TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13728:2023

IEC 62110:2009

MỨC TRƯỜNG ĐIỆN VÀ TRƯỜNG TỪ TẠO BỞI HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - QUY TRÌNH ĐO LIÊN QUAN ĐẾN PHƠI NHIỄM CÔNG CHÚNG

Electric and magnetic field levels generated by AC power systems - Measurement procedures with regard to public exposure

Lời nói đầu

TCVN 13728:2023 hoàn toàn tương đương với IEC 62110:2009;

TCVN 13728:2023 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC/E9 Tương thích điện từ biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

MỨC TRƯỜNG ĐIỆN VÀ TRƯỜNG TỪ TẠO BỞI HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - QUY TRÌNH ĐO LIÊN QUAN ĐẾN PHƠI NHIỄM CÔNG CHÚNG

Electric and magnetic field levels generated by AC power systems - Measurement procedures with regard to public exposure

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này thiết lập các quy trình đo cho các mức trường điện và trường từ được tạo bởi hệ thống điện xoay chiều (AC), để đánh giá mức phơi nhiễm lên người trong các trường này. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho hệ thống truyền tải điện một chiều (DC).Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho phơi nhiễm lên người trong môi trường có người ở gia đình và trong khu vực mà người có thể tiếp cận được.

Tiêu chuẩn này quy định các quy trình cơ bản đối với phép đo trường có liên quan đến phơi nhiễm lên người, và để thu được một giá trị trường tương đương với một mức trung bình theo không gian trên toàn bộ cơ thể người.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho phơi nhiễm nghề nghiệp liên quan đến, ví dụ như, việc vận hành và/hoặc bảo trì hệ thống điện. Phơi nhiễm này có thể xảy ra khi thao tác bên trong trạm phân phối hoặc trạm truyền tải, nhà máy điện, trong đường ống hoặc đường hầm dùng cho cáp ngầm hoặc trên tháp hoặc cột của đường dây tải điện trên không.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung.

IEC 61786[1], Measurement of low-frequency magnetic and electric fields with regard to exposure of human beings - Special requirements for instruments and guidance for measurements (Phép đo trường từ và trường điện tần số thấp có liên quan đến phơi nhiễm lên người - Yêu cầu đặc biệt đối với thiết bị đo và hướng dẫn về phép đo)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa dưới đây. Sử dụng hệ đơn vị quốc tế SI trong toàn bộ tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH: Sự phân biệt giữa “mật độ từ thông” và “cường độ trường từ” chỉ có liên quan khi xem xét trường từ trong vật liệu từ. Trong không khí, thường sử dụng “trường từ” như một thuật ngữ chung để chỉ cả hai thông số này.

3.1

Phép đo một điểm (single-point measurement)

Quy trình đo mức trường từ tại một độ cao quy định, được sử dụng cho trường đồng nhất.

CHÚ THÍCH: Các điều kiện mà trong đó trường có thể được coi là đồng nhất hoặc không đồng nhất, được cho trong 5.1.

3.2

Phép đo ba điểm (three-point measurement)

Quy trình đo mức trường tại ba độ cao quy định, tại một vị trí, được sử dụng cho các trường không đồng nhất.

3.3

Phép đo năm điểm (five-point measurement)

Quy trình đo các mức trường tại năm điểm ở độ cao quy định, được sử dụng cho các trường không đồng nhất được tạo bởi các nguồn trường nằm bên dưới sàn hoặc đất.

3.4

Mức phơi nhiễm trung bình (average exposure level)

Mức trung bình theo không gian trên toàn bộ cơ thể người của các trường mà từng cá nhân bị phơi nhiễm.

3.5

Mức phơi nhiễm trung bình ba điểm (three-point average exposure level)

Trung bình số của ba giá trị thu được từ phép đo ba điểm hoặc của ba giá trị lớn nhất thu được từ phép đo năm điểm.

CHÚ THÍCH: Mức trung bình này thường là ước lượng của mức phơi nhiễm trung bình tại một vị trí.

3.6

Mức phơi nhiễm cực đại (maximum exposure level)

Mức lớn nhất của phép đo một điểm hoặc mức phơi nhiễm trung bình trên toàn bộ diện tích quan tâm.

3.7

Hệ thống điện (power system)

Hệ thống gồm các đường dây trên không và cáp ngầm, trạm và các thiết bị phân phối và truyền dẫn điện khác. Hệ thống đường sắt được đề cập trong một tiêu chuẩn riêng và do đó không thuộc tiêu chuẩn này.

4  Nguyên tắc đo đối với trường điện và trường từ

4.1  Quy định chung

Thông tin chung chi tiết và các yêu cầu liên quan đến phép đo của trường điện và trường từ được cho trong IEC 61786 và các tài liệu kỹ thuật khác như cuốn sách kỹ thuật CIGRE [6] [8] và hướng dẫn IEEE [7] [9].

4.2  Thiết bị đo

Thiết bị dùng để đo trường điện và trường từ phải đáp ứng các yêu cầu liên quan đến hiệu chuẩn và các quy định kỹ thuật được cho trong IEC 61786 hoặc tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế thích hợp khác. Nhà chế tạo khuyến cáo các thiết bị này cần được sử dụng ở điều kiện thích hợp, đặc biệt là có liên quan đến miễn nhiễm điện từ, nhiệt độ và độ ẩm.

Thiết bị ba trục được sử dụng để đo các giá trị hiệu dụng của trường tổng hợp F_r. Có thể sử dụng thiết bị đo một điểm để thu được F_r bằng cách đo F_x, F_y và F_z, sử dụng Công thức (1).

trong đó

F_x, F_y và F_z là giá trị hiệu dụng của các thành phần ba trục của trường điện và trường từ.

Khi trường không có các hài, F_r cũng có thể thu được bằng cách đo F_max và F_min và khi đó sử dụng Công thức (2).

trong đó

F_max là giá trị hiệu dụng lớn nhất của nửa trục dài của hình elip trường;

F_min là giá trị hiệu dụng nhỏ nhất của nửa trục ngắn của hình elip trường.

4.3  Thành phần hài

Hài thường được gây ra bởi thiết bị không tuyến tính. Hài có thể xuất hiện trên đường dây truyền dẫn và đường dây phân phối. Nhìn chung, méo điện áp do hài tổng của hệ thống phân phối điện AC (xem [3] [4]) đủ thấp để tác động không đáng kể đến phơi nhiễm và do đó thường không cần phải nêu rõ về thành phần hài. Hệ thống truyền dẫn AC có các thành phần hài thấp hơn.

Trong trường hợp đủ thấy rằng không thể bỏ qua thành phần hài của trường thì cần sử dụng các phương pháp hiện có theo IEC 61786 về phép đo để đánh giá thành phần hài của trường. Việc đánh giá các trường có tính đến các tần số hài cần được đánh giá theo quy trình được quy định trong tiêu chuẩn an toàn (ví dụ [5]).

