cercetĂri privind supravegherea cÂmpurilor … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare...

60
UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR MAGNETICE GENERATE DE SISTEMELE DE ALIMENTARE CU ENERGIE ELECTRICĂ -REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT- Ing. Ionel Pavel Conducător de doctorat : Prof. univ. dr. ing. Valeriu David IAŞI, 2019

Upload: others

Post on 20-Oct-2019

13 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI

CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR MAGNETICE

GENERATE DE SISTEMELE DE ALIMENTARE CU ENERGIE ELECTRICĂ

-REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT-

Ing. Ionel Pavel

Conducător de doctorat : Prof. univ. dr. ing. Valeriu David

IAŞI, 2019

Page 2: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

uNtvERstrATEA TEHNTCA "GHEORGHE ASACHt" DtN tA$t

RECTORATUL

CStre

Vi facem cunoscut c5, in ziua

conferinle "Dragomir Hurmuzescu", va avea

intitulati:

Comisia de doctorat este alcituiti din:

1. Marinel TEMNEANU, prof. univ. dr. ing., Universitatea Tehnici ,,Gheorghe Asachi" din laSi

2. Valeriu DAVID, prof. univ. dr. ing,, Universitatea Tehnicd ,,Gheorghe Asachi" din lagi

3. Sorin Dan GRIGORESCU, prof. dr. ing., Universitatea POLITEHNIcA din Bucuregti

4. Cilin MUNTEANU, prof. dr. ing., Universitatea Tehnici din Cluj-Napoca

5. Alexandru SALCEANU, prof. dr. ing., Universitatea Tehnici ,,Gheorghe Asachi" din lagi

L0 iulie 2019 la ora 11:00, in Sala de

sustinerea publici a tezei de doctorat

pregedinte

conducitor de doctorat

referent oficial

referent oficial

referent oficial

de

loc

"CERCETAR! PRIVIND SUPRAVEGHEREA CAMPURTLOR MAGNETICE GENERATE DE

STSTEMELE DE AL!MENTARE CU ENERGIE ELECTRICA'

elaborati de domnul ing. IONEL PAVELin vederea confeririititlului gtiinlific de doctor.

Cu aceasti ocazie vi invitim si participa[i la suslinerea public5 a tezei de doctorat.

,/ RECTOR,

{r$x\t'/ *li{g/.,'

=laO \rd

\1K.1\oi'

\\Ih

(giQr

iE..oeru cA$cAVAL Secreta r universitate,

&*ltns.cristif Nagi!

Page 3: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

i

Cuprins

Rezumat Teză

Introducere.........................................................................................................................1 (1)

Prezentarea şi motivarea temei de cercetare...................................................................1 (1)

Organizarea lucrării..........................................................................................................1 (2)

1. Importanţa şi aplicaţiile supravegherii câmpului magnetic............................3 (4)

1.1 Sisteme de alimentare cu energie electrică................................................3 (7)

1.2 Măsurări ale câmpului perturbator în compatibilitatea

electromagnetică..........................................................................................4 (10)

1.3 Biocompatibilitatea electromagnetică........................................................4 (13)

1.3.1 Reglementări referitoare la câmpul magnetic de joasă frecvenţă...4 (15)

1.3.1.1 International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection

(ICNIRP).....................................................................................4 (16)

1.3.1.2 Hotărârea Guvernului României din iulie 2016......................5 (18)

1.3.1.3 Expunerea pe termen lung la câmp magnetic..........................5 (21)

1.4 Concluzii.......................................................................................................- (22)

2. Determinarea câmpului magnetic generat de sistemele de alimentare cu energie

electrică. Instrumentaţie şi locuri de măsurare.................................................6 (24)

2.1 Instrumentaţie...............................................................................................6 (24)

2.2 Senzori de câmp magnetic.............................................................................- (25)

2.3 Locuri de măsurare a câmpurilor magnetice de joasă frecvenţă............6 (31)

2.3.1 Zona liniilor electrice aeriene.............................................................6 (32)

2.3.1.1 Metode de atenuare a câmpului magnetic generat de liniile electrice

aeriene..........................................................................................- (33)

2.3.2 Zona staţiilor de transformare şi distribuţie a energiei electrice....7 (37)

2.3.3 Mediul rezidenţial................................................................................7 (42)

2.3.3.1 Spaţii comerciale.........................................................................7 (42)

2.3.3.2 Locuinţe şi laboratoare..............................................................8 (43)

Page 4: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

ii

2.3.4 Mediul spitalicesc.................................................................................9 (47)

2.4 Concluzii.......................................................................................................- (49)

3. Implementarea şi realizarea unui sistem automat de supraveghere a câmpului

magnetic de joasă frecvenţă..............................................................................10 (50)

3.1 Implementarea şi realizarea senzorului activ de câmp magnetic...........- (53)

3.2 Calibrarea senzorul triaxial activ de câmp magnetic...............................- (56)

3.3 Implementarea sistemului automat de supraveghere a câmpului magnetic de

joasă frecvenţă...........................................................................................11 (59)

3.4 Calibrarea sistemului automat de supraveghere a câmpului

magnetic........................................................................................................- (64)

3.5 Izotropicitatea sistemului.........................................................................12 (66)

3.6 Prelucrarea automată a datelor achiziţionate........................................13 (68)

3.6.1 Analiza formelor de undă şi reprezentarea în domeniul timp şi în

domeniul frecvenţă...........................................................................13 (68)

3.6.2 Determinarea şi reprezentarea valorilor efective şi vârf la vârf ale

inducţiei magnetice. Prelucrare statistică automată a

rezultatelor.........................................................................................13 (70)

3.6.3 Conceperea şi testarea unui sistem de detecţie şi analiză a impulsurilor

(momentelor tranzitorii)....................................................................14 (73)

3.7 Concluzii.......................................................................................................- (78)

4. Măsurarea câmpului magnetic lângă liniile electrice aeriene şi în staţii de

transformar.........................................................................................................16 (79)

4.1 Măsurarea câmpului magnetic în vecinătatea liniilor electrice

aeriene........................................................................................................16 (80)

4.1.1 Câmpul magnetic măsurat în Zona 1.................................................- (80)

4.1.2 Câmpul magnetic măsurat în Zona 2.................................................- (82)

4.1.3 Câmpul magnetic măsurat în Zona 3................................................- (85)

4.1.4 Câmpul magnetic măsurat în Zona 4...............................................16 (87)

4.1.5 Câmpul magnetic măsurat în Zona 5.................................................- (89)

4.1.6 Valorile maxime ale câmpului magnetic măsurat în zona liniilor electrice

aeriene...................................................................................................- (92)

Page 5: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

iii

4.2 Măsurarea câmpului magnetic în staţii de transformare...................18 (96)

4.2.1 Staţia 1..............................................................................................18 (96)

4.2.2 Staţia 2..............................................................................................20 (100)

4.3 Concluzii.....................................................................................................- (107)

5. Supravegherea câmpului magnetic în mediul rezidenţial...........................24 (109)

5.1 Măsurarea câmpului magnetic în spaţii comerciale............................24 (110)

5.2 Măsurarea câmpului magnetic din locuinţe.........................................27 (116)

5.2.1 Măsurarea câmpului magnetic într-un apartament.....................27 (116)

5.2.2 Măsurarea câmpului magnetic într-un cămin studenţesc............28 (119)

5.3 Măsurarea câmpului magnetic din câteva laboratoare.......................29 (122)

5.4 Măsurarea câmpului magnetic din mediul spitalicesc........................31 (127)

5.5 Concluzii....................................................................................................- (134)

Concluzii finale şi contribuţii......................................................................................35 (137)

Direcţii viitoare de cercetare.......................................................................................42 (144)

Diseminarea rezultatelor.............................................................................................43 (145)

Bibliografie....................................................................................................................45 (146)

Anexe...............................................................................................................................- (159)

Page 6: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

1

Introducere

Prezentarea şi motivarea temei de cercetare

Datorită diversificării surselor artificiale de câmp magnetic numeroase studii au condus la

monitorizări ale câmpului şi totodată, la diminuare efectelor perturbatoare generate de acesta. Ca

principale surse de câmp magnetic de joasă frecvenţă s-au remarcat sistemele electrice. Câmpul

generat de acestea, poate conduce la apariţia efectelor perturbatoare atât asupra oamenilor cât şi

asupra echipamentelor.

Aşadar, pentru studiul câmpului magnetic am realizat un sistem automat de supraveghere,

cu trei canale, care permite obţinerea de informaţii în vederea caracterizării câmpului. Sistemul

triaxial automat propus, realizat şi testat, constituie subiectul unei invenţii cu titlul

“Supravegherea automată a câmpului magnetic cu detecţia şi caracterizarea câmpurilor

tranzitorii”, publicată în colectiv, alături de prof. univ. dr. ing. Valeriu David şi conf. univ. dr.

ing. Eduard Luncă [David 2018].

Prin utilizarea a două echipamente comerciale (un măsurător, CA 40, cu senzor uniaxial

şi un gaussmetru cu senzor triaxial realizat de firma EXTECH), respectiv a sistemului automat

de supraveghere a câmpului magnetic, realizat în cadrul tezei, am studiat variabilitatea spaţială şi

temporală a câmpului magnetic de joasă frecvenţă în mai multe zone.

De asemenea, am prezentat metode de măsurare şi analiză a câmpului magnetic, specifice

fiecărei zone studiate, printre care am propus o metodă de reprezentare a distribuţiei spaţiale a

câmpului magnetic utilizând un număr redus de măsurări, pentru zona liniilor electrice aeriene.

Organizarea lucrării

Teza de doctorat intitulată “Cercetări privind supravegherea câmpurilor magnetice

generate de sistemele de alimentare cu energie electrică” este structurată pe cinci capitole,

fiind precedate de o introducere. Întregul studiu de cercetare este prezentat pe parcursul a 160 de

pagini, utilizând 134 de figuri, 21 de tabele, 102 referinţe bibliografice şi 2 anexe.

Page 7: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

2

În capitolul 1, “Importanţa şi aplicaţiile supravegherii câmpului magnetic”, am

prezentat scopul şi importanţa măsurării câmpului magnetic generat de sistemele electrice. Am

enumerat apoi, câteva probleme referitoare la compatibilitatea electromagnetică, precum şi la

biocompatibilitatea electromagnetică. De asemenea, am prezentat câteva reglementări adoptate la

nivel naţional şi internaţional referitoare la expunerea, atât a publicului larg, cât şi a personalului

autorizat, la câmpurile magnetice iar în încheiere am făcut o scurtă prezentare a unor studii care

raportează posibilitatea apariţiei unor efecte biologice la expunerea pe termen lung, chiar la

nivele mici ale câmpului magnetic de joasă frecvenţă (peste 0,4 µT), mai ales în cazul copiilor.

Capitolul 2, intitulat “Determinarea câmpului magnetic generat de sistemele de

alimentare cu energie electrică. Instrumentaţie şi locuri de măsurare” prezintă unele

principii şi criterii de măsurare, utilizarea unor echipamente speciale, alegerea zonelor de

măsurare şi aplicarea unor metode specifice fiecarei zone în parte, în funcţie de sursele existente

şi complexitatea spaţiului studiat.

Capitolul 3, “Implementarea şi realizarea unui sistem automat de supraveghere a

câmpului magnetic de joasă frecvenţă”, prezintă instrumentul propus pentru supravegherea

automată a câmpului magnetic de joasă frecvenţă. Acest instrument permite caracterizarea unor

câmpuri complexe, inclusiv detecţia şi analiza impulsurilor (momentelor tranzitorii) dintr-o

supraveghere automată a câmpului magnetic de joasă frecvenţă.

În capitolul 4, intitulat “Măsurarea câmpului magnetic lângă liniile electrice aeriene

şi în staţii de transformare”, am prezentat rezultatele măsurării câmpului magnetic din

apropierea a cinci linii electrice aeriene cu distribuţii diferite şi a două staţii de transformare şi

distribuţie a energiei electrice. Am pus în evidenţă strategiile de măsurare ale câmpului

magnetic, metodele de reprezentare atât a variabilităţii spaţiale cât şi temporale a câmpului

magnetic, dar şi căteva metode de atenuare a câmpului pentru zona liniilor electrice aeriene.

Capitolul 5, “Supravegherea câmpului magnetic în mediul rezidenţial”, prezintă

rezultatele măsurării câmpului magnetic din mai multe zone din mediul rezidenţial. În acest scop,

am efectuat măsurări şi am caracterizat, din punct de vedere al câmpului magnetic, un spaţiu

comercial, două locuinţe (un apartament şi un cămin studenţesc), patru laboratoare din incinta

Facultăţii de Inginerie Electrică, Energetică şi Informatică Aplicată şi un spital.

Page 8: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

3

Capitolul 1

Importanţa şi aplicaţiile supravegherii câmpului magnetic

Scopul supravegherii câmpului magnetic este pentru:

Determinarea câmpului la care sunt supuse organismele vii sau anumite sisteme

mobile (automobile care circulă pe stradă, stimulatoare cardiace ce urmează a fi

implantate, funcţionarea corectă în orice zonă fiind esenţială etc.);

Detectarea câmpului magnetic dintr-o zonă de importanţă strategică (măsurări în

timp real);

Trasarea unor hărţi de câmp pentru diverse zone, această metodă fiind utilă pentru

dimensionarea unui emiţător sau a plasării unui obiectiv în acea zonă;

Determinarea nivelului de expunere a omului din mediul în care îşi desfăşoară

activitatea (acasă, la birou, zone de agrement, etc.).

