Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів




Сторінка16/37
Дата конвертації19.12.2016
Розмір5.01 Kb.
ТипНавчальний посібник
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   37
Вплив електромагнітного поля на організм людини. Механізм впливу
ЕМП на біологічні об’єкти дуже складний і недостатньо вивчений. Але в спрощеному вигляді цей вплив можна уявити наступним чином: у електричному полі молекули, з яких складається тіло людини, поляризуються і орієнтуються за напрямком поля: у рідинах, зокрема в крові, під дією електрики з’ÿвляються іони
і, як наслідок, струми. Однак іонні струми будуть протікати у тканині тільки по міжклітинній рідині, тому що за постійного поля мембрани клітини, будучи добрими ізоляторами, надійно ізолюють внутрішньоклітинне середовище.
При підвищенні частоти зовнішнього ЕМП електричні властивості живих тканин змінюються: вони втрачають властивості діелектриків і набувають властивостей провідників, до того ж ця зміна відбувається нерівномірно. З подальшим зростанням частоти індукція іонних струмів поступово заміщується поляризацією молекул.
Змінне поле викликає нагрівання тканин людини як за рахунок змінної поляризації діелектрика, так і за рахунок появи струмів провідності. Тепловий ефект є наслідком поглинання енергії електромагнітного поля. На високих частотах, перед усім в діапазоні радіочастот (10 15 10 11
Гц), енергія поля, що проникає в організм багатократно відбивається, заломлюється у багатошаровій структурі тіла з різними товщинами шарів тканин. Внаслідок цього поглинається енергія ЕМП неоднаково, звідси вплив на різні тканини відбувається також неоднаково. Крім того, підшкірний жировий шар може грати роль четверть хвильового трансформатора, що узгоджує хвильові опори шкіри та м’язової тканини, яка межує з жировим шаром. При цьому доля енергії, що

141 проходить через тіло, може значно збільшитися. Цей ефект залежить від товщини жирового шару, товщини шкіри та частоти поля.
При опроміненні дециметровими хвилями (10 8
10 9
Гц) підшкірний шар жиру товщиною 9 мм може бути таким узгоджувальним трансформатором. Цим можна пояснити, що випромінювання з довжинами хвиль 20 30 см поглинається в широкому діапазоні від 20 100 % у шкірі, жирі та м’язах. За довжини хвиль
30 100 см воно поглинається у кількості 30 40 %, але в основному внутрішніми органами, і це визначає його найбільшу шкідливість як термогенного фактора.
Випромінювання з довжинами хвиль коротше 10 см в основному поглинається шаром шкіри. Для людини, з точки зору теплового ефекту, що викликається випромінюванням, це найменш небезпечний випадок, тому що, з одного боку, надлишкове тепло зараз же відчувається підвищується температура шкіри, а з другого боку це тепло розсіюється і відводиться від шкіри як у зовнішнє середовище, так і в тканини, розташовані глибше.
Теплова енергія, що виникла у тканинах людини, збільшує загальне тепловиділення тіла. Якщо механізм терморегуляції тіла не здатний розсіювати надлишкове тепло, може статися підвищення температури тіла. Це відбувається, починаючи з інтенсивності поля, що дорівнює 100 Вт/м
2
, яка називається тепловим порогом. Органи та тканини людини, які мають слабко виражену терморегуляцію, більш чутливі до опромінення (мозок, очі, нирки, кишечник, сім’яники). Перегрівання тканин та органів призводить до їх захворювання.
Підвищення температури тіла на 1 0
С та вище недопустиме через можливі необоротні зміни.
Дослідження показали, що вплив ЕМП високих частот, і особливо надвисоких частот, на живий організм виявляється і за інтенсивності нижче теплових порогів, тобто має місце їх нетепловий вплив, який, як вважають, є результатом ряду мікропроцесів, що відбуваються під дією полів.
Негативний вплив ЕМП викликає оборотні, а також необоротні зміни в організмі: гальмування рефлексів, зниження кров’яного тиску (гіпотонія), уповільнення скорочень серця (брадикардія), зміну складу крові у бік збільшення числа лейкоцитів та зменшення еритроцитів, помутніння кришталика ока
(катаракта).
Суб’єктивні критерії негативного впливу ЕМП головні болі, підвищена втомлюваність, дратівливість, порушення сну, задишка, погіршення зору, підвищення температури тіла.
Разом із біологічною дією, електростатичне поле та електричне поле промислової частоти обумовлюють виникнення розрядів між людиною та іншим об’ºêòîì, відмінний від людини потенціал. Зареєстровані при цьому струми не являють собою небезпеки, але можуть викликати неприємні відчуття. У будь- якому випадку такому впливу можна запобігти шляхом простого заземлення об’єктів, що мають великі габарити (автобус, дах дерев’яного будинку тощо), і видовжених об’єктів (трубопровід, дротяна загорожа тощо), тому що на них через велику ємність накопичується достатній заряд і суттєвий потенціал, які можуть обумовити помітний розрядний струм.

