пз 50 руководство по эксплуатации

/ ЛБ экология / л.р. №10,11,12 Переверзев, Чубарь

Лабораторная работа № 10

ИССЛЕДОВАНИЕ параметров электромагнитных полей ОТ ИСТОЧНИКОВ промышленной частоты

- изучить приборы и методику определения физических характеристик электромагнитного поля от источников;

- получить практические навыки в проведении измерений физических характеристик электромагнитных полей;

- оценить соответствие измеренных значений нормам.

Общие сведения об источниках электромагнитных полей промышленной частоты

Электромагнитное поле(ЭМП) – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Представляет собой взаимосвязанные поля: электрическое и магнитное. Взаимная связь электрического и магнитного полей заключается в том, что всякое изменение одного поля приводит к появлению другого. Переменное электрическое поле, порождаемое ускоренно движущимися зарядами, возбуждает в смежных областях пространства переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, возбуждает в прилегающих к нему областях пространства переменное электрическое поле, и т.д. Таким образом, электромагнитное поле распространяется от точки к точке пространства в виде электромагнитных волн, бегущих от источника.

Электрическое поле (ЭП) – частная форма проявления электромагнитного поля. В своем проявлении это силовое поле, основным свойством которого является способность воздействовать на внесенный в него электрический заряд с силой, не зависящей от скорости заряда. Источниками электрического поля могут быть электрические заряды (движущиеся и неподвижные) и изменяющиеся во времени магнитные поля.

Основная количественная характеристика величины электрического поля–напряженность электрического поля. обозначение – Е, единица измерения В/м (Вольт-на-метр).

Магнитное поле (МП) представляет собой частную форму электромагнитного поля. В своем проявлении это силовое поле, основным свойством которого является способность воздействовать на движущиеся электрические заряды (в том числе и проводники с током), а также на магнитные тела независимо от их состояния. Источниками магнитного поля могут быть движущиеся электрические заряды (проводники с током), намагниченные тела и изменяющиеся во времени электрические поля.

Величина магнитного поля характеризуетсянапряженностью магнитного поля Н, единица измерения – А/м (Ампер-на-метр). При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятиемагнитная индукция В, единица измерения – Тл (Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.

При длительном воздействии электромагнитных полей промышленной частоты (50–60 Гц) наблюдаются расстройства, которые субъективно выражаются жалобами на: головную боль в височной и затылочной областях, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца. У работающих с ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, а также изменения в составе крови.

Основными источниками электромагнитных полей промышленной частоты (50 Гц) являются элементы токопередающих систем различного напряжения (линии электропередач, контактная сеть, распределительные устройства, их составные части), электроприборы и аппаратура промышленного и бытового назначения, потребляющая электроэнергию.

Линия электропередачи (ЛЭП) – сооружение, состоящее из проводов и вспомогательных устройств, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии. Линии электропередач, являясь основным звеном энергосистемы, вместе с электрическими подстанциями образуют электрические сети.

Различают воздушные линии электропередач, провода которых подвешены над землей или над водой, и подземные (подводные) ЛЭП, где используются, главным образом, силовые кабели.

Воздушные линии электропередач являются одним из основных звеньев современных энергосистем. Напряжение в линии зависит от ее протяженности и передаваемой по ней мощности.

Для воздушных ЛЭП переменного тока принята следующая шкала напряжений: 35, 110, 150, 220, 330, 400, 500 и 750 кВ. Напряжение 35 кВ широко используется для создания центров питания электрических сетей (6 и 10 кВ). Распределительные сети большинства энергосистем имеют напряжение 110 кВ. Линии электропередач протяженностью порядка 100 км сооружают на напряжение 220–330 кВ. ЛЭП с напряжением 500 кВ сооружают главным образом для передачи электроэнергии на большие расстояния (свыше 100 км).

Допустимое расстояние от низшей точки провода до земли составляет в ненаселенной местности 5–7 м, а в населенной – 6–8 м.

При проведении измерений характеристик электромагнитного поля частотой 50 Гц на рабочих местах и выборе норм руководствуются СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях».

В соответствии с этим документом, оценка электромагнитного поля осуществляется раздельно по напряженности электрического поля, Е, кВ/м, напряженности магнитного поля, Н, А/м или индукции магнитного поля В, мкТл. Нормирование ЭМП 50 Гц на рабочих местах дифференцировано в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле. Предельно допустимый уровень напряженности электрического поля на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м. При напряженностях больше или меньше этого значения рассчитывается допустимое время пребывания в зоне электрического поля в часах:

Применительно к населению регламентируется только величина напряженности электрического поля. В соответствии с СанПиН №2971-84 Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты в качестве ПДУ приняты следующие значения:

на территории жилой застройки – 1 кВ/м;

в населенной местности, вне зоны жилой застройки (в т.ч. огороды и сады, курорты, пригородные зоны) – 5 кВ/м;

на участках пересечения ЛЭП с автомобильными дорогами – 10 кВ/м;

в ненаселенной местности, часто посещаемой людьми – 15 кВ/м;

в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения – 20 кВ/м.