Efectele biologice (interacţiunea dintre câmp şi organismele vii) depind foarte mult de

frecvenţă. Aşadar pentru domeniul de frecvenţă de ordinul Hz - 100 kHz sunt date anumite tipuri

de mecanisme de cuplare şi efecte biologice caracteristice câmpului, respectiv alte tipuri pentru

domeniul 100 kHz - GHz. Din acest motiv comisiile naţionale şi internaţionale au adoptat

normative referitoare la nivelul câmpurilor magnetice pe mai multe domenii de frecvenţă

[Scenihr 2009].

Datorită diversităţii şi largii răspândiri spaţiale a surselor de câmp magnetic de joasă

frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este

foarte importantă cunoaşterea şi reducerea acestor câmpuri. Prin sistem electric se întelege

ansamblul tuturor instalaţiilor ce servesc la producerea, transportul, repartiţia, distribuţia şi a

consumului de energie electrică.

1.1 Sisteme de alimentare cu energie electrică

Prin sistem electric se întelege ansamblul tuturor instalaţiilor ce servesc la producerea,

transportul, repartiţia, distribuţia şi a consumului de energie electrică.

Page 9: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

4

1.2 Măsurări ale câmpului perturbator în compatibilitatea electromagnetică

Prin compatibilitate electromagnetică („EMC-electromagnetic compatibility”) se întelege

capacitatea de funcţionare normală a unui sistem electric într-un mediu poluat electromagnetic,

fără ca acest mediu (aparţinând şi altor dispozitive) să fie perturbat.

Perturbaţia electromagnetică („electromagnetic disturbance”) reprezintă acel fenomen

electromagnetic ce poate degrada performanţele unui sistem, dispozitiv sau echipament electric

ori poate afecta activitatea organismelor vii.

O interferenţă electromagnetică este caracterizată prin acţiunea de degradare a unui

dispozitiv, echipament electric sau sistem, cauzată de perturbaţiile electromagnetice.

Interferenţele electromagnetice ar putea fi reversibile (reduc funcţionalitatea sau conduc la o

funcţionalitate eronată), respectiv, ireversibile (pot defecta sau scoate din funcţiune un

dispozitiv) [Clayton 2006].

1.3 Biocompatibilitatea electromagnetică

Spre deosebire de compatibilitatea electromagnetică ce caracterizează abilitatea

echipamentelor electrice şi electronice de a fi imune la câmpurile exterioare în

biocompatibilitatea electromagnetică discutăm de capacitatea organismelor vii de a se adapta şi

de a-şi desfăşura activitatea normală într-un mediu poluat electromagnetic [Mertz 2013].

1.3.1 Reglementări referitoare la câmpul magnetic de joasă

frecvenţă

1.3.1.1 International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP)

Comisia Internațională pentru Protecția Împotriva Radiațiilor Neionizante, recomandă în

1998 o serie de valori ce reprezintă nivelurile limită de expunere la câmp electric şi magnetic.

Pentru câmpul magnetic de joasă frecvenţă valorile maxime admisibile sunt de 100 µT pentru

publicul larg şi 500 µT pentru personalul autorizat.

Ulterior, în 2010, au fost efectuate câteva modificări referitoare la nivelurile maxime de

expunere la câmp, acestea fiind: 200 µT pentru publicul larg şi 1 mT pentru personalul autorizat.

Page 10: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

5

1.3.1.2 Hotărârea Guvernului României din iulie 2016

Conform Directivei 2013/35/UE a Consiliului și a Parlamentului European din data de 26

iunie 2013, la mijlocul anului 2016, în ţara noastră, Guvernul României a adoptat o hotărâre cu

privire la: “cerinţele minime de securitate şi sănătate referitoare la expunerea lucrătorilor la

riscuri generate de câmpuri electromagnetice” [Hotărâre 2016].

Nivelurile de declanşare a acţiunii pentru câmpul magnetic de joasă frecvenţă sunt: 1 mT

pentru efecte senzoriale, 6 mT pentru efecte asupra sănătăţii şi 18 mT pentru expunerea

membrelor la câmp magnetic localizat.

1.3.1.3 Expunerea pe termen lung la câmpul magnetic de joasă frecvenţă

Cu toate că limitele admisibile, conform nivelurilor maxime de expunere prezentate, în

cele mai multe cazuri nu sunt depăşite, există preocupări şi s-au realizat studii cu privire la

expunerea pe termen lung la câmpuri magnetice de amplitudini mai mici

Numeroase studii au pus în evidenţă că pentru copiii expuşi la valori ale câmpului

magnetic de peste 0,4 µT există un grad mai ridicat de apariţie a efectelor biologice asupra

organismului faţă de cei expuşi la valori ale câmpului sub această valoare [Ahlbom 2000].

Încă nu s-a ajuns la o consecinţă clară în vederea determinării cauzelor principale

responsabile pentru apariţia unor afecţiuni grave. Totuşi, în unele cazuri, s-a constatat că

expunerea subiecţilor într-un mediu poluat magnetic, pe termen lung, poate avea influenţe asupra

sănătăţii [Konstantinoudis 2018].

Page 11: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

6

Capitolul 2

Determinarea câmpului magnetic generat de sistemele de alimentare cu

energie electrică. Instrumentaţie şi locuri de măsurare

2.1 Instrumentaţie

Sistemele de măsurare a câmpului magnetic sunt compuse din următoarele elemente:

senzori de câmp (antene), mijloace de transmisie a semnalului/datelor (conductori, wireless, fibră

optică, etc.) şi echipamentele de măsurare.

2.3 Locuri de măsurare a câmpurilor magnetice de joasă frecvenţă

2.3.1 Zona liniilor electrice aeriene

În zona liniilor electrice aeriene se studiază câmpul magnetic generat de curentul ce

străbate linia de transport şi distribuţie a energiei electrice. Un exemplu al acestei strategii de

măsurare este prezentat în Figura 2.7 a, pentru distanţa dintre doi stâlpi (St1 şi St2) ai unei linii

electrice aeriene.

Figura 2.7 Strategie de caracterizare a câmpului magnetic generat de o linie electrică aeriană.

În urma măsurărilor se pot trasa semiprofile laterale la stânga şi la dreapta, de o parte şi

de alta a liniei electrice, pe anumite distanţe, în dreptul fiecărui stâlp (d2-d3 şi d6-d7) şi la mijlocul

distanţei dintre stâlpi (d4-d5). Apoi, se efectuează măsurări pe lungimea distanţei dintre cei doi

stâlpi trasându-se astfel, profilul longitudinal (d1).

Rezultatelor obţinute se pot reprezenta grafic sau sub formă de hărţi de câmp (Figura 2.7

b) şi se pot recomanda metode de reducere a câmpului magnetic.

Page 12: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

7

2.3.2 Zona staţiilor de transformare şi distribuţie a energiei electrice

Un exemplu de strategie de măsurare şi reprezentare a distribuţiei spaţiale a câmpului

magnetic se poate observa în Figura 2.13 a, unde este dată schiţa unei staţii de transformare ce

conţine sursele emiţătoare de câmp (camera de comandă, două transformatoare electrice (T1 şi

T2), două autotransformatoare (AT1 şi AT2) şi barele cu cele două linii trifazate de transport a

energiei electrice) şi de asemenea, punctele de măsurare situate la un metru înălţime faţă de sol.

În Figura 2.13 b este reprezentată distribuţia spaţială a câmpului magnetic din staţia prezentată.

Figura 2.13 Schiţa unei staţii de transformare cu punctele de măsurare şi sursele existente (a),

respectiv harta reprezentând distribuţia spaţială a câmpului magnetic la înălţimea de 1 metru

faţă de sol (b) [Nicolaou 2012].

2.3.3 Mediul rezidenţial

2.3.3.1 Spaţii comerciale

Pentru determinarea variabilităţii spaţiale a câmpului magnetic existent în aceste zone, se

poate utiliza metoda „spot measurements” prin măsurarea câmpului în mai multe puncte

utilizând echipamente cu unul sau mai mulţi senzori iar reprezentarea rezultatelor se poate face

sub formă grafică sau sub formă de hărţi de câmp.

După efectuarea măsurărilor în anumite puncte şi la anumite momente se pot identifica

sursele perturbatoare de câmp, ori evidenţia anumite locuri unde nivelul câmpului este mai

Page 13: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

8

ridicat, după care se poate realiza studiul variaţiei temporale a câmpului efectuând supravegheri

automate pe termen lung.

2.3.3.2 Locuinţe şi laboratoare

Într-o zonă rezidenţială străbătută de o linie de transport a energiei electrice este necesară

efectuarea măsurărilor, conform Figurii 2.16, la anumite distanţe faţă de linia electrică aeriană şi

în fiecare casă în parte pentru a determina câmpul magnetic generat de linia respectivă, cât şi

nivelul câmpului magnetic de fond la care este expus publicul larg.

Figura 2.16 Metode de măsurare a câmpului magnetic generat de o linie electrică de transport din

mediul rezidenţial.

Măsurările vor fi efectuate în faţa fiecărei case şi între acestea, luând 4 puncte, cu o

distanţă între ele de 10 metri longitudinal şi 20 de metri transversal. S-au marcat zonele de

măsurare din dreptul fiecărei case şi dintre ele cu punctele P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7. În urma

măsurărilor efectuate, valorile obţinute s-au reprezentat sub formă grafică, aşa cum se poate

observa în Figura 2.17. Prima măsurare este efectuată sub linia electrică iar apoi în fiecare punct

până în apropierea locuinţelor (0 metri, 10 metri, 20 metri şi respectiv 30 metri distanţă faţă de

linia electrică) [Tukimin 2007].

Figura 2.17 Rezultatele măsurărilor conform strategiei din Figura 2.16.

Page 14: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

9

Pentru determinarea câmpului magnetic de fond din interiorul locuinţelor sau din

laboratoare se pot efectua măsurări în diverse puncte, la diverse înălţimi faţă de pardoseală (0

metri, 1 metru şi 2 metri) [David 2005], [Gobba 2011], [Luncă 2012]. O astfel de strategie se

prezintă în Figura 2.18 a, unde este dată schiţa unui laborator cu punctele de măsurare şi

rezultatele obţinute în urma măsurărilor efectuate în cele 5 puncte (P1, P2, P3, P4, P5) la diverse

înălţimi iar rezultatele sunt prezentate în Figura 2.18 b.

Figura 2.18 Schiţa unui laborator cu punctele de măsurare (a) şi reprezentarea spaţială a

câmpului magnetic în cele cinci puncte la diverse înălţimi (b).

2.3.4 Mediul spitalicesc

Pentru a analiza câmpul magnetic dintr-o astfel de zonă, la început, este necesară

identificarea surselor, apoi utilizând metoda „spot measurements”, efectuăm măsurări pentru

determinarea câmpului magnetic de fond şi de asemenea, nivelul câmpului din preajma surselor

existente. Apoi se efectuează supravegheri automate pe o anumită perioadă de timp cu scopul

determinării variabilităţii temporale a câmpului magnetic [Riminesi 2004], [Fuentes 2008]. În

Figura 2.20 este prezentată o înregistrare a câmpului magnetic din apropierea unui tomograf

RMN dintr-un spital din Iaşi, pe o perioadă de aproximativ 1 oră şi 5 minute la data de

06/07/2018. Supravegherea a fost efectuată în momentul diagnosticării a doi pacienţi.

Figura 2.20 Înregistrarea câmpului magnetic din preajma tabloului electric destinat formării

gradienţilor a unui tomograf RMN.

Page 15: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

10

Capitolul 3

Implementarea şi realizarea unui sistem automat de supraveghere a

câmpului magnetic de joasă frecvenţă

În cadrul tezei, am propus realizarea unui sistem automat de supraveghere a câmpului

magnetic, cu trei canale [David 2009], cu posibilitatea de a obţine simultan, formele de undă ale

câmpului magnetic (Bx, By, Bz). Schema bloc a acestuia se poate vizualiza în Figura 3.2. De

asemenea, ca senzori de câmp magnetic au fost ultilizaţi senzorii de tip bobină plată.

Figura 3.2 Schema bloc a sistemului automat de supraveghere a câmpului magnetic, cu

trei canale [Pavel 2018 a].

Senzorul utilizat este realiziat din trei bobine poziţionate perpendicular una faţă de

cealaltă, acestea fiind înfăşurate cu un ecran pentru eliminarea perturbaţiilor câmpului electric.

Pentru calibrarea senzorului activ de câmp magnetic am utilizat metoda câmpului etalon. În urma

calibrării senzorului activ am obţinut variaţii destul de mari ale răspunsului senzorului cu

frecvenţa. Pentru a elimina această problemă am calculat câte o constantă medie pentru fiecare

Page 16: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

11

canal şi anume: k1 = 720,728; k2 = 733,208; k3 = 730,079. Neliniaritatea răspunsului senzorului în

banda de frecvenţă 50 Hz – 100 kHz este de aproximativ ±13%.

3.3 Implementarea sistemului automat de supraveghere a câmpului magnetic de joasă

frecvenţă

Prin intermediul software-ul LabVIEW am realizat un instrument virtual ce reprezintă

partea de comandă şi control al sistemului automat de supraveghere al câmpului magnetic de

joasă frecvenţă. Panoul frontal al sistemului, cel ce reprezintă partea de comandă şi control al

sistemului, este dat în Figura 3.12.

