RU86033U1

RU86033U1 - STAND FOR RESEARCH OF INFLUENCE OF ELECTROMAGNETIC FIELDS ON HUMAN

Info

Publication number: RU86033U1
Application number: RU2008151657/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Солуянов; Марк Иосифович Шмуклер
Original assignee: Юрий Иванович Солуянов
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2009-08-20

Abstract

Стенд по исследованию влияния электромагнитных полей на человека в процессе эксплуатации электроэнергетических установок и линий электропередачи сверхвысокого напряжения, включающий управляющую часть, содержащую автомат включения сети, и элементы контроля испытательного напряжения, отличающийся тем, что управляющая часть дополнительно содержит регулятор напряженности электрического поля с переключателем режимов работы, релейный блок задания режимов и блок моделирования экранирующих условий защиты человека, который формирует условия работы, приближенные к реальным, обеспечивая возможность наглядной демонстрации (визуализации) при обучении и эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.A stand for studying the influence of electromagnetic fields on a person during operation of electric power plants and ultra-high voltage power lines, including a control part containing an automatic circuit breaker and test voltage control elements, characterized in that the control part additionally contains an electric field regulator with a switch of operation modes , the relay block for setting modes and the block for modeling the shielding conditions for protecting the person who forms the device Ovia operation, close to real, allowing demonstrate (render) the training and laboratory work effectively for electrical safety.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и безопасности жизнедеятельности, и предназначена для использования в учебном процессе по исследованию влияния электромагнитных полей промышленной частоты на человека в процессе эксплуатации электроэнергетических установок и линий электропередачи сверхвысокого напряжения.The utility model relates to electrical engineering and life safety, and is intended for use in the educational process to study the influence of electromagnetic fields of industrial frequency on a person during operation of electric power plants and ultra-high voltage power lines.

Из уровня техники известен стенд для проведения лабораторных работ по электробезопасности, содержащий управляющую часть и элементы контроля испытательного напряжения (№92004841, вид А, G09B 23/18, 1995, прототип).The prior art stand for laboratory work on electrical safety, containing the control part and the control elements of the test voltage (No. 92004841, type A, G09B 23/18, 1995, prototype).

Однако недостатком известного устройства является то, что измеряя отдельные параметры на стенде для проверки защитных средств, его нельзя использовать в учебном процессе в качестве учебно-демонстрационной модели для эффективного проведения лабораторных работ по исследованию влияния электромагнитных полей на человека в процессе эксплуатации электроэнергетических установок и линий электропередачи сверхвысокого напряжения.However, a disadvantage of the known device is that when measuring individual parameters on a test bench for testing protective equipment, it cannot be used in the educational process as an educational and demonstration model for the effective laboratory work to study the effect of electromagnetic fields on a person during operation of electric power plants and power lines extra high voltage.

Целью полезной модели является эффективное моделирование условий работы, приближенных к реальным, и исследование при этих условиях влияния, электромагнитных полей на человека в процессе эксплуатации электроэнергетических установок и линий электропередачи сверхвысокого напряжения, обеспечивая учебно-демонстрационную модель для возможной наглядной демонстрации (визуализации) и эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.The purpose of the utility model is to effectively simulate working conditions close to real ones, and to study under these conditions the influence of electromagnetic fields on a person during operation of electric power plants and ultra-high voltage power lines, providing a training and demonstration model for possible visual demonstration (visualization) and effective implementation laboratory work on electrical safety.

Технический результат достигается за счет того, что в стенде по исследованию влияния электромагнитных полей на человека в процессе эксплуатации электроэнергетических установок и линий электропередачи сверхвысокого напряжения, включающем управляющую часть, содержащую автомат включения сети, и элементы контроля испытательного напряжения, при этом, управляющая часть дополнительно содержит регулятор напряженности электрического поля с переключателем режимов работы, релейный блок задания режимов и блок моделирования экранирующих условий защиты человека, который формирует условия работы, приближенные к реальным, обеспечивая возможность наглядной демонстрации (визуализации) при обучении и эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.The technical result is achieved due to the fact that in the test bench for studying the influence of electromagnetic fields on a person during operation of electric power plants and ultra-high voltage power lines, including a control part containing an automatic circuit breaker, and test voltage control elements, while the control part additionally contains an electric field intensity regulator with a switch of operating modes, a relay unit for setting modes and a block for modeling screening conditions Vij protect people, which forms the working conditions close to reality, allowing demonstrate (visualization) in teaching and effective laboratory work on electrical safety.

