Встановлено, що при проектуванні композиційних металополімерних електромагнітних екранів необхідно врахувати морфологію частинок екрануючої субстанції - принаймні співвідношення довжини та товщини окремих частинок. Визначено, що різке зростання захисних властивостей відбувається за концентрацій екрануючих елементів, коли вони контактують між собою (критична концентрація). Найбільша критична концентрація (до 47 %) відповідає співвідношенню довжини та діаметру частинок 1:2. Зі зростанням співвідношення критична концентрація монотонно зменшується. За співвідношення 1:32 вона складає 15 %. Показано, що некоректні результати розрахунку діелектричної проникності композиційних матеріалів для визначення коефіцієнтів екранування, зокрема коефіцієнта відбиття електромагнітних хвиль обумовлені невірним розрахунком коефіцієнтів деполяризації, які є визначними щодо обчислення критичних об'ємних концентрацій провідної субстанції у матриці композиційного матеріалу. В свою чергу значення критичної концентрації входить до формули Оделевського для розрахунку діелектричної проникності гетерогенних композиційних матеріалів. Наведені розрахунки впливу співвідношення довжини та діаметра екрануючих елементів придатні для застосування (прогнозування функціоналу) тільки для композитів з вмістом однакових спеціально виготовлених екрануючих елементів. Розрахунки для умовно круглих (точкових) екрануючих частинок не збігаються з надійними експериментальними даними. Для такого наповнювача критична концентрація (за вагою) - 12 - 15 %. Прогнозування захисних властивостей композитів з використанням дрібнодисперсної субстанції (принаймні до розмірів частинок 150 - 200 мкм) доцільно здійснювати на основі визначення електрофізичних властивостей суміші. Наведено спосіб застосування для таких розрахунків формули Дебая для діелектричної проникності матеріалу.

Індекс рубрикатора НБУВ: Р124.431.2 + У9(4УКР)248

Рубрики:

Електрична енергія в умовах виробництва

Економіка окремих країн і частин світу

Шифр НБУВ: Ж73223 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета дослідження - визначення чинників невиробничого походження, які впливають на електромагнітну обстановку у промислових будівлях та впровадження послідовності заходів з її нормалізації. Експериментально дослідженні джерела сторонніх електромагнітних полів у будівлях та спорудах, які можуть негативно впливати на працюючих та чутливі прилади на виробництві. Для цього було визначено та використано засоби знаходження таких полів. Проведено узагальнення стану та опису електричних силових мереж а також розподілу інтенсивності високочастотних електромагнітних полів. Проаналізовано та представлено заходи електромагнітної безпеки на виробництві різного призначення. Обстежено промислові п'ятиповерхової будівлі на предмет наявності струмів у металевих конструкціях. Одержані результати свідчать, що вони мають значні рівні електричних струмів в металевих конструкціях залежно від стояка будівлі. Встановлено, що передумовою застосування заходів безпеки є аналіз стану електричних силових мереж, розподілу інтенсивності високочастотних електромагнітних полів тощо. Експериментально встановлено рівні електромагнітних полів у частково екранованих приміщеннях. Одержано типові залежності інтенсивності випромінювань мобільних телефонів від рівня сигналу з боку базових станцій. Обгрунтовано умови нормалізації електромагнітної обстановки у окремих приміщеннях та будівлі в цілому. Впроваджено заходи електромагнітної безпеки. Для мінімізації впливу силових електричних мереж на електромагнітну обстановку у будівлі доцільно модернізувати її за схемою TN-S, або TN-C-S, що знижує рівні некомпенсованих електрострумів у мережі й відповідних магнітних полів. Встановлено, що: обов'язковим є визначення наявності сили електрострумів витоку на заземлених несучих конструкціях та інженерних мережах, які генерують магнітні поля гігієнічно значущих напруженостей; зниження рівнів цих струменів за рахунок технічних рішень додатково зменшує інтенсивність електроподібних процесів у металевих конструкціях; для зниження рівнів високочастотних електромагнітних полів у виробничих приміщеннях, які сформувалися за рахунок відбиття та перевідбиття електромагнітних хвиль доцільно застосувати композиційні екранувальні матеріали з керованими коефіцієнтами поглинання та відбиття. Такий підхід надасть змогу систематизувати загальний електромагнітний фон у приміщеннях та будівлі в цілому.

Нормативно-правові європейські та національні вимоги формують низку питань, пов'язаних із одночасним забезпеченням електромагнітної безпеки людей у виробничих і побутових умовах, а також електромагнітної сумісності електричного та електронного обладнання. Проведено дослідження з розроблення і впровадження ефективних захисних матеріалів від впливу електромагнітних полів широкого частотного діапазону. Запропоновано методологічний підхід для виготовлення рідких композицій для екранування електромагнітних полів промислової частоти, дуже високих та ультрависоких частот. Для проведення досліджень матрицею як носієм наповнювача обрано водно-дисперсійну фарбу. У якості наповнювачів застосовувалися концентрат залізної руди з переважним (до 75-80%) вмістом магнетиту та ливарний лускатий графіт. Визначення захисних властивостей експериментальних зразків здійснювалися через встановлення залежності коефіцієнтів екранування електричного поля промислової частоти, магнітного поля промислової частоти та електромагнітного поля ультрависокої частоти від вагового вмісту наповнювача. Вимірювання напруженостей електричного та магнітного поля виконувалися каліброваним приладом ПЗ-50. Вимірювання щільності потоку енергії електромагнітного поля ультрависокої частоти здійснювалися каліброваним приладом ПЗ-31. Вимірювання коефіцієнтів екранування здійснювалося з використанням замкнених екранів, усередину яких крізь технологічний отвір вміщувалася вимірювальна антена. Знаходження прийнятних співвідношень електрофізичних та магнітних властивостей складових композиту обумовлює необхідність попереднього розрахункового оцінювання властивостей для отримання потрібних коефіцієнтів екранування. Найбільш придатними для частинок магнетиту у залізорудному концентраті є співвідношення Лорентца та співвідношення Максвелла-Гарнета. Для графіту доцільно скористатися формулою Оделевського. Показано, що дані композити на рідинній основі мають ряд переваг через їх відносну простоту виготовлення та зручність нанесення на поверхні великих площ та складних конфігурацій, а також регульованість коефіцієнтів поглинання та відбиття за рахунок фізико-хімічного складу та технологій виготовлення. Застосування композиційних рідинних матеріалів дозволяє вирішувати задачі забезпечення електромагнітної безпеки, електромагнітної сумісності і є доцільним з технічних та економічних міркувань.