OCENA SZKODLIWOŚCI ODDZIAŁYWANIA INDUKCYJNEGO LINII
Transkrypt
OCENA SZKODLIWOŚCI ODDZIAŁYWANIA INDUKCYJNEGO LINII
Trendy ve vzdělávání 2014 Technika a didaktika technických předmětů OCENA SZKODLIWOŚCI ODDZIAŁYWANIA INDUKCYJNEGO LINII ENERGETYCZNYCH NA OTOCZENIE, JAKO PRZYKŁAD PRAKTYKI DYDAKTYCZNEJ NA POZIOMIE SZKOŁY WYŻSZEJ PRAUZNER Tomasz, PL Streszczenie W artykule przedstawiono wyniki badań oraz obserwacji oddziaływania pola elektromagnetycznego linii energetycznych na otoczenie na przykładzie przeprowadzonych pomiarów w obrębie przypadkowo obranej linii energetycznej na terenie miasta Częstochowy. Problem ochrony środowiska jest jednym z kluczowych problemów omawianych w ramach zajęć dydaktycznych na kierunku Inżynieria Bezpieczeństwa, prowadzonych przez Instytutu Edukacji Technicznej i Bezpieczeństwa Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Słowa kluczowe: pole elektromagnetyczne, ochrona środowiska, dydaktyka. THE RATING OF HARMFUL EFFECTS OF INDUCTIVE POWER LINES ON THE ENVIRONMENT, AS AN EXAMPLE OF PRACTICAL EXPERIENCE AT THE HIGHER LEVEL SCHOOL Abstract The article presents the results of research and observation of the interaction of electromagnetic fields surrounding power lines on the example of direct measurement within a randomly chosen power lines in the city of Czestochowa. The environmental issue is one of the key issues discussed during the classes in the direction of Safety Engineering, conducted by the Institute of Technical Education and Safety Jan Dlugosz University in Czestochowa. Key words: electromagnetic field, environmental protection, teaching. Wstęp Problem związany z oceną oddziaływania pola elektromagnetycznego na otoczenie, którego źródłem są linie energetyczne przebiegające w otwartej przestrzeni przedstawiony zostanie w kilku aspektach. Jednym z nich jest próba pomiaru bezpośredniego pola magnetycznego w najbliższym otoczeniu takich linii na przykładzie przypadkowo obranej lokalizacji na terenie miasta Częstochowy. Kolejny poruszany aspekt, to ujecie problemu w odniesieniu do dydaktyki przedmiotów technicznych, a ściślej zajęć terenowych w ramach kształcenia na kierunku Inżynieria Bezpieczeństwa [3,12]. 1 Aspekt dydaktyczny analizy problemu Badania przeprowadzone zostały w ramach zajęć terenowych ze studentami kierunku Inżynieria Bezpieczeństwa prowadzonych przez Instytut Edukacji Technicznej i Bezpieczeństwa Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Uświadomienie słuchaczom problemu związanego z oddziaływaniem PEM, których źródłem są różnego typu napowietrzne linie energetyczne, jest jednym z podstawowych celów prowadzonych zajęć z monitoringu zagrożeń środowiska [6,7]. Studenci w ramach ćwiczeń terenowych sami dokonują inspekcji wokół takich linii, przystępują do prostych pomiarów za pomocą mobilnych urządzeń mierniczych oraz na podstawie uzyskanych danych oceniają poziom zagrożenia środowiska. Wiele pytań ze strony słuchaczy dotyczy właśnie szkodliwości takiego promieniowania oraz oceny prawidłowości w projektowaniu infrastruktury technicznej podając, jako przykład najbliższe sobie otoczenie [13]. Postawiona sytuacja 120 Trendy ve vzdělávání 2014 Technika a didaktika technických předmětů problemowa ma za zadanie zapoznanie się z wiedzą teoretyczną tematyki zajęć oraz odniesieniu jej do rzeczywistości. Pomimo, iż metoda ta uznawana jest za metodę kształcenia tradycyjną, doskonale znaną szczególnie na poziomie kształcenia technicznego, doskonale sprawdza się w praktyce dydaktycznej. Cechą