НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ НАН УКРАИНЫ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ЭЛЕТЕР»

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ
ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ НАН УКРАИНЫ
НАУЧНО-ПРОИЗВОДСВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ЭЛЕТЕР»
Обеспечение электромагнитной безопасности
Специалистам понятно, что по электро- и пожароопасности ЭКСО (электрические кабельные системы
отопления) можно сравнить со скрытой электропроводкой в зданиях и помещениях, к которой все давно
привыкли, конечно, при условии квалифицированного (в соответствии с ПУЭ) выбора типа кабеля,
терморегуляторов и дополнительных устройств, а также монтажа. Так, во влажных помещениях
электробезопасность обеспечит провод с повышенной изоляцией и с заземленной оболочкой, а в сухих
помещениях допустимо применение одножильного провода, наиболее распространенного в Западной
Европе. Некоторые производители могут рекомендовать только экранированный (более дорогой) вид кабеля.
Однако при выборе кабеля следует исходить из принципа разумной достаточности, но независимо от типа
кабеля следует предусмотреть в системе надежное устройство защитного отключения в аварийных
ситуациях.
В последнее время наряду с обсуждением вопросов электробезопасности электрических устройств, все
чаще появляются публикации о влиянии электромагнитных полей, связанных с работой различных бытовых
приборов. Причем информация, понятная специалистам по электромагнитной совместимости (ЭМС),
человеком, не знакомым с особенностями проблемы, воспринимается с опасением. Действительно,
электромагнитное поле оказывает воздействие на биологические объекты, но в разном частотном диапазоне
проявляются различные эффекты. Всем хорошо известно лечебное воздействие УВЧ в физиотерапии и т.п.
Менее известно наличие природных уровней постоянного электрического (до 300 В/м) и магнитного около
(50 мкТл) полей вблизи поверхности Земли, воздействие которых на нас незаметно. Что касается
воздействия на организм человека низкочастотных электромагнитных полей с частотой 50 Гц с уровнями,
характерными для бытовых приборов, то по современным данным говорить о них бессмысленно. Длина
волны такого электромагнитного излучения очень велика (порядка нескольких тысяч километров), поэтому
для задач с характерным масштабом, равным метру или десяткам метров, будет справедливо
квазистатическое приближение. Это значит, что мы имеем дело с электрическим полем и не связанным с
ним магнитным полем прямого тока. В настоящее время нет достоверных данных и относительно
отдаленных последствий такого воздействия. Исследования в этом направлении ведутся во всех развитых
странах, в каждой стране существуют санитарные нормы допустимых уровней.
Так, в России допустимые величины напряженности электрического поля закреплены в санитарных
нормах № 2971-84 для жилых помещений и составляют верхний предел — 500 В/м. Гигиенические
нормативы величины индукции магнитного поля в разных странах отличаются более чем на порядок. В
России пока нет действующих норм по величине магнитной индукции для жилых помещений. Санитарные
правила и нормы "Переменные магнитные поля промышленной частоты (50 Гц) в производственных
условиях" (СанПиН 2.2.4.723-98) введены в 1999 году. Для 8-часового рабочего дня предельно допустимый
уровень магнитной индукции при общем воздействии на человека составляет 100 мкТл, а при локальном (на
часть тела) — 1000 мкТл. Однако, по мнению специалистов Института медицины труда России и
Международного центра ICNIRP коэффициент запаса для населения по сравнению с производственными
нормами составляет число 5, т.е. допустимая норма в жилых помещениях — 20 мкТл.
Магнитное поле нагревательного кабеля зависит от величины тока, протекающего по кабелю, т.е.
фактически от мощности кабеля и от расстояния между кабелем и точкой измерения. Для определенности
возьмем достаточно мощные нагревательные секции кабеля, рассчитанные на установку в комнате средних
размеров (15-20 м2). Мощность кабеля тогда порядка 2 кВт. Ток в таком случае близок к 10 А, а величина
индукции магнитного поля составляет на расстоянии:
10 см — 20 мкТл;
30 см — 6,7 мкТл;
50 см — 2 мкТл.
Магнитное поле земли 50 мкТл.
Если кабель уложен змейкой с чередующимся направлением токов, то возникает эффект ослабления
магнитного поля на расстояниях, сравнимых с шагом укладки, но даже в худшем случае магнитное поле от
кабельной системы существенно ниже фонового значения магнитного поля Земли. Вредны ли такие
значения для здоровья и каков этот вред — вопрос очень спорный.
Не существует никаких фактов, свидетельствующих о вредности магнитного поля 10-20 мкТл.
Тем не менее в ряде европейских стран приняты достаточно жесткие нормы на величину допустимого
магнитного поля промышленных частот (50 гц). Наиболее жесткие нормы, принятые в Швеции,
ограничивают искусственный магнитный фон величиной 0,2 мкТл на расстоянии 50 см от источника фона
для помещений с длительным пребыванием людей. В эти нормы легко вписывается двужильный
нагревательный кабель. В этой конструкции токи по близкорасположенным проводам текут в
противоположных направлениях и магнитные поля взаимоуничтожаются.
Приведем оценки магнитного поля двужильного кабеля при тех же условиях (ток в кабеле 10 А) на
расстоянии:
10 см — 0,4 мкТл;
30 см - 0,04 мкТл;
50 см - 0,008 мкТл.
Магнитное поле земли 50 мкТл.
Таким образом, двужильный экранированный кабель не изменяет существующего естественного поля
земли в помещении, где он установлен.
