Крутиков В.Н., Брегадзе Ю.И., Круглов А.Б. (ред.) Контроль физических факторов окружающей среды, опасных для человека

Подождите немного. Документ загружается.

Параметры ЭМП

Контролируемые

уровни (ВДУ)

Нормативный

документ

Напряженность электрического поля в диапазоне частот 5

Гц - 2 кГц

25 В/м

Напряженность электрического поля в диапазоне частот 2 -

400 кГц

2,5 В/м

Плотность магнитного потока в диапазоне частот 5 Гц - 2

кГц

250 нТл

Плотность магнитного потока в диапазоне частот 2 - 400

кГц

25 нТл

Поверхностный электростатический потенциал при

санитарно-эпидемиологической экспертизе

500 В

Напряженность электрического поля на рабочих местах 15 кВ/м

СанПиН 2.2.2/

2.4.1340-03

«Гигиенические

требования к

персональным

электронно-

вычислительным

машинам и

организации

работы»

Согласно требованиям СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 «Гигиенические требования к

размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи»,

гигиеническое нормирование уровней ЭМП, создаваемых базовыми станциями и

радиотелефонами, осуществляется в диапазоне частот 27 - 2400 МГц. ПДУ

воздействия на население ЭМП от базовых станций не отличается от значений,

указанных в СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 (табл. 1.7).

Таблица 1.7

Гигиенические нормативы воздействия электромагнитных полей,

создаваемых средствами сухопутной подвижной радиосвязи, на население

России

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Гигиенические нормативы

Диапазон

частот

Облучение от антенн базовых

станций населения,

проживающего на

прилегающей селитебной

территории

Облучение

пользователей

радиотелефонов

Нормативный документ

400 - 1200 МГц 10 мкВт/см

100 мкВт/см

МСанПиН 001-96 «Санитарные

нормы допустимых уровней

физических факторов при

применении товаров народного

потребления в бытовых условиях»

27 - 30 МГц 10 В/м 45 В/м

30 - 300 МГц 3 В/м 15 В/м

300 - 2400 МГц 10 мкВт/см

100 мкВт/см

СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03

«Гигиенические требования к

размещению и эксплуатации

средств сухопутной подвижной

радиосвязи»

Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия на человека ЭМП, создаваемых

подвижными станциями сухопутной радиосвязи непосредственно у головы пользователя.

В европейском стандарте ENV 50166-2 ограничение уровней ЭМП от

мобильных телефонов основано на концепции определения удельной поглощенной

мощности в антропоморфном фантоме головы человека. ПДУ устанавливаются

дифференцированно в зависимости от частоты, исходя из величины ПУМ, равной 2

Вт/кг, по величинам напряженности электрического и магнитного полей и ППЭ.

Вследствие этого, ПДУ на частоте 450 МГц равен 225 мкВт/см

(29,2 В/м и 0,08 А/

м); на частоте 900 МГц - 450 мкВт/см

(45,0 В/м и 0,11 А/м) и на частоте 1800 МГц

- 900 мкВт/см

(60,0 В/м и 0,15 А/м) соответственно. ПУМ для массы 10 г

усредняется в течение шести минут.

1.4. Контроль уровней электромагнитных полей

1.4.1. Требования к проведению контроля уровней

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Для контроля уровней ЭМП, создаваемых различными источниками,

используются расчетные и инструментальные методы.

Расчетные методы применяются преимущественно при проектировании новых

или реконструкции действующих объектов. Для действующих источников

контроль уровней ЭМП осуществляется с помощью инструментальных измерений.

Разработан ряд методических указаний, позволяющих регламентировать

процедуру контроля уровней ЭМП, создаваемых различными источниками.

Однако, эти документы не охватывают все необходимые случаи определения

степени воздействия ЭМП различных частотных диапазонов на население.

«Методические указания по определению электромагнитного поля воздушных

высоковольтных линий электропередачи и гигиенические требования к их

размещению» № 4109-86 определяют как размеры санитарно-защитных зон

воздушных линий электропередачи напряжением 330, 500, 750 и 1150 кВ, так и

рекомендации по проведению инструментальных измерений в пределах санитарно-

защитной зоны. Для контроля уровней ЭП частоты 50 Гц, создаваемых другими

источниками, методические указания не разработаны. Имеются лишь отдельные

рекомендации по принципам контроля в соответствующих нормативных

документах. Однако, приведенные в СанПиН 2.1.2.1002-2000 принципы контроля

уровней ЭП и МП частоты 50 Гц в местах проживания населения и в зоне жилой

застройки представлены не корректно, вследствие чего в ближайшее время этот

документ должен быть пересмотрен.

