Technologie

Zasady pomiarów natężenia pola-EM o częstotliwości 50 Hz w rozdzielniach i w otoczeniu linii wysokiego napięcia dla potrzeb oceny narażenia w środowisku pracy

Autorzy niniejszego opracowania pragną podziękować za wnikliwe uwagi i merytoryczny wkład przy jej opracowaniu Panu K. Zajdlerowi reprezentującemu Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A., Oddział w Radomiu.

W artykule przedstawiono ogólne zasady pomiarów pola-EM niskiej częstotliwości w otoczeniu urządzeń i instalacji elektroenergetycznych stanowiących wyposażenie rozdzielni wchodzących w skład stacji elektroenergetycznych wysokiego napięcia dla potrzeb oceny narażenia personelu pracującego w środowisku pracy. Jest to propozycja sposobu prowadzenia takich badań uwzględniająca specyfikę systemów elektroenergetycznych [5], niezależna od innych prac nad metodykami, prowadzonych w tym kierunku przez placówki naukowe w kraju.
W pracy podano algorytm postępowania dla zespołów pomiarowych przy wyznaczeniu lokalnych wartości maksymalnych natężeń pola-E i pola-M oraz sposób ustalenia granic stref ochronnych w zdefiniowanej przestrzeni pracy przy czynnych źródłach pola-EM o częstotliwości 50 Hz, a także wyliczenia wskaźników dziennego narażenia ogólnego W, jako kryterium oceny tymczasowości narażeń.
Wyniki pomiarów mają służyć użytkownikowi źródeł pola-EM we wdrożeniu skutecznego programu stosowania środków ochronnych.
W niniejszej pracy pominięto w sposób świadomy interpretację uzyskanych wyników pomiarów w zakresie uzyskanych wyników pomiarów w świetle wcześniejszych i obowiązujących przepisów i norm [1, 2, 3 i 4], skupiono się na zasadach organizacji prac wykonywanych przez ekipy pomiarowe przed przystąpieniem do wykonywania pomiarów, w trakcie ich wykonywania, po zakończeniu pomiarów pól-EM oraz na zagadnieniach metrologicznych.

Przykładowe wygrodzenie pola liniowego na rozdzielni na stacji elektroenergetycznej WN/SN, poza którym nie wykonujemy pomiarów pola-EM.

Przykładowe wygrodzenie pola liniowego na rozdzielni na stacji elektroenergetycznej WN/SN, poza którym nie wykonujemy pomiarów pola-EM.

1 Sposób prowadzenia pomiarów

1.1 Przygotowanie formalne do pomiarów

Stacje elektroenergetyczne, w skład których wchodzą rozdzielnie o różnych poziomach napięć, mają znaczenie strategiczne dla bezpieczeństwa energetycznego w skali regionu i kraju: są obiektami zamkniętymi i monitorowanymi, a praca na ich obszarze regulowana jest specyficznymi przepisami. Przed przystąpieniem do pomiarów należy:

  • zgłosić swoje przybycie dyżurnemu stacji (personelowi dopuszczającemu) i uzyskać zgodę na wejście (wjazd) na teren stacji,
  • na żądanie okazać dowody osobiste i aktualne świadectwa kwalifikacyjne SEP odpowiednie do zakresu napięć występujących na obiekcie (na uprawnieniach SEP znajduje się także numer dowodu osobistego),
  • potwierdzić u dyżurnego stacji elektroenergetycznej wcześniejsze ustalenia co do zakresu (praca bez fizycznego dostępu do aparatury elektrycznej bez konieczności wyłączania pola stacji) i czasu wykonania prac; na czas pomiarów wymagane jest określenie stanowisk osoby dopuszczającej i nadzorującej, oraz wpisanie ich w poleceniu na pracę,
  • sprawdzić, czy nie ma nieplanowanych wyłączeń, które mogłyby uniemożliwić realizację zleconego zakresu pomiarów (z uwagi na bezpieczeństwo nie wskazane jest przebywanie w polu, gdzie wykonywane są czynności łączeniowe),
  • uzyskać polecenie na wykonanie swoich prac, a następnie potwierdzić u dyżurnego dopuszczenie do ich wykonywania; oryginał polecenia na wykonanie prac zabiera się na miejsce badań i oddaje po podpisaniu dyżurnemu/obsłudze stacji na zakończenie pracy (zamknięcie polecenia),
  • odebrać szkolenie stanowiskowe potwierdzane podpisami,
  • zapoznać się z obszarem prowadzenia badań i drogami ewakuacji.

