Материал: Zadachnik_po_ekol_i_bzh2018

В задаче рассчитывается напряженность электрического поля, создаваемого трехфазной ВЛЭП с горизонтальным расположением проводов

(рис. 10.1).

Номинальное фазное напряжение ВЛЭП - Uф. Длина пролета линии - L.

Расстояние между проводами трехфазной ВЛЭП - d. Высота крепления провода - Н.

Высота провиса провода – H0

Стрела провеса - = Н – Н0. Радиус провода ВЛЭП – r.

В задаче необходимо рассчитать:

1.Напряженность электрического поля Е в точке, удаленной от ближайшей опоры на расстояние - X, от оси ВЛЭП - на расстояние х, от поверхности земли по вертикали - h (рис. 10.2).

2.Построить график зависимости напряженности электрического поля от заданных в Вашем варианте величин Х, х, h, с шагом 2 метра до хn = х + 8.

3.Построить график зависимости Е(h) от той же начальной точки X, х, h, с шагом I метр до hn = h + 4.

1.Высоту размещения провода Нпр на расстоянии X от опоры определяем по формуле:

Нпр = Н – (4 X / L) (1 – X / L),

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

EC U ф /4 π ε

2k1 k3 k5 2 3 k3 k5 2 2k2 k4 k6 2 3 k4 k6 2

Коэффициенты k имеют следующие значения:

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

46

Отрезки ma, mb, mc, na, nb, nc – являются гипотенузами соответствующих прямоугольных треугольников (см. рис. 10.2) и определяются следующими уравнениями:

Рис. 10.1. К определению высоты размещения линии (провода)

над землей Нпр на разных расстояниях от опоры - Х

47

Рис. 10.2. К вычислению напряженности электрического поля вблизи воздушной линии электропередачи в точке – Р: А, В, С – фазы (провода) линии;

ma, mb, mc – кратчайшие расстояния от точки Р до фаз линии;

na, nb, nc - кратчайшие расстояния от точки Р до зеркальных изображений фаз.

48

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

С = 2 / ln(d32 / r ),

Далее, принимая х равным х+2; х+4; х+6; х+8, находим Е для каждого из этих значений. Строим график зависимости Е(х).

Принимая h равным h+1; h+2; h+3; h+4, вычисляем Е для каждого значения. Строим график зависимости Е(h).

Полученные результаты необходимо сравнить с допустимыми санитарными нормами. Напряженность электрического поля не должна превышать 5000 В/м.

По окончании расчета сделать выводы и ответить на контрольные вопросы.

Таблица 10.1

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Биологическое действие электромагнитного поля.

2.Как нормируется воздействие электромагнитного поля на человека?

3.Механизм биологического действия электрического поля.

Литература: [7; 9].

49

Задача №11

РАСЧЕТ ВЕЛИЧИНЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В УСЛОВИЯХ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Энергия электромагнитных полей широко используется в промышленности и сельском хозяйстве. При этом уровни интенсивностей излучений с каждым годом возрастают по сравнению с радиофоном нашей планеты. Электромагнитное поле радиочастот стало новым фактором окружающей среды.

Литературные данные свидетельствуют о том, что электромагнитное поле является мощным физическим раздражителем, который может вызвать функциональные и органические нарушения всех систем организма. В связи с этим необходимо вести постоянный контроль за уровнем интенсивности полей от источников излучения, а также владеть методами расчета напряженности электромагнитного поля. Это имеет большое значение при выборе оптимальных гигиенических условий для размещения радиостанций вблизи населенных мест, организации санитарно-защитных зон для охраны населения от вредного воздействия полей.

Для проведения расчетов необходимо учитывать мощность передатчиков, количество их, коэффициенты усиления антенн, рабочие длины волн, диаграммы направленности антенн в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также характер почвы и рельеф.

Основным элементом противорадиационной защиты следует считать нормативы "Санитарные правила и нормы (СанПиН) 2.2.4/2.1.8.055-96”. Правильно обоснованные, они позволяют не только сохранить здоровье, но и обеспечить достаточно надежный уровень работоспособности, избежать ненужных психологических травм.

Таблица 11.1 Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электрической состав-

ляющей ЭМИ РЧ на человека

Полученные при расчетах результаты необходимо сравнить с ПДУ и на основе сравнений сделать выводы и построить графики. Диапазоны радиоволн представлены в табл. 11.2.

50