Фактори впливу та методи визначення електромагнітної обстановки офісного приміщення, Детальна інформація

Позаштатні режими роботи енергосистем хоч і мають місце рідше за зміни навантаження, але суттєво впливають на рівень завад в мережі електроживлення. Так внаслідок тих чи інших неполадок в роботі енергосистеми параметри напруги живлення (у першу чергу її діючого значення) можуть значно відрізнятися від номінальних. Короткі замикання та інші аварії можуть призводити до повного зникнення напруги живлення тривалістю від десятків мілісекунд до декількох годин. В деяких випадках можуть виникати короткочасні перенапруги, коли протягом декількох періодів напруга живлення в 1,5…2 рази перевищує номінальне значення.

Наступним фактором впливу є нелінійні елементи в мережах електроживлення, наявність яких здатна значно спотворити форми кривих струму і напруги. До таких елементів відносяться осердя трансформаторів, які працюють у режимі, близькому до насичення, імпульсні блоки живлення апаратури, силові напівпровідникові перетворювачі і т. і. Потрібно враховувати, що спотворення форми кривої струму відбивається на формі кривої напруги за рахунок внутрішнього опору джерела. Зазвичай для аналізу внесених спотворень використовують апарат гармонічного аналізу. При цьому основним параметром є коефіцієнт гармонічних спотворень, який визначається як відношення середнього квадратичного значення гармонік, починаючи з другої (зазвичай до 9…50-ї), до діючого значення першої гармоніки. Найбільший внесок спотворень вносять непарні гармоніки низьких порядків (третя, п'ята і сьома). Це пояснюється тим, що більшість нелінійних елементів має вольт-амперну характеристику симетричну відносно початку координат.

Вплив зазначених факторів на апаратуру виявляється як вплив низькочастотних кондуктивних завад по колам електроживлення. Фізичне ушкодження апаратури (критерій D відповідно до класифікації п.1.2) зазвичай з'являється лише у випадку значних перенапруг. Більшість сучасних пристроїв має блоки живлення, які забезпечують нормальне функціонування в широкому діапазоні вхідної напруги. Тому для них істотну загрозу становлять лише тривалі переривання електроживлення. Найбільш надійним захисним засобом в цьому випадку є застосування джерела або системи безперервного живлення (ДБЖ ( Uninterruptable Power Supply, UPS).

1.3.2.2 Електромагнітні поля електротехнічного устаткування

Насамперед, необхідно виділити джерела магнітного поля промислової частоти 50 Гц (МП ПЧ), тим більше, що за останні роки число їх значне збільшилося. Це пояснюється, з одного боку, значним збільшенням кількості й одиничної потужності електричного й електронного устаткування, що використовується у виробничих і побутових умовах, а з іншого боку, організаційно-технічними недоліками у проектуванні, монтажі й експлуатації розподільних мереж 0,4 кВ у будинках промислового і цивільного призначення в нашій країні. Відомо, що магнітне поле в навколишнім просторі створюється провідниками зі струмом. Таким чином, причина появи МП ПЧ поблизу силових трансформаторів, електродвигунів очевидна. Більш складна ситуація із системою кабельних ліній будинку. З появою в кабельній лінії струму витоку виникаючий дисбаланс, тобто нерівність нулю сумарного струму по кабельній лінії, створює в навколишнім просторі магнітне поле, що повільно зменшується зі збільшенням відстані від розглянутого кабелю.

Крім того, наявність струмів витоку в системі електропостачання будинку призводить до протікання струмів по металоконструкціях і трубопровідних системах, що також є причиною збільшення рівнів МП ПЧ. Діаграми на рис. 1.5 ілюструють результати аналізу фахівцями Центру Електромагнітної Безпеки характеристик джерел МП ПЧ, зроблені на основі вимірювань у період 1998-2001 р. [6].

Рисунок 1.5 ( Розподіл джерел по типах від загального числа обстежених приміщень

Як видно з рисунку 1.5 найбільший внесок в електромагнітну обстановку звичайних приміщень в діапазоні промислової частоти 50 Гц вносить електротехнічне устаткування будівлі, а саме кабельні лінії, що підводять електрику до всіх помешкань та інших споживачів системи життєзабезпечення будівлі, а також розподільні щити і трансформатори. У приміщеннях, суміжних з цими джерелами, зазвичай підвищений рівень магнітного поля промислової частоти, обумовлений електрострумом, який протікає у провіднику. Рівень електричного поля промислової частоти при цьому не високий і не перевищує допустимих рівнів для населення 500 В/м [7,8].

