображен вариант осуществления экрана 1 ЭМП на основе пассивных кабелей и магнитно-экранированной кабельной компоновки в соответствии с изобретением. Магнитно-экранированная кабельная компоновка содержит систему 1 экранирования ЭМП на основе пассивных кабелей и кабельную систему 200 переменного тока, изображенные в соединительной ячейке 100. Следует отметить, что фиг.1, как и другие, о которых речь пойдет ниже, выполнена не в масштабе.

Обращаясь далее к фиг. 2, отмечаем, что соединительная ячейка 100 имеет поперечный размер или ширину L6.

В соединительной ячейке 100 заключена кабельная система 200 переменного тока, которая содержит три кабеля 201, 202, 203. Три кабеля 201-203 изображены как входящие в траншею (не изображена) и выходящие из нее в плоской конфигурации с межосевым расстоянием L5. Понятно, что под этим межосевым расстоянием понимаются длины расстояний между соседними или ближайшими друг к другу кабелями. Внутри траншей три кабеля 201-203 переменного тока также можно проложить в конфигурации трилистника с малоразнесенными друг от друга или, предпочтительно, контактирующими оболочками кабелей. Таким образом, в двух траншеях присутствуют сближенные участки 213, 214 кабелей переменного тока, а именно отрезки кабелей, на которых расстояние между двумя кабелями поддерживается как можно меньшим, предпочтительно - с контактом оболочек кабелей. Расстояние между кабелями переменного тока на сближенных участках составляет 2×L5, когда, как показано, кабели находятся на равных расстояниях друг от друга.

Вдоль траншей также можно предусмотреть внешнюю оболочку (не изображена), общую для кабелей 201-203. Кроме того, кабельная система 200 переменного тока может содержать лишь два кабеля или более трех кабелей.

Каждый из трех кабелей 201-203 переменного тока содержит первый пролет внутри одной из траншей рядом с соединительной ячейкой 100 и второй пролет внутри другой траншеи.

Оба пролета каждого кабеля 201-203 соединены в соответствующей муфте 204, 205, 206, заключенной внутри соединительной ячейки 100. С этой целью внутри соединительной ячейки 100 имеется разнесенный участок кабелей 201-203, а именно отрезок кабелей, на котором расстояние между двумя кабелями увеличено по отношению к возможному наиболее близкому расположению, что вызывает увеличение магнитного поля.

Более конкретно, два пролета центрального кабеля 201, по существу, соосны вдоль вертикальной продольной срединной плоскости ячейки 100 (продольной оси X), а два пролета каждого бокового кабеля 202, 203 смещены к каждой стороне ячейки 100.

Межосевое расстояние кабелей 201-203 является, по существу, постоянным вдоль основной, продольной центральной части 101 ячейки 100 и обозначено символом L4. Длина этого широко разнесенного участка 210 кабелей 201-203, или центрального участка 210 кабельной системы 200, обозначена символом L2.

На широко разнесенном участке 210 кабелей 201-203 кабели предпочтительно параллельны, а именно имеют взаимное расстояние, которое не изменяется более чем на 10%.

Расстояние между кабелями переменного тока на широко разнесенном участке 210 составляет 2×L4, когда, как показано, кабели разнесены на одинаковые расстояния друг от друга.

Между одной продольной оконечностью 103 соединительной ячейки 100 и ее центральной частью 101, т.е. на первом концевом участке 104 ячейки 100, боковые кабели 202, 203 переменного тока расходятся от продольной оси X и центрального кабеля 201, иными словами, кабели 201-203 переменного тока расходятся. Между другой продольной оконечностью 103 соединительной ячейки 100 и ее центральной частью 101, т.е. на втором концевом участке 104 ячейки 100, боковые кабели 202, 203 переменного тока сходятся к продольной оси X и центральному кабелю 201, иными словами, кабели 201-203 переменного тока сходятся.

Кабели 202, 203 претерпевают постепенный переход между конфигурацией траншеи или сближенными участками 213, 214 и широко разнесенным или центральным участком 210 кабельной системы 200, с соблюдением надлежащих радиусов кривизны. Длина каждого из расходящегося участка 211 и сходящегося участка 212, или, вкратце, переходных участков 211, 212 кабельной системы 200, измеряемая вдоль продольной оси X, обозначена символом L3. Разнесенный участок 210-212 кабельной системы 200, где ее кабели 201-203 имеют большее межосевое расстояние, чем межосевое расстояние L5 в траншее, имеет длину, обозначенную символом L1=L2+2×L3.

На чертежах муфты 204-206 изображены в "дельта"-конфигурации, а именно муфта 204 центрального кабеля 201 смещена к первой оконечности 103 ячейки 100, а муфты 205, 206 боковых кабелей 202, 203 смещены к противоположной оконечности 103 ячейки 100, причем муфты 205, 206 находятся, по существу, в одном и том же положении, замеряемом вдоль продольной оси X. Однако это не является строго необходимым, и муфты 204-206 могут быть расположены в других местах вдоль соединительной ячейки 100. Как правило, каждая муфта 204-206 находится на прямом отрезке соответствующего кабеля 201-203.

В местах вне соединительной ячейки 100 возможно аналогичное расположение кабелей 201-203 переменного тока без одной или нескольких муфт 204-206. Например, кабели 201-203 переменного тока могут быть локально разнесены, чтобы обойти некоторое препятствие.

Обращаясь также к фиг. 3, отмечаем, что кабели 201-203 переменного тока проложены по нижней засыпке 105 ячейки 100, а поверх кабелей 201-203 предусмотрена верхняя засыпка 106. Кабели 201-203 показаны на одной и той же глубине L7 кабелей переменного тока от уровня грунта, а именно, как правило, находятся в одной плоскости. Вместе с тем, кабельная система 200 может также иметь конфигурацию тр