ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов энергетического института

Составители
Д.В. Тихонов, Е.В. Старцева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ, СОЗДАВАЕМОГО УСТАНОВКАМИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы – изучить неблагоприятное воздействие и допустимые нормы напряженности электрического поля промышленной частоты, для персонала и населения. Ознакомиться с применением измерителя напряженности поля промышленной частоты П3-50; измерить напряженность электрического поля в высоковольтной лаборатории.

Общие сведения

Электрические сети высокого напряжения оказывают неблагоприятное влияние на техно- и биосферу. Напряжения и токи в проводах линий электропередач создают электромагнитные поля в пространстве и блуждающие токи в земле. Вследствие этого могут возникнуть мешающие и даже опасные влияния на биосферу. Электромагнитные поля отрицательно воздействуют на людей и животных. Опасное воздействие на персонал и население оказывают электрические и магнитные поля промышленной частоты (50 Гц).

Воздушные линии (ВЛ) создают в окружающем пространстве электрическое поле, напряженность которого снижается по мере удаления от ВЛ. Электротехнический персонал подвергается воздействию электромагнитного поля, что может неблагоприятно сказываться на состоянии здоровья. В связи с этим нормирование и контроль воздействия электромагнитного поля являются важными задачами для обеспечения безопасности работ в электроустановках посредством технических и организационных мероприятий.

Меры защиты персонала от воздействия электрического поля

Если напряженность электрического поля превышает предельно допустимые уровни, должны быть приняты меры по ее снижению. В местах возможного пребывания человека напряженность электрического поля может быть уменьшена путем удаления жилой застройки от ВЛ, применением экранирующих устройств и других средств снижения напряженности электрического поля. Основными видами средств коллективной защиты от воздействия электрического поля промышленной частоты являются экранирующие устройства – составная часть электрической установки, предназначенная для защиты персонала в открытых распределительных устройствах и на воздушных линиях электропередач.

Экранирующее устройство необходимо при осмотре оборудования и при оперативных переключениях, наблюдении за производством работ. Конструктивно экранирующие устройства оформляются в виде козырьков, навесов или перегородок из металлических канатов, прутков, сеток.

Переносные экраны также используются при работах по обслуживанию электроустановок в виде съемных козырьков, навесов, перегородок, палаток и щитов.

Экранирующие устройства должны иметь антикоррозионное покрытие и быть заземлены.

Способы ограничения напряженности поля под воздушными линиями высших классов напряжения

Наиболее простым конструктивным способом ограничения напряженности поля под линиями является установка заземленных тросов под проводами линий. Габарит до земли нормируется с учетом необходимости обеспечения безопасности перемещения под линиями различных механизмов высотой до 4–4, 5 м. Поэтому, если высота троса в месте его максимального провеса не будет превышать 4– 4, 5 м, высота подвески проводов над землей не изменится. Наведенные на заземленных тросах заряды частично компенсируют поле проводов линии и ограничивают напряженность поля. Более эффективна подвеска под каждым проводом линии двух тросов, разнесенных в горизонтальной плоскости. На заземленных тросах наводятся заряды, знак которых противоположен знаку заряда соответствующего провода.

Следует заметить, что подвеска дополнительных тросов приводит к заметному удорожанию линии. Расчеты показывают, что экономически более целесообразно увеличивать высоту подвески провода. Поэтому тросовые экраны применяются только при пересечениях линией дорог. При этом они натягиваются между дополнительными железобетонными стойками.

Ограничение напряженности поля под линиями электропередачи может быть достигнуто без изменения конструкции линии при использовании растительного массива под линиями. Стволы и ветки деревьев, кустарников имеют высокую проводимость в течение всего года. Погонное сопротивление составляет 1–3, 5 МОм/м при положительных температурах и 100–500 МОм/м при отрицательных температурах. В связи с этим при высоте древесно-кустарниковой растительности под проводами 4 м напряженность поля не превышает 1 кВ/м при отрицательных температурах и 0, 01 кВ/м при положительных температурах. Это обеспечивает полную экологическую безопасность людей и животных под линиями.