Методика проведения измерений ЭМП 50 Гц

1 При проведении измерений необходимо соблюдать расстояния от токоведущих частей электроустановок, установленные требованиями безопасности при эксплуатации.

2 Контроль уровней ЭП и МП должен осуществляться во всех зонах возможного нахождения человека при выполнении им работы вблизи электроустановок.

3 Измерения напряженности ЭП и МП должны проводиться на высотах: 0,5; 1,5 и 1,8 м от поверхности земли, пола помещения, площадки.

4 Измерения необходимо производить при наибольшем рабочем напряжении и максимальном рабочем токе электроустановки.

5 Регистрируются максимальные измеренные значения и сравниваются с нормативными.

Приборы для измерения электромагнитных полей 50 Гц

Прибор ПЗ-50 (рис. 10.1) предназначен для измерения напряженности электрического поля частотой 50 Гц.

Рис. 10.1. Внешний вид ПЗ-50

1 – дисплей; 2 – панель управления; 3 – антенна-преобразователь

Технические характеристики прибора:

- интервал частот от 48 до 52 Гц;

- диапазон измерения напряженности ЭП от 0,01 до 100 кВ/м;

- время становления рабочего режима 3 мин.

Питание измерителя осуществляется от 4-х встроенных батарей.

Рис. 10.2. Панель управления прибора

Порядок работы с прибором ПЗ-50

1 Подключить кабель КЗ-50 к разъему на хвостовой части антенны-преобразователя (АП) типа ЕЗ-50. Накрутить на нее пластмассовую ручку. Подключить разъем на свободном конце кабеля к ответной части на УОЗ-50.

2 Установить переключатели: ВЫКЛ/КОНТ/ИЗМ в положение КОНТ, х0,1/х1/х10 – на х1; 2/20/200 – на 200. При этом на индикаторе УОЗ-50 появится контрольное число, соответствующее напряжению питания прибора. Это число должно находиться в пределах от минус 100,0 до +150,0. Если контрольное число станет менее минус 100,0 или в левом верхнем углу появится символ LOBAT, значит элементы питания полностью разряжены, необходимо их заменить. Иначе погрешность измерения будет выше допустимой.

3 Установить переключатель: ВЫКЛ/КОНТ/ИЗМ в положение ИЗМ, а переключателями х0,1/х1/х10 и 2/20/200 подобрать оптимальный предел измерения. Наиболее оптимальным для проведения измерений является предел, на котором можно получить максимальное количество значащих цифр.

4 Поместить АП в измеряемое поле. Изменяя направление АП, добиться максимального показания на индикаторе.

рибор ВММ-3000 (рис. 10.3) предназначен для измерения индукции магнитного поля.

Рис. 10.3. Внешний вид ВММ-3000

1 – дисплей; 2 – панель управления; 3 – антенна-преобразователь

Технические характеристики прибора:

- рабочие частоты: 2–2000, 16,7 100, 150 и 50 Гц;

- пределы измерения: 200 нТл, 2, 20, 200 мкТл и 2 мТл.

Питание прибора осуществляется от шести батарей.

Порядок работы с прибором

1 Включить прибор (клавиша Power).

2 Выставить предел измерения (клавиши со стрелками панели Range(T)).

3 Переключить на частоту 50 Гц (клавиши со стрелками панели Frequency(Hz)).

4 Поместить антенну в измеряемое магнитное поле. Медленно вращая ее, добиться максимальных показаний.

5 Если на индикаторе высвечивается Overload, то значение магнитной индукции превышает выставленный предел измерений и его надо увеличить.

6 Символ батареи на экране прибора свидетельствует о том, что батареи надо заменить.

Порядок проведения измерений и оформления результатов

Объект исследования – воздушная ЛЭП.

1 На участке земли, прилегающем к воздушной ЛЭП, наметить 5 точек от проекции крайних проводов ЛЭП на землю в сторону жилой застройки. Точки для замеров должны располагаться по мере удаления от ЛЭП и расстояние между ними должно быть 1 м.

2 Измерить в каждой из намеченных точек с помощью прибора ПЗ-50 напряженность электрического поля в В/м на трех высотах: 0,5, 1,5 и 1,8 м от поверхности земли. Записать полученные данные (максимальные значения) в таблицу в бланке отчета (прил. 5).

