Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Основы электромагнитной совместимости

Покупка
Артикул: 800524.01.99
Доступ онлайн
525 ₽
В корзину
В учебнике рассмотрены физические и инженерные основы обеспечения электромагнитной совместимости в техногенной и природной сфере. Для студентов электроэнергетических и электротехнических специальностей, аспирантов и преподавателей вузов, а также инженерно-технических работников органов Гостехнадзора и Госпотребнадзора.
Куликова, Л. В. Основы электромагнитной совместимости / Л. В. Куликова, О. К. Никольский, А. А. Сошников. - 4-е изд., стереотипное - Москва : Директ-Медиа, 2020. - 404 с. - ISBN 978-5-4499-1175-9. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1959224 (дата обращения: 23.05.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
 
Л. В. Куликова, О. К. Никольский, 
А. А. Сошников 
 
 
 
 
 
 
 
 
Основы 
электромагнитной 
совместимости 
 
 
Учебник для вузов 
 
 
Издание четвертое  
стереотипное 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Москва 
Берлин 

2020 

 

УДК 621.31(075) 
ББК 31.26-028я73 
К90 
 
Допущено 
Министерством образования и науки Российской Федерации 
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению подготовки «Электроэнергетика» 
 
Рецензенты: 
Старшинов В. А. — докт. техн. наук, проф.,  
зав. кафедрой «Электротехнические комплексы и системы» 
Национального исследовательского университета МЭИ; 
Пантелеев В. И., — докт. техн. наук, проф., 
зав. кафедрой «Электротехнические комплексы и системы» 
Сибирского федерального университета 
 
 
 
 
 
Куликова, Л. В. 
К90   
Основы электромагнитной совместимости : учебник для вузов, / Л. В. Куликова, 
О. К. Никольский, А. А. Сошников. — Изд. 4-е, стер. — Москва ; Берлин : 
Директ-Медиа, 2020. — 404 с. 
 
 
ISBN 978-5-4499-1175-9 
 
 
В учебнике рассмотрены физические и инженерные основы обеспечения электромаг-
нитной совместимости в техногенной и природной сфере. 
Для студентов электроэнергетических и электротехнических специальностей, аспиран-
тов и преподавателей вузов, а также инженерно-технических работников органов Гостех-
надзора и Госпотребнадзора. 
 
 
УДК 621.31(075) 
ББК 31.26-028я73 
 
 
 
 
 
 
 

ISBN 978-5-4499-1175-9
© Куликова Л. В., Никольский О. К., Сошников А. А., текст, 2020
© Издательство «Директ-Медиа», макет, оформление, 2020

 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие ..................................................................................................................................... 7 

Введение ......................................................................................................................................... 11 

Глава 1. Основные сведения об электромагнитной совместимости ............................................ 15 
1.1. Основные понятия. Термины и определения .................................................................... 15 
1.3. Природные источники электромагнитного излучения ....................................................... 26 
1.4. Антропогенные источники электромагнитного излучения ................................................ 30 
1.4.1. Источники электромагнитного поля диапазона до 3 кГц ........................................ 31 
1.4.2. Источники электромагнитного поля диапазона З кГц – 300 ГГц ............................ 42 
1.5. Поражающее действие электроустановок как проблема электромагнитной 
совместимости ............................................................................................................................ 48 
1.5.1. Термины и определения ........................................................................................... 48 
1.5.2. Поражающее действие электроустановок ............................................................... 48 

Глава 2. Влияние электромагнитного излучения на человека .................................................... 54 
2.1. Общие сведения. Биофизика взаимодействий ................................................................. 54 
2.2. Электромагнитные излучения промышленной частоты ................................................... 61 
2.3. Разряды статического электричества. Электростатическое поле ................................... 66 
2.4. Электромагнитные излучения высоких и сверхвысоких частот ....................................... 67 

Глава 3. Опасное действие электрического тока на людей и животных .................................... 75 
3.1. Электротравма и ее виды ................................................................................................... 75 
3.2. Статистика электротравматизма ........................................................................................ 76 
3.3. Электрические параметры тела человека ......................................................................... 81 
3.4. Действие электрического тока на кожу человека .............................................................. 85 
3.5. Первичные критерии электробезопасности ....................................................................... 86 
3.6. Действие электрического тока на животных ...................................................................... 89 
3.7. Предельно допустимые значения токов и напряжений прикосновения 
для людей и животных ............................................................................................................... 90 