4.4  Ghi lại kết quả đo

Trong báo cáo đo, thông tin dưới đây cần được ghi lại:

- ngày tháng, thời gian và điều kiện thời tiết (ví dụ các tình trạng nắng, mưa, có tuyết hoặc gió) khi thực hiện phép đo;

- nhiệt độ và độ ẩm (đối với phép đo trường điện);

- kiểu (đường dây trên không, cáp, trạm điện, v.v...) và điện áp danh nghĩa của hệ thống điện, cấu hình và cách bố trí pha của ruột dẫn trên không và/hoặc cáp ngầm, tạo ra các trường cần đo, nếu có;

- thông tin về thiết bị đo [nhà chế tạo thiết bị đo, model, kích cỡ đầu đo và hình dạng, kiểu đầu đo hoặc máy đo (máy đo cách ly với đất, máy đo đất tham chiếu, máy đo kiểu sắt từ, đầu đo kiểu cuộn dây, đầu đo hiệu ứng Hall), phạm vi đo, độ rộng băng, ngày hiệu chuẩn mới nhất], nếu có;

- ước lượng về độ không đảm bảo đo;

CHÚ THÍCH 1: Độ không đảm bảo đo có thể ước lượng bằng cách sử dụng một quy trình được đề xuất bởi, ví dụ như IEC 61786.

- cá nhân/công ty thực hiện phép đo;

- (các) độ cao cách đất hoặc sàn khi thực hiện phép đo;

- vị trí đo liên quan đến hệ thống điện quan tâm;

- vị trí đo trong phòng khi thực hiện phép đo trong tòa nhà;

- các mức trường (điện hoặc từ) đo được;

- chỉ thị rõ về đại lượng trường nào cần được báo cáo, ví dụ, trường tổng hợp, giá trị hiệu dụng của từng thành phần trực giao theo ba trục của trường hoặc giá trị hiệu dụng lớn nhất hoặc nhỏ nhất của nửa trục dài hoặc nửa trục ngắn của trường;

- kiểu, vị trí theo không gian và điều kiện làm việc của các nguồn trường khác gần với điểm đo;

- bản vẽ và/hoặc ảnh của địa điểm đo cùng với vị trí đo và các nguồn trường khác;

- kiểu, loại vật liệu, kích thước và vị trí theo không gian của các vật thể cố định và vật thể tháo rời được đối với phép đo trường điện;

- kiểu, loại vật liệu, kích thước và vị trí theo không gian của các vật thể cố định và vật thể tháo rời được có các vật liệu từ hoặc vật dẫn không từ tính đối với phép đo trường từ;

- giá trị dòng điện chạy qua khi thực hiện phép đo trường từ, nếu có và có liên quan;

CHÚ THÍCH 2: Có nhiều trường hợp mà trong đó khó có thể thu được các giá trị tải này. Hơn nữa, đối với hệ thống phân phối hạ áp, dòng điện lưới có thể là thông số có liên quan hơn.

CHÚ THÍCH 3: Một cách thức hợp lý để khảo sát sự thay đổi của tải là sử dụng máy đo trường từ thứ hai tại một vị trí cố định (xem [6]).

- thành phần hài, nếu đáng kể.

Thông tin trên là quan trọng khi các kết quả đo được so sánh với các mức tính toán và/hoặc các kết quả đo khác.

Ví dụ về báo cáo phép đo được cho trong Phụ lục D.

4.5  Xem xét phép đo

4.5.1  Hướng của trường

4.5.1.1  Trường điện

Các thiết bị của phép đo trường điện là trục đơn hoặc ba trục. Thiết bị thứ hai là lựa chọn ưu tiên hơn.

Trường điện tiếp giáp với bề mặt dẫn là trực giao với bề mặt, Do đó, có thể bỏ qua thành phần nằm ngang của trường điện, đặc biệt là nơi nó được tạo ra bởi các đường dây tải điện trên không, gần với bề mặt đất. Do đó, phép đo một trục (thành phần thẳng đứng) là đủ gần với đất. Một số ví dụ về mức trường điện được tính toán ở độ cao 1,0 m so với đất phía dưới đường dây tải điện trên không được nêu trong A.3.3. Những điều này chứng tỏ rằng ở độ cao 1,0 m so với đất, thành phần thẳng đứng tương tự như trường tổng hợp (xem Hình A.9 và A.10).

Phải đặc biệt cẩn thận khi có các vật dẫn (xem 4.5.2.1) hoặc khi khoảng cách của ruột dẫn so với đất là nhỏ.

4.5.1.2  Trường từ

Phép đo trường từ phải được thực hiện bằng dụng cụ ba trục và phải là trường tổng hợp, ngoại trừ trường hợp có lý do cụ thể cho việc sử dụng dụng cụ một trục. Các lý do sử dụng dụng cụ một trục bao gồm việc muốn biết hướng của trường và giá trị hiệu dụng lớn nhất của nửa trục dài của elip trường, việc muốn khảo sát hướng và hình dạng của elip trường từ, và các trường hợp khi đã biết hướng của trường phân cực tuyến tính; tuy nhiên, những điều này không được đề cập trong tiêu chuẩn này.

Khi không có sẵn thiết bị ba trục phù hợp, có thể sử dụng thiết bị một trục để xác định trường tổng hợp bằng Công thức (1) hoặc Công thức (2), miễn là mức trường vẫn ổn định trong thời gian thực hiện phép đo. Trong trường hợp này, việc sử dụng một vật cố định làm từ vật liệu không dẫn để định hướng đầu đo theo ba hướng trực giao sẽ đẩy nhanh quá trình đo.

CHÚ THÍCH: Khi trường thay đổi, cần tính đến thiết bị đo ba trục thường đo ba thành phần một cách tuần tự.

Nhìn chung, giá trị hiệu dụng của nửa trục ngắn của elip trường phía dưới đường dây tải điện là nhỏ hơn đáng kể so với nửa trục dài. Dụng cụ một trục có thể được sử dụng trong trường hợp này (xem B.3.3).

4.5.2  Vị trí đo

4.5.2.1  Trường điện

Để thực hiện phép đo mức trường điện đại diện cho trường không bị nhiễu loạn tại một vị trí nhất định, khu vực đó phải cách xa các đường dây điện, tháp, cây cối, hàng rào, cỏ cao hoặc các điểm bất thường khác càng xa càng tốt. Ưu tiên là vị trí tương đối bằng phẳng. Cần lưu ý rằng ảnh hưởng của thảm thực vật đến mức trường điện có thể là đáng kể. Nhìn chung, việc tăng cao của trường xảy ra bên trên các hạng mục riêng lẻ của thảm thực vật và việc suy giảm trường xảy ra gần các bên. Sự nhiễu loạn trường có thể phụ thuộc vào thành phần nước trong thảm thực vật một cách rõ rệt.

Tất cả các đồ vật có thể di chuyển được nên được loại bỏ khi có thể. Nếu không, khoảng cách giữa đầu đo và vật thể phải lớn hơn ba lần chiều cao của vật thể (vật thể không cố định) hoặc 1,0 m (vật thể cố định) [6].

Nếu các khuyến nghị này không thể thực hiện được thì cần ghi chú rõ ràng trong báo cáo đo.

4.5.2.2  Trường từ

Vật thể không cố định có chứa vật liệu từ tính hoặc vật dẫn không từ tính phải cách xa điểm đo ít nhất ba lần kích thước lớn nhất của vật thể đó để đo giá trị trường không bị nhiễu. Khoảng cách giữa đầu đo và các vật thể có từ tính cố định không được nhỏ hơn 1,0 m để đo chính xác trường không bị nhiễu loạn của môi trường xung quanh [7].

Nếu các khuyến nghị này không thể thực hiện được thì cần ghi chú rõ ràng trên báo cáo đo.

