도전성 차폐판의 자계 차폐 효과 해석

Abstract

본 연구에서는 차폐판의 자계 차폐효과를 해석하기 위한 방법으로서 다도체법을 도입하여 그 알고리즘을 제시하였다. 이 방법을 적용하기 위하여 길이가 다른 두 도선간의 정확한 상호인덕턴스의 식을 유도하였으며 임의 방향의 다도체에 적용할 수 있는 자계 계산법을 제시하였다. 계산을 위한 프로그램은 Matlab 7.0을 이용하여 작성하였으며 여러 가지 계산 예를 제시하였다. 그 계산 예를 통하여 얻어진 결론은 다음과 같다.

(1) 단상 소스전류의 경우 1) 차폐효과는 U-형 차폐판의 경우가 평판형 차폐판의 경우보다 크다. 2) 표피효과의 분석으로부터 주파수가 낮은 전력주파수에서는 두꼐방향의 층수를 단층 분할로 모델링 해도 별 지장이 없음을 발견하였다.

(2) 3상 소스전류의 경우 1) 3상 평형 소스전류에 대한 차폐효과는 평행판 차폐판과 U-형 차폐판의 경우가 거의 동일하게 나타났다. 2) 불평형의 경우는 U-형 차폐판이 평판형 차폐판보다 차폐효과가 훨씬 크다. (3) 표피효과의 분석으로부터 주파수가 높을수록 유도전류가 차폐판의 표면에 근접하여 흐름을 확인하였으며 이와 같은 사실은 차폐시스템에 얇은 도전성 차폐판의 사용이 적합함을 의미한다.

In this study multi-conductor method was introduced as a method to analyze the shielding effects of shields and the calculation algorithm of magnetic fields was presented. For applying this method the correct formulation of mutual inductance between 2 parallel line-conductors with any length was deduced and the calculation method of magnetic field for applying to multi-conductors with any direction was presented. The magnetic fields and induced currents in shield were calculated by Matlab programs. Conclusions from the calculation results are followings.

(1) In case of 1-phase source currents 1) The shielding effectiveness of U-type shield is larger than that of flat-type shield. 2) From the analysis of skin effect when frequency is low it could be found that there is no problem even though single layer model of shield.

(2) In case of 3-phase source currents 1) The shielding effectiveness for 3-phase balanced source currents are larger than that of 1-phase source currents, but the shielding effectiveness is nearly same in flat-type and U-type shields in case of 3-phase balanced currents. 2) In case of 3-phase unbalanced courrents the effectiveness of U-type sheield is larger than that of flat-type shield. (3) From the analysis of skin effect it could be confirmed that the induced current of conductive shield flows near surface of the shield at higher frequency. This means that the thin conductive shield is proper in shielding system.