Figura 3.12 Panoul frontal al sistemului automat de măsurare a câmpului magnetic

triaxial, cu trei canale.

Page 17: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

12

Fiecare canal în partea a fost testat şi calibrat utilizând aceeaşi metodă ca în cazul

senzorului activ, iar valorile obţinute au fost colectate direct din software-ul LabVIEW. Datorită

limitării în frecvenţă a plăcii de achiziţii de date utilizate, calibrarea sistemului a fost realizată în

banda de frecvenţă 50 Hz - 20 kHz. Am obţinut o neliniaritate a răspunsului sistemului de

supraveghere cu frecvenţa, de ±10 %. În continuare am realizat testarea izotropicităţii sistemului

automat de supraveghere a câmpului magnetic.

3.5 Izotropicitatea sistemului

Pentru testarea izotropicităţii sistemului, senzorul triaxial a fost aşezat în şase poziţii

diferite şi am efectuat măsurarea câmpului magnetic pentru şase frecvenţe alese din domeniul 50

Hz - 20 kHz. Pentru a obţine o exactitate de măsurare mult mai bună am realizat o corecţie

modificând constantele celor trei canale pentru fiecare frecvenţă în parte [Lunca 2015]. Acest

lucru s-a realizat construind o secţiune în diagrama bloc a instrumentului virtual, conform Figurii

3.17.

Figura 3.17 Corecţia constantelor sistemului pentru câteva frecvenţe alese.

Astfel, eroarea, datorită schimbării de poziţie a senzorului, este destul de mică.

Comparând valorile obţinute, în urma corecţiei constantelor, cu valoarea câmpului generat am

găsit diferenţe de sub 2 % pentru reprezentarea în domeniul frecvenţă.

Page 18: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

13

3.6 Prelucrarea automată a datelor achiziţionate

3.6.1 Analiza formelor de undă şi reprezentarea în domeniul timp şi în

domeniul frecvenţă

În urma măsurărilor efectuate, datele colectate sunt prelucrate automat prin intermediul

unui program realizat în software-ul LabVIEW. În Figura 3.19 se prezintă panoul frontal al

instrumentului virtual, utilizat pentru analiza formelor de undă, atât în domeniul timp cât şi în

domeniul frecvenţă.

Figura 3.19 Panoul frontal al instrumentului virtual pentru analiza formelor de undă în domeniul

timp şi în domeniul frecvenţă.

3.6.2 Determinarea şi reprezentarea valorilor efective şi vârf la vârf ale

inducţiei magnetice. Prelucrarea statistică automată a rezultatelor.

Se determină valorile efective şi valorile vârf la vârf ale componentelor inducţiei

magnetice, după care se determină valoarea efectivă a câmpului magnetic rezultant (conform

Page 19: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

14

ecuaţiilor din subcapitolul 2.3). Panoul frontal al instrumentului pentru analiza variaţiei

temporale a câmpului magnetic este prezentat în Figura 3.21.

Figura 3.21 Panoul frontal al instrumentului virtual pentru analiza valorilor efective şi vârf la

vârf a vectorului inducţie magnetică şi prelucrarea statistică a datelor.

3.6.3 Conceperea şi testarea unui sistem de detecţie şi analiză a

impulsurilor (momentelor tranzitorii)

Detecţia momentelor tranzitorii a luat amploare în ultima vreme, întrucât apariţia unor

pulsuri poate perturba anumite măsurări, funcţionarea unor echipamente cât şi activitatea

Page 20: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

15

organismelor vii din mediul înconjurător [Jokela 2000]. Prin intermediul software-ul LabVIEW,

am realizat un instrument virtual de detecţie şi analiză a momentelor tranzitorii dintr-o

supraveghere de câmp magnetic prezentat în Figura 3.25.

Figura 3.25 Panoul frontal al instrumentului virtual pentru detecţia şi

analiza momentelor tranzitorii.

Page 21: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

16

Capitolul 4

Măsurarea câmpului magnetic lângă liniile electrice aeriene

şi în staţii de transformare

4.1 Măsurarea câmpului magnetic în vecinătatea liniilor electrice aeriene

Am studiat câmpul magnetic generat de cinci linii electrice aeriene din oraşul Iaşi (o

linie de joasă tensiune şi patru linii de înaltă tensiune). Pentru determinarea variabilităţii

spaţiale a câmpului magnetic generat de liniile electrice aeriene am ales o porţine de circuit a

unei linii şi am trasat semiprofile transversale la stânga şi la dreapta, în dreptul fiecărui stâlp

cât şi la mijlocul distanţei dintre stâlpi, respectiv profile longitudinale pe întreaga distanţă

dintre stâlpi [Bracken 2005], [Paraskevopoulos 2009], [Zangl 2009], [Giaccone 2016].

Ulterior, am propus o metodă de realizare a unor hărţi de câmp, pe întreaga suprafaţă a liniei

studiate, prin aproximarea valorilor utilizate la realizarea semiprofilelor transversale la stânga

şi la dreapta, respectiv a profilului longitudinal.

4.1.4 Câmpul magnetic măsurat în Zona 4

În Zona 4 - 4x110 kV am studiat variablitatea spaţială a câmpului magnetic pe o

porţiune dintre doi stâlpi trasându-se semiprofile transversale la stânga şi la dreapta în dreptul

stâlpilor (Figura 4.14, Figura 4.15) cât şi la mijlocul distanţei dintre stâlpi (Figura 4.16),

respectiv un profil longitudinal pe întreaga distanţă dintre cei doi stâlpi (Figura 4.17).

Pentru realizarea semiprofilelor transversale la dreapta şi la stânga am efectuat

măsurări de o parte şi de alta a liniei electrice, în dreptul stâlpilor cât şi la mijlocul distanţei

dintre stâlpi, la o înălţime de 1 metru faţă de sol şi la o distaţă între punctele de măsurare de 1

metru.

Figura 4.14 Semiprofil transversal la stânga şi la dreapta, stâlp 1, Zona 4 - 4x110 kV.

Page 22: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

17

Figura 4.15 Semiprofil transversal la stânga şi la dreapta, stâlp 2, Zona 4 - 4x110 kV.

Figura 4.16 Semiprofil transversal la stânga şi la dreapta, la mijlocul distanţei dintre stâlpii

1 şi 2, Zona 4 - 4x110 kV.

Pentru realizarea profilului longitudinal am efectuat măsurări sub linia electrică, pe

întreaga distanţă dintre stâlpi, la o înălţime de 1 metru faţă de sol iar distanţa dintre punctele

de măsurare fiind de 2 metri. Valoarea maximă a câmpului magnetic identificată în urma

măsurărilor efectuate pe acest tronson al reţelei de 4x110 kV a fost identificată la mijlocul

distanţei dintre stâlpi şi anume 555 nT.

Figura 4.17 Profil longitudinal între stâlpii 1 şi 2, Zona 4 - 4x110 kV.

Cu datele obţinute prin măsurări (cele utilizate la realizarea semiprofilelor

transversale la stânga şi la dreapta, respectiv a profilului longitudinal), am realizat o hartă,

reprezentând distribuţia spaţială a câmpului magnetic pe o suprafaţă de 40 metri x 126 metri.

Page 23: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

18

Figura 4.18 Harta câmpului magnetic dintre stâlpii 1 şi 2, Zona 4 - 4x110 kV.

4.2 Măsurarea câmpului magnetic în staţii de transformare

Am efectuat atât măsurări în anumite puncte şi la un anumit moment (spot

measurements), cât și supravegheri automate pe termen lung (long term survey) ale câmpului

magnetic cu prelucrări statistice ale rezultatelor. În cele ce urmează voi prezenta rezultatele

din două staţii de transformare şi distribuţie a energiei electrice din judetul Iaşi.

4.2.1 Staţia 1

În 2015 am realizat studiul variaţiei câmpului magnetic în Stația 1, situată în afara

oraşului Iaşi. Am prezentat în Fig. 4.24, staţia şi zonele în care am efectuat măsurări (toate

cele cinci secțiuni, camera de control / birouri, CCS1 și spațiul tehnologic, STS1). Pe toate

secțiunile am efectuat măsurări din metru în metru și la o înălțime de un metru faţă de sol.

Figura 4.24 Staţia 1 cu zonele în care am efectuat măsurări ale câmpului magnetic.

Page 24: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

19

În urma măsurărilor efectuate am identificat în secțiunea 2 cele mai mari valori ale

câmpului magnetic din staţie (9845 nT). Pe acest tronson sunt prezente transformatoarele de

curent din cea de a doua parte a staţiei de transformare şi distribuție, profilul longitudinal al

acestei secţiuni fiind prezentat în Figura 4.26.

Figura 4.26 Profilul longitudinal din secţiunea 2, Staţia 1. [Pavel 2016 a]

În camera de comandă şi control a Staţiei 1 (CCS1) am efectuat măsurări ale câmpului

magnetic în anumite puncte (în centrul, C, și în fiecare colț al camerei de control, P1, P2, P3

și P4), la diferite înălțimi (zero metri, un metru și doi metri) obţinându-se astfel variaţia

spaţială a câmpului magnetic cu înălţimea. Cele mai mari valori ale câmpului magnetic au

fost înregistrate în punctele P1 (181 nT) și P4 (136 nT) deoarece aceste puncte sunt situate în

colțurile de lângă peretele ce desparte camera de control de spaţiul tehnologic. Rezultatele

obţinute sunt prezentate în Figura 4.30.

Figura 4.30 Câmpul magnetic măsurat în camera de comandă a Staţiei 1, în câteva puncte,

la diverse înălţimi.

Spațiul tehnologic (STS1) este situat lângă camera de control, aici

fiind amplasate panourile de control ale stației, convertoarele și invertoarele. Măsurările au

fost efectuate în anumite puncte (în centrul, C, și în fiecare colț al camerei de control, P1, P2,

P3 și P4), la diferite înălțimi (zero metri, un metru și doi metri) obţinându-se astfel variaţia

spaţială a câmpului magnetic cu înălţimea. Cea mai mare valoare a câmpului magnetic

măsurat în toate cele cinci puncte a fost indentificată în centrul camerei de control (C), aici

fiind amplasate panourile de comandă. Valorile măsurate sunt prezentate în Figura 4.31.

Page 25: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

20

Figura 4.31 Câmpul magnetic măsurat în spaţiul tehnic al Staţiei 1, în câteva puncte,

la diverse înălţimi.

4.2.2 Staţia 2

A doua locație, Stația 2, prezentată în Figura 2.32 este situată în oraşul Iași unde am

efectuat măsurări ale câmpului magnetic pe o porțiune de circuit a rețelei CEL110 kV,

LAMINOR (Zona 1), în apropierea transformatorului electric (Zona 2), în camera de

comandă (Zona 3) și într-un punct P2 (P2) situat pe traseul de tranzit al personalului autorizat

din staţie.

Figura 4.32 Staţia 2 cu zonele în care am efectuat măsurări.

Referitor la Zona 1 din Stația 2 am efectuat măsurări în diferite puncte pentru a realiza

o hartă a câmpului magnetic așa cum este prezentat în Figura 4.33.

Page 26: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

21

Figura 4.33 Harta câmpului magnetic măsurat în Zona 1, Staţia 2. [Pavel 2016 a]

Toate aceste măsurări au fost făcute la o înălțime de un metru deasupra solului,

utilizând succesiv primele două instrumente de măsură (în același punct, dar la momente de

timp diferite). Valorile cele mai mari ale câmpului magnetic din acest perimetru au fost

identificate sub fiecare fază a liniei electrice (994 nT).

Pentru zona 2, măsurările au fost efectuate la o distanță de un metru de sol și la un

metru faţă de transformator, iar rezultatele sunt prezentate în Figura 4.36. În această zonă am

identificat cea mai mare valore a câmpului magnetic din Staţia 2, și anume 7409 nT.

Figura 4.36 Profilul longitudinal şi transversal în apropierea transformatorului electric în

Zona 2, Staţia 2. [Pavel 2016 a]

În cele din urmă, voi prezenta o analiză a câmpului magnetic de fond în camera de

control a Stației 2 (Zona 3). Acestei zone i s-a acordat o atenţie mai deosebită, deoarece

personalul autorizat îşi petrece cea mai mare parte a timpului dintr-o zi de lucru și am luat în

considerare determinarea expunerii pe termen lung la câmpul magnetic existent.

Măsurările au fost realizate în următoarele puncte: zona de acces a camerei (Acc),

partea stângă a panoului de control (St), partea dreaptă a panoului de control (Dr), centrul de

comandă (Com) și centrul camerei de control (C). Rezultatele obţinute sunt prezentate în

Page 27: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

22

Figura 4.37. Cele mai mari valori ale câmpului magnetic din această zonă au fost identificate

în punctele Dr și Acc la 2 metri înălțime (370 nT, respectiv 375 nT), datorită faptului că

legătura dintre sursele exterioare și camera de control se face prin podul clădirii.

Figura 4.37 – Câmpul magnetic măsurat în camera de comandă, în câteva puncte,

la diverse înălţimi.