Аппаратура для измерения

Измеритель напряженности поля промышленной частоты П3-50 (рис. 1) предназначен для измерения среднеквадратичного значения напряженности электрического поля промышленной частоты возбуждаемого вблизи электроустановок высокого напряжения. Измеритель состоит из антенн-преобразователей (АП) Е3-50, Н3-50 и устройства отсчетного УО3-50. Работа прибора основана на возбуждении в АП под воздействием измеряемого поля переменного напряжения с той же частотой и пропорционального напряженности поля. Переменное напряжение предварительно усиливается в АП и далее поступает на вход устройства отсчетного, где происходит его фильтрация, дальнейшее усиление, преобразование в постоянное напряжение и индикация.

Рис. 1. Измеритель напряженности поля промышленной частоты

с антенной-преобразователем Е3-50

АП типа E3-50 предназначена для измерения напряженности электрического поля и представляет собой симметричную дипольную антенну электрически малых размеров (полный размер диполя 100 мм). При помещении диполя в ЭП между плечами диполя возникает переменная разность потенциалов. Амплитуда этого переменного напряжения пропорциональна проекции вектора напряженности поля на ось диполя. Переменное напряжение с диполя далее передается на вход дифференциального усилителя находящегося в корпусе АП. С выхода усилителя сигнал через кабель поступает на устройство отсчетное УО3-50.

Устройство отсчетное типа УО3-50 предназначено для усиления и преобразования аналогового сигнала поступающего с АП в цифровой сигнал, и отсчета напряженности ЭП в абсолютных единицах кВ/м

Для определения среднеквадратического значения модуля вектора напряженности ЭП следует измерить в выбранной точке пространства проекции вектора напряженности поля на три взаимно ортогональные оси Е_x, Е_y и Е_z. После чего определить модуль вектора напряженности электрического поля Е по формуле:

Порядок выполнения работы

1. Перед началом работы ознакомиться с техническим описанием измерителя напряженности поля ПЗ-50, порядком проведения измерений.

2. Убедиться, что все переключатели на главной панели лабораторной установки находятся в нейтральном положении (положение «0»). Ручка автотрансформатора должна находиться в крайнем положении при вращении против часовой стрелки.

3. При отключенной лабораторной установке измерить в заданной преподавателем точке пространства проекции вектора напряженности электрического поля (так называемые фоновые значения). Результаты измерений занести в табл. 3.

4. Переводом ключа из положения «0» в положение «1» включить лабораторную установку;

5. Переводом ключа из положения «0» в положение «1» подать напряжение на автотрансформатор;

6. Установить с помощью автотрансформатора напряжение на первичной обмотке высоковольтного трансформатора , что соответствует напряжению вторичной обмотки

7. Измерить среднеквадратическое значение модуля вектора напряженности электрического поля. Для этого в заданной преподавателем точке пространства измеряются проекции вектора напряженности электрического поля. Результаты измерений занести в табл. 3.

8. Повторить измерения, изменяя значения напряжения на первичной обмотке высоковольтного трансформатора в соответствии со значениями, указанными в табл.3. Результаты измерений занести в табл. 3.

9. Построить зависимость модуля напряженности электрического поля в зависимости от величины напряжения на вторичной обмотке высоковольтного трансформатора для всех точек пространства, в которых проводились измерения.

10. Сравнить измеренные уровни напряженности поля с фоновыми значениями.

11. Дать объяснения полученных результатов.

12. Ответить на контрольные вопросы.

Таблица 3 Результаты измерений

Величина первичного/ вторичного напряжения высоковольтного трансформатора, В	Е_x_, кВ/м	Е_y_, кВ/м	Е_z_, кВ/м	Е, кВ/м	Примечание
0, 0/0, 0					Установка отключена
10, 0/3500					Установка включена
20, 0/7000
30, 0/10500
40, 0/14000
50, 0/17500
60, 0/21000

Пункты 1–10 повторить применительно к нескольким точкам пространства, заданным преподавателем.

Содержание отчета

Отчет должен содержать следующие обязательные составные части:

1. Титульный лист, оформленный в соответствии с установленными требованиями.

2. Цели выполнения работы.

3. Краткое изложение теоретических вопросов, касающихся содержания работы.

4. Термины и определения.

5. Использованные технические средства.

6. Описание задания (постановка задач, подлежащих выполнению).

