Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space
Problem. Most studies of power frequency magnetic field reduced to safe level in residential buildings located near overhead power lines carried out based on two-dimensional magnetic field modeling, which does not allow studying of original magnetic field shielding effectiveness in residential build...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://eie.khpi.edu.ua/article/view/342080 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Electrical Engineering & Electromechanics |
Institution
Electrical Engineering & Electromechanics| id |
eiekhpieduua-article-342080 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Electrical Engineering & Electromechanics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-11-01T22:19:02Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
overhead power line magnetic field combined electromagnetic active and passive shielding system synthesis computer simulation experimental research |
| spellingShingle |
overhead power line magnetic field combined electromagnetic active and passive shielding system synthesis computer simulation experimental research Kuznetsov, B. I. Nikitina, T. B. Bovdui, I. V. Chunikhin, K. V. Kolomiets, V. V. Kobylianskyi, B. B. Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space |
| topic_facet |
повітряна лінія електропередачі магнітне поле система комбінованого електромагнітного активного та пасивного екранування синтез комп’ютерного моделювання експериментальне дослідження overhead power line magnetic field combined electromagnetic active and passive shielding system synthesis 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 |
Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space |
| title_short |
Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space |
| title_full |
Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space |
| title_fullStr |
Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space |
| title_full_unstemmed |
Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space |
| title_sort |
synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space |
| title_alt |
Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space |
| description |
Problem. Most studies of power frequency magnetic field reduced to safe level in residential buildings located near overhead power lines carried out based on two-dimensional magnetic field modeling, which does not allow studying of original magnetic field shielding effectiveness in residential building edges. The goal of the work is synthesis of combined active and multi-circuit passive shielding system to improve shielding efficiency of initial magnetic field to sanitary standards level in residential building edges generated by overhead power lines. Methodology. System synthesis methodology based on vector game solution, in which vector payoff calculated based on of Maxwell’s equations solution in a quasi-stationary approximation using the COMSOL Multiphysics software. Vector game solution calculated based on hybrid optimization algorithm, which globally explores synthesis search space using Particle Swarm Optimization and gradient-based Sequential Quadratic Programming to rapidly calculated optimum synthesis point from Pareto optimal solutions taking into account binary preference relations. Results. During combined active and multi-circuit passive shielding system synthesisspatial arrangement coordinates of 16 contours of passive shield and two compensating windings, as well as windings currents and phases of active shield calculated. New scientific results are theoretical and experimental studies of synthesized combined active and multi-circuit passive shielding system efficiency for magnetic field created by overhead power lines. Scientific novelty. For the first time synthesis methodology for combined active and multi-circuit passive shielding system taking into account original field shielding effectiveness decrease in residential building edges for more effective reduction of industrial frequency magnetic field created by overhead power lines developed. Practical value. Practical recommendations for the reasonable choice of the spatial arrangement of a multi-circuit passive shield and two shielding windings of active shielding system for magnetic field created by overhead power lines are given. The possibility of reducing the initial magnetic field induction to the sanitary standards level is shown. References 42, figures 16. |
| publisher |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
http://eie.khpi.edu.ua/article/view/342080 |
| work_keys_str_mv |
AT kuznetsovbi synthesisofcombinedshieldingsystemforoverheadpowerlinesmagneticfieldnormalizationinresidentialbuildingspace AT nikitinatb synthesisofcombinedshieldingsystemforoverheadpowerlinesmagneticfieldnormalizationinresidentialbuildingspace AT bovduiiv synthesisofcombinedshieldingsystemforoverheadpowerlinesmagneticfieldnormalizationinresidentialbuildingspace AT chunikhinkv synthesisofcombinedshieldingsystemforoverheadpowerlinesmagneticfieldnormalizationinresidentialbuildingspace AT kolomietsvv synthesisofcombinedshieldingsystemforoverheadpowerlinesmagneticfieldnormalizationinresidentialbuildingspace AT kobylianskyibb synthesisofcombinedshieldingsystemforoverheadpowerlinesmagneticfieldnormalizationinresidentialbuildingspace |
| first_indexed |
2025-11-02T02:08:55Z |
| last_indexed |
2025-11-02T02:08:55Z |
| _version_ |
1851774459230289920 |
| spelling |