142
Великий практичний інтерес становлять дані досліджень впливу магнітного поля промислової частоти. Вчені Швеції виявили у дітей до 15 років, які мешкають навколо ЛЕП, що вони хворіють на лейкемію у 2,7 рази частіше, ніж у контрольній групі, віддаленій від ЛЕП.
Існує велика кількість гіпотез, які пояснюють біологічну дію магнітних полів. Загалом, вони зводяться до індукції струмів в живих тканинах та до безпосереднього впливу полів на клітинному рівні.
Відносно нешкідливим для людини на протязі тривалого часу пропонується визнати МП, що мають порядок геомагнітного поля та його аномалій, тобто напруженості МП не більше 0,15 0,2 кА/м. За більш високих напруженостей МП починає проявлятися реакція на рівні організму. Характерною рисою цих реакцій
є тривала затримка відносно початку дії МП, а також яскраво виражений кумулятивний ефект за тривалої дії МП. Зокрема, експерименти, проведені на людях, показали, що людина починає відчувати МП, якщо воно діє не менше 3 7 с. Це відчуття зберігається деякий час (близько 10 с.) і після закінчення дії МП.
Цікаві дані отримані проф. А.В. Сосуновим: постійне магнітне поле напруженістю 48 кА/м стимулювало ріст ракових клітин у тканинних культурах, а при напруженості 160 кА/м більшість ракових клітин гинула. Надаючи додаткові відомості про вплив магнітних полів приведемо результати експериментів
Інституту гігієни праці ім. Ф.Ф Ерісмана. Співробітники цього інституту встановили, що вода, оброблена магнітним полем у 160 кА/м не викликає серйозних змін в організмі піддослідних пацюків. Коли ж пацюки починали пити воду, оброблену більш сильним магнітним полем (400 кА/м), то у них виникали патологічні зміни у нервовій та кровоносній системах, а також у самій крові. Все це вказує на неоднозначність реакцій організму на дію ЕМП, перед усім магнітної складової, і вимагає великої обережності при нормуванні ЕМП, а також ретельності і серйозного обґрунтовування при гігієнічному нормуванні полів.
Принципи нормування електромагнітних полів. У теперішній час у якості визначального параметра для оцінки впливу поля як електричного, так і магнітного частотою до 10 30 кГц прийнято застосовувати густину електричного струму індукції в організмі. Вважається, що густина струму провідності j < 0,1 мкА/см
2
не впливає на роботу мозку, тому що імпульсні біоструми, що протікають у мозку, мають велике значення. В таблиці 3.3 показані можливі ефекти у залежності від густини струму, наведеного змінним полем в тілі людини.
Оцінку небезпеки для здоров’я людини виводять із зв’язку між значення густини струму, наведеного в тканинах, і характеристиками ЕМП. Густина струму
індукції, створюваного магнітним полем, визначається зам формулою: j = R f B, де,
В магнітна індукція, Тл, В = Н; f частота, Гц; питома провідність
См/м.
Для питомої провідності мозку приймають = 0,2 См/м, для серцевого м’яза
= 0,25 См/м. Якщо прийняти радіус R = 7,5 см для голови і 6 см для серця, добуток R виходить однаковим в обох випадках. При такому підході безпечна

143 для здоров’я магнітна індукція дорівнює близько 0,4 мТл при 50 або 60 Гц. Таке значення еквівалентне напруженості магнітного поля Н 300 А/м.