Глава 4. Техногенные электромагнитные помехи ........................................................................ 92 
4.1. Классификация электромагнитных помех ......................................................................... 92 
4.2. Индуктивные (излучаемые) электромагнитные помехи ................................................... 99 
4.3. Кондуктивные электромагнитные помехи ........................................................................ 100 
4.4. Электромагнитные помехи электрифицированного железнодорожного 
транспорта ................................................................................................................................. 104 
4.4.1. Источники электромагнитных помех ...................................................................... 104 
4.4.2. Расчетные модели и схемы замещения ................................................................ 107 
4.4.3. Индуцируемые помехи контактной сети ................................................................ 110 
4.4.4. Магнитное влияние контактной сети ...................................................................... 114 
4.4.5. Гальваническое влияние тяговой сети .................................................................. 121 
4.4.6. Помехи, возникающие при коротком замыкании в тяговой сети ......................... 124 

4.4.7. Влияние тяговой сети на линии электропередачи ............................................... 127 
4.4.8. Влияние тяговой сети на линии «провод — рельс» 
и «два провода — рельс» ................................................................................................. 132 
4.4.9. Влияние тяговой сети на линии связи ................................................................... 135 
4.5. Влияние электромагнитных помех на аппаратуру .......................................................... 142 
4.6. Влияние разрядов статического электричества на аппаратуру .................................... 146 
4.7. Влияния электромагнитных полей радиочастотного диапазона ................................... 147 
4.8. Влияние магнитных и электрических полей промышленной частоты .......................... 149 

Глава 5. Молния как природный источник электромагнитных влияний ................................... 161 
5.1. Термины и определения ................................................................................................... 161 
5.2. Основные сведения о разрядах молнии. Характеристики молнии ............................... 162 
5.3. Механизмы и опасность поражения молнией ................................................................. 167 
5.3.1. Прямой удар молнии и его последствия ............................................................... 167 
5.3.2. Поражение человека молнией ............................................................................... 168 
5.3.3. Тепловое воздействие ............................................................................................ 169 
5.3.4. Электродинамические воздействия ...................................................................... 169 
5.3.5. Индуцированные перенапряжения ........................................................................ 171 
5.3.5.1. Электростатическая индукция ............................................................................ 172 
5.3.5.2. Электромагнитная индукция. Индуктивное влияние грозовых разрядов 
на воздушные линии ......................................................................................................... 173 
5.3.6. Занос высокого потенциала по металлическим коммуникациям ........................ 176 
5.3.7. Прорыв тока молнии по искровому каналу, скользящему вдоль 
поверхности грунта ........................................................................................................... 179 
5.3.8. Вероятность поражения объекта молнией ........................................................... 179 

Глава 6. Электромагнитная обстановка на энергетических и промышленных объектах ....... 182 
6.1. Классификация электромагнитной обстановки окружающей среды ............................. 182 
6.2. Состав и степень жесткости испытаний оборудования .................................................. 183 
6.3. Оборудование для испытания технических средств на помехоустойчивость 
и помехоэмиссию ..................................................................................................................... 193 
6.4. Мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости 
в соответствии с классом жесткости электромагнитной обстановки ................................... 196 
6.5. Контроль электромагнитной обстановки ......................................................................... 199 
6.6. Особенности электромагнитной обстановки на энергетических 
и промышленных объектах ..................................................................................................... 200 
6.7. Мероприятия по улучшению электромагнитной обстановки ......................................... 210 

Глава 7. Защита от влияния электромагнитных излучений и помех ........................................ 214 
7.1. Нормирование электромагнитных излучений ................................................................. 214 
7.1.1. Электромагнитные излучения промышленной частоты ...................................... 216 
7.1.2. Электромагнитные излучения высоких и сверхвысоких частот .......................... 220 
7.2. Защита от электромагнитных излучений ......................................................................... 225 
7.2.1. Организационные мероприятия по защите от электромагнитных 
излучений .......................................................................................................................... 226 

7.2.2. Инженерно-технические мероприятия по защите населения 
от электромагнитных излучений....................................................................................... 227 
7.2.3. Лечебно-профилактические мероприятия ............................................................. 231 
7.3 Аппаратура для измерения электромагнитных излучений .............................................. 231 

Глава 8. Соответствие молниезащитной системы условиям электромагнитной 
совместимости .............................................................................................................................. 246 
8.1. Концепция молниезащиты ................................................................................................ 246 
8.2. Классификация объектов по устройству молниезащиты ................................................ 247 
8.3. Способы и средства молниезащиты ................................................................................ 250 
8.4. Основные требования и рекомендации при устройстве молниезащиты 
объектов .................................................................................................................................... 254 
8.5. Молниеотводы ................................................................................................................... 258 
8.6. Заземляющие устройства зданий и сооружений ............................................................. 262 
8.6.1. Общие положения ................................................................................................... 262 
8.6.2. Физический процесс стекания тока молнии с заземлителей ............................... 264 
8.6.3. Расчетное удельное сопротивление земли ........................................................... 265 
8.6.4. Типы и конструкции заземляющих устройств ........................................................ 267 
8.6.5. Расчет заземляющих устройств ............................................................................. 269 
8.7. Примеры выполнения молниезащиты объектов ............................................................. 276 