4.5.3  Hiệu ứng nhiễu loạn của người thao tác trong phép đo trường điện

Để giảm nhiễu loạn trường điện đo được, khoảng cách giữa thiết bị đo trường điện và người thao tác ít nhất là 1,5 m và 3 m [6] được khuyến nghị. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng cáp quang giữa màn điều khiển và đầu đo tại phần cuối trên một giá đỡ không dẫn điện.

4.5.4  Hiệu ứng từ các nguồn khác trong phép đo trường từ

Cần tắt hoặc loại bỏ các nguồn trường từ không phải là hệ thống điện gần điểm đo, để giảm thiểu ảnh hưởng của chúng đến kết quả đo. Nếu khó có thể tắt hoặc loại bỏ các nguồn thì thông tin liên quan về chúng, ví dụ: loại nguồn, vị trí liên quan đến điểm đo, v.v ... cần được ghi lại.

4.5.5  Điều kiện độ ẩm trong phép đo trường điện

Phép đo trường điện có thể bị nhiễu nếu độ ẩm tương đối lớn hơn 70% do hiệu ứng ngưng tụ trên đầu đo và giá đỡ [6]. Vì ảnh hưởng của độ ẩm phụ thuộc vào máy đo trường, nên kiểm tra khả năng hoạt động chính xác của máy đo trường trong các điều kiện đó trước khi đo.

5  Quy trình đo cơ bản đối với trường điện và trường từ

5.1  Quy trình chung

Các quy trình khác nhau được quy định ở đây sử dụng phép đo đơn, ba hoặc năm điểm. Nếu tất cả các giá trị thu được đều thấp hơn mức tham chiếu hoặc MPE, thì không cần xử lý thêm để chứng minh sự phù hợp.

Khi đo các mức trường phía dưới đường dây trên không, trường gần với đất được coi là đồng nhất (xem giải thích trong B.3.2.1); do đó, các phép đo một điểm là đủ. Các trường hợp khác như khu vực công cộng liền kề với cáp ngầm, trạm biến áp trong nhà, v.v... được coi là không đồng nhất và phép đo ba hoặc năm điểm phải được sử dụng nếu thích hợp.

5.2  Phép đo một điểm

Trong trường hợp trường được coi là đồng nhất, mức trường điện hoặc trường từ tại điểm quan tâm phải được đo ở độ cao 1,0 m so với đất hoặc sàn trong tòa nhà. Mức đo được này được coi là mức phơi nhiễm trung bình (xem Phụ lục A và Phụ lục B).

Nếu cần, có thể sử dụng các độ cao khác, trong trường hợp đó, độ cao đo thực tế phải được ghi rõ ràng trong báo cáo đo.

5.3  Phép đo ba điểm

Trong trường hợp trường được coi là không đồng nhất, mức trường điện và trường từ tại vị trí quan tâm phải được đo ở ba độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất hoặc sàn trong một tòa nhà. Bên cạnh thiết bị điện hoặc trong một tòa nhà, phép đo phải được thực hiện ở khoảng cách nằm ngang 0,2 m tính từ bề mặt hoặc ranh giới của nó hoặc tường.

Trong trường hợp thiết bị có chiều cao thấp hơn 1,5 m, phép đo ba điểm phải được thực hiện ở độ cao cách đều nhau và điểm cao nhất ở cùng độ cao với đỉnh của thiết bị (xem Hình 1).

Nếu cần, có thể sử dụng các độ cao khác, trong trường hợp đó, các độ cao đo thực tế phải được ghi rõ ràng trong báo cáo đo.

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp tiêu chuẩn an toàn không cho phép lấy trung bình theo không gian (chẳng hạn như [2]), thì giá trị lớn nhất trong ba giá trị đo được phải được sử dụng.

Mức phơi nhiễm trung bình ba điểm được coi là mức phơi nhiễm trung bình (xem Phụ lục C).

Hình 1 - Chiều cao của phép đo ba điểm

5.4  Phép đo năm điểm

Ở những nơi có nguồn trường dưới đất hoặc sàn và có khả năng hợp lý là một người có thể nằm xuống phía trên nó, phép đo năm điểm phải được thực hiện như sau.

Cần quét mức trường từ ở độ cao 0,2 m so với đất hoặc sàn để tìm giá trị và vị trí của trường từ cực đại. Giá trị và vị trí của trường lớn nhất thứ hai nên được quét trên một vòng tròn có bán kính 0,5 m đặt tâm ở vị trí lớn nhất. Một phép đo khác nên được thực hiện tại điểm đối xứng với vị trí lớn nhất thứ hai. Cần thực hiện thêm hai phép đo nữa, dọc theo đường vuông góc với đường thẳng đi qua ba điểm đo trước đây, ở các khoảng cách 0,5 m về hai phía của vị trí điểm cực đại (xem Hình 2). Giá trị trung bình của ba trong số năm giá trị đọc lớn nhất sẽ được tính toán. Mức trung bình này được công nhận là mức phơi nhiễm trung bình

CHÚ THÍCH: Trong thực tế, có thể cần điều chỉnh quy trình để tính đến đồ đạc không thể tháo rời và các bức tường trong phòng, v.v....

Trong trường hợp không có nhiều khả năng người có thể nằm trên đất hoặc sàn, phép đo ba điểm thông thường sẽ được sử dụng.

CHÚ THÍCH: Các đường chấm biểu thị tầng hoặc tầng trệt

Hình 2 - Phép đo năm điểm

6  Quy trình đo để tìm mức phơi nhiễm cực đại với trường điện

6.1  Đường dây trên không

Các mức trường điện bên dưới đường dây trên không phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm khoảng cách từ các ruột dẫn, sự phân chia và bố trí pha của chúng, và điện áp của đường dây (xem Phụ lục A).

Mức trường điện lớn nhất được tìm thấy phía dưới ruột dẫn tại điểm nằm trên khoảng mà ruột dẫn ở gần với đất nhất. Do đó, để tìm vị trí tại đó mức trường là cực đại, trước tiên cần đo mức trường điện ở độ cao 1,0 m so với đất dọc theo đường song song với ruột dẫn phía dưới đường dây trên không nếu có thể ở các khoảng thích hợp (mặt cắt dọc). Sau đó, để xem có xuất hiện đỉnh khác hay không, phép đo phải được thực hiện ở độ cao 1,0 m so với đất dọc theo đường vuông góc với đường dây trên không, tại điểm của mặt cắt dọc lớn nhất (mặt cắt ngang).

Khi đã biết vị trí mà mức trường là lớn nhất trong vùng quan tâm, thì nên thực hiện phép đo một điểm tại vị trí đó.

Nếu ruột dẫn không nhô ra ngoài khu vực quan tâm, thì quá trình tìm mức phơi nhiễm lớn nhất cũng tương tự, nhưng mặt cắt dọc phải song song với đường dây.

Một số tài liệu tham khảo, ví dụ như [6] và [7], đưa ra các quy trình chi tiết để thu được mặt cắt của các mức trường điện xung quanh một đường dây trên không.

6.2  Cáp ngầm

Cáp ngầm không tạo ra trường điện phía trên đất nên không cần đo trường điện.

6.3  Trạm biến áp và thiết bị hệ thống điện

Ngoại trừ đường dây trên không (xem 6.1) và trạm biến áp có đường dây trên không nối với trạm biến áp, thiết bị hệ thống điện không tạo ra trường điện ở những khu vực công cộng có thể tiếp cận được, do đó không cần thực hiện phép đo trường điện.

