46
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2 (21),
июнь
2021
В
статье
представлены
результаты
авторских
исследований
,
проведенных
с
2017
по
2019
годы
и
направленных
на
изучение
влияния
различных
конструк
-
ционно
-
отделочных
материалов
на
показатель
экранирования
электрического
поля
промышленной
частоты
.
В
ходе
исследований
были
получены
экспоненци
-
альные
зависимости
,
позволяющие
конкретизировать
величину
электрического
поля
в
любой
точке
воздушного
пространства
как
с
учетом
,
так
и
без
учета
приме
-
нения
экранирующего
материала
.
По
результатам
исследований
установлено
,
что
в
экранировании
электрического
поля
играет
роль
не
только
выбор
сырья
,
из
ко
-
торого
изготовлен
материал
,
но
и
его
форм
-
фактор
.
Профилированный
лист
мар
-
ки
МП
-20
показал
наилучшую
способность
экранирования
(
порядка
6–11,5%)
отно
-
сительно
других
материалов
,
участвующих
в
исследованиях
.
Так
использование
материалов
,
обладающих
наилучшей
экранирующей
способностью
,
позволит
сни
-
зить
(
улучшить
)
уровень
напряженности
электрического
поля
на
рабочем
месте
дежурного
электромонтера
подстанции
.
Оценка
влияния
конструкционно
-
отделочных
материалов
на
показатели
электромагнитной
безопасности
стационарного
рабочего
места
дежурного
электромонтера
ПС
110/10
кВ
Охрана
труда
Иоанн
КИРИЙ
,
специалист
по
охране
труда
1
категории
Службы
производ
-
ственной
безопасности
и
произ
водственного
контроля
филиала
АО
«
Россети
Тюмень
»
Тюменские
электри
-
ческие
сети
Э
нергетические
объекты
класса
напряжения
110
кВ
и
выше
являются
мощными
источниками
электро
-
магнитного
излучения
промышленной
частоты
,
преимущественно
в
части
электрической
состав
-
ляющей
.
Так
работник
,
находящийся
в
течение
продолжи
-
тельного
времени
в
зоне
постоянного
воздействия
электри
-
ческого
поля
промышленной
частоты
,
подвергается
риску
возникновения
различных
профессиональных
заболеваний
,
таких
как
нарушение
функционального
состояния
централь
-
ной
нервной
,
сердечно
-
сосудистой
и
эндокринной
систем
,
возникает
нарушение
сна
,
повышается
сонливость
и
вя
-
лость
[1, 2].
Проведены
исследования
,
направленные
на
изучение
влияния
различных
конструкционно
-
отделочных
матери
-
алов
на
показатель
экранирования
электрического
поля
промышленной
частоты
.
В
ходе
исследований
были
полу
-
чены
экспоненциальные
зависимости
,
позволяющие
кон
-
кретизировать
величину
электрического
поля
в
любой
точ
-
47
ке
воздушного
пространства
как
с
учетом
,
так
и
без
учета
применения
экранирующего
материала
.
Целью
данных
исследований
является
повышение
электромагнитной
безопасности
работников
АО
«
Россети
Тюмень
»,
чья
деятельность
связана
с
длительным
пребыва
-
нием
на
подстанциях
класса
напряжения
110/10
кВ
и
выше
,
в
результате
оборудования
стационарных
рабочих
мест
конструкционно
-
отделочными
материалами
,
обладающими
наилучшей
экранирующей
способностью
.
МЕТОДЫ
И
МАТЕРИАЛЫ
С
2017
по
2019
годы
был
проведен
ряд
натурных
исследо
-
ваний
,
направленных
на
измерение
уровней
напряженно
-
сти
электрического
поля
,
излучаемого
энергетическими
объектами
класса
напряжения
110
кВ
и
выше
.
Для
характеристики
величины
электрического
поля
используется
понятие
напряженность
электрического
поля
(
E
),
единица
измерения
—
кВ
/
м
.
