Бытовые электроприборы

Защита от действия электромагнитных излучений промышленной частоты

Теле- и радиостанции

Основной принцип обеспечение безопасности - соблюдение установленных Санитарными нормами и правилами предельно допустимых уровней электромагнитного излучения. Каждый радиопередающий объект имеет Санитарный паспорт, в котором определены границы санитарно-защитной зоны. Только при наличии этого документа территориальные органы Госсанэпиднадзора разрешают эксплуатировать радиопередающие объекты. Периодически они производят инструментальный контроль электромагнитной обстановки на предмет её соответствия установленным ПДУ.

Приобретая бытовую технику, проверяйте в Гигиеническом заключении (сертификате) отметку о соответствии изделия требованиям «Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях», МСанПиН 001-96.

Используйте технику с меньшей потребляемой мощностью: магнитные поля промышленной частоты будут меньше при прочих равных условиях.

Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП которых на действующих линиях определяются по критерию напряженности электрического излучения - 1 кВ/м.

В пределах санитарно-защитной зоны ЛЭП запрещается:

• размещать жилые и общественные здания и сооружения;

• устраивать площадки для стоянки и остановки всех видов транспорта;

• размещать предприятия по обслуживанию автомобилей и склады нефти и нефтепродуктов;

• производить операции с горючим, выполнять ремонт машин и механизмов.

На приусадебных участках или других местах пребывания людей напряженность поля промышленной частоты может быть снижена путем установления защитных экранов, например это железобетонные, металлические заборы, тросовые экраны, деревья или кустарники высотой не менее 2 м.

Распространенными коллективными средствами инженерно-технической защиты от действия ЭМИ ПЧ являются экранирующие навесы, козырьки.

Экранирующие навесы изготавливаются из параллельных проводников (диаметр 3-5 мм, расстояние между ними 20 см) и располагаются на высоте 2,5 м над пешеходными дорожками. При этом кратность защиты под серединой навеса достигает 17, у края - 5. Экранирующие козырьки, используемые в качестве защиты, изготавливаются в виде сеток из такого же материала с размером ячеек 5 -10 см с кратностью защиты, равной6. Для прохода людей, проезда автомашин, сельскохозяйственной техники под высоковольтными линиями электропередач организуют приспособления, относящиеся к коллективным средствам защиты. В частности, к ним относятся сокращение расстояний между опорами, применение экранирующих тросов, навесов, натянутых на заземленных опорах. В ряде случаев на установках 400 и 500 кВ на расстоянии 4,5 м и 750 кВ на расстоянии 6 м до токоведущих частей устанавливаются экраны. Во всех случаях экранирующие устройства подлежат заземлению с величиной сопротивления заземляющего устройства 10 Ом.

4.10. «Нейтрализатор» электромагнитных излучений

На сайте НПП «Циклон-тест» опубликован следующий материал.

Ситуацию с электромагнитным фоном в производственных и жилых помещениях можно изменить, если питание электропотребителей будет осуществляться не непосредственно от сетевой розетки, а через «нейтрализатор». Электрическое поле в этом случае локализуется в пространстве между сетевой розеткой и «нейтрализатором». В зоне расположения оборудования (и во всем помещении) электрическое поле снижается в 15-20 раз.

Рис. 55. Нейтрализатор серии «НЭП-350»

Нейтрализатор серии «НЭП-350» предназначен для компенсации электрического поля в зоне расположения технологического и офисного оборудования, компьютерной техники и бытовых электроприборов, снижая тем самым, вредное воздействие электрических излучений на организм человека.

На рис. приведены рекомендации по применению нейтрализатора.

5 ПОНЯТИЕ "ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ"

Понятие "электромагнитная совместимость" – это способность технических средств функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам и не оказывать неблагоприятного влияния на биологические объекты.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) — способность технических средств (ТС) функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам. ТС — любые устройства, использующие электромагнитные (ЭМ) явления. Например: устройства усиления, переключения, преобразования. Электромагнитная помеха — любое ЭМ явление, способное вызвать нарушение работы ТС.

В настоящее время наблюдается быстрый рост информационных систем всех видов, насыщенность электрическим, электронным и радиоэлектронным оборудованием, снижение уровней полезных сигналов при одновременном повышении количества и мощности различного электрооборудования, способного создавать высокий уровень помех.

Проблема электромагнитных помех появилась вместе с появлением электронных средств. С течением времени количество электронных средств неуклонно растет, и к ним предъявляются все более жесткие требования по электромагнитной совместимости (ЭМС). Именно поэтому ведется разработка новых методов и средств борьбы с помехами. Надежность и бесперебойность работы технических средств (ТС) на промышленных предприятиях в настоящее время в значительной степени определяется способностью обеспечивать их электромагнитную совместимость.