Đối với trạm biến áp có đường dây trên không nối với trạm biến áp phải đo mức trường điện ở độ cao 1 m so với đất và cách trạm biến áp 0,2 m, xung quanh trạm biến áp tại khoảng thích hợp, để tìm vị trí mà trong đó mức trường là lớn nhất trong khu vực quan tâm.

Tại vị trí mà mức trường lớn nhất được tìm thấy, phải thực hiện phép đo ba điểm (xem 5.3).

Khi đã biết vị trí của trường lớn nhất trong vùng quan tâm, thì nên thực hiện phép đo ba điểm tại vị trí đó.

Đối với trạm biến áp, trường lớn nhất thường xảy ra dưới đường dây trên không nơi chúng đi vào trạm biến áp. Phép đo trường điện dưới các đường này phải tuân theo quy trình được mô tả trong 6.1.

7  Quy trình đo để tìm mức phơi nhiễm lớn nhất trong trường từ

7.1  Đường dây trên không

Các mức của mức trường từ dưới đường dây trên không phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm khoảng cách từ các ruột dẫn, khoảng phân cách giữa các ruột dẫn và bố trí pha, và các dòng điện trong đường dây (xem Phụ lục B).

Trường từ lớn nhất được tìm thấy phía dưới ruột dẫn tại điểm trên nhịp mà tại đó ruột dẫn ở gần với đất nhất. Do đó, để tìm vị trí tại đó mức trường là lớn nhất, trước tiên cần đo mức trường từ ở độ cao 1,0 m so với đất dọc theo đường song song với ruột dẫn ở phía dưới đường dây trên không, nếu có tại các khoảng thích hợp (mặt cắt dọc). Sau đó, để xem có xuất hiện đỉnh khác hay không, phép đo phải được thực hiện ở độ cao 1,0 m so với đất dọc theo đường vuông góc với đường dây trên không, tại điểm của mặt cắt dọc lớn nhất (mặt cắt ngang).

Trường từ phía dưới đường dây trên không được coi là đồng nhất (xem 5.1).

Khi đã biết vị trí mà mức trường là lớn nhất trong vùng quan tâm, thì nên thực hiện phép đo một điểm tại vị trí đó.

Nếu ruột dẫn không nhô ra ngoài khu vực quan tâm, thì quá trình tìm mức phơi nhiễm lớn nhất cũng tương tự, nhưng mặt cắt dọc phải song song với đường dây.

Một số tài liệu tham khảo, ví dụ như [6] và [7], đưa ra các quy trình chi tiết để thu được mặt cắt của các mức trường điện xung quanh một đường dây trên không.

7.2  Cáp ngầm

Mức độ trường từ phải được đo ở độ cao 1,0 m so với đất, dọc theo đường đi được coi là vuông góc với cáp ngầm, với những khoảng thời gian thích hợp (mặt cắt ngang). Tại vị trí mà mức trường lớn nhất được tìm thấy, phải thực hiện phép đo ba điểm (xem 5.3).

Trường từ gần như không đổi dọc theo cáp ngầm, ngoại trừ một số vị trí đặc biệt như buồng nối, khoang nối hoặc sự thay đổi về độ sâu. Các vị trí như vậy có thể được tìm thấy bằng cách thực hiện các phép đo dọc theo tuyến cáp, tìm kiếm giá trị lớn nhất ở độ cao 1,0 m (mặt cắt dọc). Tại vị trí mà mức trường cực đại được tìm thấy, quy trình tương tự như được mô tả ở trên (mặt cắt ngang) phải được thực hiện.

Nếu có cụ thể các khu vực cần quan tâm thì phép đo sử dụng quy trình tương tự như đã mô tả ở trên (mặt cắt dọc và mặt cắt ngang) có thể được lặp lại.

Khi một vị trí mà mức trường là mức lớn nhất đã được biết đến trong khu vực quan tâm, thì nên thực hiện phép đo ba điểm tại vị trí đó.

7.3  Trạm biến áp và thiết bị hệ thống điện

Mức độ trường từ phải được đo ở độ cao 1,0 m so với đất, xung quanh thiết bị hoặc trạm biến áp ở khoảng cách nằm ngang 0,2 m so với bề mặt hoặc ranh giới của nó, trong những khoảng thời gian thích hợp. Trong trường hợp thiết bị có chiều cao nhỏ hơn 1,5 m, mức trường từ nên được đo ở độ cao đỉnh của thiết bị thay vì 1,0 m. Tại vị trí mà mức trường lớn nhất được tìm thấy, phải thực hiện phép đo ba điểm (xem 5.3).

Khi đã biết vị trí của trường lớn nhất trong vùng quan tâm, thì nên thực hiện phép đo ba điểm tại vị trí đó.

Đối với trạm biến áp, mức trường lớn nhất thường xảy ra dưới đường dây trên không hoặc phía trên cáp ngầm nơi chúng đi vào trạm biến áp. Phép đo trường từ trong các tình huống này phải tuân theo các quy trình tương ứng được mô tả trong 7.1 và 7.2.

Với tính chất cục bộ, các mức trường từ cao hơn có thể được tìm thấy gần bề mặt của thiết bị hoặc ranh giới của trạm biến áp. Tuy nhiên, các mức này không được coi là đại diện cho mức phơi nhiễm trung bình lên công chúng trong các tình huống thông thường.

Trong trường hợp khu vực phía trên, trạm biến áp trong nhà có người ở và nơi có nhiều khả năng có người nằm trên sàn, phải thực hiện phép đo năm điểm (xem 5.4).

Trong trường hợp tại nơi không có nhiều khả năng có người nằm trên sàn, phép đo ba điểm thông thường nên được thực hiện.

Phụ lục A

(tham khảo)

Đặc điểm của trường điện được tạo bởi đường dây trên không xoay chiều

A.1  Yêu cầu chung

Nhìn chung, chỉ có đường dây trên không có điện áp cao hơn mới tạo ra mức trường điện cần được xem xét. Mức trường điện là thấp hơn ở gần đường dây trên không hạ áp, thiết bị phân phối và xung quanh trạm biến áp. Cáp ngầm được bọc, do đó không tạo ra trường điện bên ngoài.

Phụ lục này trình bày các ví dụ về kết quả tính toán các mặt cắt không gian của trường điện do đường dây tải điện và phân phối trên không tạo ra.

A.2  Quy trình tính toán chung cho mức trường điện

Cường độ trường điện E tại khoảng cách r tính từ một ruột dẫn thẳng song song với đất với mật độ điện tích λ được biểu thị bằng

trong đó

ε₀ là hằng số điện môi của chân không, bằng 8,854 x 10^-12 F/m.

Để tính đến độ dẫn điện của đất, việc tính toán E tại một điểm nhất định (P) có thể được tiến hành bằng cách sử dụng điện tích hình ảnh tương đương với -λ ở độ cao -h như trên Hình A.1.

trong đó

E₁ là cường độ trường điện tại điểm P do điện tích tuyến tính λ gây ra;

E₂ là cường độ trường điện tại điểm P do điện tích hình ảnh -λ gây ra;

R₁ là khoảng cách của điểm P từ điện tích tuyến tính λ;

R₂ là khoảng cách của điểm P từ điện tích tuyến tính -λ.

trong đó

Y_P là chiều cao của điểm P;

X_C là vị trí nằm ngang của điện tích tuyến tính λ và -λ;

X_P là vị trí nằm ngang của điểm P.