Сущность полезной модели поясняется чертежом на фиг.1 - стенд по исследованию влияния электромагнитных полей на человека, электрическая схема; фиг.2 - то же, управляющая панель.The essence of the utility model is illustrated by the drawing in figure 1 - a stand for the study of the influence of electromagnetic fields on a person, the electrical circuit; figure 2 is the same control panel.

Стенд на фиг.1 включает в себя следующие узлы: управляющую часть, содержащую автомат включения сети 1, и элементы контроля испытательного напряжения. Управляющая часть включает регулятор напряженности 2 электрического поля E_H(I_E) с переключателем режимов 3 работы ("режим"), релейный блок 4 задания режимов (РБЗР) и блок моделирования 5 экранирующих условий защиты человека (БМЭУ), который формирует условия работы, приближенные к реальным. Как индивидуальное защитное средство от воздействия электрических полей промышленной частоты исследуется схема замещения «экранирующего костюма». Элементы контроля испытательного напряжения включают микроамперметр 6, измеряющий ток, смоделированный как проходящий через человека в землю.The stand in figure 1 includes the following nodes: a control part containing an automatic circuit breaker 1, and elements of the test voltage control. The control part includes a voltage regulator 2 of the electric field E _H (I _E ) with a mode switch 3 ("mode"), a relay unit 4 for setting modes (RBZR) and a block for modeling 5 shielding conditions for human protection (BMEU), which forms the working conditions, close to real. As an individual protective agent from the influence of electric fields of industrial frequency, the equivalent circuit of a “shielding suit” is investigated. Test voltage control elements include a microammeter 6, which measures a current modeled as passing through a person into the earth.

Работа со стендом. Сетевую вилку стенда включают в розетку. Ручку переключателя 3 режимов работы ("режим"), входящего в регулятор напряженности 2 электрического поля (пропорциональный ей параметр ток I_E), устанавливают в крайне левое положение. Включают автомат включения сети 1, о чем сигнализирует соответствующая лампочка. Ручку переключателя 3 режимов работы ("режим") устанавливают в положение уст.I_E Нажимают кнопку уст.I_E в блоке моделирования 5 экранирующих условий защиты человека (БМЭУ), и одновременно регулятором напряженности 2 (тока I_E) устанавливают ток по шкале микроамперметра 6 равный 100 мкА.Work with the stand. The power plug of the stand is plugged into an outlet. The handle of the switch 3 operating modes ("mode"), included in the regulator 2 of the electric field (proportional to the parameter current I _E ), set to the extreme left position. Turn on the power switch 1, as indicated by the corresponding light bulb. The handle of the switch 3 modes of operation ("mode") is set to the set position. I _E Press the set button. I _E in the simulation block 5 of the screening conditions for human protection (BMEU), and simultaneously set the current regulator 2 (current I _E ) on the microammeter scale 6 equal to 100 μA.

Устанавливают ручку переключателя 3 в положение (1), переключатели резисторов на релейном блоке 4 задания режимов (РБЗР) переводят в следующие положения: R₁=∞; R₃=0; R₄=∞ (фиг.2). Данный режим соответствует случаю, когда человек касается металлического заземленного предмета (R₃=0), изолирован от земли (R₄=∞) и костюм его не заземлен (R₁=∞). При этом, ток по микроамперметру 6 будет I_h=96 мкА и загорится лампа "опасность!, сигнализирующая о недопустимости данного режима.Set the handle of the switch 3 to position (1), the resistor switches on the relay unit 4 mode settings (RBZR) are transferred to the following positions: R ₁ = ∞; R ₃ = 0; R ₄ = ∞ (Fig. 2). This mode corresponds to the case when a person touches a metal grounded object (R ₃ = 0), is isolated from the ground (R ₄ = ∞) and his suit is not grounded (R ₁ = ∞). At the same time, the current through microammeter 6 will be I _h = 96 μA and the “hazard!” Lamp will light up, signaling the inadmissibility of this mode.

