3.4.3. Источники и влияние электромагнитных полей в городах

В городах [10] имеет место значительный уровень широкополосных электромагнитных полей, из-за проходящий по территории города высоковольтных линий электропередачи, от ТЭЦ, распределительных подстанций, промышленных предприятий, электротранспорта, автомобильного транспорта и др.

Система электроснабжения города осуществляется в основном с помощью линий электропередачи (ЛЭП), в том числе в черте города. Напряженность электрического поля Е на территории города вблизи ЛЭП, как правило, не превышает нормируемых (допускается на территории зоны жилой застройки: Е_доп = 1 кВ/м; на участках пересечения воздушных линий электропередачи с автомобильными дорогами 1 – IV категорий: Е_доп = 10 кВ/м).

Напряженность магнитного поля В в жилом массиве территории города (по его периметру) вблизи подстанций и ЛЭП-110 кВ (под линиями) имеют достаточно большие величины и близки к значению 1 А/м, но быстро снижаются до незначительных величин при удалении от ЛЭП-110 кВ и от подстанций на 5…6 м, т.е. к участкам пешеходных дорожек и тротуаров (рекомендованная в жилом секторе величина плотности потока магнитной индукции 0,2 – 0,3 мкТл, т.е. 0,16…0,24 А/м). В промышленной зоне (район ТЭЦ) вблизи группы параллельных ЛЭП-110 кВ напряженность магнитного поля может достигать значительных величин, превышающих допустимые для населения, в частности, как показано в [10], до 3,8 А /м. Под линиями электропередачи ЛЭП-500 кВ напряженность магнитного поля достигает еще больших значений, в частности, до 18,2 А/м.

Электротранспорт (транспорт на электрической тяге) – электропоезда (в том числе поезда метрополитена), троллейбусы, трамваи и т. п. является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. По данным Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений максимальные значения плотности потока магнитной индукции В в пригородных «электричках» достигают 75 мкТл при среднем значении 20 мкТл. Среднее значение В на транспорте с электроприводом постоянного тока зафиксировано на уровне 29 мкТл.

Типичный результат долговременных измерений уровней магнитного поля, генерируемого железнодорожным электротранспортом на удалении 12 м от полотна, приведен на рис. 3.2.

В, мкТл

Время

Р и с. 3.2. Уровни магнитного поля, В, генерируемого железнодорожным электротранспортом

Автомобильный транспорт также является источником электромагнитных полей, которые возникают от систем зажигания автомашин. В автомобильных устройствах зажигания при прерывании первичного тока i₁(t) в катушке зажигания возникает изменение тока di₁(t)/dt. Связанное с этим изменение магнитного потока dФ₁(t)/dt индуктирует во вторичной обмотке катушки зажигания высокое напряжение u₂(t), как показано на рис. 3.3.

С_пар Распределитель С_пар

Р и с. 3.3. Возбуждение импульса высокого напряжения в автомобильных устрой­ствах зажигания: С_r – искрогасительный конденсатор для защиты контактов прерывателя; С_пар – паразитные емкости

Небольшие паразитные напряжения индуктируются также и в других проводящих контурах этой и соседних автомашин (маг­нитная связь проводящих контуров).

Индуктируемый в обмотке высокого напряжения импульс вызывает на проводах зажигания высокую скорость изменения напряжения du₂(t)/dt, которая вследствие тока смещения i_с.м = С_парdu₂(t)/dt через паразитные емкости также может вызывать в соседних контурах и проводниках помехи (емкостная связь). При разрыве тока распределите­лем в цепях зажигания в результате разряда емкости вторичной обмотки вновь возникают быстрые изменения напряжения и тока, которые за счет индукции и взаимного влияния вызывают помехи. В зависимости от того, соединены ли соседние системы петлей или звездой и являются ли они высокоомными или низкоомными, влияние имеет емкостный или индуктивный харак­тер.

Типичные плотности амплитуд помех по напряженности электрического поля вблизи городских улиц находятся в пределах – 20 и + 20 дБ мкВ/м/кГц. Частоты электромагнитных помех в городах достигают гигарцевого диа­пазона.