Михнюк Т.Ф. Защита от электромагнитных полей радиочастотного диапазона

Подождите немного. Документ загружается.

Зона «ограничения» непосредственно примыкает к зоне «строгого режима».

На ее внешней границе уровень ЭМ-энергии должен быть в пределах санитарных

норм для населенных мест.

Важнейшим направлением защиты населения крупных жилых районов и го-

родов является вынос мощных радиотехнических объектов за их пределы.

Локальная защита предназначена для защиты отдельных домов, квартир, по-

мещений путем использования экранирующих приспособлений; металлизированных

обоев, оконных стекол, штор драпировок и т.п.

3. Примеры решения задач

Задача № 1. Оцените с точки зрения условий труда уровень электромагнит-

ных излучений частотой 460 МГц, если плотность потока энергии (ППЭ) изме-

ренная на рабочем месте регулировщика радиоаппаратуры, равна 0,3 Вт/м

, а вре-

мя, в течение которого регулировщик подвергается облучению, составляет за

смену 4 ч.

Решение. Оценка уровня ППЭ электромагнитного поля, воздействующего на

регулировщика во время работы, осуществляется его сравнением с предельно допус-

тимым уровнем

ПД

ППЭ

, который определяется по формуле

ПД

ППЭ

= K

ЭН

ПД

ППЭ

где

ПД

ППЭ

ЭН – предельно допустимая величина энергетической нагрузки, равная 2

Вт·ч/м

(200 мкВт·ч/см

);

К – коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 1 для всех

случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся и сканирующих

антенн; 10 – для случаев облучения от вращающихся и сканирующих ан-

тенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью

не менее 50. В данном случае выбираем К = 1;

Т – время пребывания персонала в зоне облучения за рабочую смену, ч. В дан-

ном случае Т = 4 ч.

Подставляем известные данные в формулу для расчета

ПД

ППЭ , после чего

получаем:

5,0

1 ==

ПД

ППЭ Вт/м

Теперь, сравнивая уровень измеренной ППЭ на рабочем месте с

ПД

ППЭ (0,3 и

0,5 Вт/м

), делаем вывод о том, что работа регулировщика в данных условиях, с точ-

ки зрения вредности электромагнитных полей, допустима.

Задача № 2. Обосновать необходимость применения экранирования и опреде-

лить эффективность экрана нагревательного элемента высокочастотной закалочной

установки, работающей в диапазоне частот до 120 кГц. Измеренное максимальное

значение напряженности поля Н на рабочем месте 12,5 А/м, а продолжительность

работы 5 ч.

Решение. Для ответа на вопросы задачи нужно знать допустимое значение

ПД

H для указанной частоты и затем, сравнивая его с уровнем Н на рабочем месте,

можно увидеть, необходимы ли меры защиты, в частности экранирование, и в случае

необходимости – определить их эффективность.

Согласно санитарным нормам

ЭН

ПД

, А/м,

где

ПД

ЭН – предельно допустимое значение энергетической нагрузки в течение рабо-

чего дня, (А/м)

⋅

ч. Для данного диапазона частот

ПД

ЭН = 200 (А/м)

⋅

ч.

Т – время воздействия, ч (по условиям задачи 5 ч).

Подставляя в формулу эти данные, получаем:

5,640

200

≈==

ПД

Н А/м.

По условия задачи Н на рабочем месте равно 12,5 А/м, что говорит о необхо-

димости применения экранирования.

5,6

5,12

≈=≥

ПД

ФАК

ЭКР

раза.

Задача № 3. Диспетчерский радиолокатор ДРАС-А аэропорта «М» находится,

вблизи жилой застройки с понижением по уровню местности на 4 м (см. рис. 13).

Высота застройки не более 4 этажей (10 м). Антенна РЛС поднята на высоту 24 м и

работает при минимальном угле места 3

. Определить радиус зоны «строгого режи-

ма», приняв ПДУ для персонала равным 20 мкВт/см

Рис. 13. Для данных условий

−

ПОНa

hhh

= 24 + 4 – 10 = 18 м

Решение. Радиус зоны «строгого режима» будет равен максимальному рас-

стоянию от РЛС на которой плотность потока энергии будет не менее 20 мкВт/см

(согласно условию задачи). Это расстояние можно определить по ранее построенной

для этого локатора вертикальной диаграмме излучения (см. рис. 13). Однако для это-

го необходимо определить превышение (

Hhh

−

Для данных условий 1810424 =−+=−+= Hhhh

ПОНa

м.

Зная превышение, равное 18 м, и угол места (

), равный по условиям задачи

3°, определяем по ВДИ ДРАС-А радиус зоны «строгого режима», равный приблизи-

тельно 0,8 км.

Задача № 4. Оценить условия труда регулировщика радиоаппаратуры по

электромагнитному фактору, если известно, что в своей работе он использует гене-

ратор СВЧ ( 3=

см) и ПЭВМ. Измеренные значения излучаемой мощности откры-

того выхода на расстоянии 30 см составляет 0,2 Вт, а напряженность электрической

составляющей от строчного генератора дисплея (f = 32 кГц) равна 40 В/м. Суммар-

ПОН

ная продолжительность пребывания регулировщика за работой в течение рабочего

дня не превышает 6 ч.