În camera de comandă (zona 3) și punctul P2 al Stației 2 am efectuat supravegheri

automate ale câmpului magnetic de fond utilizând sistemul automat realizat. Înregistrarea

valorilor efective ale câmpului magnetic de fond (Br.m.s) pentru 15 minute, în punctul Com,

din camera de comandă este prezentată în Figura 4.39. Cea mai mare valoare a câmpului

magnetic din această zonă, este de 233 nT.

Figura 4.39 – Înregistrarea valorii Br.m.s. pentru 15 minute de supraveghere a câmpului

magnetic din punctul Com al camerei de comandă, Staţia 2.

. Variabilitatea temporală a câmpului magnetic înregistrat în punctul P2 este prezentată

în Figura 4.41. Cea mai mare valoare a câmpului magnetic înregistrat în această zonă este de

294 nT.

Figura 4.41 − Înregistrarea valorii Br.m.s. pentru 34 minute de supraveghere a câmpului

magnetic din punctul P2, Staţia 2.

Page 28: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

23

În Tabelul 4.9 am prezentat valorile maxime ale câmpului magnetic obţinut în urma

măsurărilor pe care le-am efectuat în câteva zone din cele două stații. Cele mai mari valori ale

câmpului magnetic au fost identificate în zona transformatoarelor în ambele staţii de

transformare şi distribuţie a energiei electrice.

Tabelul 4.9 Valorile maxime ale câmpului magnetic din staţiile studiate [Pavel 2016 a].

Staţia (anul) Zonele măsurate B [nT]

Staţia 1 (2015)

În apropierea transformatoarelor 9845

În apropierea autotransformatoarelor 6300

Camera de comandă Birouri 191

Spaţiul tehnologic 4675

În apropierea redresoarelor 1225

În apropierea invertoarelor 6634

Staţia 2 (2016)

În apropierea transformatoarelor 7408

Sub bara de faze de 110 kV 818

Camera de comandă Birouri 218

Panoul cu echipamente 390

Page 29: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

24

Capitolul 5

Supravegherea câmpului magnetic în mediul rezidenţial

5.1 Măsurarea câmpului magnetic într-un spaţiu comerciale

Pentru determinarea expunerii umane la câmpul magnetic de joasă frecvență într-o zonă

comercială, am realizat atât măsurări în anumite puncte şi la anumite momente, cât și

supravegheri automate pe termen lung. În Figura 5.1 este prezentată harta întregului spațiu

comercial cu toate sursele și punctele în care am efectuat măsurările.

Figura 5.1 Schiţa spaţiului comercial cu sursele emiţătoare de câmp magnetic şi punctele

de măsurare [Pavel 2017].

Spaţiul comercial este împărţit în trei zone: incinta magazinului, spaţiul cu produse

chimice şi magazia. Ca surse de câmp magnetic, am identificat trei vitrine frigorifice (VF1, VF2,

VF3), o ladă frigorifică (LF), o vitrină pentru îngheţată (VÎ), un congelator frontal situat în

magazie (C), cântarul electric (CE), alarma electrică (AE), tabloul electric (TE), casa de marcat

(CM) și rețeaua de alimentare cu energie electrică. Pentru a studia variabilitatea spațială a

câmpului magnetic, am realizat o hartă a câmpului magnetic din incinta magazinului. Punctele de

măsurare au fost alese la o distanță de 0,5 metri între ele și 1 metru înălțime faţă de pardoseală.

Page 30: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

25

Harta în care am reprezentat variabilitatea spațială a câmpului magnetic din incinta

magazinului este prezentată în Figura 5.2. Valoarea maximă a câmpului magnetic din acest

spațiu a fost identificată lângă lada frigorifică (LF) şi prima vitrină frigorifică (VF1), fiind 1272

nT.

Figura 5.2 Variaţia spaţială a câmpului magnetic din incinta magazinului [Pavel 2017].

Pentru determinarea variaţiei câmpului magnetic cu înălțimea, am efectuat măsurări ale

câmpului magnetic în cinci puncte: în fiecare colț al fiecărui spaţiu şi în centrul acestora

prezentând în Figura 5.3 valorile câmpului identificat în incinta magazinului.

Figura 5.3 Câmpul magnetic măsurat în incinta magazinului în câteva puncte, la diverse înălţimi

cu (a) şi fără (b) echipamente conectate la reţeaua de alimentare cu energie electrică [Pavel 2017].

Am realizat, de asemenea, o supraveghere automată a câmpului magnetic de fond, în

punctu A-S1 pentru întregul program de lucru, așa cum se observă în Figura 5.7. Valoarea cea

Page 31: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

26

mai mare în această zonă este de 230 nT, iar valorea minimă 96 nT, fiind identificată la finalul

programului de lucru deoarece unele echipamente sunt deconectate.

Figura 5.7 Înregistrarea câmpului magnetic de fond timp de 13 ore în punctul A-S1 [Pavel 2017].

Lângă sursa VF1, am făcut o supraveghere automată a câmpului magnetic de fond la o

înălțime de 1 metru faţă de pardoseală. În urma supravegherii automate am determinat valorile

câmpului magnetic pentru 1 oră și 21 de minute, cum se arată în Figura 5.8 unde se pot observa

momentele de pornire/oprire ale echipamentelor dotate cu termostat. Cea mai mare valoare a fost

identificată în momentul pornirii sursei VF1 şi anume 1272 nT.

Figura 5.8 Înregistrarea câmpului magnetic de fond, timp de 1 ora şi 21 de minute,

lângă VF1 [Pavel 2017].

Pentru punctul A-S2 am efectuat 24 de ore de supraveghere automată în două zile de

sâmbătă din două săptămâni consecutive dintre care am prezentat în Figura 5.10 supravegherea

automată din data de 15.07.2017. În această zonă am identificat o variație a câmpului magnetic,

între 258 ÷ 708 nT.

Figura 5.10 Înregistrarea câmpului magnetic pentru 24 de ore, în punctul A-S2 (15.07.2017)

[Pavel 2017].

Page 32: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

27

5.2 Măsurarea câmpului magnetic din locuinţe

5.2.1 Măsurarea câmpului magnetic într-un apartament

Am efectuat câteva măsurări ale câmpului magnetic de fond generat de rețeaua de

alimentare cu energie electrică și aparatele electrocasnice, într-un apartament din orașul Iași.

Conform Figurii 5.11 apartamentul este împărţit în 8 spaţii: holul de la intrarea în apartament,

bucătăria, baia, un living şi un dormitor. Pentru fiecare spaţiu în parte am efectuat măsurări ce au

condus la determinarea variabilităţii spaţiale a câmpului magnetic de fond.

Figura 5.11 Schița apartamentului cu punctele în care am efectuat măsurări ale câmpului

magnetic de fond şi sursele existente.

Am identificat şi sursele generatoare de câmp magnetic prezente în acest spaţiu: un

frigider (F), un cuptor cu microunde (CM), centrala termică (CT), acestea fiind situate în

bucătărie, tabloul electric general (TE) de pe holul de la intrarea în apartament, maşina de spălat

(MS), poziţionată în baie, două televizoare (TV) aflate în living, respectiv în dormitor şi nu în

ultimul rând instalaţia electrică de alimentare cu energie electrică.

Pentru determinarea variabilităţii spaţiale a câmpului magnetic de fond din holul

apartamentului am efectuat măsurări în cele 4 colţuri şi respectiv centrul fiecărei camere, la

diverse înălţimi (0 metri, 1 metru, 2 metri) faţă de pardoseală şi la 1 metru distanţă de sursele

existente. Măsurările au fost efectuate în două cazuri: când electrocasnicele sunt conectate (a) şi

când acestea sunt deconectate (b) de la reţeaua electrică de alimentare cu energie electrică.

Rezultatele au fost reprezentate sub formă grafică, aşa cum se poate observa în Figura 5.12 unde

Page 33: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

28

am prezentat variaţia câmpului cu înăţimea din holul apartamentului, aici identificându-se cea

mai mari valoare din întreg spaţiul (300 nT), în apropierea tabloului electric.

Figura 5.12 Câmpul magnetic înregistrat pe hol în anumite puncte și înălțimi diferite cu (a)

și fără (b) echipamente alimentate.

5.2.2 Măsurarea câmpului magnetic într-un cămin studenţesc

Pentru monitorizarea câmpului magnetic dintr-un cămin studenţesc am ales trei zone:

zona de intrare în cămin (unde se află biroul personalului de pază şi tabloul electric general,

TEG, al căminului din vecinătatea centralei termice), o cameră situată la parter, lângă centrala

termică şi o cameră poziţionată perete în perete cu tabloul electric de pe palierul etajului 1 al

căminului. Pentru fiecare zonă am măsurat câmpul magnetic de fond şi am reprezentat

variabilitatea spaţială a acestuia sub formă grafică.

Am prezentat în Figura 5.17 schiţa zonei cu sursele şi punctele de măsurare iar rezultatele

sunt date sub formă grafică în Figura 5.18 în două cazuri: seara când studenţii sunt prezenţi în

cămin (a) şi într-un moment al zilei când studenţii sunt la cursuri.

Figura 5.17 Schița zonei de intrare în cămin cu biroul personalului de pază aflat în apropierea

centralei termice și a tabloului electric general.

Page 34: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

29

Figura 5.18 Câmpul magnetic măsurat într-un birou în anumite puncte și înălțimi diferite, seara

(a) și în timpul zilei (b).

Ca surse prezente în această zonă am identificat: un rooter (Wifi), telefonul (T), tabloul

electric general (TEG) şi centrala termică. Măsurările au fost efectuate în camera de gardă a

personalului de pază studiind nivelul de expunere la câmpul magnetic. Valorile maxime au fost

identificate în punctele P1 şi P2 deoarece acestea sunt mai apropiate de tabloul electric general.

5.3 Măsurarea câmpului magnetic din câteva laboratoare

Pentru determinarea expunerii organismului uman la perturbaţiilor magnetice în aceste

medii, am realizat mai multe supravegheri ale câmpului magnetic în câteva laboratoare din

interiorul Facultăţii de Inginerie Electrică, Energetică şi Informatică Aplicată din Iaşi. Am ales

anumite puncte strategice unde au acces atât studenţii cât şi cadrele didactice, efectuând apoi

supravegheri automate la diverse intervale de timp cu ajutorul sistemului automat triaxial de

supraveghere a câmpului magnetic de joasă frecvenţă, implementat şi prezentat în capitolul 3.

Primele înregistrări au fost efectuate în sala EN203, care este un laborator cu mai multe

calculatoare. În Figura 5.23 este prezentată înregistrarea câmpului magnetic în zona de lucru a

studenţilor iar valorile câmpului magnetic identificate în această zonă sunt cuprinse în intervalul

118 nT – 168 nT.

Figura 5.23 Înregistrarea câmpului magnetic în laboratorul EN203 din zona de lucru a

studenţilor.

Page 35: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

30

Următorul punct de supraveghere al câmpului magnetic este situat în zona catedrei unde

valoarea câmpului este mai mică în comparaţie cu zona de acces a studenţilor deoarece pe fiecare

masă din zona studenţilor era poziţionat câte un calculator. Valoarea maximă identificată în

această zonă este de 156 nT, după cum se poate observa în Figura 5.24.

Figura 5.24 Înregistrarea câmpului magnetic în laboratorul EN203 din zona catedrei.

Un ultim studiu a fost efectuat în laboratorul de măsurări electrice situat la parterul clădirii.

Câmpurile magnetice în acest laborator sunt generate de curenții ce străbat sistemele de

alimentare cu energie electrică, precum și echipamentele necesare la realizarea lucrărilor de

laborator. Schița laboratorului este prezentată în Figura 5.29.

Figura 5.29 Schiţa laboratorului de măsurări electrice cu sursele existente şi

punctele de măsurare.

Pentru a studia variabilitatea spațială a câmpului magnetic, am efectuat măsurări în 4

puncte (P1, P2, P3 şi P4) situate la mijlocul distanței dintre centru și cele 4 colțuri, respectiv în

centrul laboratorului (P5), în două cazuri: cu echipamentele conectate (a) şi deconectate (b) de la

Page 36: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

31

reţeaua de alimentare. Analizând graficele din Figura 5.30 putem observa o diferență

semnificativă între valoarea maximă (1 µT) și cea minimă (60 nT) a câmpului magnetic măsurat.

Aceste diferențe se datorează faptului că în apropierea punctului P1, la înălțimea de 0 metri față

de pardoseală, trece un conductor electric spre tabloul electric general. De asemenea, în punctul

P5, valoarea maximă a fost identificată la înălțimea de 0 metri (830 nT), datorită faptului că acest

punct se află în apropierea alimentării generale ale tablourilor TE1, TE2 și TE3.

Figura 5.30 Variabilitate spaţială a câmpului magnetic de fond din

laboratorul de măsurări electrice.

5.4 Măsurarea câmpului magnetic în mediul spitalicesc

Am realizat un studiu al câmpului magnetic din secţia de tomografie cu scaner RMN a

unui spital din oraşul Iaşi. Ca strategie de monitorizare a câmpurilor magnetice în apropierea

unui scaner RMN, am realizat atât supravegheri automate pe termen lung („long term survey”),

cât și măsurări în anumite puncte şi la anumite momente („spot measurements”) în mai multe

zone, utilizând două tipuri de echipamente. Pentru măsurări, am utilizat un aparat comercial

(EMF TESTER EXTEC) și pentru supravegherea automată pe termen lung am folosit

instrumentul EMF METER, echipament realizat în cadrul tezei.

