Abstrakt vědeckého článku o elektrotechnice, elektronickém inženýrství, informačních technologiích, autor vědecké práce – Sviridova E.Yu., Averyaskina M.A.
Článek přináší vědecká a praktická doporučení pro zvýšení účinnosti stínění stavenišť v blízkosti zdrojů průmyslových frekvenčních elektromagnetických polí. Na základě experimentálních laboratorních a terénních studií byla stanovena účinnost elektromagnetického stínění různých střešních stavebních materiálů a také vliv orientace elektromagnetického stínění a uzemnění na účinnost stínění.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.
Podobná témata vědecké práce o elektrotechnice, elektrotechnice, informačních technologiích, autor vědecké práce – Sviridova E.Yu., Averyaskina M.A.
Výzkum účinnosti elektromagnetického stínění střešních stavebních materiálů
Monitorování životního prostředí elektromagnetického znečištění území Kaspiysk v oblasti elektrického vedení
Vědecká a praktická doporučení pro snížení negativního vlivu dopravních proudů na obytné oblasti
Odstínění průmyslového frekvenčního magnetického pole stěnami obytných budov
Výsledky studia elektromagnetických polí dopravního proudu
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.
Text vědecké práce na téma “Doporučení pro zvýšení účinnosti stínění stavenišť v blízkosti zdrojů elektromagnetických polí průmyslové frekvence”
17. Patent užitného vzoru RUS 120122, 10.04.2012/XNUMX/XNUMX Systém pro výstavbu monolitických železobetonových budov v zimních podmínkách po jednotlivých podlažích / Zharkoy R.A., Gnyrya A.I., Korobkov S.V., Ilyasova T.A., Mokshin D.I.
18. Patent užitného vzoru RUS 123004, 26.04.2012 Zařízení pro ohřev injektážních spár při výstavbě budov s prefabrikovanými a prefabrikovanými monolitickými rámy v zimních podmínkách / A.I. Gnyrya, A.P. Bojarintsev, S.V. Korobkov, D.I. Mokshin.
19. Alekseev A.A. Vliv elektrofyzikální aktivace suchých stavebních směsí / A.A. Alekseev, D.V. Khonin, A.N. Kuzugašev // Bulletin TGASU – 2010. – č. 1. – S. 123-129.
20. Slabozhanin G.D. O vlivu UV ozáření záměsové vody na zvýšení pevnosti cementového kamene / G.D. Slabozhanin, A.A. Alekseev, N.A. Kalinnikov // Bulletin TGASU. – 2009. – č. 2. – S. 102-105.
DOPORUČENÍ PRO ZVÝŠENÍ EFEKTIVITY ŠTÍNENÍ STAVEB V BLÍZKOSTI ZDROJŮ ELEKTROMAGNETICKÝCH POLE PRŮMYSLOVÉ FREKVENCE
© Sviridova E.Yu.*, Averyaskina M.A.*
Moskevská státní inženýrská univerzita (MAMI),
Článek přináší vědecká a praktická doporučení pro zvýšení účinnosti stínění stavenišť v blízkosti zdrojů průmyslových frekvenčních elektromagnetických polí. Na základě experimentálních laboratorních a terénních studií byla stanovena účinnost elektromagnetického stínění různých střešních stavebních materiálů a také vliv orientace elektromagnetického stínění a uzemnění na účinnost stínění.
Klíčová slova: průmyslové frekvenční elektromagnetické pole, elektrické vedení, intenzita elektrického pole, intenzita magnetického pole, průmyslová frekvence, stínění, uzemnění.
* Docent katedry „Ekologické bezpečnosti technických systémů“, kandidát technických věd.
* Student katedry environmentální bezpečnosti technických systémů.
Intenzivní využívání elektrické energie v moderní společnosti vedlo v posledních desetiletích ke vzniku a formování dalšího významného antropogenního negativního faktoru v městských oblastech – elektromagnetického znečištění životního prostředí.
Mezi registrované důsledky expozice elektromagnetickým polím (EMF) na člověka patří poškození základních tělesných funkcí vč. poškození kardiovaskulárního systému, trávicího systému, rozvoj duševních poruch atd. Existuje souvislost mezi elektromagnetickým znečištěním a vznikem zhoubných nádorů a rizikem vrozených vývojových vad [1].
Hlavní metodou ochrany obyvatelstva před průmyslovými frekvenčními elektromagnetickými poli je elektromagnetické stínění.
Účinnost stínění závisí na přítomnosti otvorů, svarů a spojů ve stínění [2].
Vzhledem k určitému vývoji v této oblasti [3-12] autoři považují za vhodné provést experimentální studie účinnosti stínění elektromagnetických polí průmyslové frekvence různými materiály v laboratorních a přírodních podmínkách.
Pro provedení experimentu v laboratoři byla vytvořena instalace na bázi transformátoru TU 16-717.137-83 s napětím primárního okruhu 220 V a zátěží sekundárního okruhu 150 W, na kterém byla účinnost stínění elektrických a magnetických polí. určeno pomocí měřiče síly pole PZ-50 rozlitých střešních materiálů.