Z uwagi na specyficzne miejsce badań obsługa stacji ma prawo zażądać od ekipy pomiarowej posiadania własnej odzieży ochronnej tj. co najmniej kaski i kamizelki identyfikujące jednoznacznie firmę, którą dane osoby reprezentują. W czasie wykonywania pomiarów i oględzin personel pomiarowy powinien być ubrany w kamizelki oraz kaski.

W przypadku dostępu do dużych obiektów energetycznych komplet dokumentów, jak świadectwa kwalifikacyjne SEP czy dane personalne osób wysyła się z odpowiednim wyprzedzeniem czasowym wraz z prośbą o dopuszczenie do prac na stacji.. Większość stacji jest bezobsługowa i zapewnienie dostępu do stacji musi być zaplanowane z dużym wyprzedzeniem.

Niedopuszczalne są oględziny obiektu oraz praca ekip pomiarowych bez uprzednio wypełnionego polecenia na pracę.

1.2 Kontrola bieżąca mierników i przygotowanie formularzy do zapisów z badań

Od strony technicznej, przed przystąpieniem do pomiarów należy:

  • sprawdzić prawidłowość działania aparatury pomiarowej (zgodnie z osobną procedurą/instrukcją roboczą kontroli bieżących), przyrządy powinny być kondycjonowane – to znaczy przez co najmniej 10 minut powinny przebywać w warunkach, w jakich będą wykonywane pomiary,
  • przygotować formularze (ew. w formie elektronicznej) do zapisu wyników pomiarów, numerów pionów pomiarowych oraz nazw i danych informacyjnych źródeł pola-EM,
  • sprawdzić zgodność z rzeczywistością rozmieszczenia źródeł pola-EM i innych istotnych elementów, zaznaczonych na otrzymanym wcześniej wyskalowanym planie sytuacyjnym,
  • w przypadku braku takiego planu należy go sporządzić schematycznie na miejscu i zwymiarować za pomocą posiadanych narzędzi pomiaru odległości.
1.3 Parametry techniczne źródeł pola-EM

Identyfikacji źródeł dokonuje się:

  • poprzez zapoznanie się z planem stacji – zwykle znajduje się on w formie graficznej w nastawni; na planie tym zaznaczone są poszczególne urządzenia oraz ich parametry (np. moc transformatora, prądy na przekładnikach prądowych czy typy urządzeń),
  • zapoznanie się z dokumentacją stacji – jeżeli plan stacji jest tylko poglądowy (np. naniesiono tylko fundamenty) lub schematem elektrycznym połączeń na stacji,
  • oględziny na terenie obiektu – większość aparatury jest zaopatrzona w czytelne tabliczki znamionowe z nazwą urządzenia i jego parametrami technicznymi.

Po identyfikacji badanych źródeł pola elektromagnetycznego notuje się ich parametry techniczne, takie jak napięcie i prąd znamionowy oraz określa się charakter pracy (stały, okresowy, impulsowy).

