Содержание и оформление отчёта

Отчёт по лабораторной работе оформляется индивидуально каждым студентом с указанием своего варианта.

Отчёт должен содержать:

• цель работы;

• краткие теоретические сведения по теме лабораторной работы;

• таблицу с результатами измерений параметров электрических и магнитных полей (табл. 4.3);

• результаты расчётов напряженности магнитного поля промышленной частоты для своего варианта в трёх режимах:

• в нормальном режиме работы;

• при трёхфазном КЗ;

• при двухфазном КЗ на указанных в задании фазах;

• вывод о соответствии измеренных параметров электрических и магнитных полей санитарным требованиям СанПиН 2.2.4.1191-03 и требованиям помехоустойчивости технических средств по ГОСТ Р 50648-94 с указанием степени жёсткости испытаний (табл. 4.2). Также должен быть представлен вывод о степени жёсткости испытаний технических средств на устойчивость к магнитным полям, определённым расчётным путём в нормальном режиме, при трёхфазном и двухфазном КЗ.

Контрольные вопросы

1. Почему ЭП и МП ПЧ нормируются и рассчитываются отдельно друг от друга?

2. От чего зависит напряжённость МП проводника с током?

3. Каким условием или условиями определяется допустимое значение напряжённости ЭП ПЧ?

4. Каким условием или условиями определяется допустимое значение напряжённости МП ПЧ?

5. Мероприятия по защите людей и технических средств от ЭП и МП ПЧ.

Лабораторная работа №5. Измерение электрических и магнитных полей радиочастотного диапазона

Цель работы: измерение электрических и магнитных полей радиочастотного диапазона; получение навыков работы с измерителем напряжённости высокочастотных полей ИПМ-101М.

Основные понятия

Источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастотного (РЧ) диапазона на объектах энергетики являются стационарные и переносные приёмопередающие радиостанции. Согласно СО 34.35.311-2004, при измерениях ЭМП под РЧ диапазоном понимают, как правило, частотный диапазон от 1 до 1000 МГц, охватывающий рабочие частоты большинства приёмопередающих устройств. Фактически этот диапазон несколько шире, поскольку существуют радиопередающие устройства, работающие как в килогерцовом, так и в гигагерцовом диапазоне частот.

Поскольку длина волны ЭМП РЧ диапазона относительно мала и составляет, к примеру, для частоты 1 МГц , а для частоты 1000 МГц – всего 0,3 м, то измерение параметров такого поля (вблизи его источника) производится в зоне так называемого дальнего поля (дальше длины волны), где электрическая и магнитная компоненты поля взаимосвязаны и обуславливают одна другую. По этой причине, как правило, достаточно измерить только одну из компонент ЭМП РЧ диапазона, другая может быть найдена аналитически.

ЭМП РЧ диапазона, как и ЭМП промышленной частоты, характеризуются напряжённостью электрического поля (ЭП) E, В/м, и напряжённостью магнитного поля (МП) H, А/м, или магнитной индукцией B, Тл. Для установившегося ЭМП в вакууме или в сухом воздухе справедливо соотношение:

.

ЭМП РЧ диапазона нормируются по условиям безопасности для человека согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 и по их воздействию на технические средства в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.2-99.

Согласно СанПиН 2.2.4.1191-03, оценка и нормирование ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ). Энергетическая экспозиция в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц рассчитывается по формулам:

;

,

где Е – напряженность электрического поля (В/м), Н – напряженность магнитного поля (А/м), Т – время воздействия за смену (час.).

Энергетическая экспозиция в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц рассчитывается по формуле:

где ППЭ – плотность потока энергии (Вт/м², мкВт/см²).

ПДУ энергетических экспозиций (ЭЭ_ПДУ) на рабочих местах за смену представлены в табл. 5.1.

Табл. 5.1

ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц

Параметр	ЭЭПДУ в диапазонах частот (МГц)
	0,03 - 3,0	3,0 - 30,0	30,0 - 50,0	50,0 - 300,0	300,0 - 300000,0
ЭЭE, (В/м)2·ч	20000	7000	800	800	-
ЭЭH, (А/м)2·ч	200	-	0,72	-	-
ЭЭППЭ, (мкВт/см2) ч	-	-	-	-	200

Максимальные допустимые уровни напряженности ЭП и МП, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в табл. 5.2.

Табл. 5.2

Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП диапазона частот 30 кГц - 300 ГГц

Параметр	Максимально допустимые уровни в диапазонах частот (МГц)
	0,03 - 3,0	3,0 - 30,0	30,0 - 50,0	50,0 - 300,0	300,0 - 300000,0
Е, В/м	500	300	80	80	-
Н, А/м	50	-	3,0	-	-
ППЭ, мкВт/см2	-	-	-	-	1000, 5000*

* для условий локального облучения кистей рук.

Степени жесткости испытаний на помехоустойчивость к излучаемому ЭП РЧ диапазона в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.2-99 приведены в табл. 5.3 и 5.4.

Табл. 5.3

Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии радиочастотным электромагнитным полем в диапазоне частот от 80 до 1000 МГц

Степень жесткости	Напряженность электромагнитного поля, В/м (дБ)
1	1 (120)
2	3 (130)
3	10 (140)
4	По согласованию между потребителем и производителем

Табл. 5.4

Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии радиочастотным электромагнитным полем в диапазоне частот от 800 до 960 МГц и от 1,4 до 2 МГц

Степень жесткости	Напряженность электромагнитного поля, В/м (дБ)
1	1 (120)
2	3 (130)
3	10 (140)
4	30 (150)
Специальная	По согласованию между потребителем и производителем

Определение ЭМП РЧ диапазона входит в обязательный объём работ по определению электромагнитной обстановки на объектах энергетики. Согласно СО 34.35.311-2004, необходимо проводить измерения напряженности полей радиочастотного (РЧ) диапазона от 1 до 1000 МГц в местах установки устройств автоматизированных систем технологического управления (АСТУ). Напряженности ЭМП измеряют от работающих переносных и стационарных радиопередающих станций, которые используются персоналом энергообъекта. Напряженность ЭМП от внешних источников также может измеряться в режиме мониторинга (длительно).

Помимо этого измеряют зависимость напряженности поля от расстояния до источника электромагнитного излучения и рассчитывают коэффициенты экранирования (ослабления напряженности) поля искусственными преградами: стенами, экранами, корпусами шкафов и т. д.