PRORAČUN MAGNETSKOG I

ELEKTRIČNOG POLJA JEDNOKOLOSIJEČNE PRUGE I

PROCJENA UTJECAJA NA LJUDE

CALCULATION OF MAGNETIC AND ELECTRIC FIELDS OF A

SINGLE RAIL TRACK AND INFLUENCE ON HUMANS

U posljednje vrijeme vlada povećani interes za utjecaje električkih i posebice magnetskih polja pogonskih frekvencija na okolinu. Sve veća zabrinutost uslijed izlaganja ljudi štetnom djelovanju elektromagnetskog polja frekvencije 50-60 Hz tokom dužeg razdoblja rezultirala je strogim propisima u nekim državama u tom području. Elektrificirane željezničke pruge su kompleksni elektromagnetski sustavi koji se sastoje od elektrovučnih podstanica (EVP), voznog voda, tračnica kao povratnog strujnog voda i vlakova kao tereta izrazito dinamičkog karaktera.

Magnetsko polje potječe od električne struje voznog voda i električne struje povratnog voda. Električno polje potječe od naboja kontatne mreže.

Proračun jakosti magnetskog polja sustava električne vuče

Struja vuče koja protječe kroz vozni vod je data izrazom:

gdje je: - struja kroz kontaktni provodnik,

- struja kroz nosivo uže

Srednja vrijednost struje kroz tračnice

gdje je:

- - udaljenost između elektrovučne podstanice i lokomotive (mjesta kratkog spoja),

- - struja vuče , - - koeficijent prostiranja ,

- - omjer međusobne impedancije vozni vod- povratni strujni krug i impedancije povratnog strujnog kruga

Proračun vektora magnetskog polja u točki (x,y)

Tračnice normalnog kolosijeka širine se nalaze u koordinatama i , gdje je

Izraz za vektor jakosti magnetskog polja u proizvoljnoj točki

gdje je:-visina ekvivalentnog nosivog užeta , -visina kontaktnog provodnika

Magnetska indukcija se računa prema sljedećim izrazima:

gdje je: - magnetska permeabilnost zraka

Kompleksna vrijednost magnetske indukcije u proizvoljnoj točki ispod kontaktne mreže se može izračunati prema izrazu:

Proračun jakosti električnog poljaProračun jakosti električnog polja metodom ogledanja (odslikavanja)

Proračun vektora električnog polja u točki (x,y)

gdje su: - jednostupčana matrica potencijala vodiča,

- kvadratna matrica potencijalnih koeficijenata, - jednostupčana matrica naboja vodiča.

gdje je:; ;

Rezultati proračuna

Magnetska indukcija u osovini kolosijeka

Magnetska indukcija iznad desne tračnice

Magnetska indukcija za

Rezultati proračuna jakosti električnog polja

;

Rezultati mjerenja jakosti električnog polja dostupni u literaturi [7], izvedeni u točkama

prikazanim na slici 8, dati su u tablici 1.

Mjerna točka

Napon kontaktne mreže

kV

Jakost električnog

polja E, kV/m

A 25,74 1,28B 25,87 1,55C 26,38 1,70D 26,15 0,80E 25,95 1,02

Pregled i usporedba normi i propisa na području elektromagnetskog zračenja

Smjernice ICNIRPMeđunarodna organizacija za zaštitu od neionizirajućih

zračenja pod nazivom Internacionalna komisija za zaštitu od neionizirajučih zračenja (Internatiomal Commision for Non-Ionizing Radiation Protection-

ICNIRP) izdala je 1998. smjernice u vezi dopuštenih graničnih vrijednosti polja

Usvojeni su sljedeći kriteriji za dopuštene vrijednosti polja:

i za opću populaciju i kod izlaganja profesionalnih radnika pri radu.

Mogu biti dozvoljene i više vrijednosti od navedenih ukoliko se pokaže da se ne prelazi temeljno ograničenje strujne gutoće u tijeli čovjeka od za opću populaciju

odnosno za profesionalcePreporuke Savjeta Europe

Granične vrijednosti su: i uz uvjet strujne gustoće za f=50 Hz

Propisi nekih zemalja u Europi i svijetuACGIH - American Conferenc Governmental Industrial

Hygienists, CENELEC - Comité Européen de Normalisation Electrotechnique European Committee for Electrotechnical Standardization), ICNIRP - International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, NH&MRC - National Health & Medical Research Council, NRPB - National Radiological Protection Board.

Država/institucija Populacija-vrijeme izloženosti [sati]

Dozvoljeno E [kV/m]

Dozvoljeno B [μT]

CENELEC (1995) SIST ENV 50166

opća populacijaradnici t≤80/E

1030

6401600

ICNIRP (1998) opća populacijaradnici

510

100500

THE COUNCIL OF THE EUROPEN UNION (1999) opća populacija 5 100CIGRE & WHO izjava za

javnost (1983)   20 300Njemačka (1996) opća populacija 5 100

Italija (1992)opća populacija

profesionalno izloženi-nekoliko sati dnevno

510

1001000

Austrija (1988) opća populacijaprofesionalno izloženi

1020

5002000

Nizozemska (1998) cijelo tijelo 8 120Slovenija (1996) I. područje

II. područje0,510

10100

Švicarska (1999)opća populacija dopuštena emisija kod novih područja na osjetljivim područjima

5 1001

Velika Britanija NRPB (1993) (60Hz)

opća populacijaprofesionalno izloženi

1010

13331333

SAD ACGIG (1998) (60Hz) profesionalno izloženi 25 1000Australia NH&MRC (1989) opća populacija

profesionalno izloženi510

100500

Hrvatskaprofesionalno izloženi-8h

područja povećane osjetljivosti

52

10040

ZAKLJUČAKIzvedeni proračuni pokazuju da su vrijednosti magnetskog polja u neposrednoj blizini tračnica, iznad dopuštenih i preporučenih vrijednosti datih u smjernicama [8] i preporuci [9]. Vrijednosti električnog polja u prostoru dostupnom ljudima nisu iznad graničnih vrijednosti datih od strane država i institucija. Rezultati dobiveni proračunom dobro korespondiraju sa izmjerenim vrijednostima datim u literaturi [7]. Prema izvedenim proračunima nema opasnosti od magnetskih i električnih polja za opću populaciju. U Sloveniji, Italiji i Švicarskoj propisane su najniže vrijednosti dozvoljenih magnetskih i električnih polja, te je tako usvojen preventivni pristup. Za smanjenje jakosti magnetskog polja moguće su izvedbe sustava električne vuče sa usisnim transformatorima ili izvedba povratnog voda sa užetom u tlu ispod tračnica. Ova tehnička rješenja znatno poskupljuju i kompliciraju izgradnju sustava električne vuče. Budućnost vjerojatno donosi daljnje smanjenje dopuštenih vrijednosti magnetskog i električnog polja i to će odrediti pravce u projektiranju dijelova sustava električne vuče.

HVALA NA PAŽNJI