אנשים בתגובה לחשיפה לטווח קצר לשדות חשמליים של קווי תמסורת
איך זה משפיע על אנשים?
חשיפה לטווח קצר לשדות חשמליים המיוצריםעל ידי קווי תמסורת AC ותחנות יכול להיות רציני למדי, ניתן לסווג לפי סוג של השפעה גרימת תחושה אצל אנשים. מידע במאמר זה נלקח מן המחקר שבוצע על ידי EPRI על EHV וקווים שידור UHV.
אנשים בתגובה לחשיפה לטווח קצר לשדות חשמליים של קווי תמסורת
בואו נדבר על שלושה אפקטים נפוצים ביותר: ניצוצות ניצוץ, שדות חשמליים וזרמים אקטיביים של מצב יציב.
- ספארק פורק, אשר מציגים זרמים ארעיים לאדם כאשר התמוטטות חשמלית של פער האוויר מתרחשת בין הגוף של האדם לבין אובייקט מוליך, או הקרקע.
- שדות חשמליים על פני הגוף, אשר מפעיל כוחות על השיער עם גירוי שיער
- זרמי זרם קבוע, אשר נכנס אדם יצירת קשר עם אובייקט.
ההשפעות הקודמות נרשמו לפי סדר התדירות המעשית של התרחשות מעל רמות התפיסה.
תוכן:
1. תגובה אנושית לזעזועים
הניצוץ פורק, גורם לתגובת הבהלה אורתיעה לחשיפה של שדה AC, הם בעלי חשיבות רבה בקביעת סף של מטרד או תחושות לא נוחות. ההשפעות של שדה חשמלי על השיער הם בעלי חשיבות משנית.
תגובות לזרמים של מצב יציב משמשותלקבוע גבולות בטיחות לגבי האובייקטים הטעונים הגדולים ביותר שאדם יכול ליצור קשר בתנאים של בידוד טוב של האובייקט טוב הארקה של האדם.
לפי קריטריון זה, ניתן לזהות ארבעה סוגי חשיפה:
- זעזוע ראשוני
- הלם משני
- תפיסה
- מתחת לתפיסה
זעזועים ראשוניים עשויים לייצר פגיעה פיזיולוגית ישירה. זעזועים משניים לא יכולים לייצר נזק כזה, אבל הם מעצבנים ועשויים לגרום לתגובות שרירים לא רצוניות.
הלם משני הוא פרשנות סובייקטיבית, וקשה להגדיר.
קבוצת העבודה של IEEE PES על השפעות שדה (34) מגדירה שלוש רמות שונות של זעזועים משנייםYou
- מטרד (האדם היה מחשיב את התחושה להיות מגרה מעט אם זה קורה שוב ושוב),
- להבהיל (אם היא מתרחשת באופן בלתי צפוי, התחושה עשויה לייצר רפלקס שרירי לא מכוון שעלולה להיות מסוכנת תחת קבוצה מוגדרת של נסיבות), ו
- סלידה (האדם שנחשף הוא מוטיבציה למנוע מצבים שהוא מאמין כי יוביל לחוויה דומה).
התפיסה מתרחשת כאשר אדם מזהה במודע אם קיים גירוי או לא. התחושה עדינה ולא בהכרח לא נעימה.
לשלוש הקטגוריות הקודמות של התגובה האנושית יש רמות מיני מזוהות המזוהות כ:
- רמת זעזועים ראשונית מינימלית
- רמת זעזוע מינימלית מינימלית
- סף התפיסה
כל הרמות הללו ניתן להגדרה רק ביחד עם ההסתברות להתרחשות במערכת נסיבות מוגדרת. הסתברות זו באה לידי ביטוי כאחוז מאנשים שיש להם תגובות מעל רמה מסוימת.
2. תגובה על ניצוצות ספארק
מצבים מעשיים שונים שעלולים לגרוםהפרשות נחקרו בפרויקט UHV באמצעות קו הבדיקה UHV כדי ליצור את שדה האינדוקציה. סך הכל 136 אנשים, 128 גברים ו -8 נשים, התנדבו למדידות אלו, שנערכו בתנאי מזג אוויר שונים.