În Figura 5.35 am prezentat o schiţă a zonei din preajma scanerului RMN cu sursele de

câmp magnetic și punctele de măsurare unde am studiat variabilitatea temporală și spațială a

câmpului magnetic de joasă frecvență.

Zona studiată a fost împărțită în 4 sectoare: Sala de așteptare (SA), unde pacienții

așteaptă să fie chemați de către personalul medical pentru investigații, holul (Hol), porțiunea care

separă sala de așteptare de camera de control (CC), unde pacienții sunt examinați de personalul

Page 37: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

32

medical înainte de a intra în camera scanerului RMN și primesc tratamentele necesare, respectiv

camera tehnică (CT), identificând majoritatea echipamentelor ce contribuie la funcționarea

scanerului RMN.

Sursele de câmp magnetic din zona studiată sunt: un grup de tablouri electrice (T1),

amplasate în perete, între sala de așteptare și zona holului, dispozitivul de supraveghere video

(DVR) din camera de control, două tablouri electrice (T2 și T3), sistemul de răcire cu aer

condiționat (CS) situate în camera tehnică.

Figura 5.35 Schiţa suprafeței din zona scanerului RMN cu sursele de câmp magnetic și

punctele de măsurare [Pavel 2018 b].

Pentru fiecare sector am selectat câteva puncte în care am determinat variabilitatea

spațială a câmpului magnetic la trei înălţimi diferite (0 metri, 1 metru și 2 metri) faţă de

pardoseală. Punctele evidenţiate cu verde (P1-P26) sunt situate la un metru distanță faţă de surse și

punctele evidenţiate cu roșu (P3', P9', P11', P12', P19', P20', P21', P22') sunt situate în apropierea

surselor.

Page 38: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

33

De asemenea, am determinat variabilitatea temporală a câmpului în trei puncte, A-S1 și

A-S2 situate în camera de control din apropierea biroului personalului medical și A-S3 din

camera tehnică, în fața panoului sistemului de formare a gradienților. În acest ultim sector am

identificat cea mai mare valoare a câmpului magnetic din întreaga zonă (8289 nT).

Rezultatele obținute în urma măsurărilor, au fost prezentate sub formă grafică în cele

două cazuri: în timpul programului de lucru, atunci când scanerul RMN este funcțional (a) și în

afara programului când RMN-ul este oprit (b) dintre care am prezentat valorile obţinute în spaţiul

tehnic, aici identificându-se cele mai ridicate valori conform Figuri 5.39.

Figura 5.39 Variabilitatea spațială a câmpului magnetic în camera tehnică atunci când scanerul

RMN este pornit (a) respectiv oprit (b) [Pavel 2018 b].

S-a constatat că variația câmpului magnetic este influențată de funcționarea scanerului

RMN doar în camera de control si spaţiul tehnic.

După efectuarea măsurărilor în anumite puncte şi la anumite momente, am identificat

câteva zone în care am efectuat supravegheri automate pe termen lung: în camera de control,

unde personalul medical supraveghează pacienții examinaţi de scanerul RMN (A-S1 la 0 metri

distanță de pardoseală și A-S2 situat exact pe birou) şi zona camerei tehnice, (P21') lângă tabloul

unde se formează gradienţii (T2).

În Figura 5.40 este prezentată înregistrarea câmpului magnetic din punctul A-S1 timp de 3

ore și 36 de minute într-o zi de lucru (27 martie 2018). Valoarea maximă a câmpului magnetic

identificată în această zonă este 85,86 nT.

Page 39: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

34

Figura 5.40 Înregistrarea valorilor efective ale câmpului magnetic, timp de 3 ore și 36 de minute

în punctul A-S1 [Pavel 2018 b].

În apropierea tabloului (T2) unde se formează gradienţii am efectuat o supraveghere

automată a câmpului magnetic în timpul diagnosticării unui pacient (punctul P21’). Am prezentat

în Figura 5.44 înregistrarea câmpului magnetic pe o perioadă de aproximativ 3 ore, valoarea

maximă identificată în această zonă fiind 8289 nT, în timpul examinării unui pacient.

Figura 5.44 Înregistrarea BRMS timp de aproximativ 3 ore în punctul P21’ [Pavel 2018 b].

După realizarea acestui studiu, am făcut o prelucrare statistică a rezultatelor, prezentată în

Tabelul 5.4.

Tabelul 5.4 Prelucrarea statistică a rezultatelor, pentru trei zile diferite, în două puncte din

camera de control şi unul din camera tehnică [Pavel 2018 b].

Supraveghere

Nr. de

măsurări

Brms

[nT]

Nr.

de

valori

peste

Bmed.

100sup

raveghere

pestemedie

t

t

[%] Zona Perioada

[hh:mm] Data Min. Med. Max.

Dev.

Stand.

A-S1 03:36 27.03.2018 5885 2.84 57.88 85.86 9.14 1438 28.21

A-S2 02:39 24.04.2018 4332 7.02 15.63 36.89 4.63 804 37.29

P21’ 02:57 07.06.2018 4822 1961.78 2236.16 8289.31 598.02 701 14.95

Page 40: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

35

Concluzii finale şi contribuţii

În capitolul 1 am prezentat scopul şi importanţa măsurărilor câmpului magnetic generat

de sistemele electrice. Am făcut o clasificare a surselor de câmp magnetic precum şi a diverselor

aplicaţii ale măsurării acestor câmpuri după care am făcut o scurtă descriere a sistemelor de

alimentare cu energie electrică deoarece ele constituie principalele surse emiţătoare de câmp

magnetic de joasă frecvenţă.

Datorită efectelor acestor câmpuri perturbatoare asupra echipamentelor şi asupra

organismelor vii am prezentat câteva probleme referitoare la compatibilitatea electromagnetică,

precum şi la biocompatibilitatea electromagnetică.

Am prezentat apoi, câteva reglementări adoptate la nivel naţional şi internaţional

referitoare la expunerea, atât a publicului larg, cât şi a personalului autorizat, la câmpurile

magnetice.

De asemenea, am făcut o scurtă prezentare a unor studii care raportează posibilitatea

apariţiei unor efecte biologice la expunerea pe termen lung, chiar la niveluri mici ale câmpului

magnetic de joasă frecvenţă (peste 0,4 µT), mai ales în cazul copiilor.

Pentru studierea câmpului magnetic generat de sistemele de alimentare cu energie

electrică am prezentat în capitolul 2 unele principii şi criterii de măsurare, utilizarea unor

echipamente speciale, alegerea zonelor de măsurare şi aplicarea unor metode de măsurare

specifice fiecărei zone în parte, în funcţie de sursele existente şi complexitatea spaţiului studiat.

Instrumentele convenţionale existente dispun de o limitare a benzii de frecvenţă, în

funcţie de domeniul studiat şi de asemenea, pentru instrumentele automate se remarcă existenţa

mai multor game de măsură, ceea ce constituie un dezavantaj pentru utilizarea lor la

supravegheri automate pe termen lung.

Zonele în care se efectuează măsurări ale câmpului magnetic sunt alese în funcţie de

numărul şi tipul surselor de câmp şi desigur a domeniilor de activitate din locurile studiate.

Page 41: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

36

Astfel, am considerat şi am efectuat măsurări de câmp magnetic în următoarele

locuri/zone:

- zona liniilor electrice aeriene;

- zona staţiilor de transformare şi distribuţie a energiei electrice;

- mediul rezidenţial (spaţii comerciale, locuinţe, laboratoare, etc.);

- mediul spitalicesc.

Pentru determinarea variaţiei spaţiale a câmpului magnetic am efectuat măsurări în

anumite puncte şi la anumite momente („spot measurements”) iar pentru determinarea

variabilităţii temporale a câmpului magnetic am efectuat supravegheri automate pe termen lung

(„long term survey”), într-un anumit punct sau într-o anumită zonă.

După analiza rezultatelor obţinute se pot recomanda metode de atenuare a câmpului

magnetic existent, dintre care am pus în evidenţă câteva metode specifice reducerii câmpului

magnetic la liniile electrice aeriene.

Capitolul 3 abordează instrumentaţia pentru supravegherea automată a câmpului

magnetic de joasă frecvenţă. Am propus, implementat şi realizat un sistem automat de

supraveghere a câmpului, cu trei canale.

Am prezentat mai întâi senzorul activ de câmp şi calibrarea lui iar pe baza a trei senzori şi

trei canale de prelucrare am realizat senzorul activ triaxial.

Senzorul activ triaxial este inclus într-un sistem de supraveghere automată care conţine,

în plus, o placă de achiziţii de date şi un laptop portabil unde am realizat un instrument virtual ce

reprezintă partea de comandă şi control a sistemului. A urmat calibrarea întregului sistem

automat, pentru fiecare canal în parte şi apoi a sistemului triaxial. A fost testată şi izotropicitatea

sistemului şi am obţinut o exactitate de sub 2 % pentru măsurări în domeniul frecvenţă.

Sistemul este capabil de:

- achiziţionarea formelor de undă şi prezentarea rezultatelor atât în domeniul timp cât şi

în domeniul frecenţă;

Page 42: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

37

- afişarea formelor de undă a celor trei componente rectangulare ale inducţiei

magnetice (Bx, By, Bz);

- determinarea valorilor efective şi vârf la vârf a celor trei componente cât şi a valorii

efective a vectorului inducţie magnetică rezultant;

- memorarea valorile determinate, inclusiv a formelor de undă.

În finalul acestui capitol am prezentat trei instrumente virtuale dedicate:

- analizei formelor de undă atât în domeniul timp cât şi în domeniul frecvenţă;

- prelucrării datelor măsurate în vederea obţinerii unor grafice pentru interpretarea

distribuţiei temporale a câmpului cu posibilitatea prelucrării statistice a valorilor

măsurate;

- detecţiei şi analizei impulsurilor (momentelor tranzitorii) dintr-o supraveghere

automată a câmpului magnetic de joasă frecvenţă.

Sistemul triaxial automat propus, realizat şi testat, constituie subiectul unei invenţii cu

titlul “Supravegherea automată a câmpului magnetic cu detecţia şi caracterizarea câmpurilor

tranzitorii”, publicată în colectiv alături de prof. univ. dr. ing. Valeriu David şi conf. univ. dr.

ing. Eduard Luncă [David 2018].

În continuare, am prezentat un studiu al câmpului magnetic din zona liniilor electrice

aeriene şi a staţiilor de transformare şi distribuţie a energiei electrice în capitolul 4.

Pentru supravegherea câmpului magnetic din vecinătatea liniilor electrice aeriene am

efectuat mai multe măsurări în 5 zone din oraşul Iaşi străbătute de linii electrice aeriene cu

distribuţii diferite.

În acest mediu am studiat câmpul magnetic generat de o linie de joasă tensiune (1x0,4

kV) şi 4 linii de înaltă tensiune (2x110 kV, 2x110 kV, 4x110 kV şi 1x220 kV). Am selectat

anumite porţiuni de circuit ale liniilor electrice studiate şi am trasat semiprofile transversale la

stânga şi la dreapta în vecinătatea stâlpilor şi la mijlocul distanţei dintre stâlpi cât şi profile

longitudinale pe întreaga distanţă dintre stâlpi.

Page 43: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

38

Prin utilizarea semiprofilelor transversale (în dreptul fiecărui stâlp şi la mijlocul distanţei

dintre stâlpi) şi a profilului longitudinal am estimat valorile câmpului magnetic pentru întreaga

suprafaţă şi am realizat hărţi ce reprezintă variabilitatea spaţială a câmpului.

De asemenea, au fost studiate variaţiile spaţiale şi temporale ale câmpurilor magnetice

din două stații de transformare și distribuție a energiei electrice din orașul Iași. Pentru realizarea

studiului am utilizat mai multe tipuri de echipamente, inclusiv un instrument automat realizat în

cadrul tezei, care permite atât măsurări în anumite puncte şi la anumite momente (“spot

measurement”), cât și supravegheri automate pe termen lung („long term survey”) cu

reprezentări în domeniul timp și în domeniul frecvență şi posibilitatea automată de prelucrări

statistice a datelor. Diferențele dintre rezultatele măsurărilor obţinute cu cele trei echipamente au

fost de sub 3 %.

Pentru prima stație am efectuat măsurări pe cinci tronsoane de acces a personalului

autorizat, în camera de comandă şi spaţiul tehnologic. Valorile maxime ale câmpului magnetic

au fost identificate în zona transformatoarelor de curent şi a autotransformatoarelor (aproximativ

10 µT).

În stația 2 am efectuat măsurări ale câmpului magnetic generat de o porţiune de circuit

CEL 110 kV LAMINOR, în preajma transformatorului electric, într-un punct P2 de pe tronsonul

ce străbate întreaga staţie, respectiv în camera de comandă şi control a staţiei. Rezultatele

obţinute au fost prezentate sub formă grafică şi a unor hărţi de câmp magnetic. Valoarea maximă

a inducției magnetice a fost identificată în apropierea transformatorului electric (aproximativ 7,4

µT).

În incheierea capitolului am prezentat valorile maxime obţinute în zonele studiate din

cele două staţii de transformare şi distribuţie a energiei electrice. Valorile câmpului magnetic

identificat în cele două staţii sunt sub 10 % faţă de limitele maxime admisibile de reglementările

internaţionale ICNIRP şi Hotărârile naţionale în vigoare. Totuşi, au fost identificate anumite

zone unde este depăşită valoarea de 0,4 µT, ceea ce poate conduce la apariţia efectelor bilogice şi

asupra sănătăţii pentru expuneri pe termen lung, mai ales la copii.