1.4 Identyfikacja przestrzeni pracy przy źródłach pola-EM

W trakcie eksploatacji rozdzielni napowietrznych i wnętrzowych, na ich terenie nie ma jednoznacznie wyznaczonych stanowisk pracy. Cały dostępny dla personelu obszar traktuje się jako przestrzeń obsługi, ponieważ w obszarze tym dyżurni pracownicy prowadzą regularne przeglądy w ramach tzw. obchodów. W czasie trwania obchodu personel może znaleźć się w sąsiedztwie każdego spośród kilkunastu czy kilkudziesięciu czynnych urządzeń typu przekładniki, wyłączniki, odłączniki czy ograniczniki przepięć, które są źródłami pola-EM. Należy szczególnie pamiętać o miejscach, gdzie może być wymagany dostęp w dłuższym czasie, np. szafy czy wskaźniki.
Na życzenie działu BHP odpowiadającego za dany obiekt na podstawie karty stanowiskowej albo informacji uzyskanych od użytkownika określa się dzienny czas pracy przy włączonym urządzeniu – w celu ustalenia wielkości Tg czyli tzw. współczynnika krotności czasu narażenia ogólnego w stosunku do 8 godzin. Zapisuje się również funkcję i nazwisko osoby, która udzieliła tych informacji.
O ile jest to możliwe, sporządza się dokumentację fotograficzną każdej sytuacji pomiarowej. Do określania odległości pionów pomiarowych od źródeł pola-EM, wysokości punktów pomiarowych oraz innych koniecznych wymiarów liniowych wykonuje się pomiary za pomocą dalmierza laserowego (zalecane) lub taśmy mierniczej (taśmy mierniczej nie zbliża się do aparatury elektrycznej – wymiarowanie najlepiej robić do betonowych fundamentów lub elementów dielektrycznych) – zaleca się stosowanie dielektrycznych, nieprzewodzących taśm mierniczych. Uzyskane wyniki zapisuje się wraz z wynikami odpowiadających im pomiarów natężeń pól E-M na uprzednio przygotowanych kartach zapisów z badań i planach sytuacyjnych.

1.5 Wyznaczenie pionów i punktów pomiarowych

Źródła pola-EM na terenie rozdzielni napowietrznych i wnętrzowych rozmieszczone są w większości ponad głowami pracowników, tam też występują największe wartości natężeń pól-EM. Do określenia maksymalnego narażenia ogólnego wystarczy pomiar na wysokości 2,0 m nad poziomem ziemi. Określanie w tym wypadku narażenia miejscowego dla kończyn jest zbędne.
W przypadku niektórych urządzeń rozdzielczych, takich jak transformatory i podejścia kablowe, czy też obudowane urządzenia rozdzielni wnętrzowych średnich i niskich napięć źródła pola magnetycznego zlokalizowane są na wysokości nóg, tułowia i głowy człowieka; dlatego wyznacza się punkty pomiarowe w całej przestrzeni pracy na wysokości od 0 do 2,0 m. Dodatkowo na stacjach występują także często pola o podejściu kablowym podziemnym, a nie tylko napowietrznym. W tym wypadku pomiar wykonuje się na wysokości od powierzchni ziemi (zamiast 0,3 m według wcześniejszych wymagań) do co najmniej 1 m, pamiętając, że wartości maksymalne będą występować w miejscu maksymalnego skupienia kabli oraz na ich zagięciach. W przypadku słupów kablowych zwykle kable są umieszczone za metalową osłoną do wysokości co najmniej 2 m.
Wszystkie piony pomiarowe muszą być ponumerowane, opisane i przyporządkowane do konkretnego urządzenia rozdzielczego oraz naniesione na plan sytuacyjny (rysunek) rozdzielni. Przy wyznaczaniu i opisywaniu pionów pomiarowych uwzględnia się trójfazowy charakter budowy źródeł pola-EM (fazy są oznakowane zwykle, jeśli nie kolorami, to tabliczkami – najczęściej na bramce na wejściu liniowym na stację, symbole L1, L2, L3 odpowiadające fazom R,S,T).
Pomiary natężenia pola-E i pola-M wykonuje się oddzielnie.