הוכנו מספר תחנות מדידה על פי UHV קו הבדיקה, ואנשים התבקשו לענות על שאלונים על תגובותיהם להשפעות שדה חשמלי שונות.
איור 1 מציג את אחוז האנשים שחוו תחושות מעל סף התפיסה ומעל לרמה של זעזוע מיני.
איור 1 - שילוב של כל התוצאות שהושגו על תפיסה ועל מטרד שנגרם על ידי ניצוצות ניצוץ (136 אנשים)
העקומים המסומנים עם 4 באיור 1 תואמים את הניצוץ פורץ בין האגודל לפיר המתכתי של מטרייה מוחזק בגובה הכתפיים. המשתתפים התבקשו להחזיק את המטריה ליד הידית, להזיז את האגודל לאט עד שנגעו בפיר המתכתי, ולאחר מכן להסיר אותו.
UHV במקביל עם המחקר של תחושות פריקה ניצוץ.
התוצאות, המוצגות באיור 2 להלן, מראות את אחוז האנשים שחוו תחושות מעל סף התפיסה ומעל לרמת המינימום של מטרד.
איור 2 - שילוב של כל התוצאות שהושגו על תפיסה ומטרד של הקמת שיער ועקצוץ (136 איש)
העקומות מסומנות באחת מתאימות לגירוי השיער של היד, כאשר זרוע הנושא מושטת מעל הראש המחפש את המיקום שבו התחושה חזקה ביותר. עקומה 2 מתאים לגירוי השיער של הראש (מצח, גבות, פיאות לחיים), עם זרועות הנושא בצד הגוף.
עקומה 3 מתאים לתחושת עקצוץ בחלקי הגוף המכוסים בבגדים (מרפק, כתף, צדדים).
הערכים החציוניים של סף התפיסה מוצגים בלוח 1.
שולחן 1 - ערכים חציוניים של שדה חשמלי, סף תפיסה
| שיער יד | 7 קילוואט / מטר |
| שיער ראש | 23 קילוואט / מטר |
| בין גוף לבגדים | 20 קילוואט / מטר |
חציון מטרד רמות הם הרבה יותר גבוה והםשמעולם לא הושגו בתנאים מעשיים. המנגנון הבסיסי של גירוי שיער הוא לא לגמרי under-standed. ההנחה היא כי השיער אוספת חיובים המספקים מקור כוח הפועל על השיער, ובכך גורם רטט שלה. ויברציות שיער נצפו הן 60 הרץ ו 120 הרץ.
לכן, כוח מכני על השיער יש תדר כפול מזה של תדירות החשמל.
עם זאת, אם השיער הוא בידוד, מטען נטושל קוטביות קבועה יכולה להישאר על השיער, ובכך להצדיק כוח בתדר כוח. הנתונים המתקבלים מתאימים באופן סביר על ידי קווים ישרים כאשר מתוות (1) עם השדה על סולם יומן ו (2) עם ההסתברויות של תפיסה ו מטרד על סולם ההסתברות הנורמלית.
פיזור הוא הרבה יותר גדול מאשר עבור ניצוצות ניצוץ, עם יחס של 7 ל 9 בין שדות המקביל ל 84% ו 16% הסתברות.
כמו כן, עבור תחושות אלה, עקומות עבורמטרד מקבילים לאלה של תפיסה. היחס בין שדות מטרד ותפיסה הוא בין 6 ל -10. עבור שדות המתאימים ל -50% הסתברות של תפיסה, ההסתברות של מטרד היא 1 עד 9%.
לחות נמוכה וטמפרטורה נמוכה גרמו לירידהרגישות, למרות ההשפעה של פרמטרים בודדים אינו ברור. לחות על השיער, שנוצר על ידי מזג אוויר לח או זיעה, מגביר את הרגישות.