7. Описание основной части (краткая характеристика лабораторной установки, ее схема, результаты измерений, представленные в форме таблиц и графиков).

8. Анализ полученных результатов.

Отчет составляется общим на бригаду студентов.

Оформление текста отчета о ЛР выполняется в соответствии с требованиями СТО ТПУ 2.5.01-2006.

9. Контрольные вопросы

1. Что является причиной появления электрического поля от высоковольтных устройств?

2. Какие мероприятия применяют для снижения напряженности электрического поля?

3. Перечислить факторы, влияющие на величину напряженности электрического поля под линией высокого напряжения.

4. Почему наличие растительности под ВЛ снижает напряженность электрического поля?

Литература

1. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электро-технике / А.Ф. Дьяков [и др.]; под ред. А.Ф. Дьякова.– М.: Энерго-атомиздат, 2003. – 768 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ СОЗДАВАЕМОГО УСТАНОВКАМИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы – изучить неблагоприятное воздействие и допустимые нормы напряженности магнитного поля промышленной частоты для персонала и населения; ознакомиться с применением измерителя напряженности поля промышленной частоты П3-50; измерить напряженность магнитного поля, создаваемого током в высоковольтной лаборатории.

Общие сведения

Электроустановки электроэнергетических и промышленных предприятий, исследовательских лабораторий являются источником магнитного поля (МП) частотой 50 Гц. Магнитное поле – одна из составляющих электромагнитного поля, которая создается током, протекающим через проводник.

Магнитное поле имеет место в электроустановках всех классов напряжения. Его интенсивность выше вблизи выводов генераторов, токопроводов, блочных силовых трансформаторов и автотрансформаторов связи ОРУ разных напряжений (особенно на уровне разъема бака), а также ЗРУ 6–10 кВ и вблизи них. В помещениях вблизи КРУ, у токопроводов, вблизи электродвигателей, распределительных устройств, кабельных и воздушных линий всех напряжений интенсивность магнитного поля существенно ниже. Более сложная ситуация с системой кабельных линий здания. При появлении в кабельной линии тока утечки возникающий дисбаланс, т.е. неравенство нулю суммарного тока по кабельной линии создает в окружающем пространстве магнитное поле, медленно убывающее с увеличением расстояния от рассматриваемого кабеля. Кроме того, наличие токов утечки в системе электроснабжения здания приводит к протеканию токов по металлоконструкциям и трубопроводным системам, что также является причиной увеличения уровней МП ПЧ.

Воздействие магнитного поля на персонал может быть как общим, так и преимущественно локальным (на конечности). Переменное магнитное поле индуцирует в теле человека вихревые токи. Согласно современным представлениям, индуцирование вихревых токов является основным механизмом биологического действия магнитных полей. Основным параметром, его характеризующим, является плотность вихревых токов. Допустимое значение плотности вихревого тока в организме положено в основу СанПиН и всех действующих в мире гигиенических регламентов магнитного поля (с разными коэффициентами гигиенического запаса).

Интенсивность воздействия МП определяется напряженностью (Н), или магнитной индукцией (В) (их эффективными значениями). Напряженность МП выражается в А/м (кратная величина – кА/м) магнитная индукция – в Тесла (Тл, дольные величины мТл мкТл нТл). Индукция и напряженность МП в воздухе связаны следующим соотношением:

Тл,

где Гн/м – магнитная постоянная,

Н – напряженность магнитного поля, А/м.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) магнитного поля устанавливаются в зависимости от времени пребывания персонала для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия (табл. 1).

Таблица 1. Предельно допустимые уровни магнитного поля

(СанПиН 2.2.4.1191-03)

Время пребывания (ч)	Допустимые уровни МП Н (А/м)/В (мкТл) при воздействии
	общем	локальном
< 1	1600/2000	6400/8000
	800/1000	3200/4000
	400/500	1600/2000
	80/100	800/1000

В 2001 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в информационном сообщении “Electromagnetic fields and public health. Extremely low frequency fields and cancer” признала, что в свете современных научных представлений, магнитное поле промышленной частоты (МП ПЧ) со значениями плотности магнитного потока, превышающими 0, 3–0, 4 мкТл, в условиях продолжительного воздействия, возможно, является канцерогенным фактором окружающей среды. Поэтому ВОЗ рекомендует придерживаться предупредительного принципа, т.е. всеми доступными средствами ограничивать воздействие МП ПЧ на организм человека.

