Неионизирующие электромагнитные поля и излучения

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный университет»

Факультет заочного и дистанционного образования

Кафедра «Экология и безопасность жизнедеятельности»

РГЗ

Вариант 2

по дисциплине «Неионизирующие электромагнитные поля и излучения»

Студент группы 5 БЖб3а-1 Д.Н. Баев

Преподаватель И.П. Степанова

Шифр 13-0982

2018

Содержание

Введение

1. Расчет напряженности электрического поля ЛЭП

2. Изменение модуля напряженности электрического поля в зависимости от расстояния от ЛЭП линии

3. Оценка опасности персонала при подъеме на опору

4. Требования к ПДУ электрического поля

5. Оценка опасности пребывания населения вблизи ЛЭП

6. Оценка опасности персонала под ЛЭП и при подъеме на опору

Заключение

Список источников

Введение

Интенсивное использование электромагнитной и электрической энергии в современном информационном обществе привело к тому, что в последней трети XX века возник и сформировался новый значимый фактор загрязнения окружающей среды - электромагнитный. К его появлению привело развитие современных технологий передачи информации и энергии, дистанционного контроля и наблюдения, некоторых видов транспорта, а также развитие ряда технологических процессов. В настоящее время мировой общественностью признано, что электромагнитное поле (ЭМП) искусственного происхождения является важным значимым экологическим фактором с высокой биологической активностью.

Живые организмы в процессе эволюции приспособились к определенному уровню ЭМП, однако, резкое значительное повышение (в историческом аспекте) уровня ЭМП вызывает напряжение адаптационно-компенсаторных возможностей организма, долговременное действие этого фактора может привести к их истощению, что повлечет необратимые последствия на системном уровне.

Провода работающей линии электропередачи создают в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются эти поля от ЛЭП, достигает десятков метров. Дальность распространение электрического поля зависит от класса напряжения ЛЭП, чем выше напряжение - тем больше зона повышенного уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются в течение времени работы ЛЭП.

Целью РГЗ является расчет характеристик проектируемой ЛЭП, а также оценка их опасности для населения и персонала.

Задачи:

1) Изучение математической модели напряженности электрического поля линии электропередач Е, кВ/м;

2) Разработка алгоритма расчета на основе математической модели с помощью программы Microsoft Excel;

3) Расчет напряженности электрического поля Е, кВ/м на высоте роста человека по мере удаления от средней фазы ЛЭП в направлении, перпендикулярном оси проводов;

4) Построение графика изменения модуля напряженности электрического поля Е(r), кВ/м в зависимости от расстояния;

5) Расчет поля для случая подъема на опору ЛЭП;

6) Изучение требований к предельно-допустимому уровню (ПДУ) электрического поля для населения по СанПиН № 2971-84 и персонала по СанПиН 2.2.4.3359-16; электрический поле дистанционный линия

7) Оценка опасности пребывания населения вблизи ЛЭП;

9) Оценка опасности для обслуживающего персонала при обслуживании ЛЭП на земле и при подъеме на опору.

Объект исследования - электромагнитное поле ЛЭП.

Предмет исследования - качество среды в зоне ЛЭП и ее безопасность для населения и персонала.

Работа выполнялась с применением расчетных и аналитических методов. Для расчета напряженности ЭП использовался метод зеркальных изображений.

Для оценки опасности ЛЭП применялись нормативные документы: СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах», СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Вариант 2

Таблица 1 Исходные данные

1. Расчет напряженности электрического поля ЛЭП

Горизонтальная и вертикальная составляющие напряженности электрического поля в точке Р определяются по формулам:

где С - емкость;

ео - электрическая постоянная, равная 8,85•10-12

р - число Пи

Uф = Uл /1,73

Uф = 220 / 1,73 = 127,167 кВ

Емкость трехфазной линии передачи с учетом влияния земли при параллельно расположенных проводах рассчитывается по формуле:

где С - емкость;

ео - электрическая постоянная, равная 8,85•10-12

р - число Пи

h - высота точки Р над землей

D - расстояние между проводами

rэ - эквивалентный радиус расщепленного провода.

Эквивалентный радиус расщепленного провода определяется по формуле:

где rр - радиус расщепления

n - число проводов в фазе

r0 - радиус одного провода, определяемый по формуле:

Емкость ЛЭП:

Расстояния rА1, rА2, rВ1, rВ2, rС1, rС2 от проводов линии и их зеркальных отображений до точки Р, необходимые для вычисления модулей потенциала и напряженности электрического поля, вычисляются по формулам:

Где х - расстояние, на котором точка Р находится от ЛЭП. При х = 0:

Значения коэффициентов k1, k2, k3, k4, k5, k6 вычисляются по формулам:

Горизонтальная составляющая напряженности ЭП:

Вертикальная составляющая напряженности ЭП:

Напряженность электрического поля определяется по формуле:

Искомая напряженность ЭП:

2. Изменение модуля напряженности электрического поля в зависимости от расстояния от ЛЭП

Для выполнения задания необходимо провести расчеты, аналогичные выполненным в разделах 1-2. Расчеты выполнялись в программе Excel. Результаты расчетов, на основании которых построены графики, приведены в таблицах 1-2.

Таблица 2 Расчет напряженности электрического поля по расстояниям

На основании расчетов построен график изменения напряженности электрического поля ЛЭП в зависимости от расстояния, изменяемого от средней линии ЛЭП (рис. 1).

Рисунок 1 Зависимость напряженности ЭП от расстояния

3. Оценка опасности персонала при подъеме на опору

Для того, чтобы сделать вывод об опасности подъема на ЛЭП, необходимо рассчитать значения напряженности при изменении показателя h - высоты расчетной точки по оси у, при неизменном значении координаты по оси х. Результаты расчетов представлены в таблице 2, а получившийся график показан на рисунке 2.

Таблица 3 Результаты расчетов напряженности электрического поля при подъеме на ЛЭП

Рисунок 2 Зависимость напряженности ЭП от высоты подъема на ЛЭП

На рисунке 2 видно, что чем выше работник поднимается на ЛЭП, тем более опасными становятся значения напряженности ЭП. Предельно допустимого значения напряженность ЭП достигает на высоте 2,3 м. На высоте 5,9 м можно работать на более 10 минут без специальных средств защиты, т.к. напряженность ЭП там составляет 25 кВ/м.

4. Требования к ПДУ электрического поля

Для нормирования воздействия ЭМП на работников используется СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах».

Оценка ЭМП ПЧ (50 Гц) осуществляется раздельно по напряженности электрического поля (Е) в кВ/м. Нормирование электромагнитных полей 50 Гц на рабочих местах персонала дифференцированно в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле. Предельно допустимый уровень напряженности электрического поля 50 Гц на рабочем месте в течение всей смены (8 часов) устанавливается равным 5 кВ/м.

Предельное значение устанавливается на уровне Епред. = 25 кВ/м. Время пребывания в таком поле без специальных средств защиты не должно превышать 10 мин.

Влияние электрических полей промышленной частоты в условиях населенных мест ограничивается СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Население, постоянно находящееся в зоне действия ЭП, не должно подвергаться действию напряженности больше 1 кВ.

Санитарно-защитная зона - территория вдоль трассы воздушной линии, в которой напряженность ЭП превышает 1 кВ/м.

Строительство жилых домов в зоне действия ЛЭП предполагает, что люди будут находиться внутри зданий. Поэтому напряженность поля не должна превышать 0,5 кВ/м.

В населенной местности вне зоны жилой застройки (земли городов в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа, в пределах поселковой черты этих пунктов), территории огородов и садов допустимым значением напряженности ЭП является 5 кВ.

5. Оценка опасности пребывания населения вблизи ЛЭП

Влияние электрических полей промышленной частоты в условиях населенных мест ограничивается СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Население, постоянно находящееся в зоне действия ЭП, не должно подвергаться действию напряженности больше 1 кВ. По графику 1 видно, что расположение жилой застройки должно быть на расстояние не менее 20 м от ЛЭП. На этом расстоянии напряженность ЭП достигает допустимых для населения значений.

Санитарно-защитная зона - территория вдоль трассы воздушной линии, в которой напряженность ЭП превышает 1 кВ/м. Следовательно, для данной ЛЭП СЗЗ должна быть не менее 20 м в обе стороны от ЛЭП.

Строительство жилых домов в зоне действия ЛЭП предполагает, что люди будут находиться внутри зданий. Поэтому напряженность поля не должна превышать 0,5 кВ/м. Согласно результатам расчетов на расстоянии 25 м от ЛЭП Е = 0,56 кВ. Следовательно, размещение жилых домов возможно на расстоянии не менее 26-27 м от ЛЭП.

В населенной местности вне зоны жилой застройки (земли городов в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа, в пределах поселковой черты этих пунктов), территории огородов и садов допустимым значением напряженности ЭП является 5 кВ. Поэтому дачи и зоны рекреации можно располагать на расстоянии 10 м от ЛЭП.

6. Оценка опасности персонала под ЛЭП и при подъеме на опору

На рисунке 1 выделена область значений напряженности ЭП, превышающих ПДУ = 5 кВ. Таким образом в течение всей смены (8 часов) можно работать на расстоянии от ЛЭП не более 4,9 м и не менее 9,8 м.

Предельное значение устанавливается на уровне Епред. = 25 кВ/м. Время пребывания в таком поле без специальных средств защиты не должно превышать 10 мин. На графике 1 видно, что ни на каком расстоянии от ЛЭП напряженность электрического поля не достигает предельных значений.

Чем выше работник поднимается на ЛЭП, тем более опасными становятся значения напряженности ЭП. На рисунке 2 видно, что чем выше работник поднимается на ЛЭП, тем более опасными становятся значения напряженности ЭП. Предельно допустимого значения напряженность ЭП достигает на высоте 2,3 м. На высоте 5,9 м можно работать на более 10 минут без специальных средств защиты, т.к. напряженность ЭП там составляет 25 кВ/м.

Заключение

В ходе выполнения РГЗ были рассчитаны значения напряженности электрического и магнитного полей проектируемой ЛЭП согласно варианту. В результате расчетов и их анализа можно сделать следующие выводы:

1 В течение всей смены (8 часов) можно работать на расстоянии от ЛЭП не более 4,9 м и не менее 9,8 м.

2 Чем выше работник поднимается на ЛЭП, тем более опасными становятся значения напряженности ЭП. Предельно допустимого значения напряженность ЭП достигает на высоте 2,3 м. На высоте 5,9 м можно работать на более 10 минут без специальных средств защиты, т.к. напряженность ЭП там составляет 25 кВ/м

3 Санитарно-защитная зона должна быть не менее 20 м в обе стороны от ЛЭП.

6 Размещение жилых домов возможно на расстоянии не менее 26-27 м от ЛЭП.

7 Дачи и зоны рекреации можно располагать на расстоянии 10 м от ЛЭП.

Список источников

1. СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях». - М., 2016.

2. СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах». - М., 2010.

3. Расчет напряженности электрического поля ЛЭП. Методические указания для выполнения РГЗ по дисциплине «НЭПИ» / Сост. Степанова И.П., Степанов А.Н. - Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский- на - Амуре гос. техн. ун-т, 2018. - 13 с.

Размещено на Allbest.ru