Т а б л и ц я 3.3. Дія електромагнітного поля на людину
Густина
індукційного струму j, мкА/см
2
Ефекти, що спостерігаються
0,1
Немає
1,0
Мерехтіння світлових кругів в очах, аналогічне тому, що виникає при надавлюванні на î÷íå ÿáëóêî
10 50
Гострі невралгічні симптоми, подібні до тих, що викликаються електричним струмом, тобто проявляється стимуляція сенсорних рецепторів та м’язових клітин більше 100
Збільшується ймовірність фібриляції шлуночка серця, зупинка серцевої діяльності, тривалий спазм дихальних м’язів, серйозні опіки
Густина струму, індукованого в тілі людини електричним полем, оцінюють за формулою: j = k F E, з різними коефіцієнтами k для області мозку та серця. Для орієнтовних розрахунків, оскільки важливо оцінити порядок густини струму j, приймається k = 3 10
-3
См/Гц м.
В області частот від 30 до 100 кГц механізм дії полів через збудження нервових та м’язових клітин поступається місцем тепловому впливу і в якості визначального фактора приймається питома потужність поглинання. При цьому вважається у відповідності з різними міжнародними íîðìàìè, що для енергії, поглинутої тілом людини, достатньо безпечною межею є 0,4 Вт/кг (у стандарті
ФРГ VDE 0848, частина 2). В діапазоні частот від 100 мГц до 3 ГГц слід враховувати резонансні ефекти в тілі та в області голови. На це при нормуванні повинна робитися поправка.
Нормування
ЕМП радіочастот. Для попередження захворювань, пов’язаних із впливом радіочастот, встановлені гранично допустимі значення напруженості та густини потоку енергії (ГПЕ) на робочому місці персоналу та для населення.
Згідно ГОСТ 12.1.006.-84 напруженість ЕМП в діапазоні частот 60 кГц
300 мГц на робочих місцях персоналу на протязі робочого дня не повинна перевищувати встановлених гранично допустимих рівнів (ГДР): за електричною складовою, В/м:
50 для частот від 60 кГц до 3 МГц;
20 для частот більше 3 МГц до 30 МГц;
10 для частот більше 30 МГц до 50 МГц;
5 для частот більше 50 МГц і до 300 МГ2; за магнітною складовою, А/м:
5 для частот від 60 кГц до 1,5 МГц;

144 0,3 для частот від 30 МГц до 50 МГц.
У теперішній час у відповідності із стандартом СЕВ 5801-86 визначають ГДР у діапазоні частот 60 кГц 300 МГц виходячи з енергетичного навантаження
(ЕН), яке являє собою добуток квадрата напруженості поля під час його дії.
Значення ГДР енергетичного навантаження на протязі робочого дня, а також
ГДР складових поля для короткого проміжку часу, визначені за вказаними формулами, наведені в таблиці 3.4.
Т а б л и ц я 3.4. Значення ГДР енергетичного навантаження на людину
Параметр
Граничні значення ГДР в діапазонах частот, МГц від 0,06 до 3 більше 3 до 30 більше 30 до 300
ЕН
ЕГДК
(В/м)
2
год
20000 7000 800
ЕН
НГДК
(А/м)
2
год.
200

Е
ГДР
(В/м)
500 300 80
Н
ГДР
(А/м)
50

Одночасна дія електричних та магнітних полів в діапазоні частот 0,06 3 Мгц вважається допустимою за умови:
ЕН
Е
/ ЕН
ЕГДР
+ ЕН
Н
/ ЕН
НГДР
1
Гранично допустиму густину потоку енергії в діапазоні частот 300 МГц 300
ГГц на робочих місцях персоналу встановлюють виходячи з допустимого значення енергетичного навантаження W на організм і часу перебування в зоні опромінення, однак у всіх випадках вона не повинна перевищувати 10 Вт/м, а при наявності рентгенівського випромінювання або високої температури повітря в робочих приміщеннях (вище 28 0
С 1 В/м
2
Гранично допустима густина потоку енергії (в принципі, це густина потужності, судячи з розмірності Вт/м
2
, але в технічній літературі і нормативній документації, на жаль, прийнятий термін «густини потоку енергії») визначається за формулою:
ГПЕ = W/Т,
де W нормоване значення допустимого енергетичного навантаження на організм, що дорівнює 2 Вт/м
2
для всіх випадків опромінення, виключаючи опромінення від антен сканування та антен, що обертаються, і 20 Вт/м
2
для опромінення від антен сканування та антен, що обертаються; Т час перебування в зоні опромінення, год.
Існують санітарні норми гранично допустимих значень електричного поля і густини потоку енергії на території житлової забудови:

Е В/м
50 Гц
30 300 кГц
0,3 3
МГц
3 30
МГц
30 300
МГц
Для діапазону
0,3 300 ГГц
500 20 10 4
2 0,05 Вт/м
2


145
Гранично допустима ГПЕ при експлуатації мікрохвильових печей не повинна перевищувати 0,1 Вт/м
2
при трикратному опроміненні по 40 хвилин кожного дня і загальній тривалості опромінення не більше 2 год. за добу.
Нормування ЕМП промислової частоти і статичних полів. Для електростатичних полів згідно ГОСТ 12.1.045 84 встановлюється допустима напруженість поля на робочих місцях за формулою Е = 60 /
t кВ/м, де t = 1 9 год.
У відповідності з цим стандартом граничне значення напруженості поля Е
ГДР
, за якого дозволяється працювати на протязі години, дорівнює 60 кВ/м. На протязі робочої зміни дозволяється працювати без спеціальних заходів захисту при напруженості 20 кВ/м.
Для визначення допустимого часу в електростатичному полі без захисних засобів у залежності від фактичної напруженості Е
ФАКТ
потрібно користуватися формулою: t
ДОП
= (Е
ГДР
/ Е
ФАКТ
)
2
Для електричного поля промислової частоти у відповідності з ГОСТ
12.1.002 84 гранично допустимий рівень напруженості електричного поля, перебування в якому не дозволяється без застосування спеціальних засобів захисту, дорівнює 25 кВ/м. При напруженості поля від 20 кВт/м до 25 кВ/м час перебування персоналу в полі не повинен перевищувати 10 хв.
Згідно стандарту дозволяється перебування персоналу без спеціальних засобів захисту на протязі всього робочого дня в електричному полі напруженістю до 5 кВ/м. В інтервалі більше 5 кВ/м і до 20 кВ/м включно допустимий час перебування Т (год.) визначається за формулою Т = 50/Е-2, де Е напруженість діючого поля у контрольованій зоні, кВ/м.
При перебуванні персоналу на протязі робочого дня в зонах з різною напруженістю приведений час перебування обчислюють за формулою:
Т
ПЕР
= 8 (t
E1
/ T
E1
+ t
E2
/ T
E2
+
+ t
En
/ T
Еn
), де t
E1
, t
E2
, t
En та T
E1
, T
E2
, T
Еn фактичний та допустимий час перебування в зоні з напруженістю Е
1
, Е
2
, та Е
n
За необхідності визначення гранично допустимої напруженості електричного поля при заданому часі перебування в ньому, рівень напруженості в кВ/м обчислюється за формулою: Е = 50 / (Т + 2), де Т час перебування в електричному полі, год.
Усередині житлових будівель приймається Е
ГДР
= 0,5 кВ/м, на території житлової забудови 1 кВ/м.
Для постійних магнітних полів у відповідності з СН 1742-77 встановлена напруженість поля Н
ГДР
= 8 кА/м на протязі робочої зміни при роботі з магнітними установками та магнітними матеріалами.
Для магнітних полів промислової частоти у відповідності з СН 3206-85 у залежності від характеру дії (безперервного або переривчастого) встановлений зв’язок між загальним часом дії на протязі робочого дня (Т) і гранично допустимою напруженістю поля Н
ГДР
При цьому характер дії поділено на групи:

146 1.
безперервна і переривчаста дія з тривалістю імпульсу t
І
> 0,02 с, з тривалістю паузи t
П
< 2с (і при t
І
> 60 с);
2.
переривчаста дія 60 с > t
І
> 1с, t
П
> 2с;
3.
переривчаста дія 0,002 с < t
І
< 1 с; t
П
> 2с.
Рекомендації Міжнародного комітету з питання неіонізуючих випромінювань від 1990 р., зокрема, з питань ГДР електричного та магнітного полів промислової частоти для професіоналів (персоналу) та населення приведені в табл. 3.5.
Т а б л и ц я 3.5. ГДР ЕМП для різних груп населення.
Час перебування в полі
Е (кВ/м)
Н (мТл)
Професіонали:
на протязі робочого дня
10 0,5 короткий час
30 5 (< 2 год. на добу) для частин тіла
25
Населення:
аж до 24 годин на добу
5 0,1 (80 А/м) кілька годин на добу
10 1
Для порівняння наведемо дані найбільш повних у всьому частотному діапазоні від 0 до 300 ГГц і авторитетних німецьких стандартів стосовно ЕМП промислової частоти та статичних полів.
Для електростатичного поля на протязі робочого дня за німецькими нормами
Е = 40 кВ/м (у нас 20 кВ/м), для постійного магнітного поля Н = 16 кА/м (у нас 8 кА/м).
Для напруженості електричного поля промислової частоти на протязі робочого дня Е = 20 кВ/м (у нас 5 кВ/м), для напруженості магнітного поля промислової частоти Н = 4 кА/м (у нас 1,4 кА/м).
Порівняння показує, що наші норми для персоналу по постійним полям жорсткіші в 2 рази, а по ЕМП промислової частоти в 3 4 рази. Це свідчить про те, що у наші діючі норми закладений певний запас.
Норми і рекомендації для захисту від ЕМП при експлуатації
комп’ютерів. У теперішній час рядом країн розроблено документи, які регламентують правила користування дисплеями. Найбільш відомі шведські документи MPR II 1990:8 (Шведського національного комітету з захисту від випромінювань) та більш жорсткий стандарт ТСО 95 (Шведської конференції професійних союзів). Ці норми застосовуються у всіх країнах Скандинавії і рекомендовані до розповсюдження в країнах ЕС.
Вимоги норм MPR до рівня електромагнітних випромінювань у 20 разів жорсткіші, ніж вимоги ГОСТ, що обмежують рівень випромінювання радіочастот, вимоги ТСО 95 жорсткіші у 50 разів.
Нижче приводяться для порівняння з ГОСТ 12.1.006-84 «Електромагнітні поля радіочастот» дані шведського стандарту MPR ІІ1990:8. В діапазоні частот 5 Гц 2 кГц напруженість електричного поля Е не повинна перевищувати 25 В/м, а

147 магнітна індукція 250 нТл. Це рівнозначно напруженості магнітного поля Н =
0,2 А/м. В діапазоні частот 2 400 кГц Е 2,2 В/м, а Н 0,02 А/м. Такі самі значення прийняті тепер і в Росії згідно СанПиН 2.2.2.542-96 для відео- дисплейних терміналів на відстані 50 см від них. Цими нормами рекомендується користуватися і в Україні.
Для захисту від електромагнітних випромінювань при використанні комп’ютерів ранніх поколінь необхідно встановлювати захисний екран. Слід відзначити, що при індивідуальному використанні ПЕОМ або однорядовому їх розташуванні необхідно також встановити захисне покриття на передню панель та бічні стінки монітора, тому що електромагнітне випромінювання від комп’ютера поширюється у всіх напрямках, а при розташуванні робочого місця на відстані не більше 1,5 м від задньої стінки потрібне захисне покриття і на задню стінку.
Дослідні дані з визначення напруженості ЕМП для ряду закордонних комп’ютерів без спеціальних захисних пристроїв на відстані 0,1 м від монітора без екрана на частоті 15 кГц виявилися таким, що дорівнюють 5,5 30 В/м, з екраном 3 12 В/м, на відстані 0,3 без екрана 4 25 В/м, з екраном 3 7 В/м. Виміри проводилися за допомогою приладу NFM 1.
Для тих самих комп’ютерів напруженість електростатичного поля, виміряна приладом «ИНЭП–2» на відстані 0,3 м від монітора без екрана дорівнювала 7 9,4 кВ/м, з екраном 4 8,1 кВ/м, на відстані 0,6 м без екрана 1,8 3,1 кВ/м, з екраном
1,3 2,9 кВ/м.
У всіх випадках для захисту від випромінювань очі повинні бути розташовані на відстані витягнутої руки до монітора (не ближче 70 см).
Більш пізні монітори з маркуванням Low Radiation практично задовольняють вимоги шведських стандартів. Комп’ютери з рідкокристалічним екраном не наводять статичної електрики і не мають джерел відносно потужного електромагнітного випромінювання. При використанні блока живлення виникає деяке перевищення рівня на промисловій частоті, тому рекомендується працювати від акумулятора.
Найбільш ефективна система захисту від випромінювань реалізується через створення додаткового металічного внутрішнього корпусу, що замикається на вбудований закритий екран. За такої конструкції вдається зменшити електричне та електростатичне поле до фонових значень вже на відстані 5–7 см від корпуса, а за умови компенсації магнітного поля така конструкція забезпечує максимально можливу у наш час безпеку. Такі монітори коштують на 200 400 доларів дорожче звичайних, і тому в Україні поки що не отримали широкого розповсюдження.
Прилади для вимірювань напруженості електростатичного та магнітного
полів і густини потоку енергії ЕМП. Для вимірювання напруженості електростатичного поля в просторі рекомендуються прилади «ИНЭП-1», «ИЭСП-
1», «ИНЄП-20Д», що мають діапазон вимірювань 0,2 2500 кВ/м, для ЕСП на поверхні «ИЭП-П» з межею вимірюваних значень 4 500 кВ/м.
Для вимірювання напруженості постійного магнітного поля використовуються прилади Ш1-8 та Ф4355, що мають діапазон вимірювань 0 1600 кА/м.