Hình A.1 - Sự phân bố điện tích tuyến tính phía trên đất

Các vectơ trường E₁ và E₂ có thể được phân tách thành các thành phần trực giao

Cuối cùng, các thành phần của vectơ trường E là

Cường độ trường E tại điểm P là

Điện thế V tại bề mặt ruột dẫn được cho bởi

Trong đó a là bán kính của ruột dẫn.

Trong trường hợp có nhiều ruột dẫn như trên Hình A.2, Công thức (A.8) trở thành một ma trận.

Ma trận [P] là ma trận hệ số điện thế, trong đó

Hình A.2 - Hệ thống n pha chung với đất

trong đó

n là số lượng ruột dẫn;

D_ij là khoảng cách giữa ruột dẫn i và ảnh của ruột dẫn j;

d_ij là khoảng cách giữa các ruột dẫn i và j;

n là bán kính của ruột dẫn i.

Khi tính toán các mức trường điện phía dưới đường dây trên không, hệ thống phân phối điện tích tuyến tính này có thể được sử dụng. Đối với một đường dây điện xoay chiều, ruột dẫn i tương ứng với mỗi ruột dẫn pha. Khi ruột dẫn pha i gồm một bó ruột dẫn thành phần có số lượng ruột dẫn thành phần là n_b và trong đó mỗi ruột dẫn thành phần nằm ở mỗi đỉnh của một đa giác đều, thì r_i có thể được thay thế bằng bán kính hình học tương đương r_ei (xem Hình A.4).

Trong đó

n_b là số lượng các ruột dẫn thành phần,

r₀ là bán kính ruột dẫn thành phần,

S là khoảng cách giữa các ruột dẫn thành phần liền kề.

Điện tích λ_i có thể được xác định bằng cách giải hệ công thức tuyến tính (A.9).

Các thành phần E_xi và E_yi của vectơ trường tạo bởi vật dẫn i tại điểm P là

trong đó

X_Ci là vị trí nằm ngang của điện tích tuyến tính λ_i và -λ_i;

Đối với toàn bộ đường dây trên không, tổng thành phần tại điểm P là

A.3  Ví dụ về trường điện tạo bởi đường dây tải điện trên không

A.3.1  Mặt cắt không gian của trường điện

Hình A.3 trình bày một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường điện tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 77 kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Mỗi ruột dẫn có bán kính 12,65 mm. Xem xét cả trường hợp bố trí không đảo pha và đảo pha (xem Hình A.3). Mức trường điện được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 1,0 m so với đất.

Hình A.3 - Các mức trường điện trong đường dây tải điện trên không

Hình A.4 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường điện tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 500 kV mạch đơn, cấu hình nằm ngang. Mỗi ruột dẫn có bán kính 14,25 mm. Mức trường điện được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 1,0 m so với đất. Mỗi pha bao gồm bốn ruột dẫn dạng bó có bán kính 14,25 mm và khoảng cách giữa các ruột dẫn liền kề là 400 mm. Do đó, bán kính hình học tương đương là 189,5 mm, thu được theo Công thức (A.4) được sử dụng để tính toán.

Hình A.4 - Các mức trường điện trong đường dây tải điện trên không với các ruột dẫn dạng bó

A.3.2  Các yếu tố ảnh hưởng đến trường điện

A.3.2.1  Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với t đất

Hình A.5 cho thấy hai ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường điện tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 77 kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Một trường hợp là khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất được giả định là 11,0 m và một trường hợp là 6,0 m. Xem xét cả trường hợp bố trí không đảo pha và bố trí đảo pha. Mức trường điện được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Mỗi ruột dẫn có bán kính 12,65 mm.

Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình A.5, được xác định là giá trị lớn nhất của

trong đó

E_h là mức trường điện ở độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất;

E_avg là trung bình cộng của ba mức.

Đây có thể là một phép đo gần đúng để ước lượng và xác định tính không đồng nhất của trường điện.

Hình A.6 cho thấy hai ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường điện tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 500 kV, mạch đơn, cấu hình nằm ngang. Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình A.6. Một trường hợp là khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất được giả định là 11,0 m và một trường hợp là 6,0 m. Mức trường điện được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa các ruột dẫn, ở độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Mỗi pha gồm bốn ruột dẫn dạng bó có bán kính 14,25 mm và khoảng cách giữa các ruột dẫn liền kề là 400 mm. Do đó, bán kính hình học tương đương là 189,5 mm, thu được theo Công thức (A.12), được sử dụng cho tính toán.

a) Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất là 11,0 m

b) Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất là 6,0 m

Hình A.5 - Mức trường điện và tính không đồng nhất của đường dây tải điện trên không 77 kV - Ảnh hưởng của độ cao của ruột dẫn

a) Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất là 11,0 m

b) Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất là 6,0m

Hình A.6 - Mức trường điện và tính không đồng nhất của đường dây tải điện trên không 500 kV - Ảnh hưởng của độ cao của ruột dẫn

A.3.2.2  Khoảng phân cách từng ruột dẫn

Hình A.7 cho thấy hai ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường điện tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 77 kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình A.7. Giả định hai đường dây trên không có cùng điện áp, một dây có khoảng phân cách ruột dẫn nhỏ hơn và dây kia có khoảng phân cách lớn hơn. Bố trí đảo pha, và mỗi ruột dẫn có bán kính 12,65 mm. Mức trường điện được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 1,0 m so với đất.

a) Khoảng phân cách ruột dẫn nhỏ hơn

b) Khoảng phân cách ruột dẫn lớn hơn

Hình A.7 - Các mức trường điện trong đường dây tải điện trên không 77 kV - Ảnh hưởng của khoảng phân cách giữa các ruột dẫn

Hình A.8 trình bày một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường điện tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 500 kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình A.8. Bố trí đảo pha. Mức trường điện được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 1,0 m so với đất. Mỗi pha bao gồm bốn ruột dẫn dạng bó có bán kính là 14,25 mm và khoảng cách giữa các ruột dẫn liền kề là 400 mm. Do đó, bán kính hình học tương đương là 189,5 mm, thu được theo Công thức (A.12), được sử dụng để tính toán.

Hình A.8 - Mức trường điện và tính không đồng nhất của đường dây tải điện trên không 500 kV - Ảnh hưởng của khoảng phân cách giữa các ruột dẫn

A.3.3  Các thành phần thẳng đứng và thành phần nằm ngang

Hình A.9 trình bày các ví dụ về mặt cắt không gian của các thành phần thẳng đứng và nằm ngang của các mức trường điện tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 77 kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Mỗi ruột dẫn có bán kính 12,65 mm. Xem xét cả bố trí đảo pha và bố trí không đảo pha. Mức trường điện được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 1,0 m so với đất. Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất là 11,0 m.

Hình A.9 - Thành phần thẳng đứng và nằm ngang của các mức trường điện phía dưới đường dây tải điện trên không 77 kV

Hình A.10 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các thành phần thẳng đứng và nằm ngang của các mức trường điện tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không có cấu hình nằm ngang, mạch đơn 500 kV. Các mức trường điện được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 1,0 m so với đất. Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất là 11,0 m. Mỗi pha bao gồm bốn ruột dẫn dạng bó có bán kính là 14,25 mm và khoảng cách giữa các ruột dẫn liền kề là 400 mm. Do đó, bán kính hình học tương đương là 189,5 mm, thu được theo Công thức (A.12), được sử dụng cho tính toán.