3 Аналогично (п. 2) провести измерения магнитной индукции в мкТл в каждой точке, зафиксировать максимальные значения в таблице. Перевести значения магнитной индукции (мкТл) в напряженность магнитного поля (А/м), формула приведена в бланке отчета, и также записать.

4 По наибольшим результатам замеров на высоте 1,8 м построить график.

5 Сравнить полученные данные с нормированными значениями.

6 Сделать вывод.

1 Какие в настоящее время существуют наиболее типичные источники электромагнитных полей промышленной частоты?

2 Каким нормативным документом руководствуются при проведении измерений электромагнитных полей промышленной частоты?

3 Каким прибором проводят измерения параметров электрического поля промышленной частоты?

4 Каким прибором измеряют параметры магнитного поля промышленной частоты?

5 Какую методику используют для проведения измерений параметров ЭМП промышленной частоты?

Литература

1 Безопасность жизнедеятельности. учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; под общ. ред. С.В. Белова. – 6-е изд. испр. и доп. – М. Высш. шк. 2006. – 616 с.

2 Авраамов Ю.С. Грачев Н.Н. Шляпин А.Д. Защита человека от электромагнитных воздействий. – М. МГИУ, 2002. – 232 с.

3 СанПиН 2.2.4.1191-03 Электромагнитные поля в производственных условиях. – М. Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. – 24 с.

4 СанПиН №2971-84 Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока. – М. Изд-во НЦ ЭНАС, 1985. – 14 с.

Лабораторная работа № 11

Исследование ПАРАМЕТРОВ электромагнитных ПОЛЕЙ от источников радиочастот

- изучить методику измерения электромагнитных излучений радиочастот;

- получить практические навыки в проведении измерений;

- оценить соответствие измеренных значений нормам.

Общие сведения об источниках электромагнитных излучений радиочастот (ЭМИ РЧ)

Электромагнитные волны (излучения) представляют собой электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды. Характеризуются длиной волны ?, частотой –f. единица измерения Герц (Гц).

Движение электромагнитных волн определяется как распространение возмущения в физической системе, т.е. происходит перенос энергии без переноса вещества. Термин излучение означает энергию, переданную волнами.

Международная классификация электромагнитных волн по частотам приведена в табл. 11.1.

Классификация электромагнитных излучений по частотам

Наименование частотного диапазона

ЭМИ РЧ характеризуются тремя основными параметрами: напряженностью электрического поля, Е, В/м, напряженностью магнитного поля, Н, А/м и плотностью потока энергии, ППЭ, мкВт/см 2. Оценка интенсивности радиочастот различных диапазонов неодинакова. В диапазоне радиочастотного излучения менее 300 МГц интенсивность излучения выражается напряженностью электрической и магнитной составляющих. В диапазоне частот свыше 300 МГц, - интенсивностью, или плотностью потока энергии (ППЭ).

Воздействие электромагнитных излучений радиочастотного диапазона, в первую очередь, проявляется в тепловом эффекте на ткани организма человека. В связи с чем температура отдельных органов может повышаться. Это особенно вредно для тканей и органов со слаборазвитой сосудистой системой, недостаточным кровообращением и незащищенных жировыми прослойками (глаза, мозг, почки, желудок и проч.). При длительном воздействии радиоизлучений, даже умеренной интенсивности, происходят расстройства нервной системы, процессов обмена; изменение состава крови; в некоторых случаях наблюдается выпадение волос, ломкость ногтей, стойкое снижение работоспособности. Со временем могут происходить необратимые изменения в состоянии здоровья.

Источниками электромагнитных излучений радиочастот (ЭМИ РЧ) и сверхвысоких частот (СВЧ) являются технические средства и изделия, которые предназначены для применения в различных сферах человеческой деятельности. В основе их функционирования используются физические свойства радиочастотных излучений: распространение в пространстве, нагрев материалов и т.д.

Свойство ЭМИ РЧ распространяться в пространстве и отражаться от границы двух сред используется в связи, (радио- и телестанции, ретрансляторы, радио- и сотовые телефоны), радиолокации (радиолокационные комплексы различного функционального назначения, навигационное оборудование).

Способность ЭМИ РЧ (в т.ч. СВЧ-излучение) нагревать различные материалы используется в различных технологиях по обработке материалов, полупроводников, сварки синтетических материалов, в приготовлении пищевых продуктов (микроволновые печи), в медицине (физиотерапевтическая аппаратура).

Одними из наиболее типичных и широко распространенных в настоящее время источников ЭМИ РЧ являются микроволновые печи и системы сотовой связи.

В микроволновой печи (СВЧ-печь) используется для разогрева и приготовления пищи микроволновое излучение (СВЧ-излучение). Рабочая частота СВЧ-излучения микроволновых печей составляет 2,45 ГГц. Часть этого излучения через отверстия и щели проникает наружу, особенно интенсивно, как правило, в районе правого нижнего угла дверцы и вблизи непосредственного источника излучения – магнетрона.

Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции (БС), которые поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами (МРТ) и работают в режиме приема-передачи сигнала. БС и МРТ – источники электромагнитного излучения в УВЧ-диапазоне.

В зависимости от стандарта, БС излучают электромагнитную энергию в диапазоне частот от 463 до 1880 МГц. Антенны БС устанавливаются на высоте 15–100 м от поверхности земли на уже существующих постройках или на специально сооруженных мачтах.

Основная энергия излучения передающих и приемопередающих антенн (более 90 %) сосредоточена в довольно узком «луче». Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны БС, и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы сотовой связи. Среди установленных в одном месте антенн БС имеются как передающие, так и приемные антенны, которые не являются источниками ЭМИ.

Мобильный радиотелефон (МРТ) представляет собой малогабаритный приемопередатчик. В зависимости от стандарта связи, используемого телефона, передача ведется в диапазоне частот 453–1785 МГц. Мощность излучения МРТ переменна и в значительной степени зависит от состояния канала связи с БС: чем выше уровень сигнала БС в месте приема, тем меньше мощность излучения МРТ. Максимальная мощность находится в границах от 0,125 до 1 Вт, но в реальной обстановке обычно не превышает 0,05–0,2 Вт [2].

При проведении измерений электромагнитных излучений от радиочастотных источников и выборе норм руководствуются, в зависимости от источника возникновения, следующими нормативными документами:

1 СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи.

2 СН №2666-83. Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами.

3 ГН 2.1.8/2.2.4.019-94. Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой радиосвязи.

4 СанПиН 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных условиях.

Прибор для измерения электромагнитных излучений

Измеритель электромагнитных излучений ПЗ-40 (рис. 11.1) обеспечивает измерение напряженности, Е, В/м и плотности потока энергии, ППЭ, мкВт/см 2 в диапазоне частот от 30 кГц до 40 ГГц для целей контроля норм по электромагнитной безопасности.

Рис. 11.1. Измеритель электромагнитных излучений ПЗ-40

1 – дисплей; 2 – панель управления; 3 – антенна-преобразователь

Технические характеристики прибора

Диапазон частот и пределы измерения прибора изменяются в зависимости от использования антенны-преобразователя определенного типа (табл. 11.2).

Таблица 11.2

Технические характеристики ПЗ-40

Питание прибора осуществляется от 4-х аккумуляторных батарей, встраиваемых в батарейный отсек. Время заряда батарей в зарядном устройстве – 5 ч. время непрерывной работы в составе измерителя – 8 ч.

Рис. 11.2 Панель управления прибора

Виды обработки результатов измерения в измерительном устройстве

усреднение текущих значений плотности потока энергии (ППЭ) и напряженности электромагнитного излучения за истекшие 6 мин.;

выбор максимальных значений ППЭ и напряженности электромагнитного излучения из текущих значений за истекшие 6 мин.;

хранение в памяти процессора средних и максимальных значений;

расчет экспозиции облучения за время проведения измерений.

Порядок работы с прибором

1 Установить тумблер, находящийся внизу корпуса в положение ВКЛ. После этого на табло прибора появляется надпись АНТЕННА 1. Для начала работы необходимо набрать номер используемой антенны кнопками (стрелки вверх-вниз). После выбора номера нажать кнопку ВВОД. При этом в правом нижнем углу табло появляется мерцающий значок «*». При включении прибора табло показывает текущее значение напряженности поля, Е, В/м.

2 Нажатиями кнопки ЧАСТОТА-ВРЕМЯ-ПДУ устанавливаются: частота измеряемого электромагнитного излучения, временное значение таймера, предельные значения допустимых уровней всех измеряемых параметров. В этом режиме вместо «*» появляется мерцающий курсор «_». Для установки требуемого численного значения выбранного параметра используются кнопки со стрелками влево-вправо для перемещения курсора, а стрелками вверх-вниз для увеличения или уменьшения цифры выбранной позиции. При нажатии кнопки «ВВОД» новое значение параметра заносится в память устройства, а курсор перестает мигать. Последовательное нажатие кнопки «ЧАСТОТА-ВРЕМЯ-ПДУ» дает возможность просмотра всех установленных значений.

3 Режим измерения устанавливается кнопками клавиатуры верхнего ряда.

Кнопка «Е/ЭЭ_Е » устанавливает режим индикации напряженности поля, Е,V/m(В/м) или энергетической экспозиции в ((V/m) 2 • ч), вычисленной по формуле:

Руководства, Инструкции, Бланки

Поиск

Новые файлы