charakterystyczną tej metody jest swoista dominacja uczenia się nad nauczaniem, a więc postrzeganie problemu poprzez własny osąd. Polega na ciągłej interakcji między wykładowcą a studentami w odniesieniu do zmieniających się czynników zewnętrznych charakteryzujących problem. Celem jej jest uruchomienie sił studenta, wzbudzenie jego wiary w siebie i nabycie przez niego przekonania, że jest on w stanie udzielić prawidłowej odpowiedzi na coraz trudniejsze pytania. Metoda ta wymaga wysokiego kunsztu nauczycielskiego, albowiem chodzi w niej o gruntowną znajomość nauczanej treści by pomóc studentom dostrzegać nowe aspekty pracy, o umiejętne zainteresowanie problemem i kierowania wszystkimi, kolejnymi fazami rozwiązania oraz systematyzowania [8,9]. Ocena zjawiska na podstawie pomiarów bezpośrednich W omawianym przypadku za miejsce obserwacji wybrano teren otwarty, w znacznej odległości od zabudowań jednak w okolicy nowo wydzielonych geodezyjnie działek budowlanych, w pobliżu których przebiega trakcja linii energetycznych. (Rys.1,2) W celu bliższej wizualizacji lokalizacji miejsca badań posłużono się ogólnie dostępną mapą online, na której naniesione są wszystkie linie energetyczne średniego (SW), wysokiego (WN) i najwyższego napięcia (NN). Pomiary wykonano w obrębie linii SN i NN, które przebiegają w danej lokalizacji. (Rys.3) 2 Rys.1 Widok badanej linii energetycznej NN, 400KV [źródło własne] Rys.2 Widok badanej linii SN, 15 kV [źródło własne] Głównym celem zajęć jest uzyskanie odpowiedzi na pytanie. czy uzyskane wyniki badań mogą być przesłanką do określenia stopnia szkodliwości i oddziaływania PEM na środowisko? Pomiary przeprowadzono dla obydwu linii energetycznych po prostopadłej od skrajnego przewodu linii w odstępach ~ 5 m. Temperatura otoczenia 11,50C. (Rys.4) 121 Trendy ve vzdělávání 2014 Technika a didaktika technických předmětů Rys. 3 Lokalizacja dokonanych pomiarów oraz identyfikacja linii energetycznych za pomocą mapy ITO Map - Electricity distribution Rys.4 Obszar pomiarów pola magnetycznego dla linii NN (analogicznie dla SN) 3,5 Wartość B [μT] 3 Wartość B [μT] 2,5 2 1,5 1 0,5 0,2 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0 0 0 5 10 15 20 25 30 Odległość [m] 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Odległość [m] Wykres 1. Rozkład wartości indukcji magnetycznej B w zależności od odległości od linii NN Wykres 2. Rozkład wartości indukcji magnetycznej B w zależności od odległości od linii SN Dopuszczalne wartości natężeń PEM, wg polskiego prawa wynoszą odpowiednio. natężenie pola magnetycznego dla f=50Hz dla środowiska publicznego 100 μT, dla środowiska pracy 500 μT [1]. Wnioski Maksymalna wartość B dla linii NN wyniosła 2,87 μT bezpośrednio pod linią przesyłową, a więc zdecydowanie jest to wartość mniejsza niż ujęta w normie. Pozostałe wartości (również dla SN) są także mniejsze a więc również według norm nie stanowią zagrożenia. Niemniej jednak, szkodliwe efekty pól magnetycznych o częstotliwości 50 Hz na organizm ludzki obserwuje się już przy indukcji przekraczającej 0,3 μT, czyli przy natężeniu ponad 300-krotnie niższym niż poziom graniczny 100 μT [10]. Analiza literatury wykazała, iż problem szkodliwości pól elektromagnetycznych podlega ustawicznej analizie i badaniom, wnosząc coraz to nowe dowody potwierdzające tezę, iż długotrwałe przebywanie człowieka w jego otoczeniu ma negatywny wpływ na jego zdrowie [13]. Przeprowadzone zajęcia dydaktyczne w formie zajęć terenowych są zdecydowanie atrakcyjniejsze dla studentów niż zajęcia typowo teoretyczne. Pobudzają wyobraźnię oraz inspirują do jeszcze głębszego studiowania poruszonej tematyki pracy [4,5]. Bibliografia 1. JANICZEK, R., PTAK, P., WOJCIECHOWSKI, A. Model i symulacja pomiaru prądu w napowietrznych liniach elektroenergetycznych do oceny zagrożenia środowiska wywołanego polem elektromagnetycznym. In. Wiadomości Elektrotechniczne, Warszawa: Wydawnictwo SIGMA, 2009. ISSN 0043-5112. 