148
Для вимірювання напруженості магнітного поля промислової частоти випускається прилад Г-79 з діапазоном вимірювань 0 15 кА/м в діапазоні 0,02 20 кГц.
Для вимірювань напруженості електричного поля промислової частоти стандарт рекомендує прилад NFM-1, що виробляється в Германії. Даний прилад годиться також для вимірювань магнітного поля, тому що його робота заснована на законі електромагнітної індукції. Для вимірювання Е використовуються антени дипольної системи, а для вимірювання Н рамочні антени. Прилад працює в широкому діапазоні частот. На 50 Гц діапазон вимірювань Е (2 40) кВ/м, в частотному діапазоні 60 кГц 300 МГц електричне поле вимірюється в межах
4 1500 В/м. Магнітне поле вимірюється в діапазоні 0,1 1,5 МГц для значень 0,5-
300 А/м. Похибка всіх вимірювань доходить до 25 %.
З вітчизняних приладів можна вказати «ИНЭП-1», що годиться для вимірювань Е = 5 100 В/м в діапазоні 50 Гц 30 МГц і для вимірювань Н =
0,5 300 А/м в діапазоні 100 кГц 1,5 МГц. Похибка вимірювань також висока: до 20 %. Випускається також ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17 для вимірювання Е = 1 3000
В/м в діапазоні 0,01 300 МГц.
Для вимірювань ЕМП надвисоких частот, тобто починаючи з 300 МГц і вище, годяться ПЗ-9, ПЗ-18, ПЗ-19, ПЗ-20. Діапазон вимірювань 1 мкВт/см
2 100 мВт/см
2
з допустимою похибкою до 30 40 %.
Методи та засоби захисту від впливу ЕМ. При невідповідності вимогам норм у залежності від робочого діапазону частот, характеру виконуваних робіт, рівня опромінення і необхідної ефективності захисту застосовують наступні способи та засоби захисту або їх комбінації: захист часом та відстанню; зменшення параметрів випромінювання безпосередньо в самому джерелі випромінювання; екранування джерела випромінювання; екранування робочого місця; раціональне розташування установок в робочому приміщенні; встановлення раціональних режимів експлуатації установок та роботи обслуговуючого персоналу; застосування засобів попереджувальної сигналізації
(світлова, звукова тощо); виділення зон випромінювання; застосування засобів
індивідуального захисту.
Захист часом передбачає обмеження часу перебування людини в робочій зоні, якщо інтенсивність опромінення перевищує норми, встановлені за умови опромінення на протязі зміни, і застосовується, коли немає можливості зменшити
інтенсивність опромінення до допустимих значень і тільки для випромінювань в діапазоні 300 МГц 300 ГГц, а також для електростатичного та електричного поля частотою 50 Гц. Допустимий час перебування залежить від інтенсивності опромінення.
Захист відстанню застосовується коли неможливо послабити інтенсивність опромінення іншими заходами, у тому числі й скороченням часу перебування людини в небезпечній зоні. В цьому випадку збільшують відстань між джерелом випромінювання і обслуговуючим персоналом. Цей вид захисту ґрунтується на швидкому зменшенні інтенсивності поля з відстанню. Це добре видно з формул.
У ближній зоні, довжина якої R
/2 , де довжина хвилі випромінювання, =

