2020-04-20
964БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
тема
«РАСЧЕТ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ 300 МГц…300 ГГц»
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Частота электромагнитного поля определяет особенности его воздействия на человека. Это вызывает необходимость нормирования ЭМП и защиты от него в различных диапазонах частот [1...3].
В данном практическом занятии рассмотрены нормирование и защита от ЭМП в следующих диапазонах частот:
№ 9 – 300...3000 МГц (длина волны 1...0,1 м);
№ 10 – 3...30 ГГц (длина волны 10...1 см);
№ 11 – 30...300 ГГц (длина волны 1...0,1 см).
У источников ЭМП различают зоны: ближнюю (зона индукции) и дальнюю (зона излучения).
Ближняя зона реализуется на расстоянии 
[(ЭМП еще не сформировалось), где λ – длина волны]; дальняя зона – на расстоянии 
(ЭМП сформировалось).
В этом случае обе составляющие ЭМП – электрическая и магнитная – в диапазоне 300 МГц...300 ГГц оцениваются поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ) (интенсивностью облучения I, Вт/м2).
Предельно допустимую плотность потока энергии ЭМП в диапазоне частот 300 МГц…300 ГГц на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала радиотехнических объектов (РТО) устанавливают, исходя из допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека и времени его пребывания в зоне облучения. Однако во всех случаях она не должна превышать 10 Вт/м2 (1000 мкВт/см2), а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры воздуха в рабочих помещениях (выше 28 °С) – 1 Вт/м2 (100 мкВт/см2).
|
|
|
2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА
2.1. Нормирование ЭМП.
Предельно допустимая плотность потока энергии ЭМП от РТО, Вт/м2 (мкВт/см2),
ППЭ = WN / T, (1)
где WN – нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на организм человека, Вт · ч/м2 (мкВт · ч/см2).
Нормированные значения допустимой энергетической нагрузки на организм человека составляют [3]:
2 Вт · ч/м2 (200 мкВт · ч/см2) – для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн;
20 Вт · ч/м2 (2000 мкВт · ч/см2) – для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн.
Допустимое время пребывания в зоне облучения 8 ч.
В соответствии с санитарными нормами предельно допустимая плотность потока энергии ЭМП на территории жилой застройки при круглосуточном облучении не должна превышать 5 мкВт/см2 [3].
При одновременном воздействии ЭМП от k источников в диапазоне 300 МГц…300 ГГц суммарная плотность потока энергии, Вт/м2 (мкВт/см2),
ППЭ Σ = ППЭ 1 + ППЭ 2 + … + ППЭk, (2)
где ППЭ 1, ППЭ 2, …, ППЭk – плотность потока энергии от первого, второго и k -го источников ЭМП, Вт/м2 (мкВт/см2).
|
|
|
2.2. Защита от электромагнитных полей.
2.2.1. Защита от ЭМП на рабочем месте может быть обеспечена защитой временем, защитой расстоянием, экранированием источника излучения, уменьшением мощности излучения, экранированием рабочего места, применением средств индивидуальной защиты (СИЗ).
2.2.2. Защита временем.
Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания человека в рабочей зоне (в зоне облучения ЭМП).
При заданной (измеренной на рабочем месте) ППЭ максимальное время пребывания человека на рабочем месте (в зоне облучения), ч,
Т = WN / ППЭ Σ. (3)
2.2.3. Защита расстоянием.
Расстояние от рабочего места до излучающей антенны РТО,м,
r = [(P cрσ)/(12,56 ППЭ Σ)]1/2, (4)
где Р – средняя мощность излучения, Вт; σ – коэффициент усиления антенны.
Средняя мощность излучения
P cр = Р импτ/ Т с, (5)
где Р имп – мощность излучения в импульсе, Вт; τ – длительность импульса, с; Т с – период следования импульсов, с.
Основной способ защиты от ЭМП в окружающей среде – защита расстоянием.
Для защиты населения от воздействия ЭМП, создаваемых РТО, устанавливают санитарно-защитные зоны. Санитарно-защитная зона – это площадь, примыкающая к технической территории РТО. Внешнюю границу этой зоны определяют на высоте 2 м от поверхности земли по предельной интенсивности излучения ЭМП, приводимой в нормах. Радиус санитарно-защитной зоны определяют по формуле (4) при условии ППЭ Σ = ППЭ = 5 мкВт/см2.
2.2.4. Защита экранированием.
Экранирование источников излучения ЭМП используют для снижения интенсивности излучения на рабочем месте или ограждения опасных зон излучения. Экраны изготовляют из металлических листов или сетки в виде замкнутых камер, шкафов или кожухов. Экранирование рабочих мест применяют в случаях, когда невозможно осуществить экранирование аппаратуры. Толщина экрана, изготовленного из сплошного алюминия, см,
B = 0,63lg Э / 
, (6)
где Э – заданное ослабление интенсивности излучения ЭМП; f – частота излучения ЭМП, Гц.
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
3.1. Выбрать вариант (см. таблицу).
3.2. Ознакомиться с методикой.
3.3. Определить допустимую плотность потока энергии ЭМП от РТО, зная тип антенны.
3.4. Определить допустимое время работы на рабочем месте, если оно облучается еще двумя РТО, создающими интенсивность облучения ППЭ 2 и ППЭ 3. Все три РТО работают в диапазоне 300 МГц…300 ГГц.
