Abschnitt 5.1 - 5
Messtechnik, Ergebnisse und Beurteilung
5.1
Messtechnik
Mess- und Berechnungsverfahren sind derzeit der DIN VDE 0848-1 "Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern, Teil 1: Definitionen, Mess- und Berechnungsverfahren" zu entnehmen.
Für die Messung elektromagnetischer Felder müssen die eingesetzten Geräte so ausgelegt sein, dass sie abhängig vom zu messenden Frequenzbereich die elektrische Feldstärke E, die magnetische Feldstärke H, die magnetische Flussdichte B oder Leistungsdichte S messen, wobei die gesamte Messunsicherheit ± 20 % nicht überschreiten sollte.
Zur Durchführung von Messungen gehört aber auch eine entsprechende Vorbereitung. Dazu dienen vor allem:
technische Angaben über die Feldquelle (Frequenzen, Leistung, Strahlungseigenschaften und ggf. Modulation, Leiterströme und -spannungen),
Expositionsbedingungen und Angaben zu den Exponierten (Aufenthaltsorte und -zeiten, Schichtregime, Personengruppen),
bei Anlagen mit wechselnden Betriebsbedingungen die Festlegung eines bewertbaren Betriebszustandes,
entsprechend den technischen Bedingungen die richtige Auswahl von Messverfahren und Messgeräten,
mögliche Abschätzung der zu erwartenden maximalen Feldstärke oder Leistungsflussdichte vor Beginn der Messung bzw. vor Inbetriebnahme der Anlage, um eventuelle Schutzmaßnahmen, wie Leistungsabsenkung, zeitliche Aufenthaltsbeschränkung oder persönliche Schutzausrüstungen, vorzusehen,
Berücksichtigung des Messgeräteschutzes - eine Überschreitung des maximalen Messbereiches kann zur Zerstörung des Feldsensors führen
und
Protokollierung und Auswertung.
Im Normalfall sind die Messungen bei der maximalen Leistung durchzuführen. Sollte dies nicht möglich sein, dann sind die Messwerte auf die maximale Leistung hochzurechnen.
So gilt z.B. für die magnetische Flussdichte
Grundsätzlich sind die Messungen am unbesetzten Arbeitsplatz durchzuführen. Der Messende darf sich während der Messung nicht zwischen Feldquelle und Feldsonde aufhalten. Alle nicht mit der Messung involvierten Personen haben sich aus dem Messbereich zu entfernen. Die Beurteilung der Messergebnisse erfolgt auf der Basis der maximalen, in der gedachten Körperachse des Exponierten gemessenen Werte der Feldstärke oder Leistungsflussdichte am Messort.
Der Einsatz von Feldsonden mit isotroper Empfangscharakteristik (orthogonale Anordnung von drei Messwertaufnehmern im Sondenkopf) liefert einen Messwert, der weitgehend unabhängig von Einfallsrichtung und Polarisation des zu messenden Feldes ist (Bild 5-1).
Bild 5-1: Feldsonde mit isotroper Empfangscharakteristik
Im Gegensatz zu isotropen Feldsonden weisen Feldsonden mit einem Messwertaufnehmer (Bild 5-2) oder Messantennen eine Richtcharakteristik auf. Eine Orientierung der Sonde oder Antenne im Feld auf Maximumanzeige ist erforderlich. Der Maximalwert entspricht dann in vielen Fällen dem Spitzenwert der Feldstärke. Zur Bestimmung des Effektivwertes muss die Sonde nacheinander in x-, y- und z-Achse ausgerichtet werden. Aus den Einzelwerten ist dann die Feldstärke zu berechnen.
Bild 5-2: Feldsonde mit Messwertaufnehmer
Ist der Arbeitsplatz durch mehr als eine Feldquelle gekennzeichnet, ist Folgendes zu beachten:
Sind die zulässigen Werte im zu untersuchenden Frequenzbereich gleich, können die resultierenden Feldstärken mit breitbandigen Messeinrichtungen direkt gemessen werden.
Sind die Frequenzbereiche mit unterschiedlichen zulässigen Werten belegt, darf nur bei Einzelbetrieb der Feldquellen gemessen werden oder es sind frequenzselektive Messsysteme einzusetzen.
Bei Feldsonden oder Messantennen mit Richtcharakteristik ist zur Effektivwertemessung nur die Messung in drei orthogonalen Achsen mit nachfolgender Berechnung der Feldstärke zulässig.
Bei Drehfeldern von dreiphasigen Leiteranordnungen (zeitabhängige Richtung der Feldvektoren) ist die gemessene maximale Feldstärke immer kleiner als der Feldstärkewert, der aus Messungen in drei orthogonalen Achsen berechnet werden kann. Hier muss in x-, y- und z-Richtung gemessen und aus den Einzelwerten die Feldstärke berechnet werden.
Bei der Messung niederfrequenter elektrischer Felder ist darauf zu achten, dass die Messergebnisse nicht durch die feldverzerrende Wirkung von Personen oder Gegenständen (auch Messleitung) unzulässig beeinflusst werden. Deshalb muss das Messgerät oder die Sonde entweder an einer Isolierstange oder auf einem nicht leitfähigen Stativ ins Feld eingebracht werden. Die Messwertübertragung erfolgt über Lichtwellenleiter zu einer abgesetzten Anzeigeeinheit, sodass die Messung potenzialfrei erfolgt.
Bei der Messung niederfrequenter magnetischer Felder treten Feldverzerrungen nur durch Gegenstände aus Metall (Stahlträger, Armierungen, Fahrzeuge, Blechtüren und -bedachungen usw.) auf.
Personen haben keinen Einfluss auf das magnetische Feld, sodass Messgeräte direkt ins Feld eingebracht werden dürfen und ein Verlassen des Bereiches vom Messenden nicht notwendig ist (Bild 5-3).
Bild 5-3: Messungen an einem induktiven Durchlaufofen eines Warmformbetriebes