1.6 Wykonanie pomiarów natężenia pola-E

Pomiary wykonuje się przy użyciu miernika natężenia pola elektrycznego lub elektromagnetycznego z przypisaną sondą dla składowej elektrycznej dla częstotliwości obejmującej 50 Hz. W celu wyznaczenia wartości maksymalnych pola-E obserwuje się lokalny gradient pola.
Sondę pomiarową przemieszcza się w wielu pionach pomiarowych dla identyfikacji pionów wyznaczających zasięgi stref ochronnych, oraz punktów, gdzie występują wartości maksymalne w przestrzeni obsługi. Piony wyznaczające zasięgi stref ochronnych oraz punkty pomiarowe z wartościami maksymalnymi dokumentuje się w sprawozdaniu z pomiarów.
Do prawidłowego odczytu wartości natężenia pola-E należy chwilowo zatrzymać ruch sondy. Sondę dystansuje się od tułowia osoby wykonującej pomiar na odległość konieczną dla uniknięcia zaburzeń pola-E (nie mniej niż 1,6 m wraz z długością ręki).
W obszarach oddziaływania jednoimiennych faz prądowych można się spodziewać większych wartości natężenia pola-E. Wyniki pomiarów natężenia pola-E zapisuje się w kV/m lub V/m.
W trakcie pomiarów monitoruje i dokumentuje się warunki pogodowe: temperaturę i wilgotność względną powietrza.

1.7 Wykonanie pomiarów natężenia pola-M

Pomiary wykonuje się przy użyciu miernika indukcji magnetycznej (natężenia pola magnetycznego) lub miernika pola elektromagnetycznego z przypisaną sondą do pomiarów pola magnetycznego o obejmującą częstotliwości 50 Hz. Z uwagi na bliskość źródeł wskazane jest używanie sondy izotropowej.
W celu wyznaczenia wartości maksymalnych pola-M obserwuje się lokalny gradient pola.
Sondę pomiarową przemieszcza się w wielu pionach pomiarowych dla identyfikacji pionów wyznaczających zasięgi stref ochronnych, oraz punktów, gdzie występują wartości maksymalne w przestrzeni obsługi. Piony wyznaczające zasięgi stref ochronnych oraz punkty pomiarowe z wartościami maksymalnymi dokumentuje się w sprawozdaniu z pomiarów.
Do prawidłowego odczytu wartości natężenia pola-M należy chwilowo zatrzymać ruch sondy.
W odróżnieniu od pomiarów pola-E, dla pola-M dystansowanie sondy od osoby wykonującej pomiar na odległość większą niż minimalna wymagana w rozporządzeniu BHP [3] (1 m) nie jest niezbędne. Wyniki pomiarów natężenia pola-M zapisuje się w A/m lub μT (w sprawozdaniu, wyniki zapisane w μT przelicza się na A/m).
W trakcie pomiarów monitoruje i dokumentuje się warunki pogodowe: temperaturę i wilgotność względną powietrza.

1.8 Wyznaczenie granic stref ochronnych

Ilość i usytuowanie pionów pomiarowych muszą być wystarczające do wyznaczenia wartości maksymalnych natężeń pola-EM przy urządzeniach rozdzielczych oraz ustalenia granic stref ochronnych z rozdzielczością nie gorszą niż ± 0,5 m. Jeżeli na podstawie pomiarów w wybranych pionach stwierdzono, że max natężenie pola-EM w przestrzeni pomiarowej występuje na wys. 2 m (sytuacja typowa, jeżeli źródła pola znajdują się ponad podłożem), to w trakcie ustalania zasięgu stref sondę pomiarową przesuwa się na stałej wysokości w taki sposób, aby w momencie pojawienia się wartości granicznej danej strefy możliwe było dokładne określenie położenia tego punktu – np. przez pomiar odległości od innych charakterystycznych punktów w przestrzeni pracy.
Należy pamiętać o specyficznych warunkach pracy urządzeń i w przypadku rozdzielni wnętrzowych należy dodatkowo przy wstępnym wybieraniu miejsc do pomiaru kierować się układem kabli i oszynowania oraz umiejscowieniem aparatury rozdzielczej.