Глава 9. Соответствие систем безопасности электроустановок условиям 
электромагнитной совместимости ............................................................................................... 286 
9.1. Термины и определения ................................................................................................... 286 
9.2. Принципы построения систем безопасности электроустановок .................................... 288 
9.3. Общая характеристика защитных мероприятий .............................................................. 289 
9.3.1. Защитное заземление ............................................................................................. 289 
9.3.1.1. Назначение. Принцип действия ........................................................................... 289 
9.3.1.2. Требования к электрическим характеристикам и конструкции 
заземляющих устройств электроустановок ..................................................................... 290 
9.3.2. Зануление ................................................................................................................ 296 
9.3.3. Уравнивание потенциалов ...................................................................................... 297 
9.3.4. Выравнивание потенциалов ................................................................................... 299 
9.3.5. Защитное электрическое разделение сетей ......................................................... 300 
9.3.6. Сверхнизкое (малое) напряжение .......................................................................... 301 
9.3.7. Изолирование рабочего места,  двойная изоляция, контроль изоляции ............ 302 
9.4. Устройства защитного отключения как эффективная электрозащитная мера ............. 302 
9.4.1. Историческая справка ............................................................................................. 302 
9.4.2. Назначение и принцип действия УЗО .................................................................... 304 
9.4.3. Классификация УЗО ................................................................................................ 306 
9.4.4. Основные технические параметры УЗО ................................................................ 308 
9.4.5. Особенности применения УЗО в различных системах электроснабжения ........ 309 
9.4.6. Основные принципы проектирования установки УЗО .......................................... 311 
9.5. Проблемы пожарной безопасности электроустановок зданий ...................................... 313 
9.6. Построение оптимальных систем безопасности электроустановок зданий .................. 315 

 

9.6.1. Задача оптимизации систем безопасности электроустановок ............................ 315 
9.6.2. Вероятностное моделирование пожаров от электроустановок........................... 315 
9.6.3. Вероятностное моделирование электробезопасности ........................................ 320 
9.6.4. Формирование вариантов технической реализации систем безопасности 
электроустановок .............................................................................................................. 325 
9.6.5. Оптимизация ПА-систем электрической защиты ................................................. 329 
9.6.6. Особенности оптимизации ПАУ-систем электрической защиты ......................... 338 

Глава 10. ЭМС и качество электрической энергии .................................................................... 340 
10.1. Основные сведения ........................................................................................................ 340 
10.2. Основные термины и определения ............................................................................... 342 
10.3. Общая характеристика  показателей качества электрической энергии ...................... 345 
10.4. Показатели и нормы качества электрической энергии ................................................ 346 
10.5. Вероятные причины нарушения показателей и способы повышения 
уровня качества электрической энергии ................................................................................ 355 

Глава 11. Социально-экономическая оценка ущерба от опасного влияния источников 
электромагнитного поля .............................................................................................................. 367 
11.1. Техногенные риски и основные принципы обеспечения безопасности 
жизнедеятельности человека .................................................................................................. 367 
11.1.1. Понятия риска и безопасности ............................................................................. 367 
11.1.2. Приемлемый риск и его оценка ........................................................................... 369 
11.1.3. Структура техногенного риска .............................................................................. 371 
11.1.4. Математическая модель риска ............................................................................ 374 
11.2. Виды ущербов и их интегральная оценка ..................................................................... 376 
11.3. Экономический анализ техногенной безопасности ...................................................... 379 
11.4. Концепция стоимости статистической жизни человека ................................................ 384 
11.5. Применение теории игр для оценки и прогнозирования электромагнитной 
обстановки ................................................................................................................................ 387 

Послесловие ................................................................................................................................. 392 

Библиографический список ......................................................................................................... 393 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