Výsledky experimentu ke studiu účinnosti stínících polí střešních materiálů jsou uvedeny v tabulce. 1 a 2, stejně jako na Obr. 1 a 2.
Účinnost stínění průmyslového frekvenčního elektrického pole střešními materiály
Materiál Intenzita elektrického pole bez použití stínění, kV/m Intenzita elektrického pole při použití stínění, kV/m Účinnost stínění, dB
Ruberoid 4,34 3,11 2,89
Břidlice 4,34 2,57 4,55
Ondulin 4,34 2,01 6,68
Kovové obklady 4,34 1,01 12,66
Ocelový plech 4,34 0,79 15,73
Účinnost stínění průmyslového frekvenčního magnetického pole střešními materiály
Materiál Síla magnetického pole bez použití stínítka, A/m Síla magnetického pole při použití stínění, Účinnost stínění A/m, dB
Ruberoid 2,18 1,73 2,01
Břidlice 2,18 1,32 4,35
Ondulin 2,18 1,11 5,86
Kovové obklady 2,18 0,49 12,96
Ocelový plech 2,18 0,45 15,30
EMC OZE je schopnost fungovat společně a současně s jinými technickými prostředky pod možným vlivem neúmyslného elektromagnetického rušení, aniž by došlo k nepřijatelnému rušení jinými prostředky.
Úrovně řešení problémů EMC:
– v hardwaru (uvnitř bloku).
– stínění – instalace vodivé konstrukce (stínění), která snižuje neúmyslné (případně záměrné) rušení receptoru (obr. 4.2, 4.3);
– uzemnění – elektrický obvod, který má vlastnost udržovat minimální potenciál v daném produktu.
Rýže. 4.2. Ekvivalentní elektrický obvod bez stínění
Vliv parazitního elektromagnetického záření je způsoben výskytem parazitní kapacity CCB. V důsledku toho se na aktivním odporu generuje rušivé napětí
Rýže. 4.3. Ekvivalentní elektrický obvod při použití stínění
Když se objeví obrazovka, objeví se kapacita sestávající ze dvou sériově zapojených kondenzátorů Sep a Sir:
kde Sep je kapacita mezi zdrojem rušení a stíněním; Sir – kapacita mezi obrazovkou a přijímačem.
V návrhu jsou zahrnuty clony pro utlumení nežádoucího rušivého pole v určité omezené hlasitosti na přijatelnou úroveň. Existují dvě možnosti ochrany. V prvním případě je stíněné zařízení umístěno uvnitř obrazovky a zdroj rušení je mimo ni. Ve druhém případě je zdroj rušení stíněný a chráněné zařízení je umístěno mimo stínění. V obou variantách se jako zástěny používají kovové pláště.
V OZE plní funkce štítů nejčastěji pláště, panely a kryty přístrojů a stojanů, při jejichž výběru a výpočtu tloušťky je kromě úvah o účinnosti stínění nutné zohlednit požadavky mechanické pevnost, tuhost, spolehlivost spojení jednotlivých prvků a minimální hmotnost.
Účinnost stínění se nezhorší, pokud jsou v jeho konstrukci vytvořeny otvory, jejichž maximální rozměry nepřesahují 1/2 min vlnové délky stíněného signálu. Aby se zabránilo pronikání interference ventilačními otvory, je k vnitřním plochám pouzder s otvory připevněna kovová síť o velikosti kroku maximálně 1/2 min interferenční vlnové délky.
Princip fungování elektrického stínění spočívá v tom, že konstrukce uzemněného vysokovodivého stínění zajišťuje, že se na stínění zdroje rušení, vstupních a výstupních vedení objeví parazitní kapacity a zdroj rušení bude spojen se zemí. Těchto výsledků lze dosáhnout použitím stíněných vodičů pro vstupní a výstupní vedení namísto běžného stínění.
Při zhotovení přenosových vedení obvodu tištěným způsobem jsou zavedeny stíněné trasy komutované s nulovým potenciálem sběrnice (zem) a plnící funkce stínění vodičů. V MPP jsou funkce stínění prováděny souvislými vrstvami fólie s nulovým potenciálem, proto v jednotce využívající MPP nejsou potřeba stínící desky.
Ochrana před elektrickým polem tedy spočívá v zavedení uzemněných kovových plášťů, desek, tras, pevných kovových vrstev MPP libovolné tloušťky a vysoké elektrické vodivosti. Stínění musí být uzemněno pomocí masivních krátkých vodičů s minimální indukční reaktancí.
Úkol stínění magnetického pole spočívá ve snížení nebo úplném odstranění indukční vazby mezi zdrojem a přijímačem rušení. Pro úplné odstranění nebo snížení šumového napětí indukovaného v obvodu je nutné:
– umístěte obrys na obrazovku;
– orientujte jej tak, aby magnetické siločáry neprotínaly obrys, ale probíhaly po něm;
– zmenšit oblast obrysu.