1.9 Rejestracja warunków pracy badanych źródeł pola-EM

Po zakończeniu pomiarów lub w trakcie ich trwania (jeżeli mogą wystąpić znaczne zmiany parametrów w trakcie trwania pomiarów) zapisuje się aktualne napięcia i prądy robocze, dotyczące badanych urządzeń elektroenergetycznych. Informacje te są niezbędne do oceny typowości warunków pracy źródeł w czasie pomiarów i ewentualnego szacowania wartości pola-E i pola-M przy wystąpieniu większych wartości napięć (źródła pola-E) i prądów roboczych (źródła pola-M).
Prądy i napięcia są zwykle rejestrowane w dzienniku stacji przez dyżurnego stacji. Nie zawsze jednak te dane na stacji są dostępne lub nie są dostępne wprost – może być np. dostępna jedynie informacja o mocy czynnej/biernej. W tym przypadku trzeba przeliczyć te parametry na prąd, pamiętając o tym, że są to urządzenia 3-fazowe.

1.10 Zakończenie prac

Po zakończeniu prac, przedstawiciel zespołu pomiarowego informuje kierownika lub dyżurnego SE o zakończeniu prac pomiarowych i wraz z całą ekipą pomiarową opuszcza obszar pomiarów. Zakończenie prac potwierdza się podpisaniem odpowiedniego druku zgodnie z regulaminem pracy obiektu.
Po podpisaniu druku potwierdzającego zakończenie prac, żaden z członków ekipy pomiarowej nie może ponownie wejść na teren SE (rozdzielni).
Odstępstwo od tej decyzji pozostaje w gestii kierownika SE (lub dyżurnego SE). Wyrażenie zgody na ponowne wejście na teren SE, musi być odnotowane w odpowiednim dokumencie, który powinien znajdować się w SE.

Wygrodzenie w polu potrzeb własnych po stronie SN z dodatkowym źródłem pola-M w postaci dławika.

Wygrodzenie w polu potrzeb własnych po stronie SN z dodatkowym źródłem pola-M w postaci dławika.

2 Opracowanie sprawozdania z badań

2.1 Minimalna zawartość opracowania

W sprawozdaniu umieszcza się:

  • określenie obiektu badań (np. nazwę i adres stacji elektroenergetycznej czy rozdzielni, napięcie znamionowe), datę wykonania pomiarów, dane zleceniodawcy, nazwiska wykonujących badania, itp.
  • charakterystykę przyjętej metody badawczej lub odniesienie do dokumentacji metodyk,
  • opis badanych źródeł pola-EM wraz z podaniem niezbędnych danych technicznych,
  • warunki pracy źródeł pola elektromagnetycznego – napięcie i prąd na poszczególnych polach rozdzielczych stacji,
  • identyfikację przestrzeni pracy i przestrzeni obsługi oraz określenie ew. obszarów wyłączonych z przestrzeni pracy (np. tereny wygrodzone na rozdzielni ze względu na niebezpieczeństwo porażenia prądem),
  • zestawienie miejscowych wartości natężenia pola-E i pola-M, powiązanych z ich lokalizacją w przestrzeni pracy – w formie opisowej (tabelarycznej) i graficznej – z numeracją punktów pomiarowych, zaznaczonych na wyskalowanym planie sytuacyjnym rozdzielni,
  • zestawienie rozpoznanych zasięgów stref ochronnych pola-EM w formie opisowej oraz graficznej – wrysowanych ze źródłami pola-EM na wyskalowanym planie sytuacyjnym rozdzielni.