Для контроля уровней ЭМП радиочастотного диапазона от индукционных печей

в диапазоне 20 - 22 кГц в СН 2550-82 указаны расстояния контроля 30 см.

Для контроля уровней ЭМП от СВЧ-печей в диапазоне 0,3 - 37,5 ГГц в СН

2666-83 указаны расстояния контроля 50 ± 5 см.

В СанПиН 2.1.8./2.2.4.1383-03 содержатся общие принципы контроля уровней

ЭМП радиочастотного диапазона. Для обеспечения частных требований по

контролю уровней ЭМП от определенных источников разработана серия

методических указаний (МУК). ПДУ в них определяются методом расчета.

МУК 4.3.044-96 «Определение уровней электромагнитного поля, границ

санитарно-защитной зоны и зон ограничения застройки в местах размещения

передающих средств радиовещания и радиосвязи кило-, гекто- и декаметрового

диапазонов»;

МУК 4.3.1677-03 «Определение уровней электромагнитного поля, создаваемого

излучающими техническими средствами телевидения, ЧМ радиовещания и

базовых станций сухопутной подвижной радиосвязи»;

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

МУК 4.3.678-97 «Определение уровней напряжений, наведенных

электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне

действия мощных источников радиоизлучений»;

МУК 4.3.679-97 «Определение уровней магнитного поля в местах размещения

передающих средств радиовещания и радиосвязи кило-, гекто- и декаметрового

диапазонов»;

МУК 4.3.1676-03 «Гигиеническая оценка электромагнитных полей, создаваемых

радиостанциями сухопутной подвижной связи, включая абонентские терминалы

спутниковой связи».

Расчетные методы чаще всего находят применение при определении границ

санитарно-защитных зон, зон ограничения застройки радиопередающих объектов,

что является важным для составления санитарно-эпидемиологического заключения

на объект.

Контроль уровней ЭМП в целях обеспечения санитарно-эпидемиологического

благополучия населения, предотвращения поступления на потребительский рынок

страны опасной для человека продукции (согласно Приказу Министерства

здравоохранения Российской Федерации № 325 от 15.08.2001 г.) предусматривает

также обязательную санитарно-эпидемиологическую экспертизу продукции,

являющейся источником ЭМП.

1.4.2. Методы и приборы измерений характеристик

электромагнитного поля

1.4.2.1. Напряженность электрического поля

Наиболее распространенным методом измерения параметров электрического

поля является метод, в основе которого лежит свойство проводящего тела,

помещенного в электрическое поле. Если поместить в электрическое поле

незаряженное проводящее тело, то под действием электрического поля произойдет

перераспределение электрических зарядов в теле и на его поверхности таким

образом, что напряженность электрического поля в теле и касательная

составляющая напряженности на его поверхности обратятся в нуль. При этом,

кроме внешнего (падающего) поля, которое существовало в пространстве до

внесения в него проводящего тела, появится электрическое поле, возбуждаемое

зарядами на теле (рассеянное электрическое поле). Именно напряженность полного

(суммарного, т.е. равного сумме внешнего и рассеянного) электрического поля в

теле и касательная составляющая на поверхности должны равняться нулю.

Равенство нулю касательной составляющей напряженности суммарного

электрического поля на поверхности тела и напряженности суммарного

электрического поля в теле означает, что потенциал суммарного электрического

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

поля во всех точках тела одинаков. Этот потенциал называется потенциалом

проводящего тела. Он равен потенциалу внешнего электрического поля в

некоторой точке проводящего тела. Если проводящее тело находится в однородном

электрическом поле, то эта точка совпадает с центром электрических зарядов тела

(понятие центра электрических зарядов аналогично понятию центра масс в

механике). Положение центра электрических зарядов зависит только от формы

тела, и для тел, имеющих центр симметрии (шар, куб, цилиндр), совпадает с

центром симметрии. Это значит, что потенциал проводящего шара (куба,

цилиндра), помещенного в однородное электрическое поле, равен потенциалу

внешнего электрического поля в центре шара (куба, цилиндра).

