Исследование магнитных полей

В окружающей среде

Цель работы – ознакомиться с основными нормативными документами и принципами защиты от электромагнитных полей частоты 50 Гц (промышленной частоты).

Краткие сведения из теории

Электромагнитное поле (ЭМП) можно рассматривать как особую форму материи. Оно предстает как совокупность электрического и магнитного полей, находящихся во взаимной зависимости.

ЭМП, возникающее в некоторой области пространства, не заполняет его мгновенно, а распространяется с конечной скоростью с, зависящей от свойств среды (для вакуума с = 3×10⁸ м/с). Периодические ЭМП имеют волновой характер распространения. Одними из основных параметров ЭМП является частота f, измеряемая в герцах (Гц), и длина волны l, имеющая размерность метры. Для вакуума справедливо равенство

. (2.1)

Для расстояний R от источника ЭМП до точки наблюдения, много меньших, чем длина волны ЭМП (R<<l), электрические и магнитные поля можно полагать несвязанными и рассматривать раздельно.

Частота электрического тока и напряжения f = 50 Гц (ее иногда называют промышленной частотой) принята в нашей стране и в Европе в качестве основной для энергоснабжения. ЭМП промышленной частоты возникают вблизи любого технического устройства, вырабатывающего, передающего или потребляющего электрическую энергию и работающего на частоте 50 Гц. Для f = =50 Гц длина волны l = 6000 км, и поэтому ЭМП вблизи электроустановок, работающих на частоте 50 Гц, можно рассматривать как состоящее из двух полей – электрического и магнитного. Также можно полагать, что электрическое поле возникает при наличии напряжения на токоведущих частях, а магнитное – при прохождении тока по этим частям.

В гигиенической практике интенсивность электрического поля частотой 50 Гц характеризуется напряженностью электрического поля Е, выражаемой в вольтах на метр (В/м) или в киловольтах на метр (кВ/м); 1 кВ/м = 1000 В/м.

Интенсивность магнитного поля характеризуется магнитной индукциейВ, выраженной в тесла (Тл), а также в дольных единицах: миллитесла (1 мТл = 10^-3 Тл); микротесла (1 мкТл = 10^-6 Тл); нанотесла (1 нТл = 10^-9 Тл).

При систематическом воздействии сильные электрические поля промышленной частоты вызывают ухудшение здоровья населения: повышенную утомляемость, головные боли, боли в сердце, нарушение функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем и др. В научных публикациях последних лет активно обсуждается вопрос о канцерогенной опасности магнитных полей частотой 50 Гц. Основными источниками являются воздушные линии электропередачи (ВЛ), электрические сети жилых домов, бытовые электроприборы.

Различают следующие виды воздействия электрического поля:

1) непосредственное воздействие при пребывании в поле. Неблагоприятные для здоровья эффекты усиливаются при увеличении напряженности поля и времени пребывания в нем;

2) воздействие электрических разрядов, возникающих при прикосновении стоящего на земле человека к изолированным от земли конструкциям или при прикосновении человека, изолированного от земли, к заземленным конструкциям или проводам;

3) воздействие токов стекания, проходящих через человека, находящегося в контакте с металлическими конструкциями и проводами.

Кроме того, электрическое поле может стать причиной воспламенения или взрыва паров горючих материалов и смесей в результате возникновения электрических разрядов при соприкосновении предметов и людей с машинами и механизмами.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) электрических и магнитных полей 50 Гц для населения содержатся в трех нормативных документах:

· Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты – CанПиН 2.2.4.1191-03, ГОСТ 12.1.051-90;

· Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Согласно этим документам, ПДУ напряженности электрического поля Е_ПД для населения составляют:

· внутри жилых зданий Е_ПД = 500 В/м = 0,5 кВ/м;

· на территории жилой застройки Е_ПД = 1000 В/м = 1 кВ/м;

· в населенной местности вне территории жилой застройки, а также на территориях огородов и садов Е_ПД = 5000 В/м = 5 кВ/м;

· на участках пересечения высоковольтной линии с автомобильными дорогами 1 – 4 категории Е_ПД = 10000 В/м = 10 кВ/м.

Основной метод защиты от электрического поля – защита расстоянием. В целях защиты населения от воздействия электрического поля ВЛ устанавливаются санитарно-защитные зоны. Санитарно-защитной зоной ВЛ является территория вдоль трассы ВЛ, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м. В пределах санитарно-защитных зон запрещается размещать жилые и общественные здания и сооружения.

Для вновь проектируемых ВЛ, а также зданий и сооружений допускается принимать границы санитарно-защитных зон вдоль трассы ВЛ по обе стороны от нее на следующих расстояниях от проекции на землю крайних фазных проводов:

Линейное напряжение, кВ	Расстояние, м

Распределение электромагнитного поля вблизи ВЛ имеет достаточно сложный характер, поэтому в работе используется измерительная процедура определения магнитной индукции В, а также упрощенный расчет напряженности электрического поля Е.