Dodatkowo zaleca się umieszczenie dokumentacji fotograficznej badanych obiektów.
Na życzenie użytkownika i po uzyskaniu od niego niezbędnych danych, w sprawozdaniu poza zakresem akredytacji i w sposób wyraźnie wskazujący, ze nie jest to element pomiarów, można podać ocenę narażenia pracujących na działanie pola-EM zgodnie z [3] i [4]).
Wyniki pomiarów natężenia pola-E i pola-M podaje się z precyzją 2 miejsc znaczących bez uwzględniania ich niepewności; zasięgi stref określa się na podstawie wyników pomiarów.

2.2 Ocena narażenia na działanie pola-EM od badanych źródeł

Ocenę narażenia pracujących na działanie pola elektrycznego i magnetycznego przeprowadza się w oparciu o wskaźnik dziennego narażenia ogólnego W (sposób obliczenia wartości wskaźnika podano w załączniku w części III załącznika 3 do Rozporządzenia [1]).
Jeśli W < 1 to narażenie ogólne na pole-EM jest narażeniem tymczasowym i kontrolowanym – dopuszczalnym na stanowiskach pracy. Jeśli W >1 narażenie jest niedopuszczalne.
W przypadku pomiarów pola-EM na terenie rozległych powierzchniowo rozdzielni napowietrznych czy wnętrzowych dopuszcza się wyliczanie wskaźnika W tylko w miejscach stwierdzenia największych wartości natężenia pola elektrycznego i magnetycznego w obszarze obsługi, ale w ramach obszaru danego pola rozdzielczego.
Zgodnie z [3] „wydane przed dniem 1 lipca 2016 r. certyfikaty akredytacji laboratoriów badawczych do realizacji pomiaru pola-EM w środowisku pracy, zgodnie z wymaganiami Polskich Norm PN-T-06580-1 i PN-T-06580-3, upoważniają do wykonywania pomiarów metodami dostosowanymi do oceny ekspozycji na pole-EM, o której mowa w części III załącznika nr 3 do rozporządzenia, w okresie do dnia 31 grudnia 2016 r. albo do czasu zaktualizowania zakresu akredytacji, jeżeli przed tym dniem laboratorium wystąpi o taką aktualizację”. Przedstawiony w niniejszej pracy algorytm może posłużyć do opracowania takiej własnej dopasowanej metodyki „przejściowej”. Przygotowywana w trakcie pisania artykułu nowelizacja rozporządzenia [3] ma wydłużyć okres stosowania metodyk przejściowych i możliwe jest, że przy braku opracowanych naukowo metodyk, będą one mogły być stosowane bezterminowo po uzyskaniu uaktualnienia zakresu akredytacji.

3. Piśmiennictwo

[1] Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 6 czerwca 2014 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz. U. 2014 poz. 817).
[2] PN-T-06580-3:2002 „Ochrona pracy w polach i promieniowaniu elektromagnetycznym o częstotliwości od 0 Hz do 300 GHz. Metody pomiaru i oceny natężenia pola na stanowisku pracy”.
[3] Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie BHP przy pracach związanych z narażeniem na pole-EM (Dz.U. 2016 poz. 950).
[4] Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej zmieniające rozporządzenie w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz.U. 2016 poz. 952).
[5] Ireneusz Hasiec Przykładowa procedura badawcza w zakresie pomiarów i oceny zagrożeń od źródeł pola-EM o częstotliwości 50 Hz dla celów ochrony w środowisku pracy W: Warsztaty IMP Łódź 2016 – Ochrona przed PEM: nowe przepisy krajowe o polach elektromagnetycznych 0 Hz-300 GHz: nowe źródła pól elektromagnetycznych: porównania międzylaboratoryjne (ILC/PT), Łódź, 12-14 października 2016, Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera, s. 152-157.

 

 

Piotr Papliński, Hubert Śmietanka,
Instytut Energetyki – Instytut Badawczy 

Ireneusz Hasiec,
Z.P.B.E. Energopomiar-Elektryka Gliwice

Paweł Bieńkowski,
Pracownia Ochrony Środowiska Elektromagnetycznego Politechniki Wrocławskiej

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top