Hình A.10 - Các thành phần thẳng đứng và nằm ngang của các mức trường điện phía dưới đường dây tải điện trên không 500 kV

A.3.4  Hiệu ứng gần

Hình A.11 cho thấy một ví dụ về biểu đồ đường bao được tính toán của các mức trường điện được tạo ra bởi đường dây trên không 25 kV gần một tòa nhà cao tầng. Trường lớn nhất trên bức tường nằm ở độ cao gần với các ruột dẫn. Tại mức mặt đất, trường bị giảm do tòa nhà (xem Hình A.12).

CHÚ DẪN:

Hình A.11 - Đường bao trường điện của đường dây trên không 25 kV

Hình A.12 - Mặt cắt trường điện dọc theo tường của một tòa nhà và ở độ cao 1 m so với mức mặt đất

Phụ lục B

(tham khảo)

Đặc điểm của trường từ tạo bởi hệ thống điện AC

B.1  Yêu cầu chung

Khi trường từ là đồng nhất, mức phơi nhiễm trung bình với trường từ có thể được đánh giá bằng phép đo một điểm. Tuy nhiên, khi trường từ không đồng nhất, một phương pháp đo thích hợp là cần thiết để đánh giá mức phơi nhiễm trung bình. Với mục đích đó, cần phải hiểu sự phân bố trong không gian của trường từ xung quanh hệ thống điện.

Sự phân bố trong không gian của trường từ có thể khác nhau tùy thuộc vào loại nguồn, ví dụ đường dây trên không, cáp ngầm, thiết bị phân phối điện và trạm biến áp. Chúng cũng khác nhau tùy thuộc vào cấu hình mạch của từng hệ thống.

Phụ lục này trình bày quy trình tính toán chung và các ví dụ về mặt cắt không gian được tính toán của trường từ được tạo ra bởi các hệ thống điện khác nhau.

B.2  Quy trình tính toán chung cho mức trường từ

B.2.1  Từ trường tổng hợp

Mật độ từ thông kết quả B_r được xác định bằng căn bậc hai của giá trị trung bình trong một chu kỳ T của tích trong của vectơ trường từ B và B, và được biểu thị bằng công thức sau:

trong đó i, j và k là các vectơ đơn vị của ba hướng trực giao

Thay thế

dẫn đến việc đơn giản hóa đáng kể công thức (B.2):

B_r được gọi đơn giản là trường từ tổng hợp. Nó không bị ảnh hưởng bởi độ lệch pha giữa mỗi thành phần trục và chỉ được xác định bởi giá trị hiệu dụng của từng thành phần dọc trục của trường từ.

B_r nên được sử dụng để đánh giá mức phơi nhiễm lên cơ thể người trong trường từ.

B.2.2  Giá trị hiệu dụng lớn nhất và nhỏ nhất của trường từ xoay chiều một tần số

Điều kiện để có độ lớn lớn nhất và nhỏ nhất của vectơ trường từ |B| được biểu diễn dưới đây.

|B| được thể hiện bằng công thức sau

Đối với công thức (B.6), điều kiện để thỏa mãn công thức (B.5) là như sau.

Trong đó

δ được tính bằng

Bằng cách thay thế (B.7) vào Công thức (B.6), người ta có thể đánh giá các biểu thức tương ứng cho B_min, giá trị hiệu dụng nhỏ nhất của | B | và B_max, giá trị hiệu dụng lớn nhất của | B |:

B_max và B_min, được gọi là giá trị hiệu dụng lớn nhất và nhỏ nhất của trường từ, tương ứng với trục dài và trục ngắn của trường từ elip, Quan hệ của B_max ≤ B_r luôn đúng và dấu bằng luôn đúng đối với trường từ tuyến tính. Hơn nữa, duy trì mối quan hệ sau đây giữa B_max, B_min và B_r.

Đối với trường có sóng hài, B_max và B_min khó xác định hơn, vì vậy phép đo hoàn toàn dựa vào việc xác định B_r bằng các phương pháp mô tả trong 4.3.

B.3  Ví dụ về trường từ do đường dây tải điện trên không tạo ra

B.3.1  Mặt cắt không gian của trường từ

Hình B.1 cho thấy các ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 77kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Xem xét cả trường hợp bố trí đảo pha và không đảo pha. Mức trường từ được tính như một hàm của khoảng giữa của đường dây, ở độ cao 1,0 m so với đất. Giả định giá trị dòng điện chạy qua mỗi mạch được cân bằng ở 200 A.

Hình B.1 - Các mức trường từ trong đường dây tải điện trên không 77 kV

Hình B.2 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 500 kV, mạch đơn, cấu hình nằm ngang. Các mức trường từ được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 1,0 m so với đất. Giả định giá trị dòng điện chạy qua mạch được cân bằng ở 200 A.

Hình B.2 - Các mức trường từ trong đường dây tải điện trên không 500 kV

B.3.2  Các yếu tố ảnh hưởng đến trường từ

B.3.2.1  Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất

Hình B.3 cho thấy hai ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 77 kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Một trường hợp là khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất được giả định là 11,0 m và một trường hợp là 6,0 m. Xem xét cả hai trường hợp bố trí đảo pha và không đảo pha. Các mức trường từ được tính như một hàm của khoảng giữa của ruột dẫn, ở các độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Giả định giá trị dòng điện chạy qua mỗi mạch được cân bằng ở 200 A.

Hình B.3 cũng cho thấy tính không đồng nhất được tính toán, được xác định là giá trị lớn nhất của

Trong đó

B_h là mức trường từ ở độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất;

B_avg là trung bình cộng của ba mức.

Đây có thể là một phép đo gần đúng để ước lượng và xác định tính không đồng nhất của trường từ.

a) Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất ở 11,0 m

b) Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất là 6,0 m

Hình B.3 - Mức trường từ và tính không đồng nhất của đường dây tải điện trên không 77 kV - Ảnh hưởng của chiều cao của ruột dẫn

Hình B.4 cho thấy hai ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 500 kV, mạch đơn, cấu hình nằm ngang. Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình B.4. Một trường hợp là khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất được giả định là 11,0 m và một trường hợp là 6,0 m. Mức trường từ được tính như một hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở các độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Giả định giá trị dòng điện chạy qua mạch được cân bằng ở 200 A.

a) Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất là 11,0 m

b) Khoảng cách của ruột dẫn thấp nhất so với đất là 6,0 m

Hình B.4 - Mức trường từ và tính không đồng nhất của đường dây tải điện trên không 500 kV - Ảnh hưởng của độ cao của ruột dẫn

B.3.2.2  Khoảng phân cách giữa từng ruột dẫn

Hình B.5 cho thấy hai ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 77 kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình B.5. Giả định hai đường dây trên không có cùng điện áp, một dây có khoảng phân cách các ruột dẫn nhỏ hơn và dây kia có khoảng phân cách lớn hơn. Mức trường từ được tính như một hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở các độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Giả định giá trị của dòng điện chạy qua mạch được cân bằng ở 200 A và bố trí đảo pha.

a) khoảng phân cách ruột dẫn nhỏ hơn

b) Khoảng phân cách ruột dẫn lớn hơn

Hình B.5 - Mức trường từ và tính không đồng nhất trong đường dây tải điện trên không 77 kV - Ảnh hưởng của khoảng phân cách giữa các ruột dẫn

Hình B.6 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 500 kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình B.6. Các mức trường từ được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Giả định giá trị của dòng điện chạy qua mạch được cân bằng ở 200 A và bố trí đảo pha.