תדירות השדה החשמלי כוללת השפעה על התחושה.
איור 3 - ערכים חציוניים של סף תפיסה של תחושות שיער של אנשים כפונקציה של תדר השדה החשמלי. עבור "עקצוץ" האחוזון ה -25 ניתן גם.
תוצאות של בדיקות UHV פרויקט מבוצע עם תדרים שונים מוצגים באיור 3.
הנתונים מצביעים על רגישות גדולה יותרתדרים. ההבדל בין ההשפעות של 50-HZ ו 60-Hz שדות הוא קטן מאוד וחסר משמעות כאשר comared עם פיזור גדול של נתונים אלה.
3. תגובה לזרמים של מצב יציב
עניין מעשית עבור שידור קויישומים, הם זרמי AC זורם דרך הגוף של אדם מיד ליד או מיד ליד רגליים כאשר נוגע אובייקט גדול, אשר אוספת זרמים הנגרמת על ידי שדה חשמלי AC.
תוצאות ניסיוניות של מר Dalziel (פרופסור להנדסת חשמל ומדעי המחשב באוניברסיטת ברקלי) מוצגים בתרשים 4 עבור זרם ישיר בתרשים 5 לסירוגין הנוכחי.
הנתונים עוקבים אחר התפלגות נורמלית עם פיזור גדול (יחס 1 עד 4 בין 1% ל -99% ערכים) עם ערכים ממוצעים לגברים השווים ל- 5.2 mA עבור זרם ישר ו 1.1 mA עבור זרם 60-HZ לסירוגין.
איור 4 - עקומת הפצה של נתונים מינימליים של נתונים מינימליים ישירים מבדיקות על 115 גברים; איור 5 - עקומת ההפצה של זרם משתנה לסירוגין. נתונים מ 167 גברים
התחושה הראשונה של הזרם הישיר היא של חום, ואילו התחושה הראשונה לסירוגין הנוכחי היא תחושה צורבת. אין מספיק נתונים לנשים.
כעוצמת המצב היציב של הזרםמגביר, את השליטה על השרירים שבהם הזרם הנוכחי הופך להיות קשה יותר ויותר. מעל ערך מסוים של הנוכחי, לא ניתן להחיות מחדש את האחיזה על אובייקט. הזרם שעבורו מצב זה מתרחש לראשונה נקרא "תן-ללכת-זרם".
איור 6 מציג את עקומת ההפצה של ערכי ה - let-go עבור זרמים שונים.
איור 6 - עקומת ההפצה של הערך הנמדד של זרמים ישירים. נתונים ממבחנים על 28 גברים.
איור 7 מראה את עקומת ההפצה עבור זרם חילופין ב 60 הרץ. ערכי ה - let-go המינימליים נבחרים באופן שרירותי כאלו המקבילים להסתברות של 0.5%.
מ איור 7, ערכים אלה הם 9 mA לגברים ו 6 mA עבור נשים. דמות שמרנית יותר 5 mA עשוי להיות מיושם על ילדים.
איור 7 - עקומת הפצה של ערכי Let-go לסירוגין זרמים. נתונים על 28 נשים ו -134 גברים.
השפעת התדר על הזרם הנוכחי מוצג בתרשים 8 להלן. הגדלת הערך של הנוכחי מעל להרפות- Pro עשוי du-proce duce פרפור.
איור 8 - השפעת תדירות על זרם לזרז. העקומות חוזרות לשיעורים שונים של האוכלוסייה שעבורן מגיעים תנאי המעבר.
הערכים הנוכחיים של Fibrillating מוצגים בתרשים 9כפונקציה של משקל הגוף עבור מינים שונים של בעלי חיים. הפרמטרים המשפיעים על פרפור החדר הם משקל הגוף, גודל הנוכחי, משך ההלם.
דלזיאל חקר את הקשר בין הזרם לבין הזמן והציע משוואת התחשמלות:
i = k / √t
(אני in mA, t בשניות).
עבור הסתברות של 0.5%, k = 165.