2. PAVLOVKIN, J., NOVÁK, D. Elektrotechnika 1. Banská Bystrica: Univerzita Mateja Bela v Banskej Bystrici, Fakulta prírodných vied, 2012. ISBN 978-80-557-0355-8. 122 Trendy ve vzdělávání 2014 Technika a didaktika technických předmětů 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. PRAUZNER, T. Applications of multimedia devices as teaching aids. In. Annales UMCS Informatica, Lublin: Wydawnictwo Maria Curie-Skłodowska University in Lublin, 2010. ISSN 1732-1360. PRAUZNER, T. BlendedLearning – nowa metoda nauczania. In. Prace Naukowe AJD. Edukacja Techniczna i Informatyczna, Częstochowa: Wydawnictwo Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie, 2010. ISSN 1897-4058. PRAUZNER, T. Information Technology in Contemporary Education – Individuals’ Researche. In. American Journal of Educational Research, USA: 2013, Vol. 1, No. 10, 430435, ISSN (Print): 2327-6126, ISSN (Online): 2327-6150. PRAUZNER, T. Systemy monitoringu w inteligentnym budynku. In. Prace Naukowe AJD. Edukacja Techniczna i Informatyczna, Częstochowa: Wydawnictwo Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie, 2012. ISSN 1897-4058, ISBN 978-83-7455-298-1. PRAUZNER, T. Zakłócenia elektromagnetyczne w elektronicznych systemach alarmowych. In. Przegląd Elektrotechniczny, Warszawa: SIGMA, 2012. ISSN 0033-2097. PRAUZNER, T. Zastosowanie programów symulacyjnych w nauczaniu przedmiotów technicznych. In. Prace Naukowe AJD. Edukacja Techniczna i Informatyczna, Częstochowa: Wydawnictwo Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie, 2006. ISSN 1897-4058. PRAUZNER, T., PTAK, P. Programy symulacyjne w inżynierii bezpieczeństwa. In. Journal of Technology and Information Education, Strategie technického vzdělávání v reflexi doby, Olomuniec: Wydawnictwo Palacký University in Olomouc, 2011. ISSN 1803-537X. PTAK, P., PRAUZNER, T. Badanie czujników detekcji zagrożeń w systemach alarmowych. In. Przegląd Elektrotechniczny, Warszawa: SIGMA, 2013. ISSN 0033-2097. PTAK, P., PRAUZNER, T. Wykorzystanie pakietu DasyLab w nauczaniu podstaw techniki. In. Edukacja. Studia, Badania, Innowacje, Warszawa: Wydawnictwo Instytut Badań Edukacyjnych, 2010. ISSN 0239-6858. PTAK, P., PRAUZNER, T. Zastosowanie programów komputerowych w dydaktyce przedmiotów technicznych. In. Journal of Technology and Information Education, Strategie technického vzdělávání v reflexi doby, Olomuniec: Wydawnictwo Palacký University in Olomouc, 2011. ISSN 1803-537X (print), ISSN 1803-6805 (on-line). VARGOVÁ, M., DEPEŠOVÁ, J. Pedagogické aspekty bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci. Nitra: UKF, 2010. ISBN 978-80-8094-817-7. ZLOTO, T., PTAK, P., PRAUZNER, T. Analysis of signals from inductive sensors by means of the DasyLab software. In. Annales UMCS Informatica, Lublin: UMCS, 2012. ISSN 1732-1360. Lectured by: Mgr. Martin Havelka, Ph.D., Mgr. Luděk Kvapil, Ph.D. Contact Address: Tomasz Prauzner, Dr. Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie , Instytut Edukacji Technicznej i Bezpieczeństwa, Aleja Armii Krajowej 13/15, 42-200 Częstochowa, e-mail: [email protected] 123