Приклади розподілу в приміщеннях магнітного поля промислової частоти від різноманітного електротехнічного устаткування наведені на рис. 1.6-1.8 [9]. Зона з безпечним для здоров'я людини рівнем магнітного поля знаходиться там, де щільність магнітного потоку не перевищує 0.2 мкТл (нижня сіра зона).

Рисунок 1.6 ( Магнітне поле розподільного пункту електроживлення, який знаходиться в суміжному нежилому приміщенні; В ( щільність магнітного потоку

Рисунок 1.7 ( Магнітне поле кабельної лінії, яка проходить у під'їзді по зовнішній стіні кімнати

Рисунок 1.8 ( Магнітного поле загального силового кабелю під'їзду

Електромагнітне поле промислової частоти впливає не тільки на людину, а й на обладнання, зокрема, на відеомонітори ПЕОМ. сконструйовані на основі електронно-променевої трубки (ЕПТ). Фактично, вони можуть слугувати своєрідним індикатором підвищеного рівня МП ПЧ у приміщенні. Якщо величина щільності магнітного потоку B зовнішнього МП ПЧ перевищує значення 0.9(1.1 мкТл для дисплеїв з діагоналлю екрана 15 дюймів і 0.4(0.6 мкТл для 19-ти дюймових моделей, на екранах відеомоніторів виникає помітний для ока ефект просторової нестабільності зображення ("тремтіння" по амплітуді, рис. 1.9). Це явище властиве всім дисплеям з ЕПТ незалежно від виробника і року випуску. Воно зникає після переміщення відеомонітора в зону з рівнем МП ПЧ нижче вищенаведеного граничного. Ефект виникає унаслідок впливу магнітної складової зовнішнього ЕМП промислової частоти 50 Гц (ЕМП ПЧ) на систему відхилення променя у відеомоніторі.

Рисунок 1.9 ( Приклад просторового тремтіння зображення на моніторі з ЕПТ

Виходячи з норм СанПиН 2.2.2.542-96 [10], гранично припустиме значення щільності магнітного потоку В МП ПЧ, створюваного комп'ютером на робочому місці користувача, не повинне перевищувати 0,25 мкТл у діапазоні частот 5(2000 Гц, тобто наявність "тремтіння" зображення відеомонітора свідчить про як мінімум 2(4-х кратне перевищенні вимог стандарту. На рис. 1.10 наведено типовий випадок розподілу щільності магнітного потоку в приміщенні з постійними робочими місцями користувачів комп'ютерів з відеомоніторами на ЕПТ. На дисплеях робочих місць №№ 1 і 2 зафіксоване суттєве спотворення зображення. Джерелом МП ПЧ у даному випадку є силовий трансформатор (10кВ/0.4кВ потужністю 630 кВ·А), який знаходиться в суміжному приміщенні, установлений на відстані 0.8 м від стіни.

Рисунок 1.10 ( Приклад розподілу щільності потоку магнітної індукції у приміщенні з комп'ютеризованими робочими місцями

1.3.3 Джерела і характеристики електромагнітних полів на робочому місці з ПЕОМ

Під робочим місцем з персональною електронно-обчислювальною машиною в контексті даної роботи розуміється відособлена ділянка загального робочого приміщення (кабінету, зали, цеху і т. і.), обладнана необхідним комплексом технічних засобів обчислювальної техніки, і в межах якого постійно або тимчасово перебуває користувач (оператор) ПЕОМ у процесі своєї діяльності [9,11].

На робочих місцях (РМ) з ПЕОМ можна виділити два види електромагнітних полів:

( поля, створювані власне ПЕОМ;

( поля, породжені іншими (сторонніми) джерелами навколо робочого місця.

Сучасна ПЕОМ створює навколо себе поля з широким частотним спектром і просторовим розподілом, такі як:

( електростатичне поле;

( електромагнітне поле у діапазоні від 20 Гц до 1000 МГц;

( змінні низькочастотні електричні поля;

( змінні низькочастотні магнітні поля.

Потенційно можливими шкідливими факторами можуть бути також:

( рентгенівське й ультрафіолетове випромінювання електронно-променевої трубки (ЕПТ) дисплея ПЕОМ;

( електромагнітне випромінювання радіочастотного діапазону;

( електромагнітне поле (електромагнітні поля, створювані сторонніми джерелами на робочому місці з комп'ютерною технікою).