Оценка влияния конструкционно-отделочных материалов на показатели электромагнитной безопасности стационарного рабочего места дежурного электромонтера ПС 110/10 кВ




Page 1


background image







Page 2


background image

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







Page 3


background image

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

x

E

y

 + 

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







Page 4


background image

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







Page 5