Напряженность
электрического
поля
измерялась
малогабаритным
пере
-
носным
прибором
с
автономным
питанием
(
ПЗ
-50)
в
трех
осях
(X, Y, Z),
в
каждой
точке
выполнено
порядка
20
изме
-
рений
[3].
Также
для
повышения
достоверности
и
качества
проводимых
измерений
была
использована
собственная
запатентованная
«
установка
для
оценки
эффективности
экранирования
кровельными
материалами
электромаг
-
нитного
поля
от
ЛЭП
в
естественных
условиях
» [4].
Изме
-
рение
напряженности
электрического
поля
проводилось
как
без
учета
экранирующих
материалов
,
так
и
с
учетом
их
применения
.
Конструкция
установки
перемещалась
в
разборном
виде
из
трех
частей
и
собиралась
путем
вставки
в
отвер
-
стие
2
крестовины
1 (
рисунок
1)
стойки
3,
на
которую
за
-
креплялись
рамки
6
для
накладывания
исследуемых
ма
-
териалов
.
Далее
на
рамки
6
накладывались
исследуемые
об
-
разцы
металлических
конструкционно
-
отделочных
мате
-
риалов
размером
500×500
мм
(
рисунок
1)
и
проводилось
измерение
напряженности
электрического
поля
(
E
).
На
участке
земли
,
прилегающей
к
энергетическому
объекту
,
было
намечено
пять
точек
.
Места
для
проведе
-
ния
измерений
являются
произвольными
точками
про
-
странства
подстанции
110/10
кВ
.
Далее
в
намеченных
точках
были
выполнены
замеры
напряженности
электри
-
ческого
поля
на
следующих
высотах
относительно
по
-
верхности
земли
: 0,5; 1; 1,8
и
3,0
м
.
Напряженность
электрического
поля
вычислена
по
формуле
:
_________________
E
=
√
E
x
2
+
E
y
2
+
E
z
2
,
где
E
x
2
,
E
y
2
,
E
z
2
—
проекции
векторов
напряженности
элек
-
трического
поля
на
три
взаимно
ортогональные
оси
,
кВ
/
м
.
В
качестве
экранирующих
материалов
выбраны
профи
-
лированные
листы
следующих
марок
и
модификаций
:
–
профилированный
лист
МП
-20 —
материал
,
состоящий
из
оцинкованной
стали
,
имеет
ярко
выраженную
фор
-
мовку
(
высота
волны
— 20
мм
,
шаг
— 137,5
мм
,
толщина
листа
— 0,45
мм
,
защитный
слой
—
цинк
);
–
профнастил
марки
С
-8 —
материал
,
аналогичный
пре
-
дыдущему
по
составу
и
толщине
,
различия
заключаются
лишь
в
его
геометрических
особенностях
(
высота
вол
-
ны
— 8
мм
,
шаг
волны
— 115
мм
),
данный
профилиро
-
ванный
лист
взят
в
количестве
2
штук
,
ввиду
различного
рода
покрытия
,
так
в
первом
случае
защитным
слоем
являлся
цинк
,
во
втором
—
полиэстер
.
РЕЗУЛЬТАТЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Средние
значения
модуля
вектора
напряженности
элек
-
трического
поля
(
E
)
без
применения
экранирующего
мате
-
риала
представлены
в
таблице
1
и
с
учетом
применения
экранирующих
материалов
—
в
таблице
2.
Экспоненци
-
альные
зависимости
напряженности
электрического
поля
промышленной
частоты
без
применения
экранирующего
материала
видны
на
рисунке
2,
с
использованием
в
ка
-
честве
экранирующего
материала
профилированных
листов
марки
МП
-20 —
на
рисунке
3,
с
использованием
в
качестве
экранирующего
материала
профилированных
листов
марки
С
-8
с
покрытием
из
цинка
—
на
рисунке
4
и
с
использованием
в
качестве
экранирующего
материа
-
ла
профилированных
листов
марки
С
-8
с
покрытием
из
полиэстра
—
на
рисунке
5.