На рынках западных стран техническая продукция запрещена к продаже, если она не удовлетворяет требованиям электромагнитной совместимости. Наиболее индустриально развитые страны уже давно осознали необходимость решения проблем обеспечения электромагнитной совместимости через государственное регулирование. В США, Канаде, Японии, Англии, странах ЕС требования электромагнитной совместимости являются обязательными. Существующие в этих странах регламенты по электромагнитной совместимости имеют силу закона. В Европейском Союзе был принят ряд директив, устанавливающих обязательность выполнения требования электромагнитной совместимости.

Многочисленные электротехнические и электронные приборы (микроволновые печи, холодильники, устройства для обогрева, пылесосы и так далее) стали принадлежностью повседневного быта. Без этого оборудования практически невозможно представить жизнь современного человека. Для комфортного существования ему просто необходимы радиоприемник, телевизор, телефон и другие средства общения. Радиоэлектронные технологии вошли в структуры управления, навигацию, аэрокосмический комплекс. Мы не можем отказаться от радиосвязи, от навигации, систем наведения самолетов, охранных систем и т.д.

Однако, с одной стороны, работа технических средств создает в большей или меньшей степени различные электромагнитные помехи. Происходит загрязнение окружающей среды этими помехами. С другой стороны само радиоэлектронное оборудование чувствительно к различного рода электромагнитным воздействиям. В результате действия таких помех возникают различные нарушения в работе оборудования, приводящие к выходу его из строя, авариям и сбоям. Последствия их могут быть катастрофические для населения и окружающей среды. Это и породило такую проблему, как электромагнитная совместимость.

Если не будут приняты необходимые меры, проблема электромагнитной совместимости в перспективе может только обостриться.

Наиболее характерными примерами проявлений проблемы электромагнитной совместимости могут быть такие явления, как:

- отказы систем контроля и управления АЭС;

- отказы систем контроля и управления на производстве, в том числе и химическом;

- отказы бортовых систем самолетов и аэродромных систем наведения;

- сбои медицинской аппаратуры диагностики и жизнеобеспечения;

- непосредственное влияние на здоровье человека электромагнитных излучений от различного рода радиоэлектронного оборудования, особенно высокочастотного (сотовых телефонов, компьютеров, радиостанций, СВЧ печей, ВЧ установок, линий высоковольтной передачи и т.д.);

- сбои линий связи;

- потери информации в компьютерах (особенно ощутимы потери в электронных системах платежей).

Для обеспечения электромагнитной совместимости технических средств необходимо регламентировать как уровень излучений, так и уровень помехоустойчивости. На сегодняшний день данный вопрос регламентируется нормативными документами по стандартизации.

В частности в текущем году планируется разработка технического регламента по электромагнитной совместимости «Требования к безопасности низковольтного оборудования».

Для проведения испытаний по электромагнитной совместимости создаются специальные лаборатории или центры, которые аккредитуются на право проведения испытаний.

Процедура проведения испытаний достаточно сложна и трудоемка.

Во-первых, необходимы специальные помещения, т.к. испытания должны проводится в нормированных условиях. Для этого применяются экранированные и безэховые экранированные камеры (БЭК), ТЕМ-камеры. Их параметры приведены в стандартах на методы испытаний.

Во-вторых, необходима соответствующая измерительная аппаратура и испытательное оборудование.

Например, электромагнитная обстановка, в которой технические средства должны функционировать без нарушений, достаточно сложна. С целью ее классификации установлены следующие три категории электромагнитных помех, характеризующих электромагнитную обстановку:

- низкочастотные электромагнитные помехи (кондуктивные и излучаемые) (вызываемые любым источником, кроме электростатических разрядов);

- высокочастотные электромагнитные помехи (кондуктивные и излучаемые) (вызываемые любым источником, кроме электростатических разрядов);

- электростатические разряды.

Электромагнитная совместимость нарушается, если уровень помех слишком высок или помехоустойчивость оборудования недостаточна. В этом случае возможно нарушение в работе компьютеров, выдача ложных команд в системах управления, навигации, что приводит к ужасным катастрофам.

В странах ЕС вступила в силу директива 336ЕС 89. С 1996 года в Европе не допускается продажа технических средств без сертификата соответствия стандартам по электромагнитной совместимости.