С введением в 2000 году в учебные программы Государственного образовательного 
стандарта высшего профессионального образования для электроэнергетических и электро-
технических специальностей новой учебной дисциплины «Электромагнитная совместимость 
в электроэнергетике» были заложены методологические основы содержания учебного курса 
для подготовки инженеров-электриков и получения ими знаний по важнейшим научным и 
прикладным проблемам современной электротехники, связанным с изучением негативных 
последствий влияния электромагнитных процессов природного и техногенного характера на 
человека и среду его обитания. 
ХХ век ознаменовался стремительным развитием электротехники и радиотехники. 
Широкое распространение линий электропередачи высокого напряжения, радиоэлектрон-
ных устройств и средств связи привело к существенному возрастанию уровней электромаг-
нитных полей различных частотных диапазонов и расширению режимов генерации этих 
полей в окружающей среде. Было установлено, что электромагнитное поле (ЭМП) пред-
ставляет серьезную опасность жизни и здоровью человека и оказывает негативное влияние 
на функционирование радиоэлектронных средств (РЭС). Развитие электроэнергетики и ра-
диоэлектроники стало сдерживаться отрицательными явлениями, порожденными этой техни-
кой, ее количественным ростом. Дальнейший прогресс техники потребовал решения 
проблемы обеспечения безопасности человека, экологии внешней среды и совместного 
надежного функционирования различных радио- и электротехнических систем. Новое науч-
ное направление, призванное обеспечить одновременную и совместную работу различного 
радиотехнического, электронного и электротехнического оборудования, получило название 
электромагнитной совместимости. 
Начало 1990-х годов характеризуется интенсивным развитием электротехнологии, те-
левизионной техники, компьютеров, мобильных средств связи, электронной бытовой и офис-
ной техники, что вызвало появление большого количества искусственных источников 
электромагнитного поля и обусловило «электромагнитное загрязнение» среды обитания человека. 
Особенно электромагнитное загрязнение наблюдается вблизи линий электропередачи, 
тепловых сетей, электрифицированных железных дорог, телевизионных станций, 
спутниковой и сотовой связи, аэродромов и радаров ГИБДД. Электромагнитное загрязнение в 
крупных городах уже превышает природные уровни в тысячи раз. 
Факты свидетельствуют, что обычный уровень низкочастотного электромагнитного поля 
крупного промышленного города соответствует ситуации природной «магнитной бури». 
Уже сегодня электромагнитное загрязнение окружающей среды, наряду с химическим и радиационным, — 
наиболее распространенный вид загрязнения, несущий опасные глобальные 
последствия и вызывающий большую обеспокоенность как ученых, так и населения. 
Всемирная организация здравоохранения включила проблему электромагнитного загрязнения 
окружающей среды в перечень приоритетных проблем человечества. Исследования 
убедительно показали существование значимого неблагоприятного воздействия ЭМП на 
здоровье человека. Этот вывод был сделан учеными России, США, Швеции, Германии, Великобритании 
и других стран. В решении Межведомственной комиссии Совета безопасности 
Российской Федерации по экологической безопасности №2-2 от 20 февраля 1996 г. указано, 
что «неблагоприятное воздействие на человека и окружающую среду электромагнитных излучений 
принимает опасные размеры». Актуальность этой проблемы нашла свое отражение 
в специальном постановлении Президиума Российской академии медицинских наук. 

В последние годы в высшей школе наметились положительные тенденции в понимании 
роли и актуальности изучения студентами проблем техногенной безопасности. Подготовка 
современных инженеров-электриков, способных эффективно решать многофакторные 
задачи обеспечения безопасности и комфортной среды обитания человека, а также надежного 
совместного функционирования радиоэлектронных средств и электрических установок, 
является сегодня своевременной и актуальной. Результатом этого было введение в образовательные 
программы междисциплинарного учебного курса по электромагнитной совместимости (
ЭМС) в радиотехнике, на железнодорожном транспорте, в автомобилестроении. 
ЭМС — сравнительно молодая, но быстро развивающаяся дисциплина, элементы которой 
зародились в 50-е годы XX века, а основные положения этой дисциплины были сформулированы 
только четверть века тому назад (США, Англия, Германия, Россия, Швейцария 
и др.). Как наука ЭМС возникла на стыке электроэнергетики и электроники, придав новый импульс 
развитию этих, ставших уже классическими, дисциплин. Основным инструментом новой 
науки остался физико-математический аппарат теоретической электротехники — в 
частности классическая теория электромагнитного поля. Поэтому студентам электроэнергетических, 
электротехнических и радиотехнических специальностей, прослушавших курсы 
«Теоретические основы электротехники», «Техника высоких напряжений», «Электрические 
сети», «Радиопередающие устройства» и пр., предстоит в полной мере использовать полученные 
знания, «то, что остается, когда выученное позабыто», для овладения новыми понятиями 
ЭМС. 
Дисциплина «Электромагнитная совместимость» является новой в системе подготовки 
специалистов по электроэнергетике. Ее методология еще не сформирована в такой мере, как 
в признанных, ставших классическими, дисциплинах, например »Электрические сети и си-
стемы», «Электроснабжение», «Релейная защита и автоматика» и др. Одной из основных 
причин этого является то, что, несмотря на значительный опыт, накопленный при решении 
практических задач, теория электромагнитной совместимости еще не развита в достаточной 
степени. Другая причина связана с имевшей до недавнего времени тенденцией к недооценке 
роли ЭМС со стороны высшей школы. Наконец, сложность формирования этой дисциплины 
связана с комплексным характером решения проблемы в целом. Так, при рассмотрении ЭМС 
в электроэнергетике должен охватываться достаточно широкий круг вопросов — от изложе-
ния концепции электромагнитного поля до описания современных методов и технических 
средств обеспечения электромагнитной совместимости. 
Проблема электромагнитной совместимости неисчерпаема. Это объясняется большим 
разнообразием как классов электроустановок, так и типов информационно-технологического 
оборудования (ИТО). Чрезвычайное разнообразие назначения и устройств электроустановок 
и ИТО в различных отраслях экономики исключило возможность применения рецептурного 
подхода к решению большинства задач электромагнитной совместимости. К сожалению, каж-
дая из имеющихся в настоящее время нескольких высококачественных монографий по ЭМС 
отличается узкой направленностью (электрические станции и подстанции, бытовая электро-
ника, железнодорожная связь, автомобильное и тракторное электрооборудование и т. д.) и 
потому не может быть использована в качестве универсального учебника по ЭМС, пригодно-
го для подготовки инженера-электротехника по всем специальностям электротехнического 
профиля. 
В связи с этим в настоящем учебнике разработана общая методология решения 
наиболее характерных задач электромагнитной совместимости. Выявлено сравнительно не-
большое число наиболее характерных типовых ситуаций, на примере которых показана об-

