Măsurarea Câmpului Electromagnetic

Capitolul 1.

Memoriu Justificativ

IAŞI

-2009-

Diversele fenomene perturbatoare de natură magnetică şi electrică ce însoţesc funcţionarea echipamentelor electrice, indiferent dacă acestea se află în uz industrial sau casnic pot duce la o comportare necorespunzătoare a lor sau a sistemelor tehnice/biologice din preajmă.

Mediul înconjurător este locul unor fenomene electromagnetice complexe care, de cele mai multe ori, pot conduce la efecte negative asupra oamenilor, instalaţiilor şi a echipamentelor din zona respectivă. Principalele fenomene electromagnetice, care pot conduce la apariţia unor perturbaţii în mediul ambiant, pot fi împărţite in următoarele categorii:

• Fenomene de joasă frecvenţă.

• Fenomene de înaltă frecvenţă.

• Descărcări electrostatice.

• Impuls electromagnetic nuclear.

Câmpul magnetic perturbator de joasă frecvenţă apare, de regulă în apropierea liniilor de energie electrică aeriene sau în cabluri tranzitate de curentul electric, în vecinătatea transformatoarelor de putere sau de forţă, în apropierea liniilor de cale ferată electrificate, precum şi in apropierea echipamentelor industriale şi a echipamentelor birotice.

Influenţa câmpului magnetic asupra organismelor vii este amplu studiată in literatura de specialitate, fără a fi in totalitate elucidată.

Perturbarea electromagnetică a mediului înconjurător este specifică societăţii moderne şi are, în cele mai multe cazuri, efecte negative asupra organismelor vii. Pentru a putea menţine nivelul perturbaţiilor electromagnetice care apar în mediul înconjurător este necesară cunoaşterea acestor perturbaţii, monitorizarea atentă a lor, precum şi adoptarea unor măsuri eficiente în vederea limitării acestora la valorile admise.

Se vor face măsurători ale câmpurilor magnetice lângă liniile de înaltă tensiune şi a staţiilor de transformare.

Analizând aceste date s-a observat că pentru liniile de înaltă tensiune aflate în exploatare intensitatea câmpului în zone învecinate variază între 1 kV/m pentru tensiunea de serviciu 120 kV şi 17 kV/m pentru tensiunea de 1200 kV.

Astfel se citează situaţii în care proprietarii de terenuri s-au opus construirii unor linii de înaltă tensiune care urma să treacă pe aceste terenuri, în ciuda despăgubirilor consistente promise.

Câmpurile magnetice din locuinţe şi birouri sunt un cumul complex de câmpuri de la diferite surse, fiecare dintre ele având o distribuţie spaţială şi temporală proprie. Este important cunoaşterea valorii acestor câmpuri in zonele menţionate anterior (locuinţe şi birouri, respectiv laboratoare), atât din punct de vedere al compatibilităţii electromagnetice a aparaturii electrocasnice, de birou sau din laboratoare cu alte echipamente electrice, cât şi din punct de vedere al compatibilităţii biologice al persoanelor aflate in acele încăperi.

S-au efectuat măsurători ale câmpului magnetic în apropierea terminalelor video ale calculatoarelor (VDT) deoarece unul din principalele dispozitive electrice care se află în laboratoare, birouri sau locuinţe este calculatorul. De asemenea, distanţa operator- calculator este mică.

Scopul măsurărilor a fost determinarea câmpurilor magnetice în anumite zone cu probleme, astfel s-au pus în evidenţă marile diferenţe care există între nivelele câmpului magnetic de fond dintre două locuri de acelaşi tip, dar şi marea variabilitate temporală şi spaţială a câmpului pentru unul şi acelaşi loc.

Cunoaşterea şi deci măsurarea câmpurilor electromagnetice este necesară în proiectarea şi exploatarea sistemelor electrice datorită:

• Sensibilităţii acestora la câmpuri electromagnetice perturbatoare (naturale sau artificiale).

• Comportării lor ca surse de câmp, cu efecte asupra sistemelor tehnice sau biologice.

2. INSTRUMENTAŢIE PENTRU MĂSURAREA

CĂMPULUI MAGNETIC

2.1 SISTEME DE MĂSURARE

Instrumentaţia utilizată la măsurarea câmpului electromagnetic depinde de tipul câmpului ce trebuie măsurat (permanent sau tranzitoriu) şi scopul măsurării (unde se intenţionează a se folosi rezultatul măsurării). Oricum, un sistem de măsurare a câmpului electric şi/sau magnetic trebuie să conţină următoarele elemente: senzorii de câmp, mijloacele (căile) de transmisie a semnalului, echipamentele de măsurare, iar topologia lui poate fi între cele două limite date în fig. 2.1 şi fig. 2.2a.

În figura 2.2 toate cele 3 elemente, care pot fi independente sau pot constitui părţi ale unui echipament de măsură unitar (de sine stătător), sunt în contact direct cu câmpul electromagnetic (mărimea de măsurat).

Ideal, senzorii ar trebui să fie sensibili doar la E(r, t), respectiv la H(r, t) (câmpul generat de sursa ce interesează), sau la câmpul electric, respectiv magnetic, rezultant din punctul O’ de coordonate r(x, y, z) , iar mijloacele de transmisie şi achiziţie să fie imune la ambientul electromagnetic (bineînţeles, sistemul trebuie să fie imun la toţi factorii fizici de mediu).