Если в однородное электрическое поле поместить два проводящих тела, то

возникнет разность потенциалов, равная разности потенциалов внешнего

электрического поля между центрами электрических зарядов тел. Эта разность

потенциалов U связана с модулем напряженности внешнего электрического поля

соотношением

U = L E

cosθ, (1.11)

где L - расстояние между центрами электрических зарядов, θ - угол между

вектором напряженности внешнего электрического поля и прямой, соединяющей

центры электрических зарядов. Приведенное соотношение лежит в основе

измерения напряженности электрического поля, так как связывает разность

потенциалов U между двумя проводящими телами, которая может быть измерена, с

модулем напряженности внешнего электрического поля. Все сказанное выше

относится как к постоянному, так и переменному электрическим полям при

условии, что в случае переменного электрического поля размеры системы,

состоящей из проводящих тел, малы по сравнению с длиной волны.

Модуль напряженности постоянного электрического (электростатического)

поля

Формально для измерения модуля напряженности постоянного электрического

поля можно использовать описанный выше принцип и использовать соотношение

(1.12), измеряя вольтметром постоянного тока с большим входным

сопротивлением напряжение U между проводящими телами, образующими

первичный преобразователь. Однако из-за конечного входного сопротивления

вольтметра между проводящими телами будет протекать ток. В результате

протекания тока тела будут заряжаться, а разность потенциалов между телами

будет уменьшаться. При этом показания вольтметра будут меняться. Формула

применима при бесконечно большом входном сопротивлении вольтметра. Чтобы

избежать этого, первичный преобразователь приводят во вращение, тем самым,

изменяя во времени угол θ. Если угловая скорость вращения первичного

преобразователя ω, то получаем

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

U = L E

cosωt. (1.12)

Таким образом, на выходе первичного преобразователя (между проводящими

телами) будет действовать переменное напряжение, амплитуда которого

пропорциональна модулю напряженности внешнего электростатического поля.

Измерение U позволяет найти модуль напряженности внешнего

электростатического поля.

Существуют различные варианты описанного метода измерения модуля

напряженности электростатического поля. Например, можно вращать первичный

преобразователь вокруг его центра симметрии, а можно использовать

несимметричный преобразователь, оставляя при вращении одно из проводящих тел

неподвижным. Наконец, можно оставить оба тела неподвижными, а вращать

дополнительное третье тело, которое периодически экранирует первичный

преобразователь.

Среднее квадратическое значение напряженности переменного электрического

поля

При измерении напряженности переменного электрического поля в качестве

первичного преобразователя, как правило, используется дипольная антенна,

размеры которой малы по сравнению с длиной волны. Дипольная антенна состоит

из двух одинаковых, симметрично расположенных и изолированных друг от друга

металлических тел. Это могут быть, например, два соосных цилиндра

(цилиндрическая антенна), два соосных конуса, обращенных вершинами друг к

другу (биконическая антенна), две тонкие металлические полоски на

диэлектрическом основании, две параллельные пластины (конденсаторная антенна)

и т.д. Дипольная антенна имеет ось симметрии, например, общую ось цилиндров у

цилиндрической антенны или общую ось конусов у биконической антенны. Эта ось

называется осью дипольной антенны.

Если поместить дипольную антенну в однородное электрическое поле, то между

элементами, образующими дипольную антенну (цилиндрами, конусами и т.д.),

возникнет переменное напряжение, мгновенное значение которого будет

пропорционально проекции мгновенного значения напряженности электрического

поля на ось дипольной антенны. Измерение среднего квадратического значения

этого напряжения даст величину, пропорциональную среднему квадратическому

значению проекции напряженности электрического поля на ось дипольной

антенны. Здесь речь идет о внешнем электрическом поле, т.е. об электрическом

поле, которое существовало в пространстве, до внесения в него дипольной

антенны. Таким образом, основными элементами измерителя электрического поля

(измерителя среднего квадратического значения напряженности переменного

электрического поля) являются дипольная антенна и средний квадратический

вольтметр.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

1.4.2.2. Напряженность (индукция) магнитного поля

Модуль напряженности постоянного магнитного поля

Существует несколько типов измерительных преобразователей постоянного

магнитного поля, основанных на различных физических явлениях. Однако, в

диапазоне значений напряженности магнитного поля, принятом для измерения на

соответствие санитарным нормам, обычно используются преобразователи,

основанные на эффекте Холла. Их широкое распространение связано отчасти с тем,

что они используются не только для измерения постоянного магнитного поля, но и

позволяют измерять низкочастотное переменное поле.

Эффект Холла относится к гальваномагнитным явлениям, под которыми

понимают ряд вторичных эффектов, возникающих при помещении проводника или

полупроводника с током в магнитное поле. К ним относятся: возникновение

разности потенциалов (эдс.), изменение электрического сопротивления

проводника, возникновение разности температур.

