К ВОПРОСУ О НЕОБХОДИМОСТИ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРОМОБИЛЯХ И ГИБРИДНЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВАХ - Студенческий научный форум

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

К ВОПРОСУ О НЕОБХОДИМОСТИ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРОМОБИЛЯХ И ГИБРИДНЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВАХ

Третьяк Л.Н. 1, Вольнов А.С. 1, Бурасов Д.А. 1
1ФГБОУ ВО "Оренбургский государственный университет"
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

По данным научных исследований на территории современных городов электромагнитное поле (ЭМП) от 18 до 32 % формируется в результате или с учетом влияния автотранспортных потоков [1]. Установлено, что при движении автотранспортных средств (АТС) в потоке возможно явление резонанса электромагнитного излучения (ЭМИ) в диапазонах частот (48-53), (76-82), (186-192) и (220-225) МГц, что приводит к увеличению среднего уровня излучения на 23, 16, 8 и 5 дБ соответственно. Кроме опасности электромагнитного загрязнения окружающей среды вне АТС, существует еще опасность воздействия ЭМИ на людей, находящихся внутри салона автомобиля из-за большого количества электрооборудования, способного формировать ЭМП. Вклад ЭМИ дизельного, карбюраторного и инжекторного автотранспорта незначительный, наибольшее влияние оказывает электротранспорт [2]. Гибридные и электромобили являются наиболее опасными для здоровья человека, так как большое количество мощной автомобильной электроники сосредотачивается в пределах относительно небольшого по размерам АТС. Кроме этого, батареи и силовые кабели в гибридах и электромобилях часто расположены близко к водителю, следовательно, электрический ток, который приводит в действие их двигатель на малых скоростях создает магнитные поля, которые представляют серьезный риск для здоровья водителя в результате воздействия ЭМП [3].

Нами проведён анализ, выявлены и систематизированы с применением диаграммы Иссикавы факторы, оказывающие наибольшее влияние на степень электромагнитного излучения от АТС (рисунок 1). Установлено что основными факторами являются, количество и мощность электрооборудования, работоспособность систем подавления ЭМИ, наличие электронных средств в системе зажигания, пробег, тип кузова и т.п.

Рисунок 1 – Причинно-следственная диаграмма факторов, влияющих на степень электромагнитного излучения от АТС

Исследования, проведённые на кафедре МСиС [4] показали, что параметры электрических и магнитных полей, зафиксированные в АТС, имеют достаточно сложные закономерности. Также установлено существенное влияние на уровень ЭМИ электронных устройств бортовой диагностики и управления, пассивных и активных средств шумо- и виброзащиты, систем навигации, оперативного доступа информации, устройств климаторегулирования, очистки воздуха, системы обеспечения безопасности. Кроме того в процессе движения АТС происходит изменение ЭМИ за счёт присутствия внешних полей от линий электропередач, вышки телерадиопередающего центра, базовых станции сотовой связи и др. [5].

С учётом выявленных факторов в программе Process Modeler r7 нами проведено функциональное моделирование процесса «Оценить уровень электромагнитного излучения от автотранспортных средств»; определены входы, выходы, управляющие воздействия и ресурсы (рисунки 2, 3).

Рисунок 2 – «Родительская диаграмма» процесса «Оценить уровень электромагнитного излучения от автотранспортных средств»

Рисунок 3 – Схема декомпозиции процесса «Оценить уровень электромагнитного излучения от автотранспортных средств»

Декомпозиция рассматриваемого нами процесса (рисунок 3) позволила детально рассмотреть основные этапы проведения оценки ЭМИ от АТС и выявить нормативные документы, регламентирующие методики выполнения измерений, средства измерений и вспомогательные устройства, а также ответственных за проведение процесса, исходные данные, и предполагаемые результаты. Применение предлагаемой процессной модели позволит получить достоверные данные об уровне ЭМИ от АТС, с последующей разработкой корректирующих мероприятий его по уменьшению, которые могут применяться службами гигиенического контроля.

