• Текст документа
  • Статус
Действующий


МУК 4.3.678-97


4.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ, НАВЕДЕННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ НА ПРОВОДЯЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ МОЩНЫХ ИСТОЧНИКОВ РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ

Методические указания



Дата введения: с момента утверждения


1. РАЗРАБОТАНЫ Бузовым А.Л., Романовым В.А., Казанским Л.С., Кольчугиным Ю.И., Юдиным В.В. (Самарский отраслевой научно-исследовательский институт радио Министерства связи Российской Федерации).

2. ПРЕДСТАВЛЕНЫ Госкомсвязи России письмом от 27.05.97 № НТУОТ-1/058.

ОДОБРЕНЫ к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Минздраве России.

3. УТВЕРЖДЕНЫ и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации от 6 ноября 1997 г.

4. ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ



Методические указания составлены в помощь инженерам органов и учреждений санитарно-эпидемиологической службы, инженерно-техническим работникам, проектным организациям средств связи с целью обеспечения предупредительного санитарного надзора за источниками излучения кило- (НЧ), гекто- (СЧ) и декаметрового (ВЧ) диапазонов технических средств радиовещания и радиосвязи, а также для прогнозирования уровней напряжений, наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений этих диапазонов.

2. СУЩНОСТЬ МЕТОДА


Расчетный метод основан на предварительном расчете распределения тока, наведенного на проводящие элементы (металлоконструкции) объекта (здания или иного сооружения) полем излучения антенн радиостанций.

Задача о нахождении наведенного тока решается как внешняя электродинамическая задача методом интегрального уравнения в тонкопроволочном приближении. Исследуемый объект представляется в виде систем цилиндрических проводников. В соответствии с тонкопроволочным приближением, во-первых, считается, что ток течет по оси проводника (т.е. поверхностная плотность тока как векторная функция пространственных координат заменяется линейным осевым током - скалярной функцией криволинейной координаты, отсчитываемой вдоль оси проводника), а во-вторых, на поверхности проводника учитывается только тангенциальная составляющая электрического поля, параллельная его оси.

Для решения интегрального уравнения используется разновидность метода моментов - метод сшивания в дискретных точках при кусочно-синусоидальном базисе разложения искомой токовой функции. Интегральное уравнение имеет смысл граничного условия на поверхности проводника, которое выражается равенством нулю тангенциальной составляющей полного электрического поля - суперпозиции поля излучения антенн радиостанций и поля, создаваемого излучением наведенных токов. В рамках данного метода граничное условие накладывается в дискретных точках - точках сшивания. Интегральное уравнение сводится к системе линейных алгебраических уравнений (СЛАУ), решаемой относительно коэффициентов разложения токовой функции по кусочно-синусоидальному базису. Число уравнений (неизвестных) СЛАУ, а также число базисных функций равно числу точек сшивания, размещенных вдоль проводников объекта.

Поле излучения радиостанций рассматривается как стороннее (не зависящее от параметров объекта) и рассчитывается (в точках сшивания) с учетом электрофизических параметров реальной почвы, экранизирующего и поглощающего действия стен зданий, а также подстилающей поверхности (нижнего перекрытия). Наведенные напряжения рассчитываются как результат действия полей излучения антенн радиостанций и наведенных токов.

3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НАВЕДЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ



Расчет выполняется в следующей последовательности:

- рассчитываются геометрические параметры проволочной модели исследуемого объекта (пространственные координаты точек сшивания и сегментов - коротких отрезков проводников, на которых определяются соответствующие базисные функции);

- в точках сшивания рассчитываются тангенциальные составляющие стороннего поля - поля излучения антенн радиостанций с учетом электрофизических параметров реальной почвы, влияния стен здания и подстилающей поверхности;

- составляется и решается СЛАУ - аналог интегрального уравнения; найденные коэффициенты разложения совместно с базисными функциями восстанавливают токовую функцию, аппроксимирующую истинное распределение тока;

- по найденному распределению тока с учетом поля излучения антенн радиостанций рассчитываются наведенные напряжения.

3.1. РАСЧЕТ ПРОВОЛОЧНОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА



Задается основная декартова система пространственных координат. Относительно исследуемого объекта введенную систему целесообразно ориентировать таким образом, чтобы оси абсцисс и ординат лежали в плоскости земной поверхности, ось аппликат была направлена вертикально вверх.