щая методология решения основных задач электромагнитной совместимости различных 
электроустановок и информационно-технологического оборудования. В качестве таких задач 
рассмотрены: 
1) разработка одного из условий электромагнитной совместимости электроустановок — 
условия электробезопасности; 
2) разработка требований к заземляющим устройствам электроустановок всех классов 
напряжений и ИТО; 
3) разработка требований к молниезащите зданий и сооружений, насыщенных электроустановками 
и ИТО всех категорий и уровней защиты; 
4) разработка требований к оптимальным системам комплексной безопасности электроустановок 
зданий, включающей экологическую, электрическую и пожарную. 
Изучение этих разделов должно помочь студентам овладеть навыками самостоятельного 
решения новых нестандартных задач электромагнитной совместимости. Овладение технологией 
обеспечения электромагнитной совместимости возможно только при условии 
ясного представления физических процессов, лежащих в основе проблем ЭМС. Именно поэтому 
в курсе особое внимание уделено физике электромагнитного влияния и защите от него 
посредством заземления, зануления, уравнивания потенциалов, экранирования, а также — 
электромагнитным процессам, определяющим форму импульса тока молнии. Приведенные в 
соответствующих разделах учебника материалы по перечисленным вопросам развивают и 
дополняют сведения, известные студентам из ранее прослушанных курсов ТОЭ, ТВН, 
«Электрические сети и системы», «Электрические станции и подстанции» и др. 
«Основы электромагнитной совместимости» представляют собой первый учебник, 
предназначенный для электроэнергетических и электротехнических специальностей вузов. 
Содержание книги определило вопросы, предусмотренные учебной программой дис-
циплины федерального компонента ОПД. Ф.09 Государственного образовательного стандар-
та. Ее целью является изложение необходимого объема знаний в области ЭМС в 
электроэнергетике. В результате изучения данной дисциплины студент должен знать причи-
ны электромагнитного загрязнения окружающей человека среды, иметь представления о ме-
ханизме воздействия электромагнитного излучения и электрического тока на организм 
человека, быть способным анализировать факторы, обусловливающие электромагнитные 
помехи в электроустановках, линиях связи, а также факторы, влияющие на качество электри-
ческой энергии в системах электроснабжения. Изучение дисциплины должно способствовать 
развитию системы взглядов на принципы обеспечения электромагнитной совместимости с 
учетом влияния основных факторов, характеризующих электромагнитную обстановку как в 
производственных, так и в бытовых условиях. 
Трудности освоения этой дисциплины обусловлены ее комплексным характером. Как 
уже отмечалось, проблемой ЭМС охватывается широкий круг объектов и явлений. Ее изуче-
ние должно опираться на известные студенту свойства и характеристики электроустановок, 
создающих отрицательную электромагнитную среду обитания, сбои и помехи в их работе, 
ухудшающие качество электроэнергии. Однако в существующих учебных дисциплинах, в том 
числе в курсе «Безопасность жизнедеятельности», перечисленные выше вопросы не нашли 
достаточного отражения и мало освещены в соответствующих учебных пособиях. Поэтому 
целесообразно расширить содержание программы дисциплины, включив в учебник такие 
вопросы, как техногенные риски и методы их оценки, анализ и синтез оптимальных систем 
безопасности электроустановок, включая пожарную безопасность, нормирование и техниче-
ское регулирование в сфере техногенной безопасности. Перечисленный круг вопросов осве-
щается с опорой на многолетние исследования авторского коллектива. При подготовке книги 

 

