БЖ10

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное Государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра экологии, безопасности жизнедеятельности и электропитания

Отчет по задаче №10

«Расчет напряженности электрического поля вблизи высоковольтной линии электропередач (ВЛЭП)»

Выполнил:

Студент

Вариант:

1БСТ15008

Москва, 2018 г.

Цель работы:

1. Напряженность электрического поля E в точке, удаленной от ближайшей опоры на расстояние –Х, от оси ВЛЭП – на расстояние х, от поверхности земли по вертикали -h

2. Построить график зависимости напряженности электрического поля от заданных в варианте величин X, x, h, с шагом 2 метра до xn=x+8

3. Построить график зависимости E(h) от той же начальной точки X, x, h, с шагом 1 метр до hn = h+4

Исходные данные:

Таблица исходных данных

L, м	H, м	H0, м	d, м	r, м	X, м	x, м	h, м	Uф, кВ
120	20	15	10	0.03	40	26	2	500

U_ф – номинальное фазное напряжение

L – длина пролета линии

d – расстояние между проводами трехфазной ВЛЭП

H – высота крепления провода

H₀ – высота провиса провода

r – радиус провода ВЛЭП

Ход решения:

1. Высота размещения провода H_пр на расстоянии X от опоры определяется по формуле:

f – стрела провеса. f = H-H₀ = 5 м.

H_пр = 15.55 м (расчет данного значение приведен в ячейке B12 приложенного xlsx файла)

2. Искомая напряженность электрического поля, В/м, трехфазной воздушной линии электропередачи с горизонтальным расположением проводов определяется из формулы:

Коэффициенты k вычисляются по следующим формулам:

k1 = (x+d)/m_a² – (x+d)/n_A² k2 = (H_пр-h)/m_A²+(H_пр+h)/n_A²

k3 = x/m_B² - x/n_B² k4 = (H_пр-h)/m_B²+(H_пр+h)/n_B²

k5 = (x-d)/m_c² – (x-d)/n_c² k6 = (H_пр-h)/m_C²+(H_пр+h)/n_C²

π = 3,14; ε - диэлектрическая постоянная, ε = 8,85* 10^-12 ф/м.

Для того, чтобы получить коэффициенты k, необходимо найти отрезки m_a, m_b, m_c, n_a, n_b, n_c. Они определяются следующими уравнениями:

Посчитаем коэффициенты m_a, m_b, m_c, n_a, n_b, n_c, k1, k2, k3, k4, k5, k6 для x = [26,28,30,32,34], h =2 (расчеты m_a приведены в ячейках B5: B9, m_b – C5:C9, m_c – D5:D9, n_a – E5:E9, n_b – F5:F9, n_c – G5:G9, k1 – H5:H9, k2 – I5:I9, k3 – J5:J9, k4 – K5:K9, k5 – L5:L9, k6 – M5:M9 приложенного xlsx файла)

Также посчитаем коэффициенты m_a, m_b, m_c, n_a, n_b, n_c, k1, k2, k3, k4, k5, k6 для h = [2,3,4,5,6], x =26 (расчеты m_a приведены в ячейках B15: B19, m_b – C15:C19, m_c – D15:D19, n_a – E15:E19, n_b – F15:F19, n_c – G15:G19, k1 – H15:H19, k2 – I15:I19, k3 – J15:J19, k4 – K15:K19, k5 – L15:L19, k6 – M15:M19 приложенного xlsx файла)

Емкость фазы относительно земли (пренебрегая влиянием земли) определяется по формуле:

C=9.20136*10^-12 (расчет данного значение приведен в ячейке N5 приложенного xlsx файла)

Рассчитаем E для x = [26,28,30,32,34], h =2 (расчеты данных значений приведены в ячейках O5:O9 приложенного xlsx файла)

Рассчитаем E для h = [2,3,4,5,6], x =26 (расчеты данных значений приведены в ячейках O15:O19 приложенного xlsx файла)

График зависимости E(x) представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. График функции E(x)

График зависимости E(h) представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. График функции E(h)

Вывод:

С увеличением x при h = const напряженность электрического поля уменьшается, а с увеличением h при x = const – увеличивается.

Ответы на вопросы:

1. Биологическое действие электромагнитного поля:

Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволяют определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная (головные боли, утомляемость, нарушения внимания и др.), иммунная (нарушаются процессы иммуногенеза), эндокринная, половая (понижение активности гипофиза).

2. Как нормируется воздействие ЭМ поля на человека:

В соответствии с санитарными нормами оценка воздействия ЭМИ на людей осуществляется по следующим параметрам: 1) По значениям интенсивности ЭМИ РЧ: Такая оценка применяется для лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ. В диапазоне частот 30 кГц - 300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля (Е, В/м) и напряженности магнитного поля (Н, А/м). В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями плотности потока энергии (ППЭ, Вт/кв. м, мкВт/кв. см). 2) По энергетической экспозиции: для лиц, связанных по работе с зонами влияния ЭМИ РЧ.

3. Механизм биологического действия электрического поля:

Существует несколько механизмов действия ЭМП на биообъекты:

тепловой механизм воздействия – связан с повышением температуры облучаемой ткани при относительно высоких уровнях облучающего ЭМП. Это происходит за счет возникновения в тканях токов смещения и проводимости, которые и вызывают нагревание.

нетепловое воздействие – когда температура повышается несущественно, но действие электромагнитных волн проявляется на организменном уровне при относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см²).