Magnetické obrazovky jsou vyrobeny z feromagnetických i nemagnetických materiálů. Feromagnetické materiály s vysokou relativní magnetickou permeabilitou μ mají nízký magnetický odpor, v důsledku čehož budou magnetické siločáry posunuty materiálem stínítka a prostor uvnitř stínítka nebude magnetickým polem ovlivňován.
Magnetické stínění je tím účinnější, čím větší je magnetická permeabilita obrazovky a čím je obrazovka tlustší. Pokud se však napětí magnetické clony rovná koercitivní síle materiálu clony nebo ji překročí, bude magnetizováno až do nasycení. Když nasycená vrstva dosáhne vnitřního povrchu stínící stěny, objeví se uvnitř stíněného prostoru magnetické pole. Při výběru materiálu stínění je třeba pamatovat na to, že magnetická permeabilita klesá s rostoucí frekvencí pole a to ovlivňuje účinnost stínění. Feromagnetické materiály účinně chrání zařízení ve frekvenčním rozsahu od 0 do 10 kHz.
Působení nemagnetické kovové clony je založeno na vytlačení vnějšího magnetického pole z vnitřního prostoru zařízení materiálem clony. Externě střídavé magnetické pole vytváří v stínítku indukované vířivé proudy a ty zase vytvářejí magnetické pole směřující k vnějšímu poli uvnitř stínítka a za stínítkem – spolu se směrem vnějšího (vzrušujícího) pole. U obrazovek vyrobených z nemagnetických kovů se účinnost stínění zvyšuje s rostoucí tloušťkou a vodivostí materiálu stínění. Magnetické pole s frekvencí nad 10 MHz je zcela spolehlivě odstíněno, pokud je na dielektrické pouzdro nanesen měděný nebo stříbrný povlak o tloušťce nejvýše 100 mikronů. Tloušťka nemagnetické obrazovky může být několikrát větší než tloušťka feromagnetické obrazovky, která poskytuje stejný útlum při pevné frekvenci. Použití feromagnetického materiálu může výrazně snížit hmotnost obrazovky. Při stínění magnetického pole není uzemnění stínění nutné, protože to neovlivňuje kvalitu stínění.
Elektromagnetické stínění pokrývá frekvenční rozsah od 1 kHz do 1 GHz. Působení elektromagnetického stínění je založeno na odrazu elektromagnetické energie a jejím zeslabení v rámci tloušťky stínění.
Stínění absorpcí se vysvětluje tepelnými ztrátami v důsledku vířivých proudů v materiálu stínítka, stínění odrazem je způsobeno nesouladem mezi vlnovými parametry materiálu stínítka a prostředím. Pro spodní hranici frekvenčního rozsahu má prvořadý význam odraz, pro horní hranici – pohlcování elektromagnetické energie. Elektromagnetické stínění se provádí jak nemagnetickými, tak magnetickými kovy. Nemagnetické kovy s vysokou vodivostí lze efektivně využít v nízkofrekvenční části spektra, feromagnetické materiály s vysokou magnetickou permeabilitou a elektrickou vodivostí – v celém frekvenčním rozsahu elektromagnetického pole. Tloušťka obrazovky by měla být co největší.
Pro výběr materiálů pro elektromagnetické stínění lze uvést následující doporučení. Pro frekvence pod 1 MHz poskytují dobré výsledky měděné a hliníkové obrazovky a při frekvencích nad 1 MHz poskytují dobré výsledky ocelové obrazovky. Nejlepších výsledků však lze dosáhnout použitím vícevrstvých sít – postupně se střídajících vrstev magnetických a nemagnetických kovů. Jsou možné různé varianty materiálů vrstev: měď – permalloy – měď, permalloy – měď, měď – ocel – měď atd. Zavedení vzduchové mezery mezi vrstvami 20. 40 % celkové tloušťky síta zlepšit účinnost stínění. Při ochraně zařízení před vnějším polem je materiál s nízkou magnetickou permeabilitou umístěn vně a materiál s vysokou magnetickou permeabilitou je umístěn uvnitř. Pokud stínění chrání zdroj elektromagnetického pole, pak materiál s nízkou magnetickou permeabilitou by měl být vnitřní vrstvou a materiál s vysokou magnetickou permeabilitou by měl být vnější vrstvou.
V tabulce 4.2 ukazuje vlastnosti nemagnetických a tabulka. 4.3 – magnetické kovy. Z nemagnetických materiálů s minimální cenou a hmotností má nejlepší vlastnosti hořčík, který však snadno koroduje a vzniklá oxidová vrstva zhoršuje kontakt obrazovky s tělem výrobku. Zinek je levnější než měď, má nižší hustotu, ale je měkký. Mosaz svými parametry zaujímá mezi materiály průměrné postavení, ale pro své vynikající antikorozní vlastnosti a stálost elektrického přechodového odporu ji lze doporučit pro široké použití jako stínící materiál.
Nemagnetické materiály obrazovky
