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