איור 9 - סיבי פיברלינג לעומת גוףמשקל של שישה מינים של בעלי חיים (עגלים, כלבים, כבשים, חתולים, ארנבות, חזירי ים). עקומות מתמשכות: כל בעלי החיים נחשב, עקומות מקווקו: חזירים גיני הושמט.
סיכום התגובה של גברים מבוגריםזרמים חשמליים של זרם חשמלי יציב מוצגים בתרשים 10. הנתונים המצומצמים הזמינים עבור נשים מצביעים על רמות של כשני שלישים מאלו של גברים. נתונים על ילדים אינם קיימים.
ערכי ה- Let-go לילדים בהסתברות של 0.5% נאמדו באופן שמרני כשווים ל- 5 mA.
איור 10 - התפלגות סטטיסטית של תגובות של גברים מבוגרים למצב יציב AC זרמים דרך מגע אוחז
עקומות שונות הושגו עבור ימי גשם וגשם. בימים גשומים, החומר של המטרייה הופך רטוב ואוסף זרם טעינה יותר מן בשדה. גם בימים גשומים, רגישות האצבעות גבוהה יותר בגלל לחות גבוהה יותר.
עקומה 5 מתאימה לניצוץ בין ניצוץ קטן לבין הקרסול. המשתתפים התבקשו לקום מחדש, כדי לגעת באיטיות בחוט עם הקרסול ולאחר מכן להסיר את הקרסול.
עקומה 6 תואמת את הניצוץ הפרשות בין קצהשל האצבע ואת מוט מקורקע עם גישה איטית ושחרור. מצב אחרון זה נחשב כמקרה הבסיס להפרשות ניצוצות. הקיבול המשוחרר הוא של אדם לקרקע, אשר, עבור גברים מבוגרים, יש ערך ממוצע של 170 pF.
חציון המתח בין הקרקע היה 0.275 kV / (kV / m). מתרשים 1 מתקבלים הערכים החציוניים הבאים:
חציון סף התפיסה:
- E = 2.7 kV / m
- אשרoc = 740V
- C = 170 pF
רמת מטרד חציון:
- E = 7 kV / m
- אשרoc = 1900V
- C = 170 pF
הנתונים המתקבלים מתאימים באופן סביר על ידי קווים ישרים כאשר מתוות (1) עם השדה על סולם יומן ו (2) עם ההסתברויות של תפיסה ו מטרד על סולם ההסתברות הנורמלית.
היחס בין השדות המקביל 84% ו 16% הסתברות היא בין 2.5 ל 4.3.
תוצאות של בדיקות פרויקט UHV שבוצעו עםתדרים שונים מוצגים בתרשים 11. הנתונים מצביעים על כך שאנשים רגישים יותר להפרשות ניצוץ בשדות בעלי תדירות גבוהה יותר. ההבדל בין השפעות השדות 50-HZ ל- 60 Hz הוא קטן מאוד וחסר משמעות בהשוואה לפיזור גדול של נתונים אלה.
איור 11 - ערכים חציוניים של סף תפיסה של אנשים שנחשפו לניצוצות ניצוץ כפונקציה של תדר השדה החשמלי
4. תגובה לגירוי שיער
גירוי של עצבי השיער הוא האמין להיות הגורם לתחושות כי הם מעל הדישן הישן של התפיסה מעל לרמה מינימום מטרד.
תחושות אלה נחקרו בפרויקטקוד צויין כי קווי התמסורת יהיו עקביים עם זרם מושהה מקסימלי של 5 mA, אשר יחושב עבור הרכב הגדול ביותר הצפוי מתחת לקו ההולכה ולמטען הסופי שנפרק על-ידי סוללה ב -49 מעלות צלסיוס.
תופעה חריגה מתחת לקו HV (וידאו)
השפעות שליליות של שדות אלקטרומגנטיים על בני אדם (VIDEO)
מקור: 345kV ומעלה מעל קו תמסורת הספר על ידי EPRI