Способы контроля уровня напряженности магнитного поля  электроустановок переменного тока и устройства для его осуществления

Для безопасности электротехнического персонала от вредного воздействия уровней напряженности электрических и магнитных полей (МП), среднесменной энергетической нагрузки ЭМП (научная школа УрГУПС, под руководством д-ра техн. наук, проф. К.Б. Кузнецовым), разработаны следующие системы защиты:

• способ контроля уровня напряженности МП электроустановок переменного тока и устройство для его осуществления;
• способ контроля напряженности МП по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока и устройство для его осуществления;
• устройство для контроля напряженности МП переменного и постоянного токов;
• устройство для измерения плотности потока энергии ЭМП.

Способ контроля уровня напряженности магнитного поля электроустановок переменного тока и устройства для его осуществления

Способ контроля уровня напряженности магнитного поля электроустановок переменного тока и устройство для его осуществления (рисунок 1) разработаны для снижения негативного влияния магнитного поля 50 Гц на работников железнодорожного транспорта, вызванного длительным действием, за счет своевременного предупреждения и информирования персонала о превышении предельно допустимого уровня напряженности магнитного поля 50 Гц.

Основные технические данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Основные технические данные

Рабочие условия эксплуатации:

• температура окружающего воздуха от 5 до 35 °С;
• относительная влажность воздуха до 90% при температуре воздуха 30 °С ;
• атмосферное давление от 61,34 до 104 кРа ( от 460 до 780 mmHg);
• иней и роса отсутствуют;
• вибрация отсутствует.

ИМП УрГУПС-1 можно устанавливать в машинном отделении электроподвижного состава с выводом сигнального устройства о превышении нормируемого ПДУ МП в кабину электровоза. Машинист, управляя электровозом, сможет при безопасных уровнях магнитных полей 50 Гц направлять своего помощника осматривать электроустановки, расположенные в машинном отделении. 

Способ контроля напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока и устройство для его осуществления

Устройство позволяет оценивать  уровни МП со спектром высших гармонических составляющих выпрямленного напряжения и тока в частотном диапазоне от 0 до 10 кГц и предупреждать персонал, при аддитивном воздействии, о превышении их суммарных уровней. 

На рисунке 2 представлена схема устройства для контроля уровня напряженности магнитного поля по приведенным уровням высших гармонических составляющих переменного тока, включающая электроустановку переменного тока 1, антенный датчик 2 со спиралевидной рамкой 3, усилитель 4, звено частотной коррекции 5, детектор 6, процессор 7 с логическим элементом И, пороговый элемент 8 с логическим элементом ИЛИ, сигнальное устройство 9 с красной 11 и зеленой 10 лампами, индикатор 12, магнитное поле 13, объект воздействия 14.

Устройство измеряет МП со спектром высших гармонических составляющих  и сигнализирует персоналу о превышении или не превышении безопасных уровней (при аддитивном воздействии), что актуально при эксплуатации: контактной сети, тяговых подстанций и электроподвижного состава.

Устройство для контроля напряженности магнитных полей переменного и постоянного токов

Это устройство (рисунок 3) предназначено для непрерывного контроля напряженности магнитных полей переменного и постоянного токов и информирование персонала о превышении ПДУ.

Таким образом, впервые представлено устройство для контроля напряженности магнитных полей переменного и постоянного токов, которое позволяет непрерывно измерять напряженность как постоянного, так и переменного магнитных полей и сигнализировать персоналу о превышении ПДУ. Можно применять при выполнении работ со съемной изолированной вышки.

Устройство для измерения плотности потока энергии  электромагнитного поля

Это устройство предназначено для измерения уровня плотности потока энергии электромагнитного поля (рисунок 4).

Схема устройства для измерения плотности потока энергии (энергетической нагрузки) электромагнитного поля включает электроустановку переменного тока 1, измеряемую антенну 4 магнитного поля со спиралевидной рамкой 5, измеряемую антенну 2 электрического поля с двумя плоскими проводящими пластинами 3, расположенными параллельно друг другу и разделенными слоем диэлектрика, усилитель 7 для магнитного поля и усилитель 6 для электрического поля, звено частотной коррекции 9 для магнитного поля и звено частотной коррекции 8 для электрического поля, амплитудный детектор 11 для магнитного поля и амплитудный детектор 10 для электрического поля, цифроаналоговый преобразователь 12, процессор с множительным логическим элементом И 13, жидкокристаллический алфавитно-цифровой дисплей 14, магнитные волны 15, объект их воздействия 16.

Устройство для измерения плотности потока энергии (энергетической нагрузки) ЭМП преобразует значения напряженностей магнитного и электрического полей, его можно использовать при обслуживании электроустановок любых напряжений для оценки энергетической нагрузки ЭМП.

Все предлагаемые нами организационно-технические мероприятия направлены на сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности. При использовании вышеуказанных устройств и методов контроля электрический и магнитных полей работодатель сможет минимизировать вредное влияния на электротехнический персонал уровней напряженностей ЭП, МП и энергетической нагрузки ЭМП. При разработке устройств учтена специфика работы электроустановок, поэтому их можно использовать как на подвижном составе, так и при выполнении работ вблизи контактной сети и на тяговых подстанциях.