Человек касается металлического заземленного предмета, т.е. R₃=0. Это может быть при ремонтных и других работах, когда человек вынужден прикасаться к заземленным корпусам оборудования и т.п. Поскольку вредное влияние электрического поля на человека характеризуется величиной тока, проходящего непосредственно через тело, защитную способность костюма можно оценить величиной тока, который отводится в землю, минуя тело человека. Человек изолирован от земли и в то же время касается рукой заземленного корпуса оборудования и костюм его не заземлен. При этом, R₁=∞; R₃=0; R₄=∞. Следовательно, при рассмотренных условиях работы (костюм не заземлен, человек стоит на изолирующем основании и касается рукой металлического заземленного предмета) экранирующий костюм, даже если он закрывает почти все тело, практически не защищает человека. Поэтому такой режим работы недопустим.A person touches a metal grounded object, i.e. R ₃ = 0. This can be during repair and other works, when a person is forced to touch the grounded equipment cases, etc. Since the harmful effect of an electric field on a person is characterized by the magnitude of the current passing directly through the body, the protective ability of the suit can be estimated by the magnitude of the current that is diverted to the ground, bypassing the human body. A person is isolated from the ground and at the same time touches the grounded equipment case with his hand and his suit is not grounded. Moreover, R ₁ = ∞; R ₃ = 0; R ₄ = ∞. Therefore, under the considered working conditions (the suit is not grounded, the person stands on an insulating base and touches a metal grounded object with his hand), the shielding suit, even if it covers almost the entire body, practically does not protect the person. Therefore, this mode of operation is unacceptable.

Устанавливают ручку переключателя 3 в положение (2), переключатели резисторов на релейном блоке 4 задания режимов (РБЗР) переводят в положения: R₁=∞; R₃=0; R₄=1 мОм (фиг.2). Данный режим соответствует случаю, когда человек касается заземленного металлического предмета, но стоит на земле с большим удельным сопротивлением. При этом, ток по микроамперметру I_h=10 мкА. Условия те же, но человек стоит на земле с большим удельным сопротивлением. При этом, R₁=∞; R₃=0; R₄=1 мОм. Степень укрытия человека В=0,95, а коэффициент экранирования будет равен k_э=0,9, т.е. в 22 раза больше, чем в предыдущем случае. Примерно в 10 раз уменьшится ток через человека. Таким образом, то обстоятельство, что человек, касающийся заземленного предмета, стоит на земле, а не на изолирующем основании, резко повышает защитное действие костюма, даже если сопротивление растеканию тока ног R₄ велико (1 мОм). Очевидно, что нахождение человека на земле с сопротивлением растеканию тока 1 мОм равноценно заземлению костюма через такое же сопротивление. Очевидно также, что если R₄ будет меньше 1 мОм, то защитное действие костюма возрастет еще больше.Set the handle of the switch 3 to position (2), the resistor switches on the relay unit 4 of the job mode (RBZR) is transferred to the position: R ₁ = ∞; R ₃ = 0; R ₄ = 1 mOhm (figure 2). This mode corresponds to the case when a person touches a grounded metal object, but stands on the ground with a large resistivity. At the same time, the current along the microammeter I _h = 10 μA. The conditions are the same, but a person stands on the earth with a large resistivity. Moreover, R ₁ = ∞; R ₃ = 0; R ₄ = 1 mOhm. The degree of human shelter is B = 0.95, and the screening coefficient will be equal to k _e = 0.9, i.e. 22 times more than in the previous case. About 10 times the current through a person will decrease. Thus, the fact that a person touching a grounded object is standing on the ground, and not on an insulating base, dramatically increases the protective effect of the suit, even if the resistance to spreading of the leg current R _{4 is} large (1 mOhm). Obviously, finding a person on earth with a resistance to current spreading of 1 mOhm is equivalent to grounding the suit through the same resistance. It is also obvious that if R ₄ is less than 1 mOhm, then the protective effect of the suit will increase even more.

