Home Rizici od EMP i upravljanje njima Transformatorske stanice u zgradama
E-mail Print

 OPASNOSTI I ŽRTVE OD DTS 


Vrste opasnosti i žrtve

Distributivne transformatorske stanice (DTS) ugrađene u stambene ili poslovne zgrade svoju neposrednu okolinu opterećuju neželjenim elektromagnetskim poljima. Polazeći od podataka koji su objavljeni u najrelevantnijem dokumentu - kada se radi o opštim vrednostima (Tehnical report IEC 61000-2-7 – Low frequency magnetic fields in various environments) jasno je da nivoi tih polja nekoliko puta prevazilaze:

1. nivo polja koji ne sme da se pređe prilikom ozračavanja stanovništva, a koje su zadnjih godina donele neke države, i

2. imunost nekih uređaja za koji se očekuje da mogu biti korišteni u takvim prostorima.

Zbog toga, elektromagnetska polja koja stvara ili može da stvori DTS u svom neposrednom okruženju su opasnost po korisnike tog prostora. 

DTS stvara:

1. magnetsko polje frekvencije 50 Hz,

2. magnetski šum sa frekvencijskim spektrom od 0 kHz do 2 kHz, i

3. elektromagnetski tranzijent (impuls).

Ove opasnosti su identifikovane, ali ne i dovoljno definisane. Za definisanje svake od navedene opasnosti potrebno je znati koliki je prostor oko DTS njima obuhvaćen. To opet zavisi od:

1. opterećenja DTS (koliko i kavi potrošači su jednovremeno priključeni),

2. načina kako su izvedene DTS i kvaliteta integracije u zgradu, i

3. elektromagnetskih karakteristika opreme koja je ugrađena.

U cilju lakšeg razumevanja smatraćemo da je magnetsko polje obuhvatilo neki prostor, ako je u njemu nivo magnetske indukcije veća od 0.005μΤ. Ova vrednost je odabrana jer je relativno lako merljiva postojećom mernom opremom, i za sada se smatra bezbednom. Dimenzije prostora obuhvaćenog poljem su najmanje za magnetsko polje 50 Hz, veće za magnetski šum, a još veće za elektromagnetski tranzijent. 

Na slici 1 prikazana je idelizovana slika prostora obuhvaćenog magnetskim poljem frekvencije 50 Hz. Ona služi isključivo da olakša razumevanje pojma „obuhvaćeni prostor“ poljem. U stvarnosti polje DTS se ne širi u svim smerovima jednako već ima složenu geometriju. 

 

Idealizovano polje oko DTS 
 Slika 1: Idealizovana slika obuhvaćenog prostora magnetskim poljem frekvencije 50 Hz koje stvara DTS. 

 

Opisivanje elektromagnetskih polja DTS podrazumeva njegovo definisanje u svim relevantnim tačkama u prostoru koji obuhvataju i to podrazumeva:
1. za magnetsko polje frekvencije 50 Hz - nivo magnetske indukcije B (izmeren se filtrom najveće širine 5 Hz),
2. za magnetski šum u frekvencijskom opsegu od 0 kHz do 2 kHz - nivo magnetske idukcije B (izmeren sa filtrom širine 2 kHz)
3. za elektromagnetski tranzijent - talasni oblik osnovnog impulsa (sa vremenima: uspona, trajanja i pada početnog impulsa) i njegovu maksimalnu vrednost.  


Opasnost je definisana ako se zna kakve su njene karakteristike u prostoru Karakteristike tri opasnosti DTS u tački A se bitno razlikuju. Svaka od njih ima svoje „žrtve“ 
 Slika 2: Opasnost je definisana ako se zna kakve su njene karakteristike u prostoru.  Slika 3: Karakteristike tri opasnosti DTS u tački A se bitno razlikuju. Svaka od njih ima svoje „žrtve“.

 Prostor koji je obuhvaćen magnetskim poljem DTS meren u različita vremena u toku 24 sata je različit. Prva slika pokazuje moguće stanje kod malog opterećenja DTS (npr u 10h), druga koda se spremaju ručkovi (npr. 14h). Zbog toga se stanje opasnosti mora opisati statistički (maksimalna vrednost, srednja vrednost, ...)

 Slika 4: Prostor koji je obuhvaćen magnetskim poljem DTS meren u različita vremena u toku 24 sata je različit. Prva slika pokazuje moguće stanje kod malog opterećenja DTS (npr u 10h), druga kada se spremaju ručkovi (npr. 14h). Zbog toga se stanje opasnosti mora opisati statistički (maksimalna vrednost, srednja vrednost, ...)

 

 Slika 5: Magnetsko polje frekvencije 50 Hz iste DTS tokom vremena obuhvata sve veći prostor. To je zbog priključenja novih potrošača (objekata) i jer su neki stanovi pretvoreni u prodavaonice i pekare koje za svoj rad traže veču električnu energiju. Naravno, maksimalno opterećenje DTS je definisano njenim karakteristikama i ono ne može biti pređeno. 

