Довбыш В.Н. - Электромагнитная безопасность элементов энергетических систем - 2009

Такой режим имеет место лишь в течение коротких промежутков времени. Данное утверждение справедливо и для остальных видов электротранспорта, рассмотренных выше.

Однако, поскольку рассмотренные случаи являются наихудшими в смысле электромагнитной безопасности, именно полученные здесь результаты представляют наибольший интерес с точки зрения оценки экстремальных параметров электромагнитного мониторинга элементов энергосистем.

131

РАЗДЕЛ 4. Экспериментальные исследования ЭМП энергетической инфраструктуры региона

4.1. Методика проведения эксперимента и обработки результатов

Несмотря на очевидные преимущества расчетных методов применительно к решению проблем электромагнитного мониторинга, экспериментальные исследования прочно сохраняют свои позиции в случаях:

-когда информация об устройстве объекта исследования отсутствует или недостаточна для построения корректной расчетно-теоретической модели;

-когда параметры, характеризующие режим работы объекта, оказываются труднопредсказуемыми;

-когда исходные параметры расчетной модели могут быть определены лишь на основе экспериментальных данных.

И, наконец, корректно поставленный эксперимент в адекватных условиях является лучшим критерием проверки точности результатов, получаемых расчетным путем.

Экспериментальные исследования ЭМП элементов региональной энергосистемы построим таким образом, чтобы условия проведения эксперимента были аналогичны условиям, моделируемым при расчете.

Ввиду существенного зашумления спектра вблизи промышленной частоты в городах, с одной стороны, и влияния побочных статических полей, с другой стороны, для измерений ЭМП ПЧ целесообразно использовать селективный прибор с закрытым входом. В качестве такого прибора может выступать, например, измеритель напряженности поля промышленной частоты П3-50.

Прибор П3-50 (см. рис.4.1) предназначен для измерения среднеквадратического значения напряженности электрического и магнитного полей промышленной частоты 50 Гц, возбуждаемых вблизи электроустановок высокого напряжения. В комплект прибора входят две измерительные антенны Е3-50 и Н3-50. Измерительная антенна Е3-50 представляет собой симметричную дипольную антенну электрически малых размеров (полный размер диполя 100 мм). Измерительная антенна типа Н3-50 представляет собой экранированную рамочную антенну электрически малых размеров (полный размер рамки 80 мм, число витков 5600).

Измерения ЭМП высоковольтных ЛЭП и цепей питания электротранспорта проводятся следующим образом:

132

-электрическое и магнитное поля измеряются на высоте 2 м от поверхности Земли в направлении, перпендикулярном линии электропередач, в нескольких сечениях на протяжении всего следования линии; при этом необходимо учитывать возможное совместное прохождение линий различного класса напряжений и корректно интерпретировать результаты для этих случаев;

-магнитное поле измеряется систематически в течении некоторого времени (месяц, полгода, год) с целью проверки корреляции с соответствующим графиком загрузки линий;

-измерения контрольных точек корректируются в соответствии с характером рельефа местности;

-измерения проводятся до расстояний, превышающих размеры зоны,

вкоторой контролируемые параметры оказываются больше своих предельно допустимых значений, регламентированных СанПиН.

Для трансформаторных подстанций целесообразно проводить измерения только магнитного поля. Магнитное поле свободностоящих (внешних) трансформаторных подстанций и тяговых подстанций электротранспорта измеряется в горизонтальном сечении на высоте 2 м от поверхности Земли до расстояний, превышающих размеры зоны, в которой контролируемые параметры оказываются больше своих предельно допустимых значений, регламентированных СанПиН. Магнитное поле встроенных трансформаторных подстанций измеряется в примыкающих помещениях на первом и далее этажах в горизонтальных сечениях, в плоскостях, отстоящих на 0,5 и 1,5 м от уровня поля, или иных условиях, моделируемых при расчете.

Электрическое поле силовых концентраторов-распределителей измеряется аналогично полю ЛЭП, а магнитное поле – аналогично полю трансформаторных подстанций.

Измерения необходимо проводить в каждой точке раздельно для трех ортогональных компонент векторов поля с последующим вычислением модуля результирующего вектора. Для каждой компоненты целесообразно проводить не менее трех измерений с последующим вычислением среднего значения.

4.2. Результаты экспериментальных исследований электромагнитных полей высоковольтных ЛЭП

Измерения, результаты которых приведены ниже, проводились для ряда ЛЭП, эксплуатирующихся на территории Самарский области – ЛЭП500 кВ, ЛЭП-200 кВ, ЛЭП-110 кВ. Измерения проводились с целью оценки уровней электромагнитных полей и, одновременно, проверки корректности расчетов, проведенных ранее.

Уровни напряженности электрического и магнитного полей определялись на высоте 2,0 м от поверхности Земли. С помощью прибора П3-50 и антенны E3-50 определялись уровни электрического поля, соответст-

134

вующие трем ортогональным составляющим вектора E (см. рис.4.2.а). С помощью прибора П3-50 и антенны Н3-50 определялись уровни магнитного поля, соответствующие трем ортогональным составляющим векто-

ра H (см. рис.4.2.б).

z

z

Рис.4.2. Пояснения к проведению измерений

Измерения проводились на отметках 0, 2, 5, 10, 15 , 20 , 50 метров от оси проходящей вдоль направления следования каждой ЛЭП; в каждой точке производилось не менее трех измерений, в протокол занесены максимальные значения полученных уровней.

Фрагменты коридоров прохождения ЛЭП на карте Самарской области показаны на рис.4.3.

Процесс проведения измерений электрического поля ЛЭП при помощи прибора П3-50 и антенны Е3-50 показан на рис.4.4.

На рисунках, приведенных ниже, показаны распределения электрического и магнитного полей ЛЭП. Там же построены графики, полученные теоретическим путем. На рисунках приведены только средние значения, полученные экспериментальным путем.

Приведенные результаты измерений в указанных точках территории на различных расстояниях от объекта, полученные с помощью прибора для измерения напряженности поля промышленной частоты П3-50 в целом хорошо соответствуют результатам прогнозирования электромагнитной обстановки, полученными расчетно-аналитическим путем по разработанной ранее методике. Некоторые количественные расхождения между расчетными и экспериментальными результатами, очевидно, объясняются влиянием случайных факторов, которые не учитываются в методиках проведения расчетных и экспериментальных исследования.

135

E, V/m

H, A/m

138

E, V/m

H, A/m

139

E, V/m

H, A/m

140