Решение. Так как по условиям задачи регулировщик подвергается облучению

ЭМП с различными нормируемыми параметрами (т.к. различные диапазоны частот),

то его безопасность, согласно СанПиН №11-17-94, следует определять по критерию

1≤+

ПД

ППЭ

ЭН

ППЭ

можно определить из формул

ЭН

КППЭ

ППЭ

ТППЭ

ЭН

ППЭ

⋅

где К – коэффициент биологического ослабления, в данном случае равный 1.

Плотность потока энергии на рабочем месте можно определить приблизитель-

но по формуле

4 r

ППЭ

ИЗЛ

⋅⋅

≈

где Р

ИЗЛ

– мощность, излучаемая на расстоянии 30 см от генератора (по условиям за-

дачи 0,3 Вт);

r – расстояние (равное 30 см).

Подставив эти данные в формулу для определения ППЭ, получим:

4,0

3,028,6

2,0

≈

⋅

=ППЭ

Вт/м

Полученное значение ППЭ подставим в формулу для расчета ЭН

ППЭ

4,2

64,0

⋅

ППЭ

ЭН

Вт·ч/м

Согласно СанПиН № 11-17-94

ПД

ППЭ

ЭН

устанавливается равной 2 Вт·ч/м

Теперь определим искомое отношение:

2,1

0,2

4,2

ПД

ППЭ

ЭН

Для определения энергетической нагрузки по электрической составляющей

поля (ЭН

) воспользуемся формулой для расчета Е:

ЭН

Е =

Отсюда

ТЕЭН

⋅=

(В/м)

⋅ч.

По условиям задачи измеренная напряженность от дисплея на рабочем месте

регулировщика (30 см) равна 40 В/м.

Подставив это значение в предыдущее выражение, получим:

9600640

=⋅=

ЭН (В/м)

·ч.

Предельно допустимое значение энергетической нагрузки для указанного в

условиях задачи диапазона, согласно СанПиН №11-17-94 равно, 20 000 (В/м)

·ч.

Теперь можно определить второе отношение критерия безопасности:

48,0

00020

9600

ПД

ЭН

Таким образом, общий критерий безопасности равен:

68,148,02,1

=+=+

ПД

ППЭ

ЭН

что не удовлетворяет условиям безопасности ≤ 1.

4. Индивидуальные задания для практических занятий

Вариант № 1

1.1.

Оценивать с точки зрения условий труда электромагнитных излучений

частотой 360 МГц, если плотность потока энергии (ППЭ), измеренная на рабочем

месте регулировщика радиоаппаратуры, равна 0,8 Вт/м

, а время, в течение которого

регулировщик подвергается облучению, составляет за смену 4 ч.

1.2.

Обосновать необходимость применение экранирования и определить

эффективность экрана нагревательного элемента высокочастотной закалочной уста-

новки, работающей в диапазоне частот до 180 кГц. Измеренное максимальное зна-

чение напряженности магнитного поля Н на рабочем месте 12,5 А/м, а продолжи-

тельность работы 6 ч.

1.3.

Диспетчерский радиолокатор ДРЛ-А аэропорта «М» находится вблизи

жилой застройки с понижением по уровню местности на 4 м. высота застройки не

более 4 этажей (10 м). Антенна РЛС поднята на высоту 24 м и работает при мини-

мальном угле места 2°. Определить радиус зоны «строгого режима», приняв ПДУ

для персонала равным 8 мкВт/см

Рис. 14. К варианту № 1

Вариант № 2

2.1.

определить уровень электромагнитных излучений на рабочем месте опе-

ратора ПЭВМ при суммарной продолжительности его работы не менее 5 ч за смену,

если суммарная напряженность электрической составляющей поля от строчного ге-

нератора (f = 31 кГц) на расстоянии 30 см от экрана дисплея составила 140 В/м. Сде-

лать вывод о необходимости принятия мер защиты или о ее

отсутствии.

2.2.

Определить необходимую толщину защитного экрана для снижения уров-

ня электромагнитной энергии до допустимого (с точки зрения безопасности) значе-

ния, если длина волны ЭМП равна 3 см, а материал экрана алюминий

(σ = 3,54⋅10

Ом⋅м

–1

; µ = 4⋅10

–7

Гн/м).

пон

2.3.

Осуществить гигиеническую оценку электромагнитного поля в жилой зо-

не на расстоянии 800 м от метеорологического радиолокатора МРЛ-4, средняя мощ-

ность излучения которого 110 Вт, коэффициент усиления антенны 0,6⋅10

, ширина

диаграмма направленности по мощности в вертикальной плоскости 1,5°, коэффици-

ент, учитывающий влияние земли, 0,8. жилая зона на указанном расстоянии имеет

повышение примерно 2 м. Высота застройки не менее 5 этажей (12,5 м). Антенна

РЛС поднята на высоту 18 м. Радиолокатор может работать при минимальном угле

места 0,5°.

Рис. 15. К варианту № 2

Вариант № 3

3.1.