Биологическая эффективность МП зависит от интенсивности и продолжительности воздействия. Показана возможность неблагоприятного влияния МП на здоровье человека. Реакции организма имеют неспецифический характер. Обследование взрослого населения показало, что существует еще одна проблема, лежащая в аспекте проявления отдаленных последствий, улиц, имеющих контакт с МП ПЧ и поднятая во многих публикациях. Данная проблема заключается в возможности развития нейродегеративных болезней и нейрологических расстройств. К этой возможной патологии в настоящее время относят депрессивный синдром, прогрессирующую мышечную атрофию (боковой амитрофический склероз), болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также возможное учащение случаев самоубийств.

Согласно докладу рабочей группы CIGRE для всех людей допускается неограниченное время воздействия МП напряженностью 80 А/м. Однако, в последние годы все чаще говорят о необходимости снижения допустимого уровня МП, зачастую локально, например, около школ, площадок для игр и т.д.

В свою очередь, причиной повышенного уровня магнитного поля, как правило, являются недостатки в проектировании, монтаже и эксплуатации распределительных сетей в зданиях. Российская предельно-допустимая гигиеническая норма 10 мкТл внутри жилых помещений и 50 мкТл на территории зоны жилой застройки (СанПиН 2.1.2.1002-00). Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует придерживаться в качестве безопасного уровня 0, 2 мкТл, учитывая относительную неизученность отдаленных последствий воздействия этого фактора.

Магнитные поля промышленной частоты биологически значимого уровня 0, 2 мкТл и выше и продолжительного периода воздействия имеют широкое распространение в условиях непрофессионального воздействия. Они фиксируются на постоянных рабочих местах, не зависимо от профессиональной категории работающих, а также внутри жилых помещений (табл. 2).

Таблица 2. Уровни магнитного поля промышленной частоты бытовых
электроприборов на расстоянии 0, 3 м

Бытовой электроприбор	от, мкТл	до, мкТл
Пылесос	0, 2	2, 2
Дрель	2, 2	5, 4
Утюг	0, 0	0, 4
Миксер	0, 5	2, 2
Телевизор	0, 0	2, 0
Люминесцентная лампа	0, 5	2, 5
Кофеварка	0, 0	0, 2
Стиральная машина	0, 0	0, 3
Микроволновая печь	4, 0	12, 0
Электрическая плита	0, 4	4, 5

2. Меры защиты персонала и населения от воздействия
магнитного поля

Измерение напряженности (индукции) МП должно производиться на всех рабочих местах эксплуатационного персонала электроустановок, в местах прохода персонала (в т.ч. вблизи экранированных токопроводов, под шинными мостами и т.п.), а также в производственных помещениях с постоянным пребыванием персонала, расположенных на расстоянии менее 20 м от токоведущих частей электроустановок, в т.ч. отделенных от них стеной.

Обеспечение защиты работающих от неблагоприятного влияния МП осуществляется путем проведения организационных и технических мероприятий.

К организационным относятся мероприятия, обеспечивающие соблюдение требований ограничения продолжительности пребывания персонала под воздействием МП (без нарушения сложившейся системы эксплуатационного обслуживания электрооборудования), и организация рабочих мест на расстояниях от токоведущих частей оборудования, обеспечивающих соблюдение ПДУ.

При проектировании электроустановок организационные мероприятия включают:

· отказ от размещения производственных помещений, рассчитанных на постоянное пребывание персонала вблизи токоведущих частей электроустановок, а также под и над токоведущими частями оборудования (например, токопроводами), за исключением случаев, когда уровни МП по результатам расчета не превышают предельно допустимые;

· расположение путей передвижения обслуживающего персонала на расстояниях от экранированных токопроводов и (или) шинных мостов, обеспечивающих соблюдение ПДУ;

· исключение расположения токоограничивающих реакторов и выключателей в соседних ячейках РУ 6–10 кв;

· при проектировании ВЛ предпочтение должно отдаваться двухцепным ВЛ с расположением фазных проводов, обеспечивающим максимальную компенсацию МП от фазных токов обеих цепей;

· при проектировании КЛ их расположение должно обеспечивать соблюдение допустимых значений МП у поверхности земли.