возникли дополнительные трудности, обусловленные особенностями терминологии в обла-
сти ЭМС, которая еще не сформировалась в полной мере и не охватывает всех используе-
мых понятий, а некоторые из них продолжают оставаться предметом научной дискуссии. 
Отсутствие в настоящее время технических регламентов по электромагнитной совместимо-
сти не позволяет опираться на узаконенные терминологические стандарты. 
В этой связи представляется целесообразным введение обобщенного понятия «элек-
тромагнитная безопасность» (ЭМБ) — состояние объекта, при котором с определенным (до-
пустимым) значением риска (вероятности) исключены потенциальные опасности влияния 
ЭМП на здоровье человека, среду обитания, работоспособность электроустановок и радио-
электронных средств. Заметим, что ЭМБ, равно как и «электробезопасность» (применительно 
к электроустановкам), характеризуют проявления одной и той же физической сущности — 
электромагнитного поля. 
В учебнике невозможно было охватить все вопросы, относящиеся к проблеме ЭМС. 
Поэтому критические замечания и пожелания будут приняты с благодарностью. 
Выражаем признательность д. т. н., профессору, заведующему кафедрой «Электриче-
ские станции» Московского энергетического института (технического университета) 
В. А. Старшинову и д. т. н., профессору, заведующему кафедрой «Электроснабжение и элек-
трический 
транспорт» 
Красноярского 
государственного 
технического 
университета 
В. И. Пантелееву за ряд ценных замечаний и предложений, давших возможность улучшить 
книгу. 
Авторы 

ВВЕДЕНИЕ 

Решение проблем обеспечения техногенной безопасности в любом современном госу-
дарстве может служить наиболее достоверным критерием для оценки как степени экономи-
ческого развития и стабильности этого государства, так и нравственного состояния общества. 
Это объясняется тем, что решение сложных проблем, порожденных научно-техническим про-
грессом, требует значительных капиталовложений и высокой культуры производства, а сле-
довательно, под силу только экономически развитому, стабильному государству, 
обладающему мощным научно-техническим и интеллектуальным потенциалом. 
Определяющая роль в решении этих проблем должна принадлежать высшей школе, 
техническим вузам, в которых профессиональная подготовка будущих разработчиков новой 
техники и технологий, а также руководителей производства во многом будет определять эф-
фективность мер по обеспечению техногенной безопасности. Важнейшей целью является 
формирование у будущих специалистов мышления, основанного на осознании главного 
принципа — безусловности приоритетов безопасности при решении любых инженерных за-
дач, в том числе проблемы электромагнитной совместимости в электроэнергетике. 
Как уже отмечалось, освоение человеком электрической энергии и электромагнитных 
технологий, начавшееся более ста лет назад, приобретает в настоящее время все большие 
масштабы. 
Электромагнитную совместимость радиоэлектронных систем (РЭС) как научную про-
блему, имеющую важное практическое значение, начали целенаправленно решать примерно 
в середине XX века, т. е. в период бурного развития радиоэлектроники и систем связи. Одна-
ко первая отечественная публикация по электромагнитной совместимости появилась в 
1900 году, т. е. вскоре после изобретения радио А. С. Поповым (1895 г.). 
Представляют интерес выводы об условиях электромагнитной совместимости, кото-
рые были сделаны по результатам проведенных А. С. Поповым опытов. «Если в районе до-
сягаемости станции работает другая пара станций, то одновременная их работа невозможна, 
и встает вопрос о дальнейшей разработке электрического «камертона» (здесь говорится о 
станции с возможностью настройки, при которой можно принимать сигналы только нужной 
станции.) Крайне желательно изобретение прибора, указывающего, откуда идет к станции 
волна…» 
Оценивая результаты, полученные российскими исследователями 100 лет назад, с по-
зиций настоящего времени, убеждаемся в их огромной практической значимости, так как уже 
тогда были заложены фундаментальные основы решения проблемы электромагнитной сов-
местимости РЭС на десятилетия вперед, в частности решены вопросы обеспечения частот-
ной избирательности радиоприемных устройств и сужения спектров излучения передающих 
устройств, повышения пространственной селекции их антенн, освоения более высоких диа-
пазонов рабочих частот. 
В конце XX века обозначился новый вид экологической опасности — электромагнитное 
загрязнение окружающей среды. Стало привычным использование радиоизлучателей на до-
мах и автомашинах и применение радиотелефона как средства связи. Линии электропереда-
чи и радиопередающие центры повсеместно размещаются в жилых районах и в местах 
отдыха. В настоящее время источники электромагнитных излучений все более распростра-
няются и на производстве, и в быту, поэтому растет число людей, подвергающихся воздей-
ствию этих излучений. Электроэнергетическая отрасль в своем арсенале имеет мощные 
источники электромагнитных полей промышленной частоты, среди которых высоковольтные 
подстанции, воздушные линии электропередачи высокого, сверхвысокого и ультравысокого 