 

Prikazani primeri ilustruju potrebu da se prostor koji je obuhvaćen elektromagnetskim poljima DTS opiše na način koji definiše uslove za koje važi. Opis bi morao da obuhvati normalni i prekidački režim rada, kao i stanja u uslovima zemljospoja i kratkih spojeva. Opis ne sme da se zadrži na trenutno stanje već treba uzeti u obzir najgori slučaj koji se može pojaviti.

 

 

 

 Prostor mogućeg oštećenja (smetanja) je prostor u kome može doći do oštećenja (smetanja) žrtve, ali i ne mora. Da bi došlo do oštećenja (smetanja), orijentacija žrtve mora biti odgovarajuća u odnosu na polje kako bi se obezbedila maksimalna elektromagnetska sprega.  

 

 Slika 6: Prostor mogućeg oštećenja (smetanja) uređaja je različit za različite uređaje. On zavisi od imunosti (osetljivosti) uređaja na polje izvora. 

 

Slika 7: Radijus oštećenja/smetanja (npr. od elktromagnetskog tranzijenta iz DTS) zavisi od tehnologije u kojoj su izrađene potencijalne žrtve. Starije tehnologije su bile manje osetljive pa je radijus oštećenja bio manji. Zbog toga je i u ne tako davnoj prošlosti potreba za zaštitom od elektromagnetskih polja bila mala.

 

 

 Slika 8: Dimenzije prostora mogućeg oštećenja (smetanja) zavisi od karakteristike opasnosti i imunosti žrtve na tu opasnost. Što je veća npr. snaga opasnosti to su dimenzije prostora oštećenja veće. Nasuprot tome, veća imunost žrtve smanjuje dimenzije prostora mogućeg oštećenja.

 

 

Koliki će prostor mogućeg oštećenja (smetanja) biti oko DTS zavisi od karakteristika polja i veličine prostora koji je obuhvaćen poljem, te od osetljivosti (imunosti) ljudi, opreme i procesa koji se u njima realizuju.
Kada su u pitanju uređaji moguće je vrlo precizno odrediti njihovu osetljivost (imunost) na elektromagnetska polja definisanih karakteristika. Na osnovu toga se može izračunati i očekivani radijus oštećenja (smetanja). Direktiva Evropske unije o elektromagnetskoj kompatibilnosti obavezuje države članice da zakonski definišu i realizuju neophodnu imunost elektronskih uređaja koji se prodaju i koriste na njihovoj teritoriji.

Kada se radi o osetljivosti (imunosti) ljudi na elektromagnetska polja, prisutni su određeni problemi. Definisani kriterijumi u odnosu na termičke efekte nisu sporni i za njih postoji opšta saglasnost. Preporuke Evropske unije su zasnovane iskljućivo na termičkim efektima (uz određen faktor sigurnosti). Međutim, sve više država koristi mogućnost principa predostrožnosti (uz saglasnost sa EU) zbog ozbiljnih indicija da pored termičkih efekata postoje i netermički, koji se javljaju na nižim nivoima magnetskog polja od onog u Preporukama EU. Zbog toga one donose zakone sa nižim granicama dopuštenog izlaganja. 

U cilju ilustracije prostora mogućeg oštećenja (smetanja) iskorišten je primer sa energetskim suvim transformatorom SIEMENS 630 kVA koji se koristi i za DTS. Nivoi magnetskog polja koji stvara ovaj transformator pri opterećenju od 60% izmereni su u SIEMENS-u i objavljeni. U ovom primeru se, dakle, koriste vrednosti magnetske indukcije polja na frekvenciji od 50 Hz koje on stvara (bez polja koje stvaraju vodovi). Nivoi koje bi stvarao DTS u koji bi bio ugrađen ovakav transformator bili bi viši zbog učestvovanja vodova i ostale opreme u stvaranju polja. 
Na slici 9, prikazani su granični nivoi dopuštenog izlaganja stanovništva prema preporukama i zakonima u zemljama koje su ovde uzete kao primer, i to je pretvoreno u minimalne udaljenosti od transformatora u cilju zaštite stanovništva.  

 

 

 Slika 9: Suvi transformator SIEMENS 630 kVA za DTS i minimalne udaljenosti u cilju zaštite stanovništva - na način kako su ih definisale neke države, regionalne institucije i predlog koji je predmet preispitivanja.  

 

Na slici 10 prikazane su zone u kojima se očekuje oštećenje (smetanje) nekih od uređaja koji se mogu naći u prostorima neposredno uz DTS. 

 

 

Slika 10: Vrlo osetljivi uređaji morali bi biti udaljeni čak 11 m od ovog transformatora kako bi se uklonila mogućnost njihovog smetanja. 

 

  

Slika 11: Da bi stanari iz okoline ovog transformatora bili izloženi magnetskom polju frekvencije od 50 Hz , kao i prosečan stanar u Evropi, morali bi biti od njega udaljeni najmanje 12 m. 