В России подлежит обязательной сертификации по ЭМС различное электротехническое и электронное оборудование (компьютеры, контрольно-кассовые машины, медицинская техника и др.). Сертификат выдается на основе протокола испытаний, проведенных в аккредитованной лаборатории. Испытания включают проверку устойчивости ТС к помехам со стандартными параметрами и проверку на допустимые уровни создаваемых помех.

Количество и качество параметров ЭМС ТС определяется путем проверок, измерений и испытаний на ЭМС. В последние годы в России вводятся в действие новые отечественные стандарты и методы испытаний (свыше 50 стандартов), гармонизированные с международными и европейскими стандартами, регламентирующими объем современных требований к техническим средствам по обеспечению электромагнитной совместимости.

К сожалению, в настоящее время не существует четкого перечня параметров, влияющих на электромагнитную совместимость (ЭМС) технических средств, по которому можно было бы характеризовать электромагнитную обстановку на предприятии.

Из всего многообразия факторов или параметров, влияющих на ЭМС технических средств можно выделить основные и наиболее значимые:

· устойчивость к колебаниям напряжения (ГОСТ Р 51317.4.14-2000);

· устойчивость к электростатическим помехам (ГОСТ Р 513.17.4.2-99);

· устойчивость к излучаемым электромагнитным и радиочастотным помехам (ГОСТ Р 51317.4.3-99 [2]; ГОСТ Р 51317.4.1-2000 — стандарт применяется при установлении требований к электротехническим, электронным и радиоэлектронным изделиям, оборудованию и системам по устойчивости к электромагнитным помехам и соответствующих видов испытаний применительно к условиям электромагнитной обстановки при эксплуатации технических средств;

· устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными электромагнитными полями (ГОСТ Р 51317. 4.6-99);

· устойчивость к радиопомехам от электрического, светового и аналогичного оборудования (ГОСТ Р 51318.15-99);

· уровень электромагнитных помех (электромагнитная обстановка) (ГОСТ Р 51317.2.2-2000; ГОСТ Р 51317.2.5-2000);

· гармоники тока и фликер;

· уровень «загрязнения» электрической сети предприятия гармониками всех уровней (нормы устанавливаются в ГОСТ 13109-97, а также в РД 153-34.0-15.501-00 отдельно для сетей 0,4 и 6/10 кВ (подробнее см. табл. 1 «Нормы на коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения»);

· устойчивость к динамическим изменениям напряжения электропитания (ГОСТ Р 51317.4.11-99).

Это лишь небольшой перечень нормативных документов, на которые следует обратить внимание при исследовании вопроса ЭМС ТС на предприятии (как говорилось выше стандартов более 50, здесь выделяются основные). Зачастую ТС на промышленных предприятиях эксплуатируют в условиях воздействия на них электромагнитных и радиочастотных излучений. Источниками этих излучений часто являются портативные приемопередатчики, применяемые эксплуатационным персоналом и службами безопасности, стационарные радио и телевизионные передатчики, радиопередатчики подвижных объектов, а также различные промышленные источники излучений.

Электромагнитная обстановка на территории предприятия (как внутри, так и снаружи) определяется напряженностью электромагнитного поля (напряженностью поля). Для измерения напряженности поля необходимы сложные измерительные приборы. Расчет напряженности поля с использованием классических выражений и формул затруднен из-за влияния окружающих предметов или близости других ТС, которые будут искажать и/или отражать электромагнитные волны.

Все испытания, которые необходимо проводить при оценке электромагнитной совместимости технических средств, отражены в ряде ГОСТов и в общем виде они представлены на рис.1.

В настоящее время в России вводятся в действие новые отечественные стандарты и методы испытаний (свыше 50 стандартов), гармонизированные с международными и европейскими стандартами, регламентирующими объем современных требований к техническим средствам по обеспечению электромагнитной совместимости (ЭМС). Решения о совершенствовании регулирования в области ЭМС были связаны, прежде всего, с широким распространением микроэлектроники и компьютерной техники в бытовой, производственной и хозяйственной сферах.

В то же время учитывалось возрастание уровня электромагнитных помех, включая низкочастотные и высокочастотные помехи, вызываемые, например, мобильными телефонами. Принималась во внимание и необходимость устранения барьеров в международной торговле.

Испытания на помехоустойчивость к излучаемым электромагнитным радиочастотным полям проводятся в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК 61000-4-3-95), в котором приведены степени жесткости испытаний при различных полосах частот.