149 3 10 8
/(f r r
), напруженості електричної та магнітної складових поля зменшуються у залежності від відстані наступним чином:
Е=
I
2R
l
3 1/
; Н =
I
4R
l
2 1/ , де І струм у провіднику (антені), А; l довжина провідника (антени), м; діелектрична проникність середовища, Ф/м; кутова частота поля, = 2 f, f частота поля, Гц; R відстань від точки спостереження до джерела випромінювання, м.
Для одиночного прямолінійного провідника зі струмом напруженість магнітного поля Н легко визначити за законом повного струму Н = І/2 R, де І струм, R відстань від проводу до розгляданої точки. Якщо вважати, що електричний струм до праски прямолінійний, потужність праски дорівнює 1 кВт, тоді І = Р/U = 1000/220 = 4,5 А, а на відстані 0,1 м від шнура Н = 4,5/2 0,1 = 7
А/м. Санітарних норм для населення немає, але у світлі нових даних це значення може викликати занепокоєність. Правда, цей процес в даних умовах короткочасний.
Для дальньої зони (R>> /2 ) ефективність поля оцінюється частіше всього за густиною потоку потужності S:
S =
P G
4R
2 1/ , де Р потужність випромінювання, Вт, G коефіцієнт підсилення антени.
Зменшення випромінювання безпосередньо у самому джерелі досягається за рахунок застосування узгоджених навантажень та вбирачів потужності. Вбирачі потужності, що ослаблюють інтенсивність випромінювання до 60 дБ (10 6
) разів) та більше, являють собою хвилеводні лінії частково заповнені вбираючими матеріалами, у яких енергія випромінювання перетворюється на теплову.
Заповнювачами слугують: чистий графіт або графіт у суміші з цементом, піском та гумою; пластмаси; порошкове залізо в бакеліті, кераміці тощо; вода і ряд інших матеріалів.
Рівень потужності можна знизити також за допомогою атенюаторів (від французького attenuer зменшувати, ослаблювати) плавно-змінних та фіксованих. Атенюатори, які випускаються промисловістю дозволяють ослабити у межах від 0 до 120 дБ випромінювання потужністю 0,1 100 Вт і довжиною хвилі 0,4 300 см.
Найбільш ефективним і часто застосованим методом захисту від електромагнітних випромінювань є екранування самого джерела або робочого місця. Форми та розміри екранів різноманітні і відповідають умовам застосування.
Якість екранування характеризується ступенем ослаблення ЕМП, який називається ефективністю екранування. Він виражений відношенням значень величин Е, Н, S у даній точці за відсутності екрана до значень Е
Е
, Н
Е
, S
Е
в тій самій точці за наявності екрана. На практиці звичайно ослаблення випромінювання оцінюють у децибелах і визначають за однією з наступних формул:

150
L = 20 lg
E
E
Ф
; L = 20 lg
H
H
Ф
; L = 20 lg
S
S
Ф
Екрани діляться на такі види: екрани відбивання та екрани вбирання. Захисна дія екранів відбивання обумовлена тим, що діюче поле наводить у товщі екрану вихрові струми, магнітне поле яких напрямлене у бік, протилежний первинному полю. Результуюче поле швидко зменшується в екрані, проникаючи в нього на незначну величину. Глибину проникання для будь-якого çàçäàëåã³äü çàäàíîãî
îñëàáëåííÿ ïîëÿ L можна вирахувати за формулою:
= ln L /
(
/ ) де та відповідно магнітна проникність (Г/м) та електрична провідність
(См/м) матеріалу.
На відстані, що дорівнює довжині хвилі, ЕМП у провідному середовищі майже повністю затухає, тому для ефективного екранування товщина стінки екрана повинна бути такою, що приблизно дорівнює довжині хвилі в металі.
Глибина проникнення ЕМП високих та надвисоких частот дуже мала, наприклад, для міді вона складає десяті та соті долі міліметра, тому товщину екрана вибирають за конструктивними міркуваннями.
У ряді випадків для екранування застосовують металічні сітки, які дозволяють робити огляд та спостереження екранованих установок, вентиляцію та освітлення екранованого простору. Сітчасті екрани мають гірші властивості екранування порівняно із суцільними. Їх застосовують у тих випадках, коли потрібно ослабити густину потоку потужності на 20 30 дБ (в 100 1000 разів).
Всі екрани повинні заземлитися. Шви між окремими листами екрану або сітки повинні забезпечувати надійний електричний контакт між з’єднуваними елементами.
Засоби захисту (екрани, кожухи тощо) з радіовбираючих матеріалів виконують у вигляді тонких резинових килимків, гнучких та жорстких листів поролону або волокнистої деревини, просоченої відповідним складом, феромагнітних пластин. Коефіцієнт відбивання вказаних матеріалів не перевищує
1 3 %. Їх склеюють або приєднують до основи конструкції екрана спеціальними скріпками.
Електромагнітна енергія, випромінювана окремими елементами електротермічних установок та радіотехнічної апаратури, при відсутності екранів
(настроювання, регулювання, випробування) поширюється в приміщенні, відбивається від стін та перекриттів, частково проходить крізь них і трохи розсіюється в них. В результаті утворення стоячих хвиль в приміщенні можуть створюватися зони з підвищеною густиною ЕМВ. Тому роботи рекомендується проводити в кутових приміщеннях першого та останнього поверхів будинків.
Для захисту персоналу від опромінень потужними джерелами ЕМВ поза приміщеннями необхідно раціонально планувати територію радіоцентру, виносити служби за межі антенного поля, встановлювати безпечні маршрути руху людей, екранувати окремі будівлі та ділянки території.
Зони опромінення виділяються на основі інструментальних вимірювань
інтенсивності опромінення для кожного конкретного випадку розташування

