Основи охорони праці - Запорожець О.І. - 5.3. Захист від впливу електромагнітних полів

Стандартом ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ "Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля" встановлені допустимі рівні впливу ЕМП радіочастот. Електромагнітні поля радіочастот варто оцінювати в діапазоні частот 60 КГц-300 МГц - напруженістю електромагнітної складової поля; у діапазоні частот 300 МГц-300 ГГц - поверхневою густиною потоку енергії випромінювання (далі густина потоку енергії (ГПЕ) випромінювання) і створюваного цим потоком енергетичного навантаження (ЕН).

Енергетичне навантаження являє собою сумарний потік енергії, яка проходить через одиницю поверхні, що опромінюється за час дії Т і виражається добутком ГПЕ Т.

Можуть бути допущені рівні вище зазначених, але не більше, ніж у два рази у випадках, коли час впливу ЕМП на персонал не перевищує 50 % тривалості робочого дня.

Напруженість ЕМП у діапазоні частот 60 кГц-300 МГц на робочих місцях персоналу протягом робочого дня не повинна перевищувати встановлених гранично допустимих рівнів (ГДР):

Гранично допустимі величини ГПЕ ЕМП у діапазоні частот 300 МГц-300 ГГц на робочих місцях персоналу варто визначати, виходячи з допустимої ЕН на організм з урахуванням часу впливу за формулою:

де: ГПЕ - гранично допустимі значення ГПЕ, Вт/м² (мВт/см², мкВт/см²); ЕН_гду- нормативна величина ЕН, яка дорівнює: 2Втгод/ м² (200 мкВт год/см²) для усіх випадків опромінення, крім опромінення від обертових і скануючих антен; 20 Вт год/м² (2000 мкВт год/ см²) для випадків опромінення від обертових і скануючих антен з частотою обертання чи сканування не більше ніж 1 Гц і шпаруватістю не менше 50; Т - час перебування в зоні опромінення за робочу зміну, год. (без урахування режиму обертання чи сканування антен).

Максимальне значення ГПЕ_г не повинно перевищувати 10 Вт/м² (1000 мкВт/см²).

Санітарними правилами передбачена обов'язкова періодичність перевірки на робочих місцях рівня ГПЕ, створюваного джерелами НВЧ опромінення. Перевірки повинні бути не рідше одного разу за рік.

5.3. Захист від впливу електромагнітних полів

Основними шляхами при розробці засобів захисту від впливу

ВЧ і НВЧ полів є:

1) Зменшення ГПЕ випромінювання безпосередньо від самого джерела, є найефективнішим засобом захисту обслуговуючого персоналу, що регулює, настроює й проводить випробування передавачів радіолокаційних станцій і генераторів НВЧ. Для цього замість антени підключають погоджене з вихідним каскадом передавача навантаження - еквівалент антени (поглинач потужності). В еквіваленті антени генеруюча енергія цілком поглинається, не порушуючи режим роботи генератора НВЧ. Поглинаючі елементи еквівалентів антен виконують клинчастої, східчастої або конусоподібної форми. Випромінювання НВЧ енергії в простір при застосуванні еквівалентів антен зменшується більше, ніж на 50дБ, тобто в 100000 разів порівняно з випромінюванням за допомогою антени;

2) Зменшення інтенсивності ЕМП у робочій зоні НВЧ може здійснюватись шляхом екранування джерел випромінювання металевими суцільними і сітчастими екранами. Інтенсивність випромінювання може бути знижена також за допомогою поглинаючих покриттів. Електромагнітне поле в металевому екрані наводить вихрові струми, що створюють ЕМП, протилежне екрану. Товщину суцільного металевого екрана вибирають з конструктивних міркувань, тому що глибина проникнення електромагнітної ВЧ і НВЧ енергії невелика. Екран товщиною 0,01 мм послабляє енергію поля на 50 дБ (у 100000 разів). Саме тому, як матеріал екрана застосовують фольгу.