Устанавливают ручку переключателя 3 в положение (3), переключатели резисторов на релейном блоке 4 задания режимов (РБЗР) переводят в положения: R₁=0; R₃=0; R₄=∞ (фиг.2). Данный режим соответствует случаю, когда человек касается заземленного металлического предмета, изолирован от земли (например, стоит на деревянной лестнице) и костюм его заземлен (например, с помощью гибкого провода). При этом, I_h=10 мкА. В связи с тем, что в приборе на данном положении переключателя для большей наглядности встроен удвоитель, реальный ток I_h=5 мкА. Условия те же, что и в первом случае, человек изолирован от земли (например, стоит на деревянной лестнице) и касается головой рукой заземленного предмета, но костюм его заземлен (например, с помощью гибкого провода, присоединенного к заземляющему устройству). Следовательно R₁=0; R₃=0; R₄=∞. При этом, ток через человека уменьшится в 2 раза и будет составлять всего лишь 1/20 зарядного тока. Очевидно, что для случая прикосновения человека к заземленному предмету, полученная защитная способность костюма является наивысшей. Поэтому при работах, требующих прикосновения человека к металлическим заземленным предметам, костюм необходимо заземлять или человек должен стоять на металлическом заземленном основании.Set the handle of the switch 3 to position (3), the resistor switches on the relay block 4 mode settings (RBZR) are transferred to the position: R ₁ = 0; R ₃ = 0; R ₄ = ∞ (Fig. 2). This mode corresponds to the case when a person touches a grounded metal object, is isolated from the ground (for example, stands on a wooden staircase) and his suit is grounded (for example, using a flexible wire). In this case, I _h = 10 μA. Due to the fact that the device has a doubler built-in at this position of the switch for greater clarity, the actual current I _h = 5 μA. The conditions are the same as in the first case, the person is isolated from the ground (for example, standing on a wooden staircase) and touches the grounded object with his hand, but his suit is grounded (for example, using a flexible wire connected to the grounding device). Therefore, R ₁ = 0; R ₃ = 0; R ₄ = ∞. At the same time, the current through a person will decrease by 2 times and will be only 1/20 of the charging current. Obviously, for the case of a person touching a grounded object, the resulting protective ability of the suit is the highest. Therefore, during work requiring a person to touch grounded metal objects, the suit must be grounded or the person must stand on a grounded metal base.

Устанавливают ручку переключателя 3 в положение (4), переключатели резисторов на релейном блоке 4 задания режимов (РБЗР) переводят в положение: R₁=∞; R₃=∞; R₄=∞ (фиг.2). Данный режим соответствует случаю, когда человек не касается заземленных предметов, костюм его не заземлен и человек изолирован от земли. При этом загорается лампа "опасность!", что говорит о недопустимости данного режима. Костюм не заземлен, человек изолирован от земли (например, стоит на деревянном основании или имеет изолирующую обувь и т.п.) и не касается заземленных предметов. Следовательно R₁=R₃=R₄=∞. Из указанных соображений, а также потому, что длительное пребывание человека под потенциалом является нежелательным, рассматриваемый режим работы (в костюме, но при изоляции от земли) не допускается.Set the handle of switch 3 to position (4), the resistor switches on the relay unit 4 of the mode setting (RBZR) are transferred to the position: R ₁ = ∞; R ₃ = ∞; R ₄ = ∞ (Fig. 2). This mode corresponds to the case when a person does not touch grounded objects, his suit is not grounded and the person is isolated from the ground. At the same time, the “danger!” Lamp lights up, which indicates the inadmissibility of this mode. The suit is not grounded, the person is isolated from the ground (for example, stands on a wooden base or has insulating shoes, etc.) and does not touch grounded objects. Therefore, R ₁ = R ₃ = R ₄ = ∞. From these considerations, and also because a prolonged stay of a person under potential is undesirable, the considered mode of operation (in a suit, but when isolated from the ground) is not allowed.