151 апаратури. Установки огороджують або границю зони позначають яскравою фарбою на підлозі приміщення, передбачаються сигнальні кольори та знаки безпеки відповідно до ГОСТ12.3.026-76.
Для захисту від електричних полів повітряних ліній електропередач необхідно вибрати оптимальні геометричні параметри лінії (збільшення висоти підвісу фазних проводів ЛЕП, зменшення відстані між ними тощо). Це зменшить напруженість поля поблизу ЛЕП в 1,6 1,8 рази.
Для відкритих розподільних пристроїв рекомендуються пристрої екранування, які в залежності від призначення поділяються на стаціонарні та тимчасові.
Роблять їх у вигляді козирків, íàâ³ñ³â ³ ïåðåãîðîäîê із металічної сітки на рамі з кутикової сталі. Пристрої екранування необхідно заземлювати. Застосуванням заземлених тросів, підвішених на висоті 2,5 м над землею під фазами з’єднувальних шин ОРУ 750 кВ вдалося зменшити потенціал у робочій зоні на висоті 1,8 м, тобто на рівні людського зросту, з 30 до 13 кВ.
За значенням потенціалу h
або напруженості поля Е h
у зоні перебування людини можна оцінити значення емкісного струму, зумовленого електричним полем. Цей струм на протязі робочої зміни не повинен перевищувати 50 60 мкА:
І h
= 10 h
(мкА); І h
= 12 Е
h
(мкА), де h
у кВ, Е
h у кВ/м.
Якщо струм більший вказаних значень, то при тривалій роботі людини в цих умовах потрібно застосовувати заходи, які зменшують струм, а саме, використовувати костюми, що мають властивості екранування, та пристрої екранування.
Зазначимо, що пристрої екранування, призначені для захисту від електричних полів промислової частоти і визначені загалом міркуваннями механічної міцності, можуть виявитися малоефективними для захисту від дії магнітних полів, тому що при частоті f = 50 Гц електромагнітна хвиля проникає у мідь на кілька сантиметрів, і навіть екран з феромагнітного матеріалу, у якого = 1000 0
, повинен мати товщину стінки не менше 4 5 мм.
При виконанні ряду робіт, наприклад, по налагодженню та відпрацюванню апаратури, оператору íåìèíó÷å доводиться знаходитися в зоні електромагнітних випромінювань іноді великої густини потоку потужності. У цих випадках необхідно користуватися засобами індивідуального захисту, до яких відносяться комбінезони і халати з металізованої тканини, що здійснюють захист організму людини за принципом сітчастого екрану.
Для захисту очей від ЕМВ призначені захисні окуляри з металізованими скельцями типу ЗП5-80 (ГОСТ 12.4.013-75). Поверхня одношарових скелець повернута до ока, покрита безколірною прозорою плівкою двоокису олова, яка дає ослаблення електромагнітної енергії до 30 дБ при пропусканні світла не менше 75
%.
Для контролю рівнів ЕМП застосовують різні вимірювальні прилади у залежності від діапазону частот. Вимірювання проводять в зоні перебування персоналу від рівня підлоги до висоти 2 м через кожні 0,5 м. Для визначення

152 характеру поширення та інтенсивності ЕМП у цеху або кабіні вимірювання виконується у точках перетину координатної сітки зі стороною 1 м. Всі вимірювання проводяться за максимальної потужності джерела ЕМП.


Поділіться з Вашими друзьями:
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   37


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал