The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field

Aim. Development of the method of designing a combined electromagnetic shield, consisting of active and passive parts, to improve the effectiveness of reduction of industrial frequency magnetic field created by two-circuit overhead power lines in residential buildings. Methodology. The problem of de...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2024
Автори: Kuznetsov, B. I., Nikitina, T. B., Bovdui, I. V., Chunikhin, K. V., Kolomiets, V. V., Kobylianskyi, B. B.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2024
Теми:
Онлайн доступ:http://eie.khpi.edu.ua/article/view/302816
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Electrical Engineering & Electromechanics

Репозитарії

Electrical Engineering & Electromechanics
id eiekhpieduua-article-302816
record_format ojs
institution Electrical Engineering & Electromechanics
baseUrl_str
datestamp_date 2024-04-28T14:16:44Z
collection OJS
language English
topic overhead power line
magnetic field
combined electromagnetic passive and active shielding
computer simulation
experimental research
spellingShingle overhead power line
magnetic field
combined electromagnetic passive and active shielding
computer simulation
experimental research
Kuznetsov, B. I.
Nikitina, T. B.
Bovdui, I. V.
Chunikhin, K. V.
Kolomiets, V. V.
Kobylianskyi, B. B.
The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field
topic_facet повітряна лінія електропередачі
магнітне поле
комбіноване електромагнітне пасивне та активне екранування
комп’ютерне моделювання
експериментальні дослідження
overhead power line
magnetic field
combined electromagnetic passive and active shielding
computer simulation
experimental research
format Article
author Kuznetsov, B. I.
Nikitina, T. B.
Bovdui, I. V.
Chunikhin, K. V.
Kolomiets, V. V.
Kobylianskyi, B. B.
author_facet Kuznetsov, B. I.
Nikitina, T. B.
Bovdui, I. V.
Chunikhin, K. V.
Kolomiets, V. V.
Kobylianskyi, B. B.
author_sort Kuznetsov, B. I.
title The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field
title_short The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field
title_full The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field
title_fullStr The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field
title_full_unstemmed The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field
title_sort method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field
title_alt The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field
description Aim. Development of the method of designing a combined electromagnetic shield, consisting of active and passive parts, to improve the effectiveness of reduction of industrial frequency magnetic field created by two-circuit overhead power lines in residential buildings. Methodology. The problem of design of combined electromagnetic shield including robust system of active shielding and electromagnetic passive shield of initial magnetic field solved based on of the multi-criteria two-player antagonistic game. The game payoff vector calculated based on the finite element calculations system COMSOL Muliphysics. The game solution calculated based on the particles multiswarm optimization algorithms. During the design of combined electromagnetic shields spatial location coordinates of shielding winding, the currents and phases in the shielding winding of active shielding, geometric dimensions and thickness of the electromagnetic passive shield are calculated. Results. The results of theoretical and experimental studies of combined electromagnetic passive and active shielding of magnetic field in residential building from power transmission line with a «Barrel» type arrangement of wires presented. Originality. For the first time the method of designing a combined electromagnetic shield, consisting of active and passive parts, for more effective reduction of the magnetic field of industrial frequency created by two-circuit overhead power lines in residential buildings is developed. Practical value. Based on results of calculated and experimental study the shielding efficiency of the initial magnetic field determined that shielding factors whith only electromagnetic passive shield is more 2 units, whith only active shield is more 4 units and with combined electromagnetic passive and active shield is more 10 units. It is shown the possibility to reduce the level of magnetic field induction in residential building from power transmission line with a «Barrel» type arrangement of wires by means of a combined electromagnetic passive and active shielding with single compensating winding to 0.5 μT level safe for the population. References 53, figures 15.
publisher National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine
publishDate 2024
url http://eie.khpi.edu.ua/article/view/302816
work_keys_str_mv AT kuznetsovbi themethodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT nikitinatb themethodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT bovduiiv themethodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT chunikhinkv themethodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT kolomietsvv themethodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT kobylianskyibb themethodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT kuznetsovbi methodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT nikitinatb methodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT bovduiiv methodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT chunikhinkv methodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT kolomietsvv methodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
AT kobylianskyibb methodfordesignofcombinedelectromagneticshieldforoverheadpowerlinesmagneticfield