При эксплуатации электроустановок организационные мероприятия включают следующее:

· зоны с уровнями МП, превышающими предельно допустимые, где по условиям эксплуатации не требуется даже кратковременное пребывание персонала (например, камеры выводов турбогенераторов), должны ограждаться и обозначаться соответствующими предупредительными знаками;

· осмотр электрооборудования, находящегося под напряжением, должен осуществляться из зон с уровнями МП, удовлетворяющими нормативным требованиям; ремонт электрооборудования следует производить вне зоны влияния МП.

К техническим относятся мероприятия, снижающие уровни МП на рабочих местах путем экранирования источников МП или рабочих мест. Экранирование должно осуществляться посредством материалов с высокой относительной магнитной постоянной или активных экранов.

Аппаратура для измерения

Для измерения напряженности магнитного поля используется измеритель напряженности поля промышленной частоты типа П3-50 (рис. 1.). Измеритель напряженности поля промышленной частоты ПЗ-50 предназначен для измерения среднеквадратичного значения напряженности магнитного поля промышленной частоты, возбуждаемого вблизи электроустановок высокого напряжения в диапазоне от 0, 1 до 1800 А/м.

Рис. 1. Измеритель напряженности поля промышленной частоты

с антенной-преобразователем Н3-50

Измеритель состоит из антенны-преобразователя (АП) Н3-50 и устройства отсчетного УО3–50. АП типа Н3-50 представляет собой экранированную рамочную антенну электрически малых размеров (средний диаметр рамки 80 мм, число витков 5600). При помещении АП в МП в обмотке антенны наводится переменное напряжение, пропорциональное проекции вектора напряженности поля на ось, перпендикулярную плоскости рамки. Переменное напряжение далее через кабель поступает на устройство отсчетное УО3-50, преобразующее аналоговый сигнал, поступающий с АП в цифровой сигнал и обеспечивающее индикацию напряженности МП в абсолютных единицах А/м.

В зависимости от положения переключателей при измерении напряженности МП могут быть установлены пределы измерения, указанные в табл. 3.

Таблица 3. Положение переключателей

Предел измерения, А/м	Положение переключателя, × 0, 1/× 1/× 10	Положение переключателя, 2/20/200
	× 10
	× l
	× 1
	× l
0, 2	× 0, 1

Для определения среднеквадратического значения модуля вектора напряженности МП следует измерить в выбранной точке пространства проекции вектора напряженности поля на три взаимно ортогональные оси Н_x_,Н_y, H_z. После чего необходимо определить модуль вектора напряженности электрического поля Н по формуле:

Порядок работы

1. Перед началом работы ознакомиться с устройством измерителя напряженности поля ПЗ-50, порядком проведения измерений.

3. При отключенной лабораторной установке измерить в заданной преподавателем точке пространства проекции вектора напряженности магнитного поля (так называемые фоновые значения). Результаты измерений занести в табл. 4.

4. Переводом ключа из положения «0» в положение «1» включить лабораторную установку;

5. Переводом ключа из положения «0» в положение «2» замкнуть цепь, которая является источником магнитного поля (МП);

6. Установить с помощью автотрансформатора ток в проводнике .

7. Измерить среднеквадратическое значение модуля вектора напряженности магнитного поля. Для этого в заданной преподавателем точке пространства измеряются проекции вектора напряженности магнитного поля. Результаты измерений занести в табл. 4.

8. Повторить измерения, изменяя значения тока в проводнике через 0, 5 А до значения 2, 0 А. Результаты измерений занести в табл. 4.

9. Построить зависимость модуля напряженности магнитного поля в зависимости от величины тока в проводнике.

10. Сравнить измеренные уровни напряженности поля с фоновыми значениями.

11. Дать объяснения полученных результатов.

12. Ответить на контрольные вопросы.

Таблица 4. Результаты измерений

Величина тока в проводнике, А	Н_Х, _, А/м	Н_Y, А/м	Н_Z, А/м	Н, А/м	Примечание
0, 0					Установка отключена
0, 5					Установка включена
1, 0
1, 5
2, 0

Пункты 1–10 повторить применительно к нескольким точкам пространства, заданным преподавателем.