Предлагаемые потребителю кабельные нагревательные системы обеспечивают требования санитарных
норм. Это подтверждают сертификаты соответствия. Однако в условиях конкурентной борьбы за
потребителя отдельные фирмы в своих рекламных сообщениях порой не только дискредитируют продукцию
конкурентов, но и необоснованно запугивают несведущего человека. Испытательный центр "ТЕСТ МЭИ""
провел независимые функциональные исследования кабельных нагревательных систем ведущих фирмпоставщиков кабельной продукции "DEVI", "СЕЛХИТ", "ТЕПЛОЛЮКС" [9].
Результаты измерений сведены в таблицу. Приведенные данные соответствуют расстоянию от
поверхности размещения кабеля равному 10 см, а при удалении уровни полей убывают обратно
пропорционально расстоянию.
Из приведенных материалов видно, что экран уменьшает электрическое поле и не влияет на магнитное.
Уровни полей зависят от структуры кабеля (одножильный — двужильный, экранированный или нет), силы
тока в кабеле, способа его укладки в секции. Кабели одного класса разных производителей практически не
отличаются по уровням полей и (что важно для потребителя) уровни электрического и магнитного полей
ниже допустимых норм. Коэффициент запаса для магнитных полей по отношению к нормам даже на уровне
10 см составляет от 10 до 300 раз.
Результаты измерений электромагнитных характеристик нагревательных кабелей [9]
Источник излучения *
Одножильный
неэкранированный кабель
22PV15300
Одножильный
экранированный кабель
22PSVB25300
Одножильный
экранированный кабель ТЛЭ33
Двужильный экранированный
кабель 22PSVD18310
Двужильный экранированный
кабель ДТИП 18360
DEVIFLBX
Двужильный экранированный
кабель ЕС021-340
Телевизор
Стиральная машина
Электророзетки
Производитель
кабеля
"СЕЛХИТ"
Значение поля **
модуль
модуль
напряженности
напряженности
магнитной
электрического
индукции, В,
поля***, Е, В/м
(мкТл)
Ок. 200
Норма Е/В
1,0
500 В/м 20
мкТл
"СЕЛХИТ"
55
0,9
"ТЕПЛОЛЮКС"
66
1,1
"СЕЛХИТ"
126
0,03
"DEVI"
Ок. 130
0,03
"ТЕПЛОЛЮКС"
Ок. 135
0,2
250-450
1,4
16,4
16,82
Нормы
ICNIRP 5000
В/м 100
мкТл
Норма штата
Нью-Йорк
12000 В/м 20
мкТл
* Показатели по бытовой технике приведены из данных UNESA и YCNRP.
** Над нагревательным элементом на расстоянии 10 см.
*** Максимальные значения напряженности электрического поля приходятся на область муфт (исключение
- одножильный неэкранированный кабель).
Выводы
1.
2.
3.
Применение рассмотренных в настоящей статье мер электробезопасности, в основе которых лежат
требования международных стандартов МЭК 364 "Электроустановки зданий", позволит обеспечить
необходимый высокий уровень электробезопасности ЭКСО.
Для обеспечения эффективной и безопасной работы ЭКСО необходима разработка и введение в
действие в Украине специального нормативного документа, в котором должны быть приведены
требования
обязательного
и
рекомендательного
характера
к
мерам
обеспечения
электробезопасности этих устройств. При этом в указанном нормативном документе могут быть
использованы материалы настоящей статьи.
Предлагаемые потребителю греющие кабели ЭКСО ведущих европейских фирм полностью
соответствуют требованиям всех санитарных норм.
Литература
1. Розинский Д.И., Лопатин С.Я, Розинский М.И. Электрическая кабельная система отопления (ЭКСО). Сб.
"Промислова електроенергетика та електротехнiка". — К.: 1998. Вып. 3, с. 12-29.
2. Розинский Д.И. Электрические кабельные системы отопления (ЭКСО). Сб. "Промислова
електроенергетика та електротехнiка". — К.: 2001. Вып. 3, с. 27-40.
3. Розинский Д.И., Лопатин С.Я. Теплые полы: комфорт, здоровье, экономика. Сб. "Промислова енергетика
та електротехнiка". — К.: 2001. Вып. 3, с. 43-48.
4. Розинский Д.И., Лопатин С.Я., Струпинский М.Л. Системы электрообогрева труб "Тепломаг" на основе
нагревательных кабелей. Сб. "Промислова енергетика та електротехнiка ". — К.: 2001. Вып. 3, с. 63-72.
5. Розинский Д.И., Лопатин С.Я. Антиобледенительные системы крыш на основе нагревательных кабелей //
Электропанорама. — 2001. — № 5-6, с. 62-64.
6. Розинский Д.И., Мозырский В.И. Обеспечение электробезопасности в системах распределенного
кабельного электрообогрева. Сб.: "Промислова електроенергетика та електротехнiка ". — К.: 2001. Вып. 3, с.
75-83.
7. Мозырский В.И. Автоматическое отключение питания и защитное заземление в электроустановках
зданий (в свете требований новых стандартов по электробезопасности). — К.: ДИА, 2001. — 120 с.
8. Тимчасове положения "Про застосування пристроiв захисного включення" (ПЗВ). Сб. "Промислова
електроенергетика та електротехнiка ". — К.: 1998. Вып. 3, с. 3-11.
9. Казанцев Ю., Геворкян В. Теплый пол. Безопасность: правда и вымыслы. Сб. "Промислова енергетика та
електротехнiка ". — К.: 2001. Вып. 3, с. 84-86.