напряжения. В квартирах наших граждан используются десятки видов современной бытовой 
техники, включая электрический подогрев пола, системы микроклимата и т. д., которые со-
здают опасную среду обитания человека и домашних животных. 
Среди зарегистрированных последствий воздействия электромагнитного загрязнения 
на человека самым распространенным является поражение сердечно-сосудистой и пищева-
рительной систем. Среди последствий электромагнитного загрязнения специалисты называ-
ют также нарушения поведения (вплоть до самоубийства), потерю памяти, болезни 
Паркинсона и Альцгеймера, синдром внезапной смерти у грудных детей, расстройства поло-
вой функции и другие серьезные патологические заболевания. По некоторым данным, значи-
тельная часть случаев инфаркта миокарда в крупных городах вызвана «скачками» мощных 
техногенных низкочастотных электромагнитных полей. 
Задача преодоления негативного воздействия электромагнитного загрязнения значи-
тельно усложняется существованием взаимодействия естественного электромагнитного поля 
и антропогенного загрязнения. Парадокс заключается в том, что природное электромагнитное 
поле образует и поддерживает жизнь на Земле, а вызванное деятельностью человека искус-
ственное электромагнитное загрязнение, интенсивность которого во многих случаях значи-
тельно превышает естественный фон, угрожает всему живому. Возникшее противоречие 
между природным и техногенным характером проявления ЭМП может быть преодолено, если 
изучать проблему электромагнитной совместимости не только с позиции рассмотрения сов-
местимости функционирования радиотехнических и электротехнических устройств, но и в 
более широком аспекте — «совместимости» техники, человека и среды его обитания. В кон-
тексте изложенного рассмотрим более подробно основные негативные проявления электро-
магнитного поля: 
1. Нежелательное деструктивное воздействие ЭМП на объекты, проявля-
ющееся в виде помех, которые ухудшают качество функционирования радиоэлектронной 
аппаратуры. Эти помехи могут быть вызваны как естественными природными электромаг-
нитными процессами, так и деятельностью человека. 
Естественные помехи объективно существуют в природе и порождаются электриче-
скими процессами в атмосфере (грозовыми разрядами, северными сияниями, разрядами 
статического электричества во время пылевых бурь и т. д.), а также тепловыми радиоизлуче-
ниями земной поверхности и радиоизлучением внеземных космических источников. 
Помехи искусственного происхождения обусловлены различными электромагнитными 
процессами, протекающими в технических устройствах. Например, помехи (непреднамерен-
ные) могут быть вызваны излучением РЭС или работ различных электротехнических устано-
вок. К непреднамеренным помехам также относят внутренние шумы устройств и приборов, 
объективно присущие любым электрическим цепям. 
Наличие помех, создаваемых при работе различных радиоэлектронных систем, и 
негативные последствия их влияния, как уже отмечалось, породили в середине XX века про-
блему электромагнитной совместимости РЭС. В этом случае понятие «электромагнитная 
совместимость» определяется как способность радиоэлектронных средств и электротехниче-
ских установок одновременно и совместно функционировать в реальных условиях эксплуата-
ции при воздействии непреднамеренных электромагнитных помех и не создавать 
недопустимых электромагнитных помех другим устройствам. 
2. Опасное воздействие техногенного электромагнитного излучения вы-
соких и сверхвысоких частот на организм человека. Установлено, что влияние 
ЭМП на организм человека зависит от таких физических параметров, как длина волны, ин-
тенсивность излучения, режим облучения — непрерывный и прерывистый, а также от про-

должительности воздействия на организм. Биологическое действие ЭМП в диапазоне радио-
частот характеризуется тепловым и нетепловым эффектом. Под тепловым действием подра-
зумевается интегральное повышение температуры тела или отдельных его частей при 
общем или локальном облучении. Нетепловой эффект связан с переходом электромагнитной 
энергии в организме человека в нетепловую форму, проявляющуюся в виде молекулярного 
резонансного процесса, фотохимической реакции и др. Учитывая, что по своим биофизиче-
ским свойствам ткани организма неоднородны, возникает неравномерный нагрев на границе 
раздела с высоким и низким содержанием воды, что определяет высокий и низкий коэффи-
циент поглощения энергии. 
3. Опасное воздействие электроустановок промышленной частоты — 
линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения — проявляется в 
виде электромагнитного загрязнения среды обитания человека, животных и растительного 
мира. Электрические и магнитные поля могут воздействовать на человека, если он находится 
кратковременно в непосредственной близости ЛЭП или других установок высокого напряже-
ния (например, при производстве работ) или постоянно на определенном расстоянии (в слу-
чае, если линия электропередачи сверхвысокого напряжения проходит через жилую 
местность). 
При оценке биологического влияния электрических и магнитных полей основное вни-
мание должно уделяться тем их проявлениям, которые представляют опасность для здоро-
вья людей. На основании многолетних исследований установлено: 
а) кратковременное воздействие на людей электрического поля (ЭП) с напряженно-
стью до 20 кВ/м не оказывает вредного влияния на здоровье человека; 
б) вызывают определенную угрозу для жизни поверхностные и вторичные эффекты 
ЭП — разряды и токи, протекающие через тело человека при его прикосновении к металли-
ческим объектам, находящимся под электрическим потенциалом; 
в) магнитное поле (МП) — магнитостатическое и переменное — создает в биологиче-
ских объектах магнитомеханические эффекты, проявляющиеся в виде магнитной ориентации 
диа- и парамагнитомеханических молекул или клеток. 
Возникает также нежелательное электронное взаимодействие между магнитной индукцией 
МП и биополем человека. При плотности тока 10…50 мкА/см могут возникать стойкие 
опасные последствия для жизни и здоровья человека, начиная от ощущения 
неожиданного страха до воздействия поля на нервные волокна мозга, приводящие к параличу 
или остановке сердца. 
4. Опасное действие электрического поля промышленной частоты, возникающее 
при попадании человека под напряжение. Оно проявляется за счет 
термического, электролитического, биологического, механического и светового воздействия 
на организм. Термическое воздействие характеризуется нагревом кожи тела и ткани вплоть 
до появления крупных ожогов. Электролитическое воздействие заключается в химическом 
разложении жидкости лимфы и крови. Биологическое действие электрического тока проявляется 
в нарушении физиологических процессов, протекающих в организме человека, и сопровождается 
возбуждением или разрушением ткани, судорожным сокращением мышц органов 
дыхания и сердца. Механическое воздействие приводит к разрыву тканей и органов, а световое — 
к поражению глаз. 
Из всех видов проявления электромагнитного поля электрический ток в силу его массового 
использования во всех сферах человеческой деятельности в настоящее время представляет 
наибольшую опасность как для человека, так и для среды его обитания (например, 
пожары от электроустановок зданий и сооружений составляют 30-40 % общего числа пожаров 
в России). 

