Magnetic field of electrical heating cable systems of the floors for residential premises

Abstract

In order to effectively protect public health from the magnetic field of electric heating cable systems of the floors, it is necessary to reduce it to a safe level. However, this requires careful study of the magnetic field. The purpose of the work is to develop a mathematical model and a verified methodology for calculating the magnetic field of electric heating cable systems of the floors in residential premises, and assessment of compliance of the magnetic field with the normative level. Method. A methodology for calculating the magnetic field of electric heating cable systems of the floors in residential premises has been developed. Scientific novelty. Based on Bio-Savar’s law and the principle of superposition, an analytical model of the magnetic field of electric heating cable systems of the floors and its calculation method was created. The magnetic field of the coaxial heating cable is determined, taking into account the value of its maximum eccentricity. The experimentally substantiated correctness of the obtained theoretical statements, which is confirmed by their coincidence with the results of the experiment with a spread of less than 7 %. Practical significance. A verified methodology for calculating the magnetic field of electric heating cable systems of the floors was proposed and an assessment of compliance of their magnetic flux density with the normative level of 0.5 μT was performed. It is recommended to lay modern two-wire heating cables at a depth of at least 75–100 mm from the floor. With a smaller laying depth, it is recommended to use coaxial heating cables, which have an order of magnitude smaller magnetic field.

Для ефективного захисту здоров’я населення від магнітного поля кабельних систем електрообігріву підлог, не обхідно його зменшення до безпечного рівня. Однак це потребує ретельного вивчення магнітного поля. Метою роботи є розробка математичної моделі і верифікованої методики розрахунку магнітного поля кабельних систем електрообігріву підлог житлових приміщень, та оцінка відповідності магнітного поля нормативному рівню. Методика. Розроблено методику розрахунку магнітного поля кабельних систем електрообігріву підлог в житлових приміщеннях. Наукова новизна. На основі закону Біо-Савара та принципу суперпозиції створено аналітичну модель магнітного поля кабельних систем електрообігріву підлог та методику його розрахунку. Визначено магнітне поле коаксіального нагрівального кабелю з урахуванням величини його максимального ексцентриситету. Експериментально обґрунтована коректність отриманих теоретичних положень, яка підтверджена їх співпадінням із результатами експерименту з розкидом менше 7 %. Практична значимість. Запропоновано верифіковану методику розрахунку магнітного поля кабельних систем електрообігріву підлог і виконано оцінку відповідності індукції їх магнітного поля нормативному рівню 0,5 мкТл. Рекомендовано прокладати сучасні двожильні нагрівальні кабелі на глибині не менше 0,075-0,1 м від підлоги. При меншій глибини прокладання рекомендовано використовувати коаксіальні нагрівальні кабелі, що мають на порядок менше магнітне поле.