first_indexed 2025-07-17T11:50:13Z
last_indexed 2025-07-17T11:50:13Z
_version_ 1850412170928455680
spelling eiekhpieduua-article-3028162024-04-28T14:16:44Z The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field The method for design of combined electromagnetic shield for overhead power lines magnetic field Kuznetsov, B. I. Nikitina, T. B. Bovdui, I. V. Chunikhin, K. V. Kolomiets, V. V. Kobylianskyi, B. B. повітряна лінія електропередачі магнітне поле комбіноване електромагнітне пасивне та активне екранування комп’ютерне моделювання експериментальні дослідження overhead power line magnetic field combined electromagnetic passive and active shielding computer simulation experimental research Aim. Development of the method of designing a combined electromagnetic shield, consisting of active and passive parts, to improve the effectiveness of reduction of industrial frequency magnetic field created by two-circuit overhead power lines in residential buildings. Methodology. The problem of design of combined electromagnetic shield including robust system of active shielding and electromagnetic passive shield of initial magnetic field solved based on of the multi-criteria two-player antagonistic game. The game payoff vector calculated based on the finite element calculations system COMSOL Muliphysics. The game solution calculated based on the particles multiswarm optimization algorithms. During the design of combined electromagnetic shields spatial location coordinates of shielding winding, the currents and phases in the shielding winding of active shielding, geometric dimensions and thickness of the electromagnetic passive shield are calculated. Results. The results of theoretical and experimental studies of combined electromagnetic passive and active shielding of magnetic field in residential building from power transmission line with a «Barrel» type arrangement of wires presented. Originality. For the first time the method of designing a combined electromagnetic shield, consisting of active and passive parts, for more effective reduction of the magnetic field of industrial frequency created by two-circuit overhead power lines in residential buildings is developed. Practical value. Based on results of calculated and experimental study the shielding efficiency of the initial magnetic field determined that shielding factors whith only electromagnetic passive shield is more 2 units, whith only active shield is more 4 units and with combined electromagnetic passive and active shield is more 10 units. It is shown the possibility to reduce the level of magnetic field induction in residential building from power transmission line with a «Barrel» type arrangement of wires by means of a combined electromagnetic passive and active shielding with single compensating winding to 0.5 μT level safe for the population. References 53, figures 15. Мета. Розробка методу проектування комбінованого електромагнітного екрану, що складається з активної та пасивної частин, для підвищення ефективності зниження магнітного поля промислової частоти, створюваного дволанцюговими повітряними лініями електропередачі в житлових будинках. Методологія. Задача проектування комбінованого електромагнітного екрану, що включає робастну систему активного екранування та електромагнітний пасивний екран вихідного магнітного поля, вирішується на основі багатокритеріальної антагоністичної гри двох гравців. Вектор виграшів гри розраховується на основі кінцево-елементної системи обчислень COMSOL Muliphysics. Рішення гри розраховується на основі алгоритмів оптимізації мультироїв частинок. При проектуванні комбінованих електромагнітних екранів розраховуються координати розташування екрануючої обмотки в просторі, струм і фаза в екрануючій обмотці робастної системи активного екранування, та геометричні розміри і товщина електромагнітного пасивного екрану. Результати. Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень комбінованого електромагнітного пасивного та активного екранування магнітного поля в житловому будинку від дволанцюгової лінії електропередач із розташуванням проводів типу «бочка». Оригінальність. Вперше розроблено метод проектування комбінованого електромагнітного екрану, що складається з активної та пасивної частин, для підвищення ефективності зниження магнітного поля промислової частоти, створюваного дволанцюговими повітряними лініями електропередачі в житлових будинках. Практична цінність. За результатами розрахункових та експериментальних досліджень ефективність екранування початкового магнітного поля визначено, що коефіцієнти екранування системи тільки з електромагнітним пасивним екраном дорівнює більше 2 одиниць, тільки з активним екраном дорівнює більше 4 одиниць, а з комбінованим електромагнітним пасивним і активним екраном дорівнює більше 10 одиниць. Показано можливість зниження рівня індукції магнітного поля в житловому будинку від дволанцюгової лінії електропередач із розташуванням проводів типу «бочка» за допомогою комбінованого електромагнітного пасивного та активного екранування з однією компенсуючою обмоткою до безпечного для населення рівня в 0,5 мкТл. Бібл. 53, рис. 15. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2024-04-28 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/302816 10.20998/2074-272X.2024.3.03 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 3 (2024); 22-30 Электротехника и Электромеханика; № 3 (2024); 22-30 Електротехніка і Електромеханіка; № 3 (2024); 22-30 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/302816/294813 Copyright (c) 2024 B. I. Kuznetsov, T. B. Nikitina, I. V. Bovdui, K. V. Chunikhin, V. V. Kolomiets, B. B. Kobylianskyi http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0