 

5. Негативное влияние на качество электроэнергии потребителей в системах 
электроснабжения, обусловленное искажением форм кривых тока и напряжения, 
появлением высших гармоник от нелинейных нагрузок в электрической цепи. 
Генерируемые в электроустановках высшие гармоники оказывают также отрицательное влияние 
на расположенные вблизи линии связи. Кроме того, высшие гармоники могут проявляться 
и при изменениях режимов работы линий высокого напряжения. Так, при замыкании 
линии накоротко на одном из ее концов появляется пучность тока и, как следствие, увеличиваются 
гармоники тока. При размыкании в конце линии возникает пучность напряжения, приводящая 
к увеличению гармоник напряжения. 
6. Опасные последствия влияния воздушных линий электропередачи вы-
сокого напряжения на находящиеся вблизи трубопроводы, проходящие по терри-
тории населенных пунктов. В нормальном или аварийном режиме линии на металлических 
конструкциях трубопровода могут возникать наведенные электрические потенциалы, тем са-
мым увеличивается зона поражения электрическим током людей и животных. 
Таким образом, мешающее и опасное электромагнитное загрязнение окружающей 
среды является продуктом техногенной деятельности человека. Эволюция жизни на Земле 
не выработала защиты от техногенных угроз, и только усилиями человека возможно улуч-
шить техногенную обстановку среды обитания — уменьшить уровень электромагнитного за-
грязнения до сопоставимого природного его фона. Достичь этого можно путем принятия 
действенных государственных мер законодательного экономического и технологического 
характера. 
В России формируется государственная политика в области охраны окружающей сре-
ды. Проводится комплекс исследований по изучению источников электромагнитного излуче-
ния и методов борьбы с ними. Российские специалисты сотрудничают с международными 
организациями, среди которых Всемирная организация здравоохранения, Международная 
ассоциация по радиационной защите (IRPA), Международный комитет по защите от неиони-
зирующих излучений (INIRS), Европейский комитет по электромагнитной стандартизации 
(CENELEC), Международная электротехническая комиссия (МЭК). 
Сегодня очевидна также необходимость ускорения темпов разработки и совершен-
ствования системы гигиенического нормирования предельно допустимых уровней электро-
магнитного загрязнения, вызванного различными источниками, в том числе персональными 
компьютерами, радиотелефонами, телевизорами, микроволновыми печами, линиями элек-
тропередачи и др., а также обобщения различных отраслевых нормативных материалов и 
применяемых в России методик в единый нормативно-технический стандарт (технический 
регламент). 
Важное значение имеет совершенствование мониторинга, включающего оценку элек-
тромагнитного загрязнения от излучающих источников (производственных и бытовых) на всех 
этапах жизненного цикла — проектирование, строительство, эксплуатация, реконструкция и 
утилизация с целью приведения уровня загрязнения к гигиеническим нормативам. Приори-
тетным направлением является развитие дозиметрии электромагнитного воздействия, в том 
числе индивидуальной, с разработкой и производством специальных измерительных прибо-
ров. Актуальной также является разработка методов защиты окружающей среды и человека 
от опасных проявлений ЭМП и электрического тока. 

Доступ онлайн
525 ₽
В корзину