
БЖ10
.docxФЕДЕРАЛЬНОЕ 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:
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
Построить график зависимости напряженности электрического поля от заданных в варианте величин X, x, h, с шагом 2 метра до xn=x+8
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 |
Uф – 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:
Высота размещения провода Hпр на расстоянии X от опоры определяется по формуле:
f – стрела провеса. f = H-H0 = 5 м.
Hпр = 15.55 м (расчет данного значение приведен в ячейке B12 приложенного xlsx файла)
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)/ma2 – (x+d)/nA2 k2 = (Hпр-h)/mA2+(Hпр+h)/nA2
k3 = x/mB2 - x/nB2 k4 = (Hпр-h)/mB2+(Hпр+h)/nB2
k5 = (x-d)/mc2 – (x-d)/nc2 k6 = (Hпр-h)/mC2+(Hпр+h)/nC2
π = 3,14; ε - диэлектрическая постоянная, ε = 8,85* 10-12 ф/м.
Для того, чтобы получить коэффициенты k, необходимо найти отрезки ma, mb, mc, na, nb, nc. Они определяются следующими уравнениями:
Посчитаем коэффициенты ma, mb, mc, na, nb, nc, k1, k2, k3, k4, k5, k6 для x = [26,28,30,32,34], h =2 (расчеты ma приведены в ячейках B5: B9, mb – C5:C9, mc – D5:D9, na – E5:E9, nb – F5:F9, nc – 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 ma, mb, mc, na, nb, nc, k1, k2, k3, k4, k5, k6 для h = [2,3,4,5,6], x =26 (расчеты ma приведены в ячейках B15: B19, mb – C15:C19, mc – D15:D19, na – E15:E19, nb – F15:F19, nc – 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:
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).
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.
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).