Устанавливают ручку переключателя 3 в положение (5), переключатели резисторов на релейном блоке 4 задания режимов (РБЗР) переводят в положение: R₁=∞; R₃=∞; R₄=1 мОм. Данный режим соответствует случаю, когда человек не касается заземленных предметов, костюм его не заземлен, человек стоит на земле с большим удельным сопротивлением. При этом ток по микроамперметру I_h=5 мкА. В связи с тем, что в приборе на данном положении переключателя было большей наглядности встроен множитель на 10, реальный ток I_h=0,5 мкА. Человек не касается заземленных предметов (например, при выполнении обязанностей наблюдающего, обходах и осмотрах ОРУ и линий электропередачи, работах по благоустройству территорий), т.е. R₃=∞. Костюм не заземлен (R₁=∞), человек стоит на земле с большим удельным сопротивлением (R₄=1 мОм) (сухие бетонные плиты). Следовательно, в этом случае, несмотря на высокое сопротивление R₄, обеспечивается весьма надежная защита. Итак, когда человек не касается заземленных предметов и не изолирован от земли, экранирующий костюм обеспечивает высокую степень защиты, даже если он не заземлен. Такой режим работы возможен при обходах и осмотрах линий электропередачи.Set the handle of switch 3 to position (5), the resistor switches on the relay unit 4 of the mode setting (RBZR) are transferred to the position: R ₁ = ∞; R ₃ = ∞; R ₄ = 1 mOhm. This mode corresponds to the case when a person does not touch grounded objects, his suit is not grounded, a person stands on the ground with high resistivity. In this case, the current along the microammeter I _h = 5 μA. Due to the fact that in the device at this position of the switch, a multiplier of 10 was built in more clearly, the real current I _h = 0.5 μA. A person does not touch grounded objects (for example, when fulfilling the duties of an observer, walking around and inspecting outdoor switchgear and power lines, landscaping works), i.e. R ₃ = ∞. The suit is not grounded (R ₁ = ∞), a person stands on the ground with high resistivity (R ₄ = 1 mOhm) (dry concrete slabs). Therefore, in this case, despite the high resistance R ₄ , a very reliable protection is provided. So, when a person does not touch grounded objects and is not isolated from the earth, a shielding suit provides a high degree of protection, even if it is not grounded. This mode of operation is possible when bypassing and inspecting power lines.

Преимущество предлагаемого стенда - эффективное моделирование условий работы, приближенных к реальным, и исследование при этих условиях влияния электромагнитных полей на человека в процессе эксплуатации электроэнергетических установок и линий электропередачи сверхвысокого напряжения, обеспечивая наглядную демонстрацию (визуализацию) и эффективное проведения лабораторных работ по электробезопасности.The advantage of the proposed stand is the effective modeling of working conditions close to real ones, and the study under these conditions of the influence of electromagnetic fields on a person during the operation of electric power plants and ultra-high voltage power lines, providing a visual demonstration (visualization) and effective laboratory work on electrical safety.

Результатами исследований являются рекомендации о том, что все предметы экранирующего костюма - головной убор, куртка, брюки и обувь, а также их металлические элементы - должны иметь между собой надежную электрическую связь, осуществляемую специальными проводниками. Кроме того, костюм снабжается зажимом для его заземления, т.е. присоединения к заземляющему устройству с помощью гибкого проводника.The results of the research are recommendations that all items of the shielding suit - a hat, jacket, pants and shoes, as well as their metal elements - should have a reliable electrical connection between themselves, carried out by special conductors. In addition, the suit is equipped with a clamp for its grounding, i.e. connection to the grounding device using a flexible conductor.

Claims

A stand for studying the influence of electromagnetic fields on a person during operation of electric power plants and ultra-high voltage power lines, including a control part containing an automatic circuit breaker and test voltage control elements, characterized in that the control part additionally contains an electric field regulator with a switch of operation modes , a relay block for setting modes and a block for modeling the shielding conditions for protecting the person who forms the device Ovia operation, close to real, allowing demonstrate (render) the training and laboratory work effectively for electrical safety.