Содержание и оформление отчёта

Отчёт по лабораторной работе оформляется один на подгруппу, выполнявшую работу, с обязательным указанием на титульном листе присутствовавших на занятии студентов.

Отчёт должен содержать:

• цель работы;

• краткие теоретические сведения по теме лабораторной работы;

• осциллограммы импульсов с частотами 0,5, 1 и 2 МГц (скриншоты из программы);

• таблицу с результатами измерений и расчётов (табл. 3.2);

• вывод о соответствии измеренных параметров импульсов паспортным данным генератора высокочастотных импульсов комплекса ИКП-1.

Контрольные вопросы

1. С какими процессами в первичной сети связано появление ВЧ импульсных помех?

2. Какими способами передаются ВЧ импульсные помехи?

3. Схема имитации протекания ВЧ составляющей тока КЗ по ЗУ.

4. От чего зависит величина ВЧ составляющей тока КЗ? Как она соотносится с током КЗ промышленной частоты?

5. Почему при измерениях при имитации ВЧ помех лучше использовать осциллограф, а не импульсный вольтметр?

6. В чём отличие режима непрерывной развёртки осциллографа от режима ждущей развёртки? Для каких целей применяется первый режим, а для каких – второй?

7. Мероприятия по снижению ВЧ помех при переходных процессах.

Лабораторная работа №4. Измерение и расчёт электрических и магнитных полей промышленной частоты

Цель работы: измерение электрических и магнитных полей промышленной частоты; расчёт магнитных полей промышленной частоты; получение навыков работы с измерителем электрических и магнитных полей П3-70.

Основные понятия

В отечественных энергосистемах производство, передача и потребление электроэнергии производятся преимущественно на частоте 50 Гц. Работа электроустановок невозможна без существования электромагнитного поля (ЭМП), изменяющегося во времени также с частотой 50 Гц.

Поскольку длина волны ЭМП промышленной частоты (ПЧ) велика и составляет , то измерение параметров такого поля (вблизи электроустановки) производится в зоне так называемого ближнего поля (ближе длины волны), где электрическая и магнитная компоненты практически независимы друг от друга. По этой причине нормирование и расчёт параметров ЭМП на частоте 50 Гц осуществляется отдельно для его электрической и магнитной составляющих.

Уровень электрического поля (ЭП) ПЧ определяется, главным образом, величиной напряжения электроустановки. Для характеристики данной компоненты поля используется параметр напряжённости ЭП, обозначаемый E и измеряемый в В/м. Величина напряжённости ЭП ПЧ нормируется по условиям безопасности для человека в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03.

Предельно допустимый уровень напряженности ЭП ПЧ на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м. При напряженностях в интервале больше 5 до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания в ЭП Т рассчитывается по эмпирической формуле , где Е – напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м; Т – допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч. При напряженности свыше 20 до 25 кВ/м допустимое время пребывания в ЭП составляет 10 мин. Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.

Воздействие ЭП ПЧ на технические средства не нормируется.

Магнитное поле (МП) ПЧ создается током, протекающим через силовое оборудование. Для характеристики данной компоненты поля могут быть использованы два параметра: магнитная индукция (B, Тл) или напряжённость магнитного поля (H, А/м). Эти физические величины связаны между собой соотношением , где – магнитная постоянная; – магнитная проницаемость среды. При этом в немагнитных средах ( ) 1 А/м ≈ 1,25 мкТл, 1 мкТл ≈ 0,8 А/м.

МП ПЧ нормируются по условиям безопасности для человека в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 и по их воздействию на технические средства в соответствии с ГОСТ Р 50648-94.

Согласно первому документу устанавливаются предельно допустимые уровни напряженности МП ПЧ для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия (табл. 4.1).

Табл. 4.1

ПДУ воздействия периодического МП частотой 50 Гц

Время пребывания (час)	Допустимые уровни МП, Н [А/м] / В [мкТл] при воздействии
	общем	локальном
≤1	1600/2000	6400/8000
2	800/1000	3200/4000
4	400/500	1600/2000
8	80/100	800/1000

Отдельно нормируется напряжённость МП при кратковременном воздействии МП ПЧ.

Степени жесткости испытаний технических средств на помехоустойчивость к МП ПЧ в соответствии с ГОСТ Р 50648-94 приведены в табл. 4.2.

Табл. 4.2

Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии МП ПЧ

Степень жесткости	Напряженность МП, А/м
	МП постоянной интенсивности	Кратковременное МП (длительность 1-3 с)
1	1	-
2	3	-
3	10	-
4	30	300
5	100	1000
Специальная	По согласованию между потребителем и производителем

Определение МП ПЧ входит в обязательный объём работ по определению электромагнитной обстановки на объектах энергетики. Согласно СО 34.35.311-2004, СТО 56947007-29.240.043-2010 и СТО 56947007-29.240.044-2010, непосредственные измерения напряженности МП частотой 50 Гц проводят в нормальных режимах при помощи измерителя МП в местах установки устройств автоматизированных систем технологического управления (АСТУ) и на распределительных устройствах (РУ) вдоль трассы прокладки кабелей.

Для режимов коротких замыканий (КЗ) на шинах РУ уровень напряженности МП определяют расчетным путем. Рассматривают режим КЗ на шинах РУ вблизи места установки устройств АСТУ.

Приближенные оценки проводят по формуле

,

где – расстояние до шин, по которым проходит ток короткого замыкания .

В тех случаях, когда вблизи места установки устройств АСТУ размещены реакторы или трансформаторы, измеряют напряженность МП в нормальном режиме и пересчитывают для условий протекания токов КЗ. Для нескольких реакторов искомую напряженность МП определяют методом суперпозиции напряжённости полей от каждого реактора с учётом фазового сдвига токов.

Напряженность МП, создаваемого трансформатором, много меньше, чем напряженность поля, создаваемого реактором. МП трансформатора, в основном, сосредоточено в магнитопроводе. Воздействие магнитного поля трансформатора на АСТУ может представлять опасность лишь в непосредственней близости от трансформатора. Расчет напряженности МП вблизи трансформатора представляет сложную задачу. В этом случае определяют напряженность МП экспериментально.