Hình B.6 - Mức trường từ và độ không đồng nhất của đường dây tải điện trên không 500 kV - Ảnh hưởng của khoảng phân cách giữa các ruột dẫn

B.3.3  Các thành phần nửa trục dài và nửa trục ngắn

Hình B.7 cho thấy các ví dụ về mặt cắt không gian của các thành phần nửa trục dài và nửa trục ngắn của các mức trường từ tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 77 kV, mạch kép, cấu hình thẳng đứng. Xem xét cả trường hợp bố trí đảo pha và không đảo pha. Mức trường từ được tính dưới dạng hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 1,0 m so với đất. Giả định giá trị dòng điện chạy qua mỗi mạch được cân bằng ở 200 A.

Hình B.7 - Giá trị của các thành phần nửa trục dài và nửa trục ngắn (giá trị hiệu dụng) của các mức trường từ trong đường dây tải điện trên không 77 kV

Hình B.8 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các thành phần nửa trục dài và nửa trục ngắn của các mức trường từ tính toán được tạo ra bởi đường dây tải điện trên không 500 kV, mạch đơn, cấu hình nằm ngang. Các mức trường từ được tính như một hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở độ cao 1,0m so với đất. Giả định giá trị dòng điện chạy qua mạch được cân bằng ở 200 A.

Hình B.8 - Giá trị của các thành phần nửa trục dài và nửa trục ngắn (giá trị hiệu dụng) của mức trường từ trong đường dây tải điện trên không 500 kV

B.4  Ví dụ về trường từ được tạo bởi các đường dây phân phối

Hình B.9 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ tính toán được tạo ra bởi đường phân phối trên không 6 600 V và 100 V. Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình B.9. Mức trường từ được tính như một hàm của khoảng giữa của các ruột dẫn, ở các độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Giả định dòng điện chạy qua các mạch này là dòng điện không cân bằng ở 200 A (pha A), 190 A (pha B) và 150 A (pha C) đối với đường dây 6 600 V và là dòng điện cân bằng ở 100 A đối với đường dây 100 V ngoại trừ ruột dẫn trung tính.

Hình B.9 - Mức trường từ và tính không đồng nhất phía dưới đường dây phân phối trên không (6 600 V / 100 V)

B.5  Ví dụ về trường từ được tạo bởi cáp ngầm

Hình B.10 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ tính toán được tạo bởi cáp ngầm có cấu hình thẳng đứng, mạch kép. Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình B.10. Mức trường từ được tính như một hàm của khoảng giữa của các cáp, ở các độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Giả định rằng dòng điện chạy qua mạch được cân bằng ở 200 A và bố trí đảo pha. Mặt cắt của mức trường từ và tính không đồng nhất được so sánh giữa trường hợp cáp chôn sâu và trường hợp cáp chôn nông hơn.

a) Cáp chôn sâu

b) Cáp chôn nông hơn

Hình B.10 - Mức trường từ và tính không đồng nhất trên cáp ngầm - Ảnh hưởng của độ sâu chôn cáp

Hình B.11 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ tính toán được tạo bởi cáp ngầm có mạch ba pha gồm các cáp xoắn ba sợi (cáp ba lõi) với bước xoắn ốc là 3,0 m. Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình B.11. Mức trường từ được tính như một hàm của khoảng giữa của các cáp, ở các độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Giả định dòng điện chạy qua mạch được cân bằng ở 200 A.

Hình B.11 - Mức trường từ và tính không đồng nhất trên cáp ngầm - Ảnh hưởng của khoảng phân cách giữa các ruột dẫn

B.6  Ví dụ về trường từ tạo bởi thiết bị phân phối điện

Hình B.12 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ đo được tạo ra bởi thiết bị phân phối điện (máy biến áp được gắn trên 6 600 V). Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trên Hình B.12. Mức trường từ được đo dưới dạng hàm của khoảng cách từ bề mặt của thiết bị, ở các độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Điểm lớn nhất đo được nằm phía trước mạch LV ở độ cao 1,5 m. Dòng điện tải đo được chạy qua mạch sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 3,6 A với 6 600 V (mạch sơ cấp) và 39 A với 100 V/200 V (mạch thứ cấp).

Hình B.12 - Mức trường từ đo được và tính không đồng nhất xung quanh một máy biến áp được gắn trên bệ 6 600 V

B.7  Ví dụ về trường từ tạo bởi cáp thẳng đứng

Hình B.13 cho thấy một ví dụ về mặt cắt không gian của các mức trường từ đo được tạo ra bởi cáp thẳng đứng mạch đơn 6 600 V bao gồm cáp ba sợi xoắn lại (cáp ba lõi, tiết diện: 325 mm², bước xoắn ốc: 1,35 m, bán kính xoắn ốc: 22,5 mm). Tính không đồng nhất được tính toán cũng được thể hiện trong Hình B.13. Các mức trường từ được đo dưới dạng hàm của khoảng cách từ bề mặt của cáp, ở độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất. Dòng điện đo được chạy qua cáp là 142 A, 128 A và 139 A đối với mỗi pha.

Hình B.13 - Mức trường từ đo được và tính không đồng nhất xung quanh cáp thẳng đứng 6 600 V

Phụ lục C

(tham khảo)

Khái niệm về phép đo ba điểm liên quan đến mức phơi nhiễm trung bình

C.1  Khái niệm về phép đo ba điểm

Trong tiêu chuẩn này, đối với trường từ đồng nhất, mức trường đo được ở độ cao 1,0 m (phép đo một điểm) có thể được coi là mức phơi nhiễm trung bình. Mặt khác, đối với trường từ không đồng nhất, mức phơi nhiễm trung bình ba điểm được xác định bằng trung bình cộng của phép đo ba điểm ở các độ cao 0,5 m, 1,0 m và 1,5 m so với đất.

Do đó, cần phải chứng minh rằng mức phơi nhiễm trung bình ba điểm thể hiện mức phơi nhiễm trung bình trên toàn bộ cơ thể người. Các giá trị được đánh giá nhằm mục đích so sánh với các mức tham chiếu đối với mức phơi nhiễm chung lên công chúng theo Hướng dẫn của ICNIRP. Theo mô tả bên dưới, nếu sự nhất quán của mức phơi nhiễm trung bình và mức phơi nhiễm trung bình ba điểm được giải thích thì có thể thực hiện được việc so sánh với mức tham chiếu. Nhưng việc so sánh với giới hạn cơ bản, được biểu thị bằng mật độ dòng điện trong hệ thần kinh trung ương, là không thể do dòng điện cảm ứng không được xem xét trong tiêu chuẩn này. Ngoài ra, phép đo ba điểm không thể đánh giá mức cực đại cục bộ như được quy định trong tiêu chuẩn IEEE.

Trong phụ lục này, mức phơi nhiễm trung bình được tính toán theo các giả định cụ thể và được so sánh với mức phơi nhiễm trung bình ba điểm.

C.2  Tính toán mức phơi nhiễm trung bình

Để đơn giản hóa việc tính toán, một mô hình người được giả định. Mô hình cơ thể người được sử dụng là một hình cầu có trục dọc và trục ngang là 1,5 m và 0,35 m, đặt cách đất 0,2 m, như thể hiện trên Hình C.1 được chồng lên một hình dạng cơ thể người. Trường được tính toán ở các điểm lưới 0,05 m bên trong hình cầu và giá trị trung bình của các giá trị này đưa ra mức phơi nhiễm trung bình của cơ thể người.