Содержание отчета

Отчет должен содержать следующие обязательные составные части:

1. Титульный лист, оформленный в соответствии с установленными требованиями.

2. Цели выполнения работы.

3. Краткое изложение теоретических вопросов, касающихся содержания работы.

4. Термины и определения.

5. Использованные технические средства.

6. Описание задания (постановка задач, подлежащих выполнению).

8. Анализ полученных результатов.

Отчет составляется общим на бригаду студентов.

Оформление текста отчета о ЛР выполняется в соответствии с требованиями СТО ТПУ 2.5.01-2006.

7. Контрольные вопросы

1. Что является причиной появления магнитного поля от высоковольтных устройств?

2. Какие мероприятия применяют для снижения напряженности магнитного поля на электростанциях и подстанциях?

3. Перечислить факторы, влияющие на величину напряженности магнитного поля от высоковольтных устройств.

4. Как нормируется пребывание населения в магнитном поле промышленной частоты?

Литература

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ИССЛЕДОВАНИЕ КОРОНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА КАК ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ

Цель работы – о знакомиться с причинами появления радиопомех от высоковольтного оборудования и мерами по их ограничению, допустимыми нормами и аппаратурой для измерения.

Аппаратура для измерений

Для проведения измерений в настоящей лабораторной работе используется измеритель напряженности поля малогабаритный ИПМ-101. В качестве индикатора наличия высокочастотных электромагнитных помех используется бытовой радиоприемник с диапазонами радиоприема ДВ, СВ, КВ и УКВ.

Измеритель ИПМ-101 (рис. 1) предназначен для измерения среднеквадратичных значений напряженности переменного электрического и магнитного поля и плотности потока энергии электромагнитного поля.

Рис. 1. Измеритель ИПМ-101

В составе с антенной-преобразователем АП Е01 измеритель обеспечивает измерение в свободном пространстве, при расстоянии от проводящих тел до точки измерения поля не менее 0, 2 м, следующих параметров электромагнитного поля:

· среднеквадратического значения модуля вектора напряженности электрического поля (НЭП) способом направленного приема;

· плотности потока энергии (ППЭ) плоской электромагнитной волны путем пересчета измеренного значения НЭП в ППЭ.

Измеритель обеспечивает измерение НЭП и ППЭ на частотах от 30 кГц до 1, 2 ГГц и от 2, 4 до 2, 5 ГГц. Диапазон измерения НЭП зависит от частоты измеряемого поля и находится в пределах от E_min до Е_m_ах, где E_min и Е_m_ах в В/м определяются по формулам:

В/м, В/м,

где – частотный коэффициент АП E01, принимается в соответствии с табл. 3.

Таблица 3. Значения частотного коэффициента.

Частота, МГц	K_f
0, 03–0, 05	1, 15
0, 05–300	1, 00
300–500	0, 85
500–700	0, 70
700–1000	0, 50
1000–1200	0, 35
2400–2500	0, 50

Диапазон измерения ППЭ находится в пределах от П_minдо П_max, где П_minи П_max, мкВт/см², определяются по формулам:

П_min = 0, 265(E_min )², П_max = 0, 265(E_max)²,

где E_min и E_max измеряются в В/м.

Более подробно, технические характеристики и порядок подготовки к работе, и порядок работы измерителя напряженности поля малогабаритного ИПМ-101 приведены в инструкции на устройство.

Порядок работы

1. Перед началом работы необходимо ознакомиться с устройством измерителя напряженности поля ИПМ-101, порядком проведения измерений.

3. На электроде высоковольтного трансформатора повернуть пластину электрода острием к плоскому электроду, закрепленному на ограждении.

4. Переводом ключа из положения «0» в положение «1» включить лабораторную установку.

5. Переводом ключа из положения «0» в положение «1» подать напряжение на высоковольтный трансформатор.

6. Установить с помощью автотрансформатора напряжение на первичной обмотке высоковольтного трансформатора соответствующее устойчивому появлению короны между электродами.