În capitolul 5 am prezentat un studiu al câmpului magnetic din mediul rezidenţial. Am

efectuat măsurări în mai multe locaţii precum:

- într-un spaţiu comercial;

Page 44: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

39

- în două locuinţe (un apartament şi un cămin studenţesc);

- în câteva laboratoare din Facultatea de Inginerie Electrică, Energetică şi Informatică

Aplicată;

- într-un spital.

Spaţiul comercial în care am efectuat supravegherea câmpului magnetic a fost împărţit în

trei zone: incinta magazinului, spaţiul cu produse chimice şi magazia. În aceste zone am studiat

variabilitatea spaţială şi temporală a câmpului magnetic efectuând măsurări în anumit puncte şi

la anumite momente din care au rezultat grafice şi o hartă de câmp, respectiv supravegheri

automate pe termen lung. Valoarea maximă identificată în acest spaţiu este de aproximativ 1,3

µT.

Supravegherea câmpului magnetic din locuinţe a fost efectuată într-un apartament şi un

cămin studenţesc din oraşul Iaşi, reprezentând grafic variaţia câmpului magnetic cu înălţimea.

Valorile maxime ale câmpului magnetic în apartament şi căminul studenţesc au fost identificate

în preajma tabloului electric general, în ambele cazuri, şi anume 300 nT, respectiv aproximativ

1,4 µT.

În incinta Facultăţii de Inginerie Electrică, Energetică şi Informatică Aplicată am efectuat

o serie de măsurări în vederea studierii expunerii la câmpul magnetic din 4 laboratoare. Am

studiat atât variaţia spaţială cât şi variabilitatea temporală a câmpului magnetic existent. În urma

rezultatelor obţinute am identificat, în laboratorul de măsurări electrice, cea mai mare valoare a

câmpului magnetic, lângă tabloul electric general (4520 nT, la înălţimea de 0 metri).

La finalul capitolului am prezentat rezultatele studiului câmpului magnetic de fond în

unele zone din vecinătatea unui scaner cu rezonanţă magnetică nucleară (RMN) dintr-un spital

din oraşul Iaşi, având în vedere atât variabilitatea temporală cât și spațială a câmpului magnetic.

Am constatat că valorile câmpului magnetic de joasă frecvență sunt influențate de scanerului

RMN doar în camera de control și în camera tehnică. Valorile maxime ale câmpului din această

zonă au fost identificate în camera tehnică, 450 nT pentru câmpul magnetic de fond și 8289 nT

lângă tabloul electric unde se formează gradienţii.

Pentru toate zonele studiate, valorile maxime ale câmpului magnetic sunt sub 9 %

comparativ cu valorile maxime admisibile de reglementările naţionale şi internaționale. Pe de

Page 45: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

40

altă parte, în anumite zone, câmpul magnetic depășeşte valoarea de 0,4 μT, acest lucru

conducând la posibile apariţii ale unor efecte biologice asupra sănătăţii, mai ales la copii.

Contribuţiile din cadrul tezei de doctorat pot fi sintetizate pe două direcţii principale:

1. Propunerea, implementarea şi realizarea unui sistem automat de supraveghere a

câmpului magnetic, cu trei canale.

2. Efectuarea de măsurări ale câmpului magnetic de joasă frecvenţă şi supravegheri

automate pe perioada a cinci ani în mai multe zone de interes.

Referitor la sistemul automat de supraveghere a câmpului magnetic am efectuat

următoarele operaţiuni:

Studiul literaturii în domeniul instrumentaţiei şi al metodelor de supraveghere în

vederea caracterizării anumitor zone şi surse din punct de vedere al expunerii la

câmp magnetic.

Am făcut o comparaţie între un sistem de măsurare cu un singur canal şi unul cu

trei canale, constatând că în cazul sistemelor cu un singur canal, afişarea formelor

de undă a celor trei componente ale câmpului magnetic se realizează la momente

diferite de timp, ceea ce poate duce la pierderi de informaţie, mai ales dacă se

doreşte şi detecţia momentelor tranzitorii.

Am implementat, realizat şi calibrat senzorul activ uniaxial, pe baza căruia am

obţinut senzorul activ triaxial, cu trei canale de prelucrare, pentru măsurarea

câmpului magnetic şi care acoperă unitar întreaga bandă de frecvenţă 50 Hz – 100

kHz, caracteristică expunerii la câmpurile magnetice de joasă frecvenţă.

Am implementat, realizat şi calibrat sistemul automat de supraveghere a câmpului

magnetic, cu trei canale de prelucrare.

După testarea izotropicităţii sistemului am efectuat o corecţie a constantelor, în soft,

pentru mai multe frecvenţe în domeniul 40 Hz – 20 kHz şi am încadrat sistemul

întro clasă de exactitate de sub 2 % pentru măsurări în domeniul frecvenţă.

Page 46: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

41

Prin intermediul software-ul LabVIEW am realizat trei instrumente virtuale care

contribuie la analiza rezultatelor, respectiv la detecţia şi caracterizarea unor

impulsuri (momente tranzitorii ale câmpurilor magnetice) dintr-o supraveghere

automată pe termen lung.

Am realizat şi depus, în colectiv, o cerere de invenţie intitulată: “Supravegherea automată

a câmpului magnetic cu detecţia şi caracterizarea câmpurilor tranzitorii” [David 2018].

De asemenea, sistemul propus şi realizat a fost testat şi utilizat în unele măsurări din

cadrul tezei de doctorat.

Referitor la efectuarea de măsurări şi supravegheri automate am considerat următoarele

zone/locuri:

În apropierea liniilor electrice aeriene;

În staţii de transformare şi distribuţie a energiei electrice;

Într-un spaţiu comercial;

În mediul rezidenţial (un apartament, un cămin studenţesc şi patru laboratoare ale

Facultăţii de Inginerie electrică, Energetică şi Informatică Aplicată din Iaşi);

Într-un spital.

Pentru toate zonele prezentate, am studiat şi reprezentat variabilitatea spaţială şi

temporală a câmpului magnetic de joasă frecvenţă. De fiecare dată, am avut în vedere

compararea rezultatelor, atât cu limitele maxime admisibile de către reglementările naţionale şi

internaţionale în vigoare, cât şi cu valoarea de 0,4 µT pentru expuneri pe termen lung şi am

căutat metode de reducere ce se pot aplica zonelor respective.

Am reprezentat variaţia câmpului magnetic sub formă grafică şi hărţi de câmp iar în zona

liniilor electrice aeriene am propus o metodă de reprezentare a distribuţiei spaţiale a câmpului

magnetic utilizând un număr redus de măsurări. Aşadar, prin intermediul unor semiprofile

transversale la stânga şi la dreapta, respectiv a profilului longitudinal am estimat valorile

câmpului pe întreaga suprafaţă studiată, reducând astfel timpul de efectuare al măsurărilor din

teren cât şi numărul de măsurări.

Page 47: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

42

Direcţii viitoare de cercetare

Continuarea cercetărilor se vor îndrepta către:

1. Îmbunătăţirea performanţelor instrumentaţiei de supraveghere automată a câmpului

magnetic în corelaţie cu tema invenţiei propuse.

2. Efectuarea de supravegheri automate a câmpului magnetic în mediile de activitate a

populaţiei cu posibilitatea caracterizării unor zone şi surse de câmp.

Referitor la instrumentaţie, se va urmări extinderea domeniului de frecvenţă a sistemului

şi creşterea performanţelor în ceea ce priveşte detecţia şi analiza momentelor tranzitorii

(impulsurilor). Se va considera dezvoltarea unor reţele de senzori de câmp în vederea

supravegherii automate, simultane, în mai multe puncte, studiind variaţia spaţială a câmpului

magnetic.

Pentru al doilea domeniu de cercetare se urmăreşte implementarea unor noi metode de

supraveghere a câmpului magnetic şi găsirea unor posibilităţi de reducere a câmpului

caracteristic ficărei zone studiate.

Page 48: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

43

Diseminarea rezultatelor

Rezultatele cercetărilor obţinute pe parcursul stagiului doctoral au fost diseminate prin

elaborarea şi publicarea a 10 lucrări ştiinţifice, în reviste şi la conferinţe naţionale şi

internaţionale, printre care 5 lucrări ca prim autor. În urma cercetărilor efectuate am depus, în

colectiv, o cerere de brevet de invenţie.

Articole publicate în reviste ISI

Nica Ionuţ, David Valeriu, Pavel Ionel, Sălceanu Andrei, Automatic long term survey of

magnetic fields in residential areas. Instrumentation and measurements, Environmental

Engineering and Management Journal, Vollume: 15, Issue: 12, December 2016, pages: 2631-

2640, WOS:000393476600009, ISSN: 1582-9596, eISSN: 1843-3707,

DOI: 10.30638/eemj.2016.289, (indexată în Web of Science, SCOPUS).

Articole publicate în reviste BDI

Ursache Silviu, Luncă Eduard, Sălceanu Andrei, Pavel Ionel, Analysis of the influence of the

current drawn by the appliance on the close magnetic field, Acta IMEKO, Volume 7, Issue 4,

December 2018, pp. 70-74, ISSN: 0237028X, DOI: 10.21014/acta_imeko.v7i4.598, (indexată în

SCOPUS).

Pavel Ionel and David Valeriu, The measurement of magnetic field in two power distribution

substations, Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi Publicat de Universitatea Tehnică

„Gheorghe Asachi” din Iaşi, Volumul 62 (66), Numărul 4, 28 Niembrie, 2016, Iaşi, România,

pages: 21-31.

Articole publicate la conferinţe ISI

Pavel Ionel, David Valeriu, Donose Costel, A measurement system for the automatic survey of

the low frequency magnetic field, EPE 2018 - Proceedings of the 2018 10th International

Conference and Expositions on Electrical And Power Engineering, 18-19 October 2018, Iaşi,

România, pages: 568-571, ISBN: 978-153865062-2, ISSN: 2471-6855,

DOI: 10.1109/ICEPE.2018.8559761, WOS: 000458752200110, (indexată în IEEE Xplore, Web

of Science, SCOPUS).

Pavel Ionel, David Valeriu, Podaru Alexandru-Constantin, A Survey of the Magnetic Field in a

MRI Area, 10th International Conference and Expositions on Electrical And Power Engineering,

EPE 2018; Iasi; Romania; 18-19 October 2018, Iaşi, România, pages: 572-577,

WOS:000458752200111, ISBN:978-1-5386-5062-2, ISSN: 2471-6855,

DOI: 10.1109/ICEPE.2018.8559645, (indexată în IEEE Xplore, Web of Science, SCOPUS).

Page 49: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

44

Donose Costel, Schreiner Cristina-Mihaela, Podaru Alexandru-Constantin, Pavel Ionel, Virtual

monitoring of electrical circuitry, 2017 11th International Conference on Electromechanical and

Power Systems, SIELMEN 2017 – Proceedings 2017-January, Iasi, Romania, pages: 437-440,

WOS:000426906000083, ISBN: 978-153861846-2, DOI: 10.1109/SIELMEN.2017.8123367,

(indexată în IEEE Xplore, Web of Science, SCOPUS).

Donose Costel, Schreiner Cristina-Mihaela, Podaru Alexandru-Constantin, Pavel Ionel,

Actuating and controlling electrical circuits by means of virtual instruments, 2017 11th

International Conference on Electromechanical and Power Systems, SIELMEN 2017 –

Proceedings 2017-January, Iasi, Romania pages: 441-444, WOS:000426906000084, ISBN: 978-

153861846-2, DOI: 10.1109/SIELMEN.2017.8123371, (indexată în IEEE Xplore, Web of

Science, SCOPUS).

Pavel Ionel, David Valeriu, On the survey of the magnetic fields in power distribution

substations, 2016 International Conference and Exposition on Electrical and Power Engineering

(EPE 2016), 20-22 October, 2016, Iasi, Romania, pages. 413 – 417, WOS:000390706300083,

ISBN:978-1-5090-6128-0, ISSN: 2471-6855, DOI: 10.1109/ICEPE.2016.7781373, (indexată în

IEEE Xplore, Web of Science, SCOPUS).

Articole publicate la conferinţe BDI

Pavel Ionel, David Valeriu, Ursache Silviu, On a Survey of the Magnetic Field in a Commercial

Area, 22nd IMEKO TC4 International Symposium & 20th International Workshop on ADC

Modeling and Testing, 14-16 September, 2017, Iasi, Romania, pages: 300-304, ISBN: 978-

151084976-1, DOI: 10.1109/ICEPE.2018.8559645, (indexată în IEEE Xplore, SCOPUS).

Ursache Silviu, Luncă Eduard, Sălceanu Alexandru, Pavel Ionel, Study on the relationship

between magnetic fields generated by home appliances and associated drawn currents, Proc. of

the 22nd IMEKO TC4 International Symposium and 20th International Workshop on ADC

Modeling and Testing, 14-16 September, 2017, Iasi, Romania, pages: 305-308, ISBN: 978-

151084976-1, (indexată în SCOPUS).