Согласно разработанной процессной модели нами проведено измерение ЭМИ от АТС г. Оренбурга с использованием измерителя уровня электромагнитного фона АТТ-2592. В качестве объекта оценки электромагнитного загрязнения нами был выбран электромобиль Nissan Leaf (2012 года выпуска, пробег 78 тыс. км). При проведении измерения АТС было расположено на горизонтальной площадке, отсутствовали атмосферные осадки, двери, капот, багажник были закрыты, двигатель был прогрет до рабочей температуры. Измерение параметров ЭМИ проводили в точках, представленных на рисунке 4. Из полученных результатов наблюдений были взяты максимальные значения, которые сравнивались с предельно допустимыми значениями (таблица 1).

Рисунок 4 – Схема Nissan Leaf с точками измерения ЭМИ

Таблица 1 – Средние значения параметров ЭМП в различных точках измерений

Точка измерения

Характеристики ЭМП в диапазоне частот 50 МГц – 3,5 ГГц

Напряженность электрического поля, В/м

Напряженность магнитного поля, мА/м

Плотность потока энергии, мВт/м2

1) Водительское место

2,280

2,816

2,806

2) Центральная консоль

2,132

2,860

2,942

3) Двигатель

2,517

4,087

4,215

Таким образом, при эксплуатации АТС, работающих на электротяге, генерируются ЭМП, которые могут нарушить электромагнитную безопасность. Поэтому для её обеспечения и электромагнитной совместимости необходима оценка характеристик и источников ЭМП в электротранспорте. Зафиксированные высокие уровни воздействия ЭМИ как на водителя, так и на пассажиров в АТС хоть и не превышают ПДУ, но заставляют задуматься о поиске экранирующего оборудования, а также проведении более тщательного исследования различных электромобилей и гибридных АТС. Это связано с длительным пребыванием водителей за рулем АТС, в отличии от кратковременного воздействия на них ЭМИ от бытовых электроприборов. Поэтому в настоящее время существует необходимость разработки комплексной методики оценки экологического безопасности АТС, а также оценки эффективности проводимых мероприятий по снижению негативного влияния на здоровье человека с учётом электромагнитного загрязнения в частотных диапазонах электрооборудования. При этом для обеспечения электромагнитной безопасности водителей и пассажиров необходимо вести поиски результативных и эффективных способов уменьшения ЭМП. Это могут быть многослойные экраны, изготовленные из современных материалов на основе сплавов с аморфной и нанокристаллической структурой, которые не утяжеляют конструкцию АТС и могут уменьшать низкочастотные магнитные поля, характерные для электротранспорта.

Список литературы

1. Кухарев, А.М. Автотранспортное средство как источник электромагнитной опасности / Кухарев А.М., Евдокимов М.В // Технико-технологические проблемы сервиса. – 2014. – №2 (28). – С. 91-94.

2. Птицына Н.Г., Копытенко Ю.А., Исмагилов В.С., Коробейников А.Г. Электромагнитная безопасность электротранспортных систем: основные источники и параметры магнитных полей // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. №2 (84). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/elektromagnitnaya-bezopasnost-elektrotransportnyh-sistem-osnovnye-istochniki-i-parametry-magnitnyh-poley (дата обращения: 24.01.2020).

3. Селиванов С.Е., Филенко В.В., Бажинов А.В., Будянская Э.Н. Электромагнитные загрязнения биосферы автотранспортом (автомобили, электромобили, гибридные автомобили) // Автомобильный транспорт. 2009. №25. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/elektromagnitnye-zagryazneniya-biosfery-avtotransportom-avtomobili-elektromobili-gibridnye-avtomobili (дата обращения: 24.01.2020).

4. Третьяк, Л.Н. Предложения по контролю параметров электромагнитного излучения в автотранспортных средствах / Л.Н. Третьяк, А.С. Вольнов, Д.А. Бурасов // Региональные проблемы геологии, географии, техносферной и экологической безопасности: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции (Оренбург, 18-20 ноября 2019 г.). – 2019. – С. 345-352.

5. Ивлева, Я.С. Мониторинг и составление карт электромагнитных полей в условиях города Оренбурга / Я.С. Ивлева // Достижения вузовской науки «Экология и науки о Земле» – С. 183-188.

Просмотров работы: 72