7. С помощью радиоприемника по характерному шуму в динамиках. установить ориентировочный диапазон электромагнитных волн, генерируемых короной. При возникновении характерного шума в динамиках радиоприемника, убедиться, что его источником является корона. Для этого плавно изменять с помощью автотрансформатора напряжение между электродами от установленного до нуля. При этом шум помехи должен снижаться.

8. Переведите последовательно ключи и в положение «0».

9. Достаньте из футляра устройство отсчетное УО-101 и АП Е01. Подключите АП Е01 к УО-101.

10. Установите переключатель ВЫКЛ/КОНТ/ИЗМ в положение КОНТ (переключатель 200/2000 может быть в произвольном положении). При этом на индикаторе УО-101 появится контрольное число, пропорциональное напряжению питания прибора. Число на индикаторе должно находиться в пределах от 75 до 100.

При свежей батарее число находится в пределах 90–100. При разряде батареи во время эксплуатации измерителя число будет уменьшаться. При полностью разряженной батарее контрольное число станет менее 75. В этом случае следует заменить элемент питания.

Элемент питания подлежит замене также при отсутствии показаний на индикаторе или появлении в левом верхнем углу индикатора символа LO ВАТ. Проведение измерений при включенном символе LO ВАТ не допускается, поскольку в этом случае погрешность измерений может выйти за допустимые пределы.

11. После прохождения времени установления рабочего режима, равного 3 мин, установить переключатель ВЫКЛ/КОНТ/ИЗМ в положение ИЗМ, а переключатель 200/2000 в положение 2000.

Поместите АП в измеряемое поле, удерживая ее за пластмассовую рукоятку в одной руке, а устройство отсчетное УО-101 – в другой. Изменяя направление измерительной оси АП, добейтесь максимального показания на индикаторе.

Если показания на индикаторе слишком малы, переключитесь на более чувствительный предел измерения, установив переключатель 200/2000 в положение 200. Если на индикаторе появляется символ перегрузки (цифра 1 в левом десятичном разряде индикатора при отсутствии цифр в других разрядах), то это означает, что напряженность поля в точке измерения превышает величину установленного предела. Оптимальным для проведения измерений является предел, на котором можно получить отсчет с максимальным количеством значащих цифр.

12. Измерение модуля проекции вектора напряженности электрического поля на измерительную ось АП.

12.1. Возьмите в одну руку УО-101, а в другую – АП. Внесите АП на вытянутой руке над ограждением на высоте 15 см от него. При этом, на экране индикатора УО-101 появятся показания U_А, соответствующие проекции вектора напряженности поля на измерительную ось АП.

12.2. Поскольку поляризация измеряемого поля заранее неизвестна, измерения производятся трехортогональным способом. Для этого необходимо, согласно п.12.1, провести в выбранной точке пространства измерение трех взаимно перпендикулярных проекций, соответствующих проекции вектора напряженности электрического поля (U_А_x, U_Ay и U_Az – показания индикатора УО-101 для электрического поля). Необходимо для каждой проекции провести два измерения, отличающиеся поворотом относительно оси ручки на 180 °. Измерения занести в табл. 4.

12.3. Для каждого положения АП необходимо по формулам (1) и (2) вычислить измеренные значения напряженности поля E⁰и E¹⁸⁰, В/м:

; (1)

, (2)

где, K_Ai – амплитудный коэффициент АП, В/м;

K_f – частотный коэффициент АП;

U_Ai - показания индикатора УО-101, мВ;

А, В, С – коэффициенты, задающие амплитудную характеристику АП.

Значения коэффициентов А, В, С для данного измерителя напряженности поля соответственно равны: А = 0, 0841; В = 79, 9; С = 10, 48. Значение K_f для диапазона частот от 1, 0 до 300 МГц принимается равным 1, 0.

12.4. Затем вычислить напряженность электрического (E) поля для каждой из проекций по формулам:

;

; (3)

12.5. После проведенных измерений и расчетов вычислить действующее значение модуля напряженности электрического поля в исследуемой точке:

(4)

12.6. Занести вычисленное значение напряженности электрического поля в табл. 4.

12.7. Определить фоновое значение плотности потока энергии (ППЭ) по формуле:

где, Р – ППЭ электромагнитного поля, мкВт/см²;

Е – напряженность электрического поля, В/м.

Результаты расчетов также занести в табл. 4.

12 3 4 Следующая ⇒