eiekhpieduua-article-3420802025-11-01T22:19:02Z Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space Synthesis of combined shielding system for overhead power lines magnetic field normalization in residential building space Kuznetsov, B. I. Nikitina, T. B. Bovdui, I. V. Chunikhin, K. V. Kolomiets, V. V. Kobylianskyi, B. B. повітряна лінія електропередачі магнітне поле система комбінованого електромагнітного активного та пасивного екранування синтез комп’ютерного моделювання експериментальне дослідження overhead power line magnetic field combined electromagnetic active and passive shielding system synthesis computer simulation experimental research Problem. Most studies of power frequency magnetic field reduced to safe level in residential buildings located near overhead power lines carried out based on two-dimensional magnetic field modeling, which does not allow studying of original magnetic field shielding effectiveness in residential building edges. The goal of the work is synthesis of combined active and multi-circuit passive shielding system to improve shielding efficiency of initial magnetic field to sanitary standards level in residential building edges generated by overhead power lines. Methodology. System synthesis methodology based on vector game solution, in which vector payoff calculated based on of Maxwell’s equations solution in a quasi-stationary approximation using the COMSOL Multiphysics software. Vector game solution calculated based on hybrid optimization algorithm, which globally explores synthesis search space using Particle Swarm Optimization and gradient-based Sequential Quadratic Programming to rapidly calculated optimum synthesis point from Pareto optimal solutions taking into account binary preference relations. Results. During combined active and multi-circuit passive shielding system synthesisspatial arrangement coordinates of 16 contours of passive shield and two compensating windings, as well as windings currents and phases of active shield calculated. New scientific results are theoretical and experimental studies of synthesized combined active and multi-circuit passive shielding system efficiency for magnetic field created by overhead power lines. Scientific novelty. For the first time synthesis methodology for combined active and multi-circuit passive shielding system taking into account original field shielding effectiveness decrease in residential building edges for more effective reduction of industrial frequency magnetic field created by overhead power lines developed. Practical value. Practical recommendations for the reasonable choice of the spatial arrangement of a multi-circuit passive shield and two shielding windings of active shielding system for magnetic field created by overhead power lines are given. The possibility of reducing the initial magnetic field induction to the sanitary standards level is shown. References 42, figures 16. Проблема. Більшість досліджень з зниження рівня магнітного поля промислової частоти в житлових будинках, що розташовані поблизу повітряних ліній електропередачі, до безпечного рівня, виконані на основі двовимірного моделювання магнітного поля, що не дозволяє вивчати ефективність екранування вихідного магнітного поля на краях житлових будинків. Метою роботи є синтез комбінованої активної та багатоконтурної пасивної електромагнітної екрануючої систем для підвищення ефективності екранування вихідного магнітного поля до рівня санітарних норм на краях житлових будинків, що генерується повітряними лініями електропередачі. Методологія. Методологія синтезу системи заснована на рішенні векторної гри, в якій векторний виграш розраховується на основі розв’язку рівнянь Максвелла в квазістаціонарному наближенні за допомогою програмного пакету COMSOL Multiphysics. Рішення векторної гри обчислюється на основі гібридного алгоритму оптимізації, яке глобально досліджує простір пошуку для синтезу за допомогою оптимізації роєм частинок та градієнтного послідовного квадратичного програмування для швидкого обчислення оптимальної точки синтезу з системи Парето оптимальних рішень з урахуванням бінарних відношень переваг. Результати. В процесі синтезу активної та багатоконтурної пасивної електромагнітної екрануючих систем розраховано координати просторового розташування 16 контурів пасивного екрану та двох компенсаційних обмоток системи активного екранування, а також струм та фази компенсуючих обмоток системи активного екранування. Новими науковими результатами є теоретичні та експериментальні дослідження ефективності синтезованої комбінованої активної та багатоконтурної пасивної електромагнітних екрануючих систем магнітного поля, що створюється повітряними лініями електропередачі. Наукова новизна. Вперше запропонована методологія синтезу комбінованих активних та багатоконтурних пасивних електромагнітних екрануючих систем з урахуванням ефективності екранування вихідного поля на краях житлових будинків з метою більш ефективного зниження магнітного поля промислової частоти, що генерується повітряними лініями електропередачі. Практична значимість. Надано практичні рекомендації щодо обґрунтованого вибору просторового розташування багатоконтурного пасивного екрана та двох екрануючих обмоток системи активного екранування магнітного поля, що генерується повітряними лініями електропередачі. Показана можливість зниження індукції вихідного магнітного поля до рівня санітарних норм. Бібл. 42, рис. 16. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2025-11-02 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/342080 10.20998/2074-272X.2025.6.06 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 6 (2025); 40-50 Электротехника и Электромеханика; № 6 (2025); 40-50 Електротехніка і Електромеханіка; № 6 (2025); 40-50 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/342080/329970 Copyright (c) 2025 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 |