Устанавливаемые степени жесткости испытаний соответствуют типичным уровням воздействующего электромагнитного поля. Вместе с тем в некоторых местах размещения ТС указанные уровни могут быть превышены, например при одновременной установке в одном здании двух мощных радиопередатчиков, которые используются для обеспечения радиосвязи на всей территории предприятия. В этих случаях более предпочтительным, чем установление для всех ТС повышенных требований устойчивости к электромагнитному полю, может быть экранирование помещения или здания, в котором расположены радиопередатчики, и применение помехоподавляющих фильтров в силовых кабелях и кабелях передачи сигналов.

Эффекты, вызываемые высшими гармониками напряжения и тока, могут быть разделены на эффекты мгновенного и длительного возникновения.

К проблемам мгновенного возникновения относят:

· искажение формы питающего напряжения;

· падение напряжения в распределительной сети;

· эффект гармоник, кратных трем (в трехфазных сетях);

· резонансные явления на частотах высших гармоник;

· наводки в телекоммуникационных и управляющих сетях;

· повышенный акустический шум в электромагнитном оборудовании;

· вибрация в электромашинных системах;

· недостоверные показания измерительных приборов и некоторых датчиков обратной связи в системах АСКУЭ.

К проблемам длительного возникновения относят:

· нагрев и дополнительные потери в трансформаторах и электрических машинах;

· нагрев конденсаторов;

· нагрев кабелей распределительной сети.

Нормально допустимые значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения в точках присоединения к электрическим сетям с разным номинальным напряжением U_ном приведены в таблице 1.

Таблица 1. Значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения, в %

Нечетные гармоники, не кратные 3 при Uном, кВ	Нечетные гармоники,| не кратные 3* при Uном, кВ	Четные гармоники при Uном, кВ
n	0,38	6–20	n	0,38	6–20	n	0,38	6–20
	6,0	4,0		5,0	3,0		2,0	1,5
	5,0	3,0		1,5	1,0		1,0	0,7
	3,5	2,0		0,3	0,3		0,5	0,3
	3,0	2,0		0,2	0,2		0,5	0,3
	2,0	1,5	>21	0,2	0,2		0,5	0,3
	1,5	1,0					0,2	0,2
	1,5	1,0				>12	0,2	0,2
	1,5	1,0
>25	0,2+ +1,3* *25/n	0,2+ +0,8* *25/n

n — номер гармонической составляющей напряжения.

* — нормально допускаемые значения, приведенные для n, равных 3 и 9, относятся к однофазным электрическим сетям.

В трехфазных трехпроводных электрических сетях эти значения принимают вдвое меньшими приведенных в таблице.

Предельно допустимое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения вычисляют по формуле:

К_U(n)пред = 1,5 • К_U(n)норм

где К_U(n)норм — нормально допустимое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения, определяемое по таблице 1.

Следует отметить, что для точного решения задачи кондиционирования гармоник требуется:

· знание условий эксплуатации и технические характеристики источников энергии, распределительной системы и автоматов защиты;

· точное знание характеристик нагрузок (гармонического состава токов, потребляемой мощности, места их подключения в системе электропитания);

· использование специальных измерительных приборов для экспериментального определения гармонического состава тока в различных участках распределительной системы электропитания;

· проведение анализа и моделирования изучаемой системы электропитания.

Комплекс этих мероприятий необходим для правильного проектирования или изменения уже существующей системы электроснабжения и выбора требуемой спецификации оборудования, способной обеспечить электромагнитную совместимость (ЭМС), соответствующую современным международным стандартам.

Для определения степени обеспечения электромагнитной совместимости технических средств на любом промышленном предприятии, на 1-м этапе, необходимо проводить испытания не по всем вышеуказанным параметрам, а достаточно получить данные по трём основным:

· устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными электромагнитными полями;

· устойчивость к излучаемым электромагнитным радиочастотным помехам;

· уровень «загрязнения» электрической сети предприятия гармониками всех уровней.

Если же результаты испытаний не соответствуют нормам, указанным в стандартах, то требуется проведение дополнительных испытаний по другим показателям, которые перечислены в этой статье.

Анализ, проведенный авторами, показал, что для нормального и бесперебойного функционирования предприятия в современном мире необходимо разработать практический алгоритм действий, обеспечивающий оценку реального состояния электромагнитной совместимости технических средств, используемых на предприятии, а также влияния электромагнитного излучения на состояние окружающей среды, что позволяет вести постоянный контроль параметров ЭМС в процессе эксплуатации технических средств, а также выявлять новые источники «загрязнения» электрической сети предприятия гармониками всех уровней.

Дата добавления: 2014-01-07