VIII. РАСЧЕТ ЧАСТОТ ЭЛЕКТОМАГНИТНОГО ПОЛЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ. ЗАЩИТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМИ

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

В настоящее время произошел огромный скачек в развитии технических средств. Большинство населения фактически живет в весьма сложном электромагнитном поле (ЭМП), которое становится все труднее и труднее характеризовать: интенсивность этого поля в миллионы раз превосходит уровень планетарного магнитного поля и резко отличается по своим характеристикам от полей естественного происхождения.

Особенно резко напряженность полей возрастает вблизи линий электропередач (ЛЭП), радио-и телестанций, средств радиолокации и радиосвязи (в том числе мобильной и спутниковой), различных энергетических и энергоемких установок, городского транспорта. В бытовых условиях повышение электромагнитных полей вызывается применением электроприборов, видеодисплейных терминалов, сотовых телефонов, пейджеров, которые излучают ЭМП самой различной частоты, модуляции и интенсивности.

Масштабы электромагнитного загрязнения среды стали столь существенными, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила эту проблему в число наиболее актуальных в этом столетии для здоровья человека.

В настоящее время установлено влияние электромагнитных полей и излучений на все органы человеческого организма. Отрицательное воздействие ЭМП на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорциональны мощности поля и времени облучения. Длительное воздействие сильных ЭМП вызывает у человека нарушения эндокринной системы, обменных процессов, функции головного и спинного мозга, повышает склонность к депрессиям и даже самоубийству и увеличивает вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний и раковых опухолей.

Электромагнитное поле – это совокупность двух неразрывно связанных между собой переменных полей, характеризующихся напряженностью электрической (Е, В/м) и магнитной (Н, А/м) составляющих. Изменение этого поля в пространстве происходит с той же частотой (f, Гц), с которой пульсирует ток в проводнике.

Расстояние, на которое распространяется электромагнитная волна за один период, называется длиной волны λ =c/f, где с – скорость света, м/с.

Пространство вокруг источника ЭМП можно разделить на три зоны:

- зону индукции – формирования волны, которая находится на расстоянии R< λ /2π;

- зону интерференции, которая характеризуется наличием максимумов и минимумов потока энергии и находится на расстоянии R от источника: λ /2π < R < 2π λ;

- зону излучения на расстоянии R > 2π λ;.

При распространении ЭМП происходит перенос энергии, величина которой определяется вектором Умова-Пойтинга. Величина этого вектора измеряется в Вт/м² и называется интенсивностью I или плотностью потока энергии (ППЭ).

В первой зоне характеристическими критериями ЭМП являются отдельно напряженности электрической Е и магнитной Н составляющих, в зонах интерференции и излучения – комплексная величина ППЭ I.

В табл. 8.1. приведена классификация ЭМП в зависимости от диапазона радиочастот.

 

 

Таблица 8.1. Классификация ЭМП в зависимости от диапазона радиочастот

Диапазон радиочастот	f, Гц	λ, м	Нормируемые величины.
Высокие -ВЧ	30 кГц…3МГц (3·104…3·106 Гц)	10 000…100	Е, Н ЭНЕ, ЭНН
Ультравысокие - УВЧ	3МГц…300МГц (3·106…3·108 Гц)	100…1	То же
Сверхвысокие - СВЧ	300МГц…300ГГц (3·108…3·1011 Гц)	1…0, 001	I, ЭНППЭ

 

В ВЧ- диапазоне электромагнитного поля длина волны намного больше размеров тела человека. диэлектрические процессы, происходящие под воздействием ЭМП этого диапазона, выражены слабо. В результате происходит сокращение мышц, разогрев организма, страдает нервная система, повышается утомляемость.

На более высоких частотах в УВЧ- и СВЧ- диапазонах длина волны становится соизмерима с размерами человека и его отдельными органами, в тканях начинают преобладать диэлектрические потери, в

электролитах (крови и лимфе) наводятся ионные вихревые токи. Энергия ЭМП поглощается организмом, превращаясь в тепловую энергию, нарушаются обменные процессы в клетках. До значения плотности потока поля I ≤ 10 Вт/м², называемого тепловым порогом, механизмы терморегуляции организма справляются с подводимым теплом. При большой интенсивности может повыситься температура. Особенно страдают органы со слабовыраженным механизмом терморегуляции: мозг, глаза, желчный и мочевой пузырь, нервная система. Облучение глаз может привести к помутнению кристаллика (катаракте), возможны ожоги роговицы. Наблюдаются трофические явления в организме, старение и шелушение кожи, выпадение волос, ломкость ногтей.

В зависимости от интенсивности и времени воздействия изменения в организме могут быть обратимыми и необратимыми. Доказана наибольшая биологическая активность микроволнового СВЧ- поля в сравнении с ВЧ и УВЧ.

Таким образом, если не принять мер защиты, то излучаемая электромагнитная энергия может оказать вредное влияние на организм человека.

Нормирование ведется в соответствии с Санитарными правилами и нормами (СанПиН) и документами системы безопасности труда (ССБТ).

Нормирование полей промышленной частоты 50 Гц в условиях производства:

- осуществляется по напряженности электрической составляющей поля Е_Д ≤ 5 кВ/м – при нахождении в контролируемой зоне работника в течение всего рабочего дня,

- при напряженности 5 – 20 кВ/м допустимое время нахождениярассчитывается по специальной формуле (Т_Д = (50/Е_изм) – 2, где Е_изм – измеренная величина напряженности).

Предельно допустимый уровень напряженности для производства 25 кВ/м. для жилого сектора напряженность от линии электропередач не должна превышать:

- на территории жилой застройки 1кВ/м;

- внутри жилых зданий 0, 5 кВ / м.

Нормирование полей радиочастотного диапазона (данные приведены в таблице 8.2.).

Для бытовых источников ЭМП массового использования, таких как сотовые телефоны и микроволновые печи, существуют специальные нормы.

 

1. Гигиенические нормативы ГН 2.1.8./2.2.4.019 – 94. Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системой сотовой связи. В работе этих систем используется следующий принцип: территория города и района делится на небольшие зоны (соты) радиусом 0, 5 – 2 км, в центре каждой зоны располагается базовая станция. Системы сотовой радиосвязи работают в интервале 400 МГц – 1, 2 ГГц, т.е. в СВЧ- диапазоне. Максимальная мощность передатчиков базовых станций не превышает 100 Вт, коэффициент усиления антенны 10 – 16 дБ. Мощность передатчиков автомобильных станций 8 – 20 Вт, ручных радиотелефонов 0, 8 – 5 Вт. Лица, профессионально связанные с источниками ЭМП, подвергаются его воздействию в течение рабочего дня, население, проживающее в непосредственной близости от базовых станций, - до 24 ч в сутки, пользователи – только во время телефонных разговоров. Временно допустимые уровни (ВДУ) облучения:

- профессиональное воздействие – предельно допустимое значение I_ПД = 2/t, Вт/м²,

I_ПДмакс ≤ 10 Вт/м²;

- непрофессиональное воздействие – облучениенаселения, проживающего вблизи антенн базовых станций - I_ПД ≤ 0, 1 Вт/м²; облучение пользователей радиотелефонов - I_ПД ≤ 1 Вт/м²;

 

2. Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами в бытовых условиях – до 0, 1 Вт/м² на расстоянии 50 ± 5 см от любой точки микроволновой печи.

 

Для защиты от ЭПМ РЧ используются следующие методы:

- уменьшение излучения в источнике;

- изменение направленности излучения;

- уменьшение времени воздействия;

- увеличение расстояния до источника излучения;

- защитное экранирование;

- применение средств индивидуальной защиты.

 

2. Расчет электромагнитных полей, часто используемых в производственных условиях

2.1. Оценка уровня воздействия электростатического поля (ЭСП)

 

В соответствии с выданным преподавателем заданием оценка уровня воздействия производится в следующей последовательности:

1. Произведите расчет предельно допустимого уровня напряженности электростатического поля при воздействии на персонал более одного часа за смену по формуле:

 

 

EПДУ = 60 / √ t,

(8.1.)

 

где E_ПДУ – предельно допустимый уровень напряженности поля, кВ/м; t – время воздействия, ч.

 

Предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности электростатического поля (Е_ПДУ) устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 часа [23].

 

 

1. Определите допустимое время пребывания в ЭСП по формуле:

 

tдоп = (60 / Eфакт.),

(8.2.)

 

где Е_факт – фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

 

При напряженности ЭСП, превышающей 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается, а при напряженности менее 20 кВ/м время пребывания не регламентируется.

 

3. По полученным расчетам сделайте вывод о времени работы персонала в ЭСП, в том числе с использованием средств защиты.

 

2.2. Оценка уровня воздействия электромагнитных полей (ЭМП) различных диапазонов частот

Оценка ЭМП различного диапазона частот осуществляется раздельно по напряженностям электрического поля (Е, кВ/м) и магнитного поля (Н, А/м) или индукции магнитного поля (В, мкТл), в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц по плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м²), в диапазоне частот 30 кГц – 300 ГГц – по величине энергетической экспозиции.

 

2.2.1. ЭМП промышленной частоты

Предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м [21].

Оценка и нормирование ЭМП промышленной частоты на рабочих местах персонала проводится дифференцированно в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.

1. Произведите расчет допустимого времени пребывания персонала (в соответствии с вариантом задания) в ЭП при напряженностях от 5 до 20 кВ/м по формуле:

 

Т = (50 / Е) - 2,

(8.3.)

где Е – напряженность электрического поля в контролируемой зоне (Е₁, Е₂, Е₃), кВ/м; Т – допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

 

При напряженности ЭП от 20 до 25 кВ/м допустимое время пребывания составляет 10 мин. Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты не допускается.

 

2. Рассчитайте время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП по формуле:

 

 

Тпр. = 8·(tE1/T E1 + tE2/T E2 + tE3/T E3 + tEn/T En ),

(8.4.)

где Т_пр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребывания в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, ч; t_E1, t_E2, t_E4, t_En – время пребывания в контролируемых зонах напряженностями Е₁, Е₂, Е₃, Е_n, ч; T_E1, T_E2, T_E3, T_En – допустимое время пребывания для соответствующих зон, ч.

 

Проведенное время не должно превышать 8 ч. Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается в 1 кВ/м.

Требования действительны при условии, что проведение работ не связано с подъемом на высоту, исключена возможность воздействия электрических разрядов на персонал, а также при условиях защитного заземления всех изолированных от земли предметов, конструкций, частей оборудования, машин, механизмов, к которым возможно прикосновение работающих в зонах влияния ЭП.

 

 

2.2.2. ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц

Оценка и нормирование ЭМП осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ). Энергетическая экспозиция ЭМП определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека

 

1. Рассчитайте энергетическую экспозицию в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц (в соответствии с заданием) по формулам:

 

ЭЭе = Е2 · Т,   ЭЭн = Н2 · Т,

(8.5.)   (8.6.)

где Е – напряженность электрического поля, В/м; Н – напряженность магнитного поля, А/м; Т – время воздействия на рабочем месте за смену, ч.

2. Рассчитайте энергетическую экспозицию по плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц по формуле:

ЭЭППЭ = ППЭ · T,

(8.7.)

где ППЭ – плотность потока энергии (мкВт/см²).

Предельно допустимые уровни энергетических экспозиций (ЭЭПДУ) на рабочих местах персонала за смену приведены в табл. 8.2.

 

 

Таблица 8.2. ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц

 

Параметр	ЭЭПДУ в диапазонах частот, МГц
0, 03 – 3, 0	3, 0 – 30, 0	30, 0 – 50, 0	50, 0 – 300, 0	300, 0 – 300 000, 0
1.	2.	3.	4.	5.	6.
ЭЭЕ, (В/м)2 · ч	20 000				-
ЭЭН (А/м)2 · ч		-	0, 72	-	-
ЭЭППЭ (мкВ/см)2 · ч	-	-	-	-

 

Максимальные допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в табл. 8.3.

 

 

Таблица 8.3. Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц

Параметр	ЭЭПДУ в диапазонах частот, МГц
0, 03 – 3, 0	3, 0 – 30, 0	30, 0 – 50, 0	50, 0 – 300, 0	300, 0 – 300 000, 0
1.	2.	3.	4.	5.	6.
Е, (В/м)2					-
Продолжение таблицы 8.3.
Н, (А/м)2		-	3, 0	-	-
ППЭ, мкВ/см2	-	-	-	-	1000 – 5000*

 

*Для условий локального облучения кистей рук.

 

Предельно допустимые уровни ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц для населения отражены в табл. 8.4.

 

3. Определите предельно допустимый уровень ЭМП для средств связи и телевизионного вещания по формуле:

 

Епду = 21 · f-0, 37,

(8.8.)

где Е_ПДУ – значение предельно допустимого уровня напряженности электрического поля, В/м;

f – частота, МГц.

 

 

4. Рассчитайте предельно допустимый уровень плотности потока энергии при локальном облучении кистей рук при работе с микрополосовыми устройствами по формуле:

ППЭППД = (К · ЭЭППЭпду) / Т,

(8.9.)

где ЭЭ_ППЭпду – предельно допустимый уровень энергетической экспозиции потока энергии, равная

200 мкВт/см² (табл. 8.2.); K –коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12, 5;

Т – время пребывания в зоне облучения за рабочий день (рабочую смену), ч.

 

Таблица 8.4. Предельно допустимые уровни ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц для населения

 

Диапазон частот	30-300 кГц	0, 3 – 3 МГц	3 – 30 МГц	30 – 300 МГц	0, 3 – 300 ГГц
Нормируемый параметр	Напряженность электрического поля Е, В/м	Плотность потока энергии ППЭ, мкВт/см2
Предельно допустимый уровень				3*	1000 – 2500**

 

* кроме средств радио- и телевизионного вещания (диапазончастот48, 5–108; 174–230 МГц).

** для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования.

 

Во всех случаях максимальное значение ППЭ_ПДУ не должно превышать 50 Вт/м² (5000 мкВт/см²).

5. Рассчитайте предельно допустимую плотность потока энергии при облучении лиц от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования с частотой не более 1 кГц и скважностью не менее 20 по формуле:

ППЭПДУ = К · (ЭЭППЭ пду / Т),

(8.10.)

где K –коэффициент ослабления биологической активности прерывистых воздействий, равный 10.

При этом плотность потока энергии не должна превышать для диапазона частот 300 МГц – 300 ГГц - 10 Вт/м² (1000 мкВт/см²).

 

6. Определите предельно допустимое значение интенсивности ЭМИ в диапазоне 60 кГц – 300 МГц (Е_ПДУ, Н_ПДУ, ППЭ_ПДУ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены) по формулам:

 

ЕПДУ = (ЭЭ Епду / Т)1/2   НПДУ = (ЭЭ Нпду / Т)1/2 ППЭПДУ = ЭЭППЭ пду / Т,

(8.11.)   (8.12.)   (8.13.)

 

где Е_ПДУ, Н_ПДУ и ППЭ_ПДУ – предельно допустимые уровни напряженности электрического, магнитного поля и плотность потока энергии; ЭЭ_E, ЭЭ_H, и ЭЭ_{ППЭ пду} – предельно допустимые уровни энергетической экспозиции в течение рабочего дня (рабочей смены), указанные в табл. 8.2.

 

Значения предельно допустимых уровней напряженности электрической (Е_ПДУ), магнитной (Н_ПДУ) составляющих и плотности потока энергии (ППЭ_ПДУ) в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ радиочастот приведены в табл. 8.5., 8.6.

ПДУ напряженности электрического и магнитного поля диапазона частот 10 – 30 кГц при воздействии в течение всего рабочего дня (рабочей смены) составляют 500 В / м и 50 А / м, а при работе до двух часов за смену – 1000 В/м и 100 А/м соответственно.

В диапазонах частот 30 кГц – 3 МГц и 30 – 50 МГц учитывается ЭЭ создаваемые как электрическим (ЭЭ_Е), таки магнитными (ЭЭ_H) полями:

(ЭЭЕ / ЭЭЕ пду) + (ЭЭН / ЭЭН ПДУ) ≤ 1

(8.14.)

При облучении от нескольких источников ЭМП, работающих в частотных диапазонах, для которых установлены различные ПДУ, должны соблюдаться следующие условия:

(ЭЭЕ 1 / ЭЭЕ пду 1) + (ЭЭЕ 2 / ЭЭЕ пду 2) + (ЭЭЕ n / ЭЭЕ пду n) + … + ≤ 1

(8.15)

Таблица 8. 5. Предельно допустимые уровни напряженности электрической и магнитной составляющих в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц в зависимости от продолжительности воздействия

Продолжительность воздействия Т, ч	ЕПДУ, В/м	НПДУ, А/м
0, 03 – 3 МГц	3 – 30 МГц	30 – 300 МГц	0, 3 – 3 МГц	30 – 50 МГц
8, 0 и более				5, 0	0, 30
7, 5				5, 0	0, 31
7, 0				5, 3	0, 32
6, 5				5, 5	0, 33
6, 0					0, 34
5, 5				6, 0	0, 36
5, 0				6, 3	0, 38
4, 5				6, 7
4, 0				7, 1	0, 42
3, 5				7, 6	0, 45
3, 0				8, 2	0, 49
2, 5				8, 9	0, 54
2, 0				19, 0	0, 60
1, 5				1, 5	0, 69
1, 0				14, 2	0, 85
90, 5				20, 0	1, 20
0, 25				28, 3	1, 70
0, 125				40, 0	2, 40
0, 08 и менее				50, 0	3, 00

 

Примечание. При продолжительности воздействия менее 0, 08 ч дальнейшее повышение интенсивности не допускается.

 

При одновременном или последовательном облучении персонала от источников, работающих в непрерывном режиме, и от антенн, излучающих в режиме кругового обзора и сканирования, суммарная ЭЭ рассчитывается по формуле:

ЭЭППЭ сум = ЭЭППЭ н ЭЭППЭ пр ,

(8.16.)

где ЭЭ_{ППЭ сум} – суммарная ЭЭ, которая не должна превышать 200 мкВт/см²ч; ЭЭ_ППЭн – ЭЭ, создаваемая непрерывным излучением; ЭЭ_ППЭпр – ЭЭ, создаваемая прерывистым излучением вращающихся или сканирующих антенн, равная (0, 1 · ППЭ_пр · Т_пр).

 

Таблица 8.6. Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот

300 МГц – 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия

Продолжительность воздействия Т, ч	ППЭ ПДУ, мкВт/см2
8, 0 и более
7, 5
7, 0
6, 5
6, 0
5, 5
5, 0	40, 0
4, 5
4, 0
3, 5
3, 0
2, 5
2, 0
1, 5
1, 0
90, 5
0, 25
0, 2 и менее

Примечание. При продолжительности воздействия менее 0, 2 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.

 

В данной практической работе мы не рассматриваем импульсные электромагнитные поля радио технических объектов (ИЭМП).

 

 

2.3. Защита от воздействия электромагнитного поля

Защита от излучений и электромагнитных полей в нашей республике регламентируется Законом ПМР «Об охране окружающей среды», а также рядом нормативных документов (ГОСТы, СанПиНы, СНиП др.).

В целях предупреждения неблагоприятного влияния на состояние здоровья производственного персонала объектов и населения ЭМП используют комплекс мер, включающий в себя проведение организационных, инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий.

Основной способ защиты населения от возможного вредного воздействия ЭМП ЛЭП – создание охранных зон шириной от 15 до 30 м в зависимости от напряжения линий электропередачи. На открытой местности применяют тросовые экраны, железобетонные заборы, высаживают деревья высотой более

2 м.

Организационные мероприятия включают:

- выделение зон воздействия ЭМП (с уровнем, превышающим ПДУ с ограждением и обозначением соответствующими предупредительными знаками);

- выбор рациональных режимов работы оборудования;

- расположение рабочих мест и маршрутов передвижения обслуживающего персонала на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ;

- ремонт оборудования, являющегося источником ЭМП, следует проводить по возможности вне зоны влияния полей от других источников;

- организацией системы оповещения о работе источников ИЭМП;

- разработка инструкции по безопасным условиям труда при работе с

источником ИЭМП;

- соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП.

 

 

Инженерно-технические мероприятия включают:

- рациональное размещение оборудования;

- организация дистанционного управления аппаратурой;

- заземление всех изолированных от земли крупногабаритных объектов,

включая машины и механизмы, металлические трубы отопления, водоснабжения и т. д., а также вентиляционные устройства;

- использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала (поглотители мощности, экранирование отдельных блоков или всей излучающей аппаратуры, рабочего места, использование минимальной необходимой мощности генератора, покрытие стен, пола и потолка помещений радиопоглощающими материалами);

- применение средств коллективной и индивидуальной защиты (защитные очки, щитки, шлемы; защитная одежда – комбинезоны и костюмы с капюшонами, изготовленные из специальной электропроводящей, радиоотражающей или радиопоглощающей ткани; рукавицы или перчатки, обувь). Все части защитной одежды должны иметь между собой электрический контакт.

Лечебно-профилактические мероприятия:

- все лица, профессионально связанные с обслуживанием и эксплуатацией источников ЭМП, в том числе импульсных, должны проходить предварительный при поступлении на работу (отбор для лиц для работы с импульсными источниками) и периодические профилактические медосмотры в соответствии с действующим законодательством;

- лица, не достигшие 18-летнего возраста и беременные женщины допускаются к работе в условиях возникновения ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих метах не превышает ПДУ, установленный для населения;

- контроль за условиями труда, за соблюдением санитарно эпидемиологических правил и нормативов на рабочих местах;

 

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

3.1. Выбрать вариант (см. табл. 8.7.).

3.2. Ознакомится с методикой расчета.

3.3. В соответствии с данными варианта дать оценку уровня воздействия электростатического поля (ЭСП), определить допустимое время пребывания в ЭСП. По полученным расчетам сделайте вывод о времени работы персонала в ЭСП, в том числе с использованием средств защиты.

3.4. Дать оценку уровня воздействия электромагнитных полей (ЭМП) различных диапазонов промышленных частот согласно данным варианта:

3.4.1.ЭМП промышленной частоты. Рассчитать время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП.

3.4.2. ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц. Рассчитать энергетическую экспозицию в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц (в соответствии с заданием). Рассчитать энергетическую экспозицию по плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц. Определить предельно допустимый уровень ЭМП для средств связи и телевизионного вещания. Рассчитать предельно допустимый уровень плотности потока энергии при локальном облучении кистей рук при работе с микрополосовыми устройствами. Рассчитать предельно допустимую плотность потока энергии при облучении лиц от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования. Определить предельно допустимое значение интенсивности ЭМИ в диапазоне 60 кГц – 300 МГц (Е_ПДУ, Н_ПДУ, ППЭ_ПДУ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены).

3.5. Пописать отчет и сдать преподавателю.

 

4. Таблица 8.7. Варианты заданий к практической работе по теме «РАСЧЕТ ЧАСТОТ ЭЛЕКТОМАГНИТНОГО ПОЛЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ. ЗАЩИТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМИ.»

Вариант	Время воздействия	Ефакт., кВ/м	Е1., кВ/м	Е 2., кВ/м	Е 3., кВ/м	TE1	TE2	TE3	Е, В/м	Н, А/м	ППЭ, Вт/м2	F, МГц	ЭЭЕпду, (В/м)2ч	ЭЭнПДУ (А/м)2ч
1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.
1.						1, 5	1, 3	2, 2	0, 5	0, 1			20 000
2.	7, 5					0, 9	0, 7	0, 5		0, 2			7 000	0, 72
3.						0, 8	0, 6	1, 7	1, 5	0, 3
4.	6, 5					1, 6	0, 8	1, 2		0, 4				0, 72
5.						1, 0	0, 9	0, 6	2, 5	0, 5			7 000
6.	5, 5					0, 2	0, 5	0, 8		0, 6			20 000	0, 72
7.						0, 8	1, 7	1, 0		0, 15			20 000
8.	4, 5					0, 6	1.6	1, 2	4, 5	0, 25			7 000	0, 72
9.						1, 5	2, 2	0, 7	3, 5	0, 35
10.	3.5					0, 8	1, 7	0, 9	4, 5	0, 45				0, 72
11.						1, 3	0, 9	0, 5		0, 55	9, 5		7 000
12.	2, 5					1, 2	1, 0	0, 7	5, 5	0, 2	8, 5		20 000	0, 72
13.						0, 5	1, 4	0, 8	4, 5	0, 3	7, 5		20 000
14.	1, 5					0, 6	0, 8	1, 3		0, 4	6, 5		7 000	0, 72
15.						1, 7	1, 6	0, 8		0, 5	5, 5
16.	2, 5					1, 2	1, 0	0, 9	3, 5	0, 6	4, 5			0, 72
17.	1, 5					0, 3	0, 2	0, 5		0, 1	3, 5		7 000
18.						0, 7	0, 9	2, 1	2, 5	0, 15	2, 5		20 000	0, 72
19.						1, 3	1, 5	0, 8	1, 5	0, 2	1, 5		20 000
20.	3, 5					0, 9	0, 3	0, 2		0, 25			7 000	0, 72
21.						2, 2	0, 8	1, 7	5, 5	0, 3
22.						1, 6	1, 2	0, 9	4, 5	0, 35				0, 72
23.						0, 6	1, 7	0, 8	3, 5	0, 4			7 000
24.	6, 5					1, 5	2, 4	1, 2	3, 0	0, 45			20 000	0, 72
25.						1, 7	0, 9	0, 5	2, 5	0, 5			7 000
26.	6, 5					1, 6	0, 8	1, 2		0, 4				0, 72
27.						1, 0	0, 9	0, 6	2, 5	0, 5			7 000
28.	5, 5					0, 2	0, 5	0, 8		0, 6			20 000	0, 72
29.						0, 8	1, 7	1, 0		0, 15			20 000
30.	4, 5					0, 6	1.6	1, 2	4, 5	0, 25			7 000	0, 72

5. Пример выполнения практической работы «РАСЧЕТ ЧАСТОТ ЭЛЕКТОМАГНИТНОГО ПОЛЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ. ЗАЩИТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМИ»

1. Исходные данные:

Вариант	Время воздействия	Ефакт., кВ/м	Е1., кВ/м	Е 2., кВ/м	Е 3., кВ/м	TE1	TE2	TE3	Е, В/м	Н, А/м	ППЭ, Вт/м2	F, МГц	ЭЭЕпду, (В/м)2ч	ЭЭнПДУ (А/м)2ч	Емакс, КВ/м	tфр, нс	Tимп, нс
1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.	16.	17.	18.
№ -						0, 8	1, 7	1, 0		0, 15			20 000		4, 0

 

2. Цель работы: провести расчет ЭМП, часто используемых в производственных условиях и сравнить их с допустимыми величинами для разработки мероприятий по защите от воздействия ЭМП.

 

3. Ход работы:

В настоящее время установлено влияние электромагнитных полей и излучений на все органы человеческого организма. Отрицательное воздействие ЭМП на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорциональны мощности поля и времени облучения. Длительное воздействие сильных ЭМП вызывает у человека нарушения эндокринной системы, обменных процессов, функции головного и спинного мозга, повышает склонность к депрессиям и даже самоубийству и увеличивает вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний и раковых опухолей.

 

 

1. Оценка уровня воздействия электростатического поля (ЭСП)

1.1.Предельно допустимый уровень напряженности электростатического поля при воздействии на персонал более одного часа за смену определим по формуле (8.1.):

 

EПДУ = 60 / √ t   В нашем случае: EПДУ = 60 / √ 5 = 26, 7 (кВ/м),

где E_ПДУ – предельно допустимый уровень напряженности поля, кВ/м; t = 5 – время воздействия, ч.

 

Предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности электростатического поля (Е_ПДУ) устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 часа [6].

 

Определим допустимое время пребывания в ЭСП по формуле (8.2.):

tдоп = (60 / Eфакт.)2   В нашем случае: tдоп = (60 / 35.)2 = 2, 9 (ч),

где Е_факт – фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

 

 

2. Оценка уровня воздействия электромагнитных полей (ЭМП) различных диапазонов частот

2.1. ЭМП промышленной частоты

2.1.1. Допустимое временя пребывания персонала в ЭП при напряженностях от 5 до 20 кВ/м определяем по формуле (8.3.):

Т_Е1 = (50 / Е) – 2

 

В нашем случае:

Т_Е1 = (50 / Е₁) – 2 = (50 / 11) – 2 = 2, 5 (ч)

Т_Е2 = (50 / Е₂) – 2 = (50 / 12) – 2 = 2, 2 (ч)

Т_Е3 = (50 / Е₃) – 2 = (50 /13) – 2 = 1, 8 (ч),

где Е – напряженность электрического поля в контролируемой зоне (Е₁, Е₂, Е₃), кВ/м;

Т – допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

 

2.1.2. Время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП по формуле (8.4.):

Тпр. = 8·(tE1/T E1 + tE2/T E2 + tE3/T E3 +… + tEn/T En)   В нашем случае: Тпр. = 8 · (0, 8 /2, 5 + 1, 7 / 2, 2 + 1, 0 / 1, 8) = 8 · (0, 32 + 0, 77 + 0, 56) = 13, 2 (ч) 13, 2 (ч) > 8 (ч),

где Т_пр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребывания в ЭП нижней границы