Оценить условия труда регулировщика радиоаппаратуры по электромаг-

нитному фактору, если известно, что в своей работе он использует генератор СВЧ

(λ = 3 см) и ПЭВМ. Измеренные значения излучаемой мощности открытого выхода

на расстоянии 50 см составляют 0,8 Вт, а напряженность электрической составляю-

щей от строчного генератора дисплея (f = 32 кГц) равна 80 В/м. Суммарная продол-

жительность пребывания регулировщика за работой в течение рабочего дня не пре-

вышает 4 ч.

3.2.

С какой эффективностью (в децибелах) необходимо применить экран для

защиты от электромагнитных излучений при облучении персонала в течение

пов

8-часового рабочего дня на расстоянии 3 м от источника мощностью 0,5 кВт

(λ = 8 см). Диаграмма направленности излучения круговая.

3.3.

Метеорологический радиолокатор МРЛ-2 находится вблизи населенного

пункта с понижением по уровню местности относительно места установки РЛС на

2,5 м. Высота застройки не более 5 этажей (13 м). Антенна РЛС поднята на высоту

10 м. Локатор работает при минимальном угле места равном 0°. Оценить электро-

магнитную обстановку в жилой зоне, расположенной на расстоянии от источника

ЭМП, равном 700 м, если импульсная мощность МРЛ-2 равна 180 Вт, длительность

импульса 12 мкс, период посылки импульсов 18 мкс, коэффициент усиления антен-

ны 5–10

, коэффициент земли 0,9, а ширина диаграммы направленности

антенны в

вертикальной плоскости 1,8°.

Рис. 16. К варианту № 3

Вариант № 4

4.1.

Обосновать необходимость применения экранирования и определить эф-

фективность экрана нагревательного элемента высокочастотной закалочной уста-

новки, работающей в диапазоне частот до 120 кГц. Измеренное максимальное зна-

чение напряженности магнитного поля Н на рабочем месте 13,5 А/м, а продолжи-

тельность работы 6 ч.

4.2.

Определить максимально допустимое время, в течение которого может

работать персонал в условиях электромагнитного поля СВЧ-диапазона, если извест-

пон

но, что допустимая плотность потока энергии составляет 0,8 Вт/м от вращающейся

антенны.

4.3.

Обзорный радиолокатор ДРЛ аэропорта «А» расположен с понижением по

уровню местности относительно прилегающей жилой застройки на 2,5 м. Высота

жилых домов не превышает 9 этажей (25 м). Антенна РЛС поднята на высоту 11 м и

может работать при минимальном угле места, равном 0,8°. Определить радиус сани-

тарно-защитной зоны, приняв ПДУ для населения, равным 15 мкВт/см

пон

Рис. 17. К варианту № 4

Вариант № 5

5.1.

На каком расстоянии от сканирующей антенны радиолокационной стан-

ции (РЛС) может находиться персонал в течение всего рабочего дня (6 ч), не подвер-

гая свое здоровье опасности, если мощность РЛС равна 1,25 кВт.

5.2.

Оцените с точки зрения условий труда уровень электромагнитных излуче-

ний частотой 460 МГц, если плотность потока энергии (ППЭ), измеренная на рабо-

чем месте регулировщика радиоаппаратуры, равна 0,8 Вт/м

, а время, в течение ко-

торого регулировщик подвергается облучению, составляет за смену 5 ч.

5.3.

Определить максимальный размер зоны «строгого режима» санитарно-

защитной зоны радиолокационного комплекса «Скала», антенна которого установ-

лена на эстакаде высотой 15 м и может работать при минимальном угле места, рав-

ном 2°. Прилегающая к комплексу жилая территория находится на расстоянии 900 м

и имеет повышение по местности не более 0,5 м. Высота наиболее высоких жилых

зданий не превышает 9 м.

Рис. 18. К варианту № 5

Вариант № 6

6.1.

Оценить уровень электромагнитного излучения на рабочем месте регули-

ровщика аппаратуры от генератора мощностью 50 Вт, работающего в диапазоне час-

тот 470–490 МГц, с точки зрения необходимости разработки мероприятий по защите

персонала, если рабочее место удалено от источника излучения на расстояние 1 м, а

продолжительность пребывания персонала в условиях облучения за смену не пре-

вышает 7 ч.

6.2.

Оценить уровень электромагнитных излучений на рабочем месте опера-

тора ПЭВМ при суммарной продолжительности его работы не менее 5 ч за смену,

если суммарная напряженность электрической составляющей поля от строчного ге-

нератора (f = 30 кГц) на расстоянии 50 см от экрана дисплея составила 190 В/м. Сде-

лать вывод о необходимости принятия мер защиты.

6.3.

Обзорная радиолокационная станция типа «Сатурн» мощностью 130 кВт

работает в импульсном режиме (длительность импульса 6 мкс, период посылки им-

пульсов 8 мкс). Антенна «Сатурна» поднята на высоту 16 м и имеет коэффициент

усиления 5⋅10

, ширина диаграммы направленности равна 2°. Антенна работает с

минимальным углом места, равным 1°. Рассчитать ожидаемую ППЭ в строящемся

пов