 

Prilikom tumačenja primera prikazanog na slikama 9,10 i 11 treba imati u vidu:
1. da se radi samo o transformatoru kao izvoru polja, a ne i cele DTS,
2. da nisu svi stanovi oko DTS ugroženi jednako, najugroženij su oni koji dele zid na kojem su postavljeni niskonaponski vodovi kroz koje teku struje za sve priključene potrošače,
3. da treba izmeriti ili proceniti prostore mogućeg oštećenja (smetanja) i za magnetski šum i elektromagnetski tranzijent, i
4. da su opisane vrednosti za opterećenje transformatora od 60% njegove snage, i da nedostaju podaci vezani za njegovo maksimalno opterećenje.

Prema podacima o prosečnoj izloženosti stanara u Evropi i Americi (WHO - Svetska zdravstvena organizacija) – prosečan stanovnik nema potrebe za brigom zbog izloženosti elektromagnetskim poljima u svom stanu, niti da će elektromagnetska polja smetati uređajima koje koristi u stanu. Međutim, kao što se vidi, oni koji stanuju neposredno uz DTS imaju dosta razloga da misle o svojoj zaštiti.


RIZIČNI SCENARIJI


U rizičnom scenarijumu dolazi do sprege opasnosti i žrtve pri čemu može, ali i ne mora, doći do štete. Pri tome se misli na štetu koja se može naneti zdravlju i bezbednosti ljudi i štetu na opremi ili procesima koji se realizuju, a koji su osetljivi na elektromagnetska polja.
Obzirom da još uvek postoji praksa da se distributivne transformatorske stanice (DTS) ugrađuju u stambene i poslovne zgrade, a da se pri tome ne vrše odgovarajuća merenja i definisanje obuhvaćenog prostora sa aspekta magnetskog polja frekvencije 50 Hz, magnetskog šuma od 0kHz do 2 kHz i elektromagnetskih tranzijenata moguće je predpostaviti sledeće:
- da se deo korisnika prostora neprekidno nalazi u u stanju rizičnog scenarija (a da nisu svesni od čega potiču štete koje imaju),
- da se u toku 24 sati povremeno nalazi u stanju rizičnog scenarija (kada je na DTS priključen veći broj potrošača),
- da se deo korisnika nalazi u stanju rizičnog scenarija povremeno u toku godine (u periodima priključenja većeg broja potrošača),
- da se deo korisnika još uvek ne nalazi u stanju rizičnog scenarija, ali da je moguće da u takvo stanje uđe, npr. priključenjem još nekog ulaza ili zgrade na DTS sa kojom dele zid, i
- da se deo korisnika nađe u stanju rizičnog scenarija kada u stambeni ili poslovni prostor unese osetljivu opremu na elektromagnetska polja i tako stvori uslove da oprema radi pogrešno ili da bude oštećena.

Postoji jedan poseban slučaj rizičnog scenarija kada korisnik prostora uz DTS ima štetu. To je slučaj kada vlasnik DTS nije dostavio zvanični dokument o elektromagnetskim karakteristikama tuđeg prostora koji je okupirao poljima DTS. Nije dovoljno da u tom dokumentu stoji da DTS NE PREDSTAVLJA OPASNOST, jer se kriterijumi o oceni štetnosti menjaju, a postojeći se značajno razlikuju. Podaci o poljima koje stvara DTS u normalnom režimu rada i akcidentnim situacijama moraju pri tome biti tako izneti da ih može proveriti bilo koja druga kompetentna organizacija. Kada to nije slučaj, ili kada postoji nepoverenje u iznete podatke, finansijska vrednost prostora biva smanjena jer nije jasna njegova trenutna i buduća upotrebljivost. Šteta po korisnika prostora može biti i zdravstvena ako je opterećen strahovima zbog posledica delovanja polja DTS. Odavno je poznato da dugo stanje straha, između ostalg, narušava imunološki sistem organizma i predstavlja osnovu za druge bolesti, pa i karcinom.  

UPRAVLJANJE RIZIKOM OD DTS

 Upravljanje rizikom od magnetskih i elektromagnetskih polja DTS, u prostorima koji su neposredno uz nju je moguće, ali se pri tome najmanje može računati na „oklapanja“ ili unošenja „eliminatora“ polja. Smanjenje rizika u prostorijama korisnici mogu najčešće realizovati kroz promenu sadržaja i namene prostora sa povećanim rizikom. Na primer, da u njemu: ne spavaju, što kraće borave, ne postavljaju osetljive uređaje ili realizuju procese koji su osetljivi na elektromagnetska polja. Vlasnici DTS mogu: redizajnom unutrašnjosti DTS da bitno smanje nivo magnetskih i elektromagnetskih polja, posebno, ako se o tome nije vodilo računa tokom postavljanja, pa nisu iskorištene sve mogućnosti. Takođe, ponekad je moguće da smanje snagu konkretne DTS, tako što će dodatnu energiju obezbediti drugačijom organizacijom u postojećoj distributivnoj mreži ili njenom dogradnjom.
Preduslov za upravljanje rizikom jeste da je poznat rizik, ili da su opasnosti definisane na upotrebljiv način. Ako to nije slučaj, potrebno je prići merenjima, izračunavanju i procenama. Pri tome, treba voditi računa da se merenja dokumentuju na takav način da ih može ponoviti i proveriti bilo koja druga kompetentna organizacija. Na taj način se obezbeđuje i odgovornost onih koji vrše merenja.