На
построенных
эмпирических
зависимостях
отображены
экспоненциальные
уравнения
для
прогнозирования
величи
-
Рис
. 1.
Установка
для
оценки
эффективности
экранирования
кровельными
материалами
электромагнитного
поля
от
ЛЭП
в
естественных
условиях
: 1 —
крестовина
; 2 —
прямоуголь
-
ное
отверстие
; 3 —
нижняя
опора
стойки
; 4 —
верхняя
опора
стойки
; 5 —
отверстия
; 6 —
две
рамки
для
накладывания
иссле
-
дуемых
образцов
; 7 —
уголки
-
держатели
; 8 —
болт
; 9 —
мало
-
габаритный
переносной
прибор
с
автономным
питанием
для
измерения
напряженности
поля
промышленной
частоты
(
П
3-50)
8
6
8
4
3
5
9
9
6
7
4
3
5
2
1
48
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2 (21),
июнь
2021
ны
электрического
поля
в
различных
точках
пространства
.
Также
на
графике
указаны
пока
-
затели
достоверности
аппроксимации
(
R
2
),
ото
-
бражающие
точность
проведенных
измерений
.
Поскольку
во
всех
случаях
данный
показатель
стремится
к
единице
,
можно
сделать
вывод
о
достоверности
проведенных
исследований
.
Конструкционно
-
отделочные
материалы
,
указанные
в
данной
статье
,
выбраны
не
слу
-
чайно
,
поскольку
в
ранее
изданных
научных
публикациях
рассматривались
принципиально
различные
(
по
способу
изготовления
,
сырью
,
форме
)
материалы
.
В
результате
чего
в
ис
-
Табл
. 1.
Средние
значения
модуля
вектора
напряженности
электри
ческого
поля
(
E
)
без
применения
экранирующего
материала
Расстояние
,
м
Высота
от
поверхнос
ти
земли
,
м
E
,
кВ
/
м
0
1,5
2,49
1,8
2,83
3
3,01
5
1,5
2,04
1,8
2,23
3
2,62
15
1,5
1,41
1,8
1,76
3
1,91
Табл
. 2.
Средние
значения
модуля
вектора
напряженности
электрического
поля
(
E
)
с
учетом
применения
экранирующих
материалов
Рас
-
стоя
-
ние
,
м
Высота
от
по
-
верхности
земли
,
м
E
,
кВ
/
м
МП
-20
цинк
E
,
кВ
/
м
С
-8
цинк
E
,
кВ
/
м
С
-8
полиэстр
0
1,5
1,23
1,31
1,39
1,8
1,40
1,49
1,58
3
1,49
1,58
1,68
5
1,5
1,01
1,07
1,14
1,8
1,10
1,17
1,25
3
1,30
1,38
1,46
15
1,5
0,70
0,74
0,79
1,8
0,87
0,93
0,98
3
0,95
1,01
1,07
Рис
. 3.
Экспоненциальные
зависимости
напряженности
электрического
поля
промышленной
частоты
с
использованием
в
качестве
экранирующего
матери
-
ала
профилированных
листов
марки
МП
-20
Рис
. 2.
Экспоненциальные
зависимости
напряженности
электрического
поля
промышленной
частоты
без
применения
экранирующего
материала
Охрана
труда
Рис
. 5.
Экспоненциальные
зависимости
напряженности
электрического
поля
промышленной
частоты
с
использованием
в
качестве
экранирующего
материа
-
ла
профилированных
листов
марки
С
-8
с
покрытием
из
полиэстра
Рис
. 4.
Экспоненциальные
зависимости
напряженности
электрического
поля
промышленной
частоты
с
использованием
в
качестве
экранирующего
материа
-
ла
профилированных
листов
марки
С
-8
с
покрытием
из
цинка
следованиях
отражены
материалы
,
заведомо
обладающие
достойной
способностью
экра
-
нирования
электрического
поля
промышлен
-
ной
частоты
,
а
акцент
сделан
на
конкретных
особенностях
и
спе
ци
фи
ке
каждого
материала
в
отдельности
.