Hình C.1 - Mô hình người hình cầu

C.3  So sánh giữa mức phơi nhiễm trung bình và mức phơi nhiễm trung bình ba điểm

C.3.1  Tính toán các mức trường từ

Tính toán mức trường từ được thực hiện bằng cách sử dụng định luật Biot-Savart.

C.3.2  Cáp đơn vô hạn thẳng đứng

Một cáp vô hạn thẳng đứng được coi là một nguồn trường, trong đó dòng điện xoay chiều 500 A đang chạy qua. Cáp được đặt vuông góc với đất, cách tâm của mô hình người một khoảng d (xem Hình C.2). Đường biên được giả định là cách trục cáp 0,2 m có tính đến ruột dẫn, cách điện, không gian và chiều rộng của vỏ, v.v.

Hình C.2 - Mô hình trong trường từ được tạo bởi cáp đơn thẳng đứng

Phân bố trường từ tính toán được cho trên Hình C.3.

Trong trường hợp này, sự phân bố theo chiều dọc của trường từ là đồng nhất và mức phơi nhiễm trung bình ba điểm tương ứng với mức phơi nhiễm trung bình.

Hình C.3 - Mức trường từ tạo bởi cáp thẳng

C.3.3  Ba cáp song song với dòng điện cân bằng

Ba cáp vô hạn thẳng đứng được coi là một nguồn trường, trong đó có dòng điện cân bằng ba pha 500 A đang chạy qua. Các cáp được đặt song song với nhau trong cùng một mặt phẳng vuông góc với đất. Xem xét ba khoảng phân cách cáp khác nhau, 0,1 m, 0,2 m hoặc 0,3 m. Mô hình người được đặt ở khoảng cách d từ trục giữa của các cáp (xem Hình C.4). Đường biên được giả định là 0,2 m tính từ trục giữa của cáp có tính đến ruột dẫn, cách điện, không gian và chiều rộng của tấm chắn, v.v.

Hình C.4 - Mô hình trong trường từ tạo bởi ba dây cáp song song

Phân bố trường từ tính toán được cho trên Hình C.5.

Trong trường hợp này, sự phân bố theo chiều dọc của trường từ là đồng nhất và mức phơi nhiễm trung bình ba điểm gần như tương ứng với mức phơi nhiễm trung bình

Hình C.5 - Mức trường từ được tạo bởi ba cáp song song cân bằng

C.3.4  Cáp ngầm với dòng điện cân bằng

Một cáp vô hạn thẳng đứng được coi là một nguồn trường, trong đó có dòng điện cân bằng ba pha 500 A đang chạy qua. Cáp được đặt dưới đất. Cáp là loại cáp xoắn ba pha (cáp ba lõi) có tiết diện là 325 mm², bước xoắn là 1,35 m và bán kính xoắn là 22,5 mm. (xem Hình C.6).

Phân bố trường từ tính toán được cho trên Hình C.7.

Trong trường hợp này, mặc dù tính không đồng nhất theo chiều dọc là cao, đặc biệt khi cáp được chôn gần mức mặt đất, mức phơi nhiễm trung bình ba điểm tương ứng với mức phơi nhiễm trung bình.

Hình C.6 - Mô hình trong trường từ tạo bởi cáp ngầm

Hình C.7 - Các mức trường từ tạo bởi cáp ngầm

C.3.5  Đường dây trên không với dòng điện cân bằng

Ba đường dây vô hạn thẳng đứng được coi như một nguồn trường, trong đó có dòng điện cân bằng ba pha 500 A đang chạy qua. Các dây được đặt song song với nhau trong cùng một mặt phẳng song song với đất. 0,55 m được coi là khoảng phân cách giữa các đường dây. Chiều cao của ba đường dây được cho là H (từ 5 m đến 15 m) so với đất (xem Hình C.8.).

Phân bố trường từ tính toán được cho trên Hình C.9.

Trong trường hợp này, sự phân bố theo chiều dọc của trường từ được coi là đồng nhất và mức phơi nhiễm trung bình ba điểm và/hoặc mức thu được bằng phép đo một điểm ở độ cao 1,0 m so với đất tương ứng với mức phơi nhiễm trung bình.

Hình C.8 - Mô hình trong trường từ tại bởi đường dây trên không

Hình C.9 - Mức trường từ tạo bởi đường dây trên không cân bằng

Phụ lục D

(tham khảo)

Ví dụ về biểu mẫu báo cáo đối với phép đo trường

Dưới đây là một ví dụ về biểu mẫu báo cáo đối với phép đo trường

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ICNIRP, Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Phys. 74, 494-522, 1998

[2] IEEE Std C95.6-2002, IEEE Standard for Safety Levels With Respect to Human Exposure to Electromagnetic Fields, 0-3 kHz

[3] IEC 61000-2-2:2002, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-2: Environment - Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in public low-voltage power supply system

[4] CEATI International, Inc., T984700-5103: Canadian Power Quality (PQ) Survey 2000, report, Montreal, Canada

[5] ICNIRP, Guidance on determining compliance of exposure to pulsed and complex non-sinusoidal waveforms below 100 kHz with ICNIRP guidelines. Health Physics, March 2003, Vol. 84, No. 3, 383-38

[6] CIGRE TF C4.2.03, Technical guide for measurement of low frequency electric and magnetic fields near overhead power lines. International Council on Large Electrical Systems (in press)

[7] IEEE Std 644-1994, IEEE Standard Procedures for Measurement of Power Frequency Electric and Magnetic Fields from AC Power Lines

[8] CIGRE TF C4.2.05, Technical Brochure Nr 320: Characterisation of ELF Magnetic Fields. International Council on Large Electrical Systems, April, 2007

[9] IEEE Std PC95.3.1, Draft recommended practice for measurements and computations of human exposure to electric and magnetic fields, 0 Hz to 100 kHz

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Nguyên tắc đo đối với trường điện và trường từ

4.1  Quy định chung

4.2  Thiết bị đo

4.3  Thành phần hài

4.4  Ghi lại kết quả đo

4.5  Xem xét phép đo

5  Quy trình đo cơ bản đối với trường điện và trường từ

5.1  Quy trình chung

5.2  Phép đo một điểm

5.3  Phép đo ba điểm

5.4  Phép đo năm điểm

6  Quy trình đo để tìm mức phơi nhiễm cực đại với trường điện

6.1  Đường dây trên không

6.2  Cáp ngầm

6.3  Trạm biến áp và thiết bị hệ thống điện

7  Quy trình đo để tìm mức phơi nhiễm lớn nhất trong trường từ

7.1  Đường dây trên không

7.2  Cáp ngầm

7.3  Trạm biến áp và thiết bị hệ thống điện

Phụ lục A (tham khảo) - Đặc điểm của trường điện được tao bởi đường dây trên không xoay chiều

Phụ lục B (tham khảo) - Đặc điểm của trường từ tạo bởi hệ thống điện AC

Phụ lục C (tham khảo) - Khái niệm về phép đo ba điểm liên quan đến mức phơi nhiễm trung bình

Phụ lục D (tham khảo) - Ví dụ về biểu mẫu báo cáo đối với phép đo trường

Thư mục tài liệu tham khảo