Исследуемый объект представляется в виде системы цилиндрических проводников. Совокупность осей проводников представляет собой контур L' (не обязательно гладкий и непрерывный), на котором определяется токовая функция I (I'), где I' - криволинейная координата, отсчитываемая вдоль L' (каждой точке на проводниках модели должно однозначно соответствовать некоторое значение I'). Для наложения граничных условий строится контур L, который представляет собой контур L', перенесенный на поверхность проводников (L и L' нигде не пересекаются и не соприкасаются). На контуре L' выделяются N коротких отрезков - сегментов, как показано на рис. 1. Каждый k-й сегмент определяется тремя точками: I' = aМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений - начало, I' = bМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений - средняя точка, I' = сМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений - конец. Отрезки [aМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений, bМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений] и [bМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений, сМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений]- соответственно 1-е и 2-е плечи сегмента (k-го) - могут не лежать на одной прямой и иметь разную длину. Соседние сегменты частично перекрываются: средняя точка k-го сегмента bМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений совпадает с концом (k-1)-го cМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений и началом (k+1)-го aМУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений сегментов. Электрические соединения описываются введением дополнительных сегментов, плечи каждого из которых лежат на разных проводах, как показано на рис. 2.

Размещение сегментов на контуре L'

Рис. 1

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений


Рис. 1

Описание электрических соединений в проволочной модели

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений


Рис. 2


Длина плеча сегмента не должна превышать 10% длины волны, отношение этой длины к радиусу провода должно находиться в пределах 3...10.

Каждому сегменту соответствует одна точка сшивания. В качестве точек сшивания берутся точки контура L, наименее удаленные от средних точек соответствующих сегментов.

В результате расчетов на данном этапе должны быть определены пространственные координаты (в основной системе) сегментов и точек сшивания.

3.2. РАСЧЕТ ПОЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ АНТЕНН РАДИОСТАНЦИЙ



Поле излучения антенн радиостанций в некоторой точке наблюдения вычисляется следующим образом.

Антенны рассматриваемых диапазонов представляют собой системы линейных проводников (вибраторов, проводников рефлекторов антенн СГД, проводников ромбических антенн). Каждый проводник представляется как совокупность элементарных электрических вибраторов (ЭЭВ).

Ток каждого ЭЭВ полностью определяется входным сопротивлением, мощностью передатчика и законом распределения тока. В качестве последнего следует задаться синусоидальным распределением тока по проводникам вибраторных антенн и режимом бегущей волны тока в проводниках ромбических антенн. Поле в точке наблюдения находится как суперпозиция полей, создаваемых всеми ЭЭВ антенны. Задача, таким образом, сводится к нахождению поля одного ЭЭВ.

Рассматриваются два типа ЭЭВ - горизонтальные и вертикальные. Практически все многообразие конструкций антенн НЧ, СЧ и ВЧ диапазонов исчерпывается данными типами ЭЭВ. Ниже для указания горизонтального и вертикального ЭЭВ будут использоваться надстрочные индексы "г" и "в", соответственно.

Горизонтальный ЭЭВ ориентируется вдоль оси ОХ вспомогательной декартовой системы (отличающейся от основной только поворотом на некоторый угол МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений относительно оси аппликат). Высота ЭЭВ относительно плоскости ХОY (которая совпадает с поверхностью земли) h. Компоненты разложения по базисным ортам вспомогательной системы электрического поля в некоторой точке наблюдения с координатами х, y, z определяются выражениями:

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений,
МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений,
МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений,





(3.1)



где МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений - дипольный момент;

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений - волновое число для воздуха;

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений - длина волны, м;

I - амплитуда тока ЭЭВ, А;

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений - длина ЭЭВ, м;

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений - расстояние между точкой наблюдения и центром ЭВВ.

Функции МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений, МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений, МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений в (3.1) имеют вид:

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений;

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений;

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений,


(3.2)



где

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений,


МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений,

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений.





(3.3)



Вертикальный ЭЭВ ориентируется вдоль оси OZ вспомогательной цилиндрической системы и расположен на высоте h над плоскостью z=0, которая совпадает с поверхностью земли. Компоненты разложения по базисным ортам цилиндрической системы электрического поля в некоторой точке наблюдения с координатами МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений, z (в силу симметрии задачи азимут МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений может быть произвольным) определяются выражениями:

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений,


МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений,



(3.4)



где функции МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений и МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений имеют вид:

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений,


МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений.



(3.5)

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу spp@kodeks.ru

МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений

Название документа: МУК 4.3.678-97 Определение уровней напряжений наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений

Номер документа: 4.3.678-97

Вид документа: МУК (Методические указания по методам контроля)

Принявший орган: Главный государственный санитарный врач РФ

Статус: Действующий

Опубликован: Официальное издание

М.: Минздрав России, 1998 год

Дата принятия: 06 ноября 1997

Дата начала действия: 06 ноября 1997
Информация о данном документе содержится в профессиональных справочных системах «Кодекс» и «Техэксперт»
Узнать больше о системах