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 <2πλ;

- зону излучения на расстоянии R >2πλ.

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 0,08ч 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 лабораторной 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 лабораторной 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 лабораторной 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 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 – допусти