Генератори НВЧ енергії можуть екрануватися цілком (замкнутий екран) чи частково (незамкнутий екран). Якщо біля джерела випромінювання є ненаправлене паразитне випромінювання невеликої інтенсивності, наприклад, витік через нещільності фланцевих сполук хвилеводних трактів, вентиляційні щілини і т. ін., то екранують джерело випромінювання цілком (рис.5.1,а). Якщо ж випромінювання гостронаправлене, то застосовуються незамкнені екрани, у яких енергія НВЧ поглинається в покритті (рис.5.1, б), не проникаючи за бічні і задню стінку екрана;

Рис.5.1. Екрани: а - повне екранування; б - незамкнений екран; в - кожух, що екранує; 1 - металева конструкція; 2 - нерухомий кожух; 3 - поглинаючі покриття.

3) Поглинаючі екрани (покриття ) застосовуються у випадках, коли відбита електромагнітна енергія від внутрішніх поверхонь суцільних металевих екранів може істотно порушити режим роботи НВЧ генератора. Тому поглинаючі покриття повинні по можливості цілком поглинати енергію. Це досягається відповідним підбором діелектричної і магнітної проникності поглинаючого матеріалу. Як поглинаючі покриття застосовують гумові килимки з конічними шипами В2Ф-2, В2Ф-1, що поглинають електромагнітну енергію в діапазоні 0,8-4 см; магнітоелектричні пластини ХВ-0,8, ХВ-2,0, ХВ-3,2, ХВ-10,6 - поглинаються хвилі 0,8-10,6 см; поглинаючі покриття на основі поролону ВРПМ, поглинають хвилі в діапазоні 0,8-3 см. Для послаблення щільності потоку потужності НВЧ випромінювання на 20-30 дБ (10²-10³ разів) застосовують сітчасті металеві екрани. Стики між металевими листами повинні з'єднуватися електрично надійно пайкою чи зварюванням по всьому периметру, а знімні чи рушійні частини екранів (двері, оглядові вікна) повинні мати електричний контакт із нерухомою частиною екрана;.

4) Екранування робочого місця передбачають у тих випадках, коли

зниження інтенсивності випромінювання безпосередньо біля джерела чи його екранування зумовлює технічні ускладнення. Екранування робочого місця виконують у вигляді незамкненого екрана чи спеціальної кабіни, звідки керують роботою чи настроюванням установки.

5) Індивідуальні засоби захисту від ЕМП НВЧ використовують

спеціальний одяг - комбінезони, халати, каптури. Матеріалом для цього одягу служить бавовняна тканина з тонкими металевими нитками, що утворюють сітку. Тканина арт.4381 здатна послабляти потужність випромінювання в діапазоні 0,8-10 см на 20-38 дБ. Для захисту очей застосовують захисні окуляри ОРЗ-5. Скло окулярів покрите тонкою прозорою плівкою двоокису олова БиО₂. Оправа - пориста гума із запресованою металевою сіткою.

Скло послаблює потужність у діапазоні 3...150 см не менше, ніж на 25 дБ, оправа - на 20 дБ. Світлопрозорість скла не менше 74 %.

5.4. Розрахунок екрана

Розрахунок товщини суцільного металевого екрана в зоні випромінювання, тобто при випромінюванні НВЧ енергії, виконується в такий спосіб:

1. Розраховують ГПЕ передавального пристрою в зоні діаграми спрямованості на відстані Я від випромінювача до робочого місця.

2. Визначають відповідно до санітарних норм ступінь ослаблення N ЕМП:

Приклад 5.1. Визначити товщину суцільного захисного екрана робочого місця, що знаходиться в зоні діаграми спрямованості антени РЛС, якщо відомо: потужність передавача

Таким чином, товщину суцільного металевого екрана необхідно вибирати з міркувань міцності конструкції.

Література: [1], [13], [14].

Питання для самоконтролю

1. В яких галузях господарства використовуються електромагнітні випромінювання?

2. Які фізіологічні й функціональні порушення відбуваються в тілі людини під впливом електромагнітного випромінювання?

3. У яких одиницях вимірюють інтенсивність опромінення?

4. Який гранично допустимий рівень густини потоку енергії?

5. З якої метою використовують еквівалент антени. Коли він застосовується?

6. Як захищають поглинаючі покриття від електромагнітних випромінювань? Які види захисних покриттів застосовуються?

7. Що являють собою окуляри ОРЗ-5? Для чого їх використовують?

8. Які заходи захисту від електромагнітних випромінювань належать до інженерно-технічних?

9. Як захищає металевий екран від електромагнітних випромінювань?