Эффект Холла проявляется, если к паре противоположных граней

прямоугольной пластины из полупроводника приложить напряжение, вызывающее

постоянный ток. Под действием вектора индукции, перпендикулярного пластине,

на движущиеся носители заряда будет действовать сила, перпендикулярная вектору

плотности постоянного тока. Следствием этого будет возникновение разности

потенциалов между другой парой граней пластины. Эту разность потенциалов

называют эдс. Холла. Ее величина пропорциональна составляющей вектора

магнитной индукции, перпендикулярной пластине, толщине пластины и

постоянной Холла, которая является характеристикой полупроводника. Таким

образом, зная коэффициент пропорциональности между эдс. и магнитной

индукцией и измеряя эдс., определяют значение магнитной индукции.

Среднее квадратическое значение напряженности переменного магнитного

поля

В качестве первичного преобразователя используется рамочная антенна,

размеры которой малы по сравнению с длиной волны. Под действием переменного

магнитного поля на выходе рамочной антенны возникает переменное напряжение,

мгновенное значение которого пропорционально проекции мгновенного значения

напряженности магнитного поля на ось, перпендикулярную плоскости рамочной

антенны и проходящую через ее центр. Измерение среднего квадратического

значения этого напряжения дает величину, пропорциональную среднему

квадратическому значению проекции напряженности магнитного поля на ось

рамочной антенны.

1.4.2.3. Плотность потока энергии электромагнитного поля

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

На частотах до нескольких десятков гигогерц плотность потока энергии

измеряется в уже сформировавшейся электромагнитной волне, структура которой

близка к структуре плоской волны. В этом случае плотность потока энергии

связана с напряженностью электрического или магнитного поля. Поэтому для

измерения плотности потока энергии используются фактически измерители

среднего квадратического значения напряженности электрического или магнитного

полей, которые отградуированы в единицах плотности потока энергии

электромагнитного поля.

Перечень рабочих средств измерений, применяемых для контроля параметров

электромагнитного поля, приведен в табл. 1.8.

Таблица 1.8

Рабочие средства измерений, применяемые для контроля параметров

электромагнитного поля

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Наименование

средства измерений,

тип

Изготовитель

Частотный

диапазон

Измеряемая

величина,

единица

измерения

Диапазон

измерения

Пределы

основной

погрешности

измерения

Примечание

0,1 - 300

МГц

НЭП, В/м 1 - 3000 ± 3 дБИзмерители

напряженности

поля:

П3-15

0,01 - 30

МГц

НМП, А/м 0,5 - 500 ± 3 дБ

0,01 - 300

МГц

НЭП, В/м 1 - 1000 ± 3 дБП3-21

0,01 - 30

МГц

НМП, А/м 0,5 - 16 ± 3 дБ

П3-25 0,02 - 20

кГц

НЭП, В/м 50 - 12000 ± 20 %

П3-26

Завод РИАП,

Нижний

Новгород

0,02 - 20

кГц

НЭП, В/м 100 -

12000

± 20 %

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Наименование

средства измерений,

тип

Изготовитель

Частотный

диапазон

Измеряемая

величина,

единица

измерения

Диапазон

измерения

Пределы

основной

погрешности

измерения

Примечание

Измерители ППЭ

ЭМП: П3-18

0,3 - 39,65

ГГц

ППЭ, мкВт/

см

(0,32 - 10)

- (3,2 -

10)10

± 2 дБ

П3-18А 0,3 - 40 ГГц ППЭ, мкВт/

см

(0,9 - 10) -

(3,2 -

10)10

± 2 дБ

П3-19 0,3 - 39,65

ГГц

ППЭ, мкВт/

см

(0,32 - 20)

- (20 -

100)10

± 2 дБ

П3-20

Завод РИАП,

Нижний

Новгород

0,3 - 39,65

ГГц

ППЭ, мкВт/

см

(0,32 - 10)

- (20 -

100)10

± 2 дБ Измеряет

экспозицию

37, 5 -

178,4 ГГц

ППЭ, мкВт/

см

10 - 1·10

± 2,5 дБ С датчиком

ИП-1

П3-24

30 - 3·10

± 2,5 дБ С датчиком

ИП-2

П3-30 0,3 - 40 ГГц ППЭ, мкВт/

см

(НЭП,

В/м)

0,265 -

(1 - 615)

± 3,2 дБ Измеряет

экспозицию

Измеритель

напряженности

VEB «FUNK-

MECHANIK»,

Германия

50 Гц НЭП, кВ/м 2 - 40 ± 20 %

База нормативной документации: www.complexdoc.ru