Brevet de invenţie:

Cerere de brevet de invenţie nr. A/0010 din 19-02-2018

“Supravegherea automată a câmpului magnetic cu detecţia şi caracterizarea câmpurilor

tranzitorii”,

David Valeriu, Luncă Eduard, Pavel Ionel.

Page 50: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

45

Bibliografie

1. Ahlbom A., Day N. et al., „A pooled analysis of magnetic fields and childhood

leukemia”, British Jurnal of Cancer, vol. 83, no. 5, 16 June 2000, pp. 692-698.

2. Ali E., Memari A. R., „Effects of magnetic field of power lines and household appliances

on human and animals and its mitigation”, IEEE Middle East Conference on Antennas

and Propagation (MECAP), 2010, DOI: 10.1109/MECAP.2010.5724167.

3. Bedja M, Magne I. et al., „French population exposure to 50 Hz magnetic fields:

intermediate results”, International Colloquium Power Frequency Electromagnetic

Fields-ELF/EMF, Bosnia and Herzegovina, June 2009.

4. Betta G. et al., „Experimental investigation on workers’ exposure to electromagnetic

fields in proximity of magnetic resonance imaging system”, Measurement 45, 2012, pp.

199-206.

5. Bracken T. et al., “60 Hz Electric field exposure in transmission line tower”, Journal of

Occupational and Environmental Hygiene, 2005, pp 444-455.

6. Breniuc L., Haba C. G., „Embedded system for increasing home comfort and security”,

2014 International Conference and Exposition on Electrical and Power Engineering

(EPE), Iasi, Romania, 16-18 Ocober 2014, pp. 881 – 886,

DOI: 10.1109/ICEPE.2014.6970038.

7. Clayton P. R., “Introduction to Electromagnetic Compatibility”,John Wiley & Sons, Inc.,

2006.

8. CIGRE report, „Mitigation techniques of power-frequency magnetic fields originated

from electric power systems”, Working group C4.204, February 2009.

9. David, V, Nica, I, et al., „Monitoring of environmental low frequency magnetic fields”,

Environmental Engineering and Management Journal, vol. 8, No.5, 2009, pp. 1253-1261.

10. David V., Creţu M., Sălceanu A., One Year Period Survey of Residential Magnetic

Fields, Proceedings of the 14th International Symposium on New Technologies in

Measurement and Instrumentation, Gdynia-Jurata, Poland, 2005, pp. 325-330.

11. David V., Nica I., et al., „The measurement of magnetic fields generated by electric

installations”, Energetica, vol 58, No 5, 2010, pp. 230-237.

Page 51: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

46

12. David V., Nica I., „A measurement system for an automatic survey of low frequency

magnetic and electric fields”, Review of Scientific Instruments, 83, 2012, ID 105102,

DOI: 10.1063/1.4757151.

13. David V. and Creţu M., „Measurement of electromagnetic field intensity. Theory and

Applications”, Iaşi: Editura Venus, 2006.

14. David V., Luncă E., Pavel I., „Supravegherea automată a câmpului magnetic cu detecţia

şi caracterizarea câmpurilor tranzitorii”, Cerere de brevet de invenţie nr. A/0010 din 19-

02-2018.

15. del-Pino-Lopez J.C. et al., „Magnetic field shielding optimization in underground power

cable duct banks”, Electric Power system Research, 2014, pp. 21-27.

16. Directive 2013/35/EU of the European Parliament and of the Council of 26 June 2013 on

the minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to the

risks arising from physical agents (electromagnetic fields), (20th individual Directive

within the meaning of Article 16(1) of Directive 89/391/EEC) and repealing Directive

2004/40/EC.

17. Djuric N., Bjelic J., Kljajic D., Milutinov M., Kasas-Lazetic K., Antic D., „The

SEMONT Continuous Monitoring and Exposure Assessment for the Low-frequency

EMF”, 2016 IEEE International Conference on Emerging Technologies and Innovative

Business Practices for the Transformation of Societies (EmergiTech), Balaclava,

Mauritius, 3-6 August 2016, pp. 50-55, DOI: 10.1109/EmergiTech.2016.7737309.

18. Ellithy K, Al Shafai A. and Al Assiry F. „Measurement of Magnetic Fields in an Outdoor

High Voltage Power Substation”, Starkville, MS, USA, 4-6 Octomber 2009, pp. 1-6,

DOI: 10.1109/NAPS.2009.5484024.

19. Ellithy K., Al-Suwaidi S., Elsayed H., „Measuring human exposure to magnetic fields

near EHV 400 KV GIS substation and power lines in state of Qatar”, 2011 North

American Power Symposium, Boston, MA, USA, pp. 1-6,

DOI: 10.1109/NAPS.2011.6024891.

20. Fitta M., Biza S., et al., „Exploring Techniques for Monitoring Electric Power

Consumption in Households”, UBICOMM 2010: The Fourth International Conference on

Mobile Ubiquitous Computing, Systems, Services and Technologies, 2010, pp. 471-477.

Page 52: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

47

21. Frankin R. F. et al., „Results of a multisite study of U.S. residential magnetic fields”,

Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology, 2002, pp 9-20.

22. Fuentes M. A., Trakic A., Wilson S. J., and Crozier S., „Analysis and Measurements of

Magnetic Field Exposures for Healthcare Workers in Selected MR Environments,” IEEE

Transactions on Biomedical Engineering, vol. 55, no. 4, April 2008.

23. Georgescu G., Neagu B. C., „Analiza regimurilor permanente de funcţionare ale reţelelor

electrice din sistemul electroenergetic” vol.1 şi 2, editura PIM, 2014.

24. Giaccone L., „Optimal layout of parallel power cables to minimize the straymagnetic

field”, Electric Power system Research, 2016, pp 152-157.

25. Gobba F. et al., „Occupational and environmental exposure to extremely low frequency-

magnetic fields: a personal monitoring study in a large group of workers in Italy”, Journal

of Exposure Science and Environmental Epidemiology, 2011, pp 634-645.

26. Grbić M., Canova A., Giaccone L., „Magnetic field in an apartment located above

10/0.4 kV substation: levels and mitigation techniques”, CIRED - Open Access

Proceedings Journal, Issue: 1, Octomber 2017, pp. 752-758, DOI: 10.1049/oap-

cired.2017.1230.

27. Grbić M., Canova A., Giaccone L., „Levels of magnetic field in an apartment near

110/35 KV substation and proposal of mitigation techniques”, Mediterranean Conference

on Power Generation, Transmission, Distribution and Energy Conversion (MedPower

2016), Belgrade, Serbia, 6-9 November 2016, pp. 1-8, DOI: 10.1049/cp.2016.1025.

28. Gryz K., Leszko W., „Magnetic field related to transient currents of electric

transportation systems – assessment of human's exposure in metro cars”, 2009 2nd

International Symposium on Applied Sciences in Biomedical and Communication

Technologies, Bratislava, Slovakia, 24-27 Nov. 2009, pp. 1-3,

DOI: 10.1109/ISABEL.2009.5373613.

29. Guttman J. L., Niple J., Kavet R., Johnson G. B., „Measurement Instrumentation for

Transient Magnetic Field and Currents”, IEEE EMC International Symposium, Montreal,

Canada, 2001.

30. Haba G. C., Breniuc L., David V., „Developing Embedded Platforms for Ambient

Assisted Living, Ambient Assisted Living and Enhanced Living Environments:

Principles, Technologies and Control”, Edited by Ciprian Dobre, Constandinos X.

Page 53: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

48

Mavromoustakis, Nuno M. Garcia, Rossitza I. Goleva, George Mastorakis, Elsevier,

2017.

31. Han X., Luo J., Xie J., Wu Z., Xia Y., „Automatic Measurement of Resistance and

Inductance of Pulsed Magnet Based on Virtual Instrument Technology”, 2008 Chinese

Control and Decision Conference, Yantai, Shandong, China, 2-4 July 2008, pp. 1757 -

1760, DOI: 10.1109/CCDC.2008.4597623.

32. Han X., Xie J., Luo J., Wu Y., Xu Y., „Development of a Point Coil Magnetic Field

Measurement System for Pulsed High Magnetic Fields”, 2008 International Conference

on Electrical Machines and Systems, Wuhan, China, 17-20 Oct. 2008, pp. 699 – 703.

33. Hanna S. A., Motai Y., Varhue W. J., Titcomb S., „Very-Low-Frequency

Electromagnetic Field Detector With Data Acquisition”, IEEE Transaction on

instrumentation and measurement, vol. 58, nr. 1, 2009.

34. Hareuveny R. et al., „Exposure to 50 Hz magnetic fields in apartment buildings with

indoor transformer stations in Israel”, Journal of Exposure Science and Environmental

Epidemiology, 2011, pp 365-371.

35. http://www.ni.com/getting-started/labview-basics/

36. Ho S. L., Niu S., Fu W.N., and Zhu J., „A Sensitivity Analysis Method for Equivalent

Parameter Extraction of Transient Magnetic Field With Internal Circuits”, IEEE

TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 48, NO. 2, FEBRUARY 2012, pp. 295 –

298, DOI: 10.1109/TMAG.2011.2173912.

37. Hotărâre nr. 520/2016, „Cerinţele minime de securitate şi sănătate referitoare la

expunerea lucrătorilor la riscuri generale de câmpuri electromagnetice”, Monitorul

Oficial, 2016, nr. 576.

38. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP), „Guidelines

for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to

300 GHz)”, Health Physics, vol. 74, 1998, pp. 494-522.

39. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, „Guidelines for limiting

exposure to time-varying electric and magnetic fields (1 Hz – 100 kHz),” Health Physics,

Vol. 99, No. 6, pp. 818–836, 2010.

Page 54: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

49

40. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, „Guidance on

determining compliance of exposure to pulsed and complex non-sinusoidal waveforms

below 100 kHz with ICNIRP guidelines”, Health Phys 84:383–387, 2003b.

41. Ippolito M. G., Puccio A., Ala G., Ganci S., „Attenuation of low frequency magnetic

fields produced by HV underground power cables”, 2015 50th International Universities

Power Engineering Conference (UPEC), Stoke on Trent, UK, 1-4 September 2015, pp. 1-

5, DOI: 10.1109/UPEC.2015.7339774.

42. Jokela K., „Restricting exposure to pulsed and broadband magnetic fields”, Health Phys

79:373–388; 2000.

43. Karawia H., „EXTREMELY LOW FREQUENCY MAGNETIC FIELD

MEASUREMENTS NEAR OVERHEAD POWR LINES”, 22nd International

Conference on Electricity Distribution, Stockholm, 10-13 June 2013, pp. 1-4.

44. Kent Choma, Mehdi Etezadi-Amoli, “Magnetic field measurements in a 345 kV

substation”, 2011 North American Power Symposium, Boston, MA, USA, 4-6 August

2011, pp. 1-4, DOI: 10.1109/NAPS.2011.6024877.

45. Kheifets L., Swanson J. and Greenland S., „Childhood Leukemia, Electric and Magnetic

Fields, and Temporal Trends”, Bioelectromagnetics 27, pp. 545-552, 2006, Wiley-Liss.

46. Kholod P. V., Ogurtsova Т. N., „Active loop sensor for receiving pulse magnetic fields of

nanosecond duration”, 2017 XI International Conference on Antenna Theory and

Techniques (ICATT), Kyiv, Ukraine, 24-27 May 2017, pp. 221 – 223,

DOI: 10.1109/ICATT.2017.7972626.

47. Konstantinoudis G., Kreis C., Ammann R. A., Niggli F., Kuehni C. E., Spycher B. D.,

„Spatial clustering of childhood cancers in Switzerland: a nationwide Study”, Springer

International Publishing AG, part of Springer Nature 2018, 7 February 2018,

DOI:10.1007/s10552-018-1011-6.

48. Korpinen L., Kuisti H., Paakkonen R, Vanhala P. and Elovaara J., „Occupational

exposure to electric and Magnetic Fields While Working at Switching and Transforming

Stations of 110 kV”, Ann. Occup. Hyg., Vol. 55, No. 5, 2011, pp. 526–536.

49. Kuznetsov B., Voloshko A., Bovdui I., Vinichenko E., Kobilyanskiy B., Nikitina T.,

„High voltage power line magnetic field reduction by active shielding means with single

compensating coil”, 2017 International Conference on Modern Electrical and Energy

Page 55: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

50

Systems (MEES), Kremenchuk, Ukraine, 15-17 November 2017, pp. 196-199,

DOI: 10.1109/MEES.2017.8248887.

50. Leitgeb N. et al., „Magnetic emissions of electric appliances”, International Journal of

Hygiene and Environmental Health 211, 2008, pp 69-73.

51. Lilien J.L., Dular P. et al., „Effects of extremely low frequency electromagnetic fields on

human beings”, International Colloquium Power Frequency Electromagnetic Fields-ELF-

EMF, Bosnia and Herzegovina, June 2009.

52. Lukaszewski R., Liszewski K., Winiecki. W., „Methods of electrical appliances

identification in systems monitoring electrical energy consumption”, 2013 IEEE 7th

International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing

Systems (IDAACS), DOI: 10.1109/IDAACS.2013.6662630.

53. Luncă E., „Sisteme pentru măsurarea şi monitorizarea poluării electromagnetice”, Studii

teoretice şi experimentale, Iaşi 2015, Editura PIM.

54. Luncă E., Istrate M., Sălceanu A., Tibuliac Ş., „Computation of the Magnetic Field

Exposure from 110 kV Overhead Power Lines”, 2012 International Conference and

Exposition on Electrical and Power Engineering (EPE 2012), 25-27 October, Iasi,

Romania, pp. 628-631 (b).

55. Luncă E., Staicu E. and Bălăucă M., „10 Hz – 20 kHz single-axis magnetic field meter”,

2014 International Conference and Exposition on Electrical and Power Engineering

(EPE), Iasi, Romania, pp. 453-456, October 2014.

56. Luncă E., David V., „Wideband Three-axis Magnetic Field Sensor”, 2018 International

Conference and Exposition on Electrical And Power Engineering (EPE), 18-19 Oct.

2018, Iasi, Romania, pp. 693-696, DOI: 10.1109/ICEPE.2018.8559876.

57. Luncă E., Ursache S., Salceanu A., „Study of the power-frequency magnetic fields in

residences and schools”, AGIR, No. 3. 2012, pp. 689-694. (a)

58. Magne I., Souques M. et al., „Exposure of the french population to 50 Hz magnetic field:

general resultants and impact of electric networks”, 21st International Conference on

Electricity Distribution, Frankfurt, June 2011.

59. Mariscotti A., „A Magnetic Field Probe with MHz Bandwidth and 7-Decade Dynamic

Range,” IEEE Transaction on instrumentation and measurement, vol. 58, pp. 2643 –

2652, August 2009.

Page 56: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

51

60. Merdan E., Munteanu C., Ţopa V., Pop I. T., „Power Lines Magnetic Field Supression

using Passive Loops”, The 7th International Conference on Modern Power Systems

(MPS 2017), 6-9 June 2017, pp. 1-5, DOI: 10.1109/MPS.2017.7974455.

61. Mertz L. „What is biocompatibility”, IEEE Pulse, July/August 2013, pp. 2154-2287.

62. Morega M., Baran I. M., and Morega A. M., „Evaluation of Environmental Low

Frequency Magnetic Fields in Occupational Exposure,” Proc. 8th Int. Conf. and

Exposition on Electrical and Power Engineering EPE-2014, Iaşi, Romania, pp. 522-527,

2014.

63. Munno J., Kwangho Y., Sungho M., „Occupational and Residential Exposures to ELF

Magnetic Fields Over a 24-h Period Among a Sample of Urban Populations in Korea”,

IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Volume: 52, Issue: 4, November

2010, pp. 843-848, DOI: 10.1109/TEMC.2010.2044884.

64. Munteanu C., Vişan G. and Pop T. I., „Electric and Magnetic Field Distribution inside

High Voltage Power Substations. Numerical Modeling and Experimental

Measurements,” Transactions on Electrical and Electronic Engineering, Vol. 5, pp. 40-45,

2010.

65. Munteanu C., Pop I. T., Ţopa V., Hangea C., Gutiu T., Lup S., „Study of the Magnetic

Field Distribution inside Very High Voltage Substations”, 2012 International Conference

and Exposition on Electrical and Power Engineering (EPE 2012), 25-27 October, Iasi,

Romania, pp. 660-663, DOI: 10.1109/ICEPE.2012.6463571.

66. Munteanu C., Vişan G., Pop I. T., Ţopa V., Merdan E., Racasan A., „Electric and

Magnetic Field Distribution inside High and Very High Voltage Substations”, 2009 20th

International Zurich Symposium on Electromagnetic Compatibility, 12-16 Jan. 2009, pp.

277-280, DOI: 10.1109/EMCZUR.2009.4783444.

67. National Instruments Corporation, USB-6008/6009, DataSheet.

68. National Instruments, „Getting Started with LabVIEW”, June 2013, 373427J-01.

69. Nica I., David V., Pavel I., Sălceanu A., „Automatic long term survey of magnetic fields

in residential areas. Instrumentation and measurements”, Environmental Engineering and

Management Journal, Vol.15, No. 12, December 2016, pp. 2631-2640, ISSN: 15829596,

(SCOPUS).

Page 57: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

52

70. Nicolaou Ch. P., Papadakis A. P., Razis P. A., Kyriacou G. A., Sahalos J. N.,

„Experimental measurement, analysis and prediction of electric and magnetic field in

open type air substations,” Electric Power System Research, Vol. 90, pp. 42– 54, 2012.

71. Nikolovski S., Klaić Z., Štefić B., „Measurements and Computation of Electromagnetic

Field in Transformer Station 400/110 kV Ernestinovo”, 2009 IEEE Bucharest

PowerTech, 28 June-2 July 2009, Bucharest, Romania, pp. 1-8,

DOI: 10.1109/PTC.2009.5281994.

72. Nishizawa S. et al., „Low-frequency dosimetry of inhomogeneous magnetic fields using

the coil source model and the household appliance”, IEEE Transactions on biomedical

engineering, vol 54, nr 3, 2007.

73. Paniagua J. M. et al., „Exposure to extrememy low frequency magnetic fields in an urban

area”, Radiat Environ Biophys, 2007, pp 69-76.

74. Paraskevopoulos A. A. P. et al., „Magnetic induction measurements in high voltage

centers of 150/20kV”, Measurement, 2009.

75. Pavel I., David V. and Donose C., „A measurement system for the automatic survey of

the low frequency magnetic field”, EPE 2018 - Proceedings of the 2018 10th

International Conference and Expositions on Electrical And Power Engineering 8559761,

18-19 October 2018, Iaşi, România, pp. 568-571, ISBN: 978-153865062-2, (indexată în

IEEE Xplore, Web of Science, SCOPUS).

76. Pavel I., David V., Podaru A.C., „A Survey of the Magnetic Field in a MRI Area”, 10th

International Conference and Expositions on Electrical And Power Engineering, EPE

2018; Iasi; Romania; 18-19 October 2018, Iaşi, România, pp. 572-577, ISBN: 978-

153865062-2, (indexată în IEEE Xplore, Web of Science, SCOPUS).

77. Pavel I., David V., Ursache S., „On a Survey of the Magnetic Field in a Commercial

Area”, 22nd IMEKO TC4 International Symposium & 20th International Workshop on

ADC Modeling and Testing, 14-16 September, 2017, Iasi, Romania, pp. 300-304,

ISBN: 978-151084976-1, (indexată în IEEE Xplore, SCOPUS).

78. Pavel I., David V., „On the survey of the magnetic fields in power distribution

substations”, 2016 International Conference and Exposition on Electrical and Power

Engineering (EPE 2016), 20-22 October, 2016, Iasi, Romania, pp. 413 – 417, ISBN: 978-

150906129-7, (indexată în IEEE Xplore, Web of Science, SCOPUS). (a).

Page 58: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

53

79. Pavel I., David V., „The measurement of magnetic field in two power distribution

substations”, Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi Publicat de Universitatea Tehnică

„Gheorghe Asachi” din Iaşi, Volumul 62 (66), Numărul 4, 28 Niembrie, 2016, Iaşi,

România, pp. 21-31(b).

80. Peterlin U. M., Živic T., „Electromagnetic compatibility levels in power plants and

substations”, 2015 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility

(EMC), Dresden, Germany, 16-22 August 2015, pp. 266-270,

DOI: 10.1109/ISEMC.2015.7256170.

81. Ping B., Song W., Wang C., Zhang W., „Research on electromagnetic interference

between power cables and shielded twisted-pair bundles”, 2015 IEEE 6th International

Symposium on Microwave, Antenna, Propagation, and EMC Technologies (MAPE),

Shanghai, China, 28-30 October 2015, pp. 409-414, DOI: 10.1109/MAPE.2015.7510346.

82. Richman R. et al., „A pilot neighborhood study towards establishing a benchmark for

reducing electromagnetic field levels within single family residential dwellings”, Science

of the total environment 466-467, 2014, pp. 625-634.

83. Riminesi C. et al., „ELF Magnetic field exposure in a neonatal intensive care unit”,

Bioelectromagnetics 25, 2004, pp 481-491.

84. Safigianni A. S., Tsompanidou C. G., „Electric- and Magnetic-Field Measurements in an

Outdoor Electric Power Substation”, IEEE Transactions on Power Delivery, Volume:

24, Issue: 1, January 2009, pp. 38-42, DOI: 10.1109/TPWRD.2008.917690.

85. Safigianni A. S., Spyridopoulos A. I. and Kanas V. L., „Electric and Magnetic Field

Measurement in a High Voltage Center,” Ann. Occup. Hyg., Vol. 56, No. 1, pp 18-24,

2012.

86. Safigianni A. S., Spyridopoulos A. I. and Kanas V. L., „Electric and Magnetic Field

Measurements in a High Voltage Center”, 2011 10th International Conference on

Environment and Electrical Engineering, 8-11 May 2011, Rome, Italy, pp. 1-4,

DOI: 10.1109/EEEIC.2011.5874771.

87. Salam M. A., Wen F., Amir Pg., Ang S. P., Uddin M. R., Rahman Q. M., Syeed H.,

„Characterization of electric and magnetic fields near residential and industrial areas in

Brunei Darussalam”, 2016 IEEE International Conference on Power System Technology

Page 59: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

54

(POWERCON), Wollongong, NSW, Australia, 28 September-1 Octomber 2016, pp. 1-5,

DOI: 10.1109/POWERCON.2016.7753918.

88. Sălceanu A., Păuleţ M., Luncă E., „Upon the Effect of Transposed Phasing on the

Magnetic Field Produced by Overhead Power Lines”, 2018 International Conference and

Exposition on Electrical And Power Engineering (EPE), 18-19 Oct. 2018, Iasi, Romania,

pp. 755-758, DOI: 10.1109/ICEPE.2018.8559614.

89. SCENIHR, „Health Effects of Exposure to EMF”, January 2009.

90. Sergeant P., den Bossche A. V., „High sensitivity 50 Hz – 1 MHz probe for B and

dB/dt,” IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, vol. 1, pp. 55-

60, 2002.

91. Serra H.; Correia J. et al., „Domestic power consumption measurement and automatic

home appliance detection”, IEEE International Workshop on Intelligent Signal

Processing, 2005, DOI: 10.1109/WISP.2005.1531645.

92. Streubel R., Yang B., „Identification of electrical appliances via analysis of power

consumption”, Proc. of the Third International Conference on Computer,

Communication, Control, and Information Technology (C3IT), 2015, DOI:

10.1109/C3IT.2015.7060219.

93. Transelectrica web: http://www.transelectrica.ro/widget/web/tel/sen-harta/-

/harta_WAR_SENOperareHartaportlet

94. Tukimin R., Mahadi W.N.L, Ali M.Y.M, Thari M.N.M, „Extremely low frequency

electromagnetic field (ELF EMF) survey of residential areas around transmission lines”,

2007 Asia-Pacific Conference on Applied Electromagnetics, Melaka, Malaysia, 4-6

December 2007, pp. 1-5, DOI: 10.1109/APACE.2007.4603908.

95. Ursache S., Luncă E., Sălceanu A., Pavel I., „Analysis of the influence of the current

drawn by the appliance on the close magnetic field”, Acta IMEKO, Volume 7, Issue 4,

December 2018, pp. 70-74, ISSN: 0237028X, (indexată în SCOPUS).

96. Ursache S., Luncă E., Sălceanu A., Pavel I., „Study on the relationship between magnetic

fields generated by home appliances and associated drawn currents”, Proc. of the 22nd

IMEKO TC4 International Symposium and 20th International Workshop on ADC

Modeling and Testing, 14-16 September, 2017, Iasi, Romania, pp. 305-308, ISBN: 978-

151084976-1, (indexată în SCOPUS).

Page 60: CERCETĂRI PRIVIND SUPRAVEGHEREA CÂMPURILOR … teza de... · frecvenţă (sistemele de alimentare cu energie electrică, consumatorii industriali şi casnici) este foarte importantă

55

97. Ursache, S., Salceanu, A. et al., „Indoor and outdoor measurements of the low frequency

magnetic fields in an urban area”, 2016 International Conference and Exposition on

Electrical and Power Engineering (EPE), 2016, pp. 1-4.

98. Vişan G., Pop I. T. and Munteanu C, „Electric and Magnetic Field Distribution in

Substations belonging to Transelectrica TSO”, 2009 IEEE Bucharest Power Tech

Conference, June 28th - July 2nd, Bucharest, Romania, pp. 1-5.

99. Wang X., Huang Q., Lu Y., Du M., „Development and Application of a Portable 3-axis

Transient Magnetic Field Measuring System Based on AMR Sensor”, Proc. of the IEEE

International Conference on Smart Instrumentation, Measurement and Applications

(ICSIMA), 26-27 November 2013, Kuala Lumpur, Malaysia, pp. 1-9,

DOI: 10.1109/ICSIMA.2013.6717914.

100. Wang Z., Srinivasan R., „Classification of Household Appliance Operation

Cycles: A Case-Study Approach”, Energies 2015, 8, 10522-10536;

DOI:10.3390/en80910522.

101. Wout J., Leen V., and Luc M., “General Public Exposure by ELF Fields of 150–

36/11-kV Substations in Urban Environment”, IEEE TRANSACTIONS ON POWER

DELIVERY, VOL. 24, NO. 2, APRIL 2009, pp. 642.649.

102. Zangl H. et al., „A feasibility study on autonomous online condition monitoring

of high-voltage overhead power lines”, IEEE Transactions on biomedical engineering,

vol 58, nr. 5, 2009.