ВЫВОДЫ
В
результате
проведенных
исследований
уста
-
новлено
,
что
в
экранировании
электрического
поля
играет
роль
не
только
выбор
сырья
,
из
которого
изготовлен
материал
,
но
и
его
форм
-
фактор
.
Так
профилированный
лист
марки
МП
-20,
обладающий
схожим
расстоянием
между
гофрами
,
но
большей
высотой
волны
и
ярко
выраженной
формовкой
,
имеет
лучшую
способность
экранирования
(
порядка
6–11,5%)
относительно
профилированных
лис
тов
других
марок
,
участвующих
в
исследованиях
.
Стоит
отметить
значение
полученных
экс
-
поненциальных
зависимостей
,
позволяющих
определить
и
конкретизировать
величину
электрического
поля
в
любой
точке
простран
-
ства
,
для
проектирования
объектов
длитель
-
ного
пребывания
работников
подстанции
.
Также
,
исходя
из
полученных
результа
-
тов
,
следует
упомянуть
значение
защитного
слоя
—
покрытия
материала
.
Так
профнастил
марки
С
-8
с
цинковым
покрытием
обладает
лучшим
показателем
экранирования
(
порядка
5,5%)
относительно
аналогичного
материала
,
но
без
использования
покрытия
из
цинка
.
Таким
образом
,
использование
материа
-
лов
,
обладающих
наилучшей
экранирующей
способностью
,
позволит
снизить
(
улучшить
)
уровень
напряженности
электрического
поля
на
рабочем
месте
дежурного
электромонтера
подстанции
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Аполлонский
С
.
М
.
Безопасность
жизнеде
-
ятельности
человека
в
электромагнитных
полях
.
Уч
.
пособие
.
СПб
.:
Политехника
,
2014. 650
с
.
2.
Большаков
М
.
А
.
О
воздействии
электро
-
магнитного
поля
промышленной
частоты
на
человека
.
М
.:
Знание
, 2000. 201
с
.
3.
Литвинова
Н
.
А
.
Электромагнитная
эколо
-
гия
и
расчет
электромагнитных
величин
.
Уч
.
пособие
.
Тюмень
:
РИО
ФГБОУ
ВПО
«
ТюмГАСУ
», 2015. 131
с
.
4.
Литвинова
Н
.
А
.,
Кирий
И
.
С
.
Установка
для
оценки
эффективности
экранирования
кровельными
материалами
электромагнитного
поля
от
линий
электропе
-
редачи
в
естественных
условиях
».
Патент
на
изобретение
2 700 574 C1
Рос
.
Федерация
.
Заявка
№
2018130654.
Патентообладатель
:
Федераль
-
ное
государственное
бюджетное
образовательное
учреждение
высшего
образования
«
Тюменский
индустриальный
университет
» (
ТИУ
) (RU);
за
-
явл
. 2018.08.23 (24);
опубл
. 2019.09.18. 5
с
.
В статье представлены результаты авторских исследований, проведенных с 2017 по 2019 годы и направленных на изучение влияния различных конструкционно-отделочных материалов на показатель экранирования электрического поля промышленной частоты. В ходе исследований были получены экспоненциальные зависимости, позволяющие конкретизировать величину электрического поля в любой точке воздушного пространства как с учетом, так и без учета применения экранирующего материала. По результатам исследований установлено, что в экранировании электрического поля играет роль не только выбор сырья, из которого изготовлен материал, но и его форм-фактор. Профилированный лист марки МП-20 показал наилучшую способность экранирования (порядка 6–11,5%) относительно других материалов, участвующих в исследованиях. Так использование материалов, обладающих наилучшей экранирующей способностью, позволит снизить (улучшить) уровень напряженности электрического поля на рабочем месте дежурного электромонтера подстанции.