3.5. Определить минимальное расстояние рабочего места от РТО при работе в течение 8 ч в день с учетом заданных условий внешнего воздействия на оператора других факторов.
3.6. Определить радиус санитарно-защитной зоны для РТО, работающего в импульсном режиме с параметрами, указанными в таблице.
3.7. Определить минимальную толщину сплошного экрана из алюминия, обеспечивающего уменьшение интенсивности облучения в РТО на рабочем месте в Э раз.
3.8. Подписать отчет и сдать преподавателю.
Варианты заданий
к практическим занятиям по теме «Расчет средств защиты от электромагнитных полей в диапазоне частот 300 МГц... 300 ГГц».
Вариант определяют по первой букве фамилии и последней цифре учебного шифра.
Для студентов, чьи фамилии начинаются с букв А...З, – варианты 1...10; И...П – 11...20; Р...Я – 21...30.
| Вариант | Характеристики радиотехнического объекта | Условия на рабочем месте | Ослабление интенсивности ЭМП | ||||||||||
| Тип антенны | Pимп, кВт | τ, мс | Т с, мс | σ | f, МГц | Интенсивность облучения, мкВт/см2 | Температура, °С
| Наличие рентгеновского излучения | |||||
| неподвижная | вращающаяся | сканирующая | ППЭ 2 | ППЭ 3 | |||||||||
| 01 | + | 100 | 10 | 102 | 100 | 300 | 10 | 3 | 20 | + | 100 | ||
| 02 | + | 1000 | 10 | 102 | 50 | 400 | 12 | 30 | 30 | 100 | |||
| 03 | + | 800 | 10 | 102 | 80 | 450 | 6 | 100 | 32 | 500 | |||
| 04 | + | 500 | 10 | 102 | 90 | 500 | 5 | 50 | 25 | + | 600 | ||
| 05 | + | 300 | 10 | 102 | 100 | 550 | 3 | 100 | 20 | + | 100 | ||
| 06 | + | 200 | 10-2 | 10 | 120 | 600 | 5 | 50 | 30 | 120 | |||
| 07 | + | 1000 | 10 | 102 | 150 | 800 | 8 | 100 | 20 | 100 | |||
| 08 | + | 1800 | 10-1 | 10 | 50 | 900 | 6 | 60 | 25 | + | 600 | ||
| 09 | + | 60 | 10-1 | 10 | 40 | 700 | 3 | 12 | 30 | 500 | |||
| 10 | + | 90 | 10-1 | 10 | 30 | 800 | 10 | 3 | 32 | 700 | |||
| 11 | + | 600 | 10-1 | 102 | 20 | 500 | 6 | 40 | 25 | + | 100 | ||
| 12 | + | 10 | 10 | 102 | 90 | 600 | 7 | 30 | 20 | + | 120 | ||
| 13 | + | 1000 | 102 | 102 | 25 | 900 | 5 | 50 | 24 | 800 | |||
| 14 | + | 70 | 10-2 | 102 | 20 | 300 | 8 | 80 | 20 | 1000 | |||
| 15 | + | 20 | 10-2 | 102 | 90 | 900 | 5 | 30 | 30 | 100 | |||
| 16 | + | 80 | 102 | 10 | 50 | 104 | 10 | 3 | 30 | 600 | |||
Продолжение
| Вариант | Характеристики радиотехнического объекта | Условия на рабочем месте | Ослабление интенсивности ЭМП | ||||||||||
| Тип антенны | Pимп, кВт | τ, мс | Т с, мс | σ | f, МГц | Интенсивность облучения, мкВт/см2 | Температура, °С | Наличие рентгеновского излучения | |||||
| неподвижная | вращающаяся | сканирующая | ППЭ 2 | ППЭ 3 | |||||||||
| 17 | + | 100 | 10 | 102 | 80 | 103 | 5 | 50 | 20 | 100 | |||
| 18 | + | 120 | 10 | 102 | 50 | 104 | 3 | 100 | 22 | + | 120 | ||
| 19 | + | 500 | 10 | 102 | 40 | 800 | 2 | 12 | 30 | 800 | |||
| 20 | + | 200 | 10 | 102 | 30 | 500 | 3 | 50 | 25 | 1000 | |||
| 21 | + | 1000 | 10 | 103 | 60 | 900 | 4 | 40 | 30 | 100 | |||
| 22 | + | 800 | 10 | 103 | 40 | 800 | 5 | 5 | 25 | + | 100 | ||
| 23 | + | 80 | 10-1 | 10 | 10 | 900 | 3 | 30 | 32 | 120 | |||
| 24 | + | 100 | 10-1 | 10 | 8 | 500 | 9 | 30 | 26 | 700 | |||
| 25 | + | 1000 | 10-2 | 102 | 20 | 800 | 2 | 8 | 24 | + | 800 | ||
| 26 | + | 1600 | 10-1 | 102 | 10 | 650 | 4 | 30 | 30 | 100 | |||
| 27 | + | 1100 | 10-1 | 10 | 12 | 950 | 2 | 80 | 24 | 120 | |||
| 28 | + | 600 | 10-2 | 102 | 100 | 2000 | 3 | 3 | 30 | 800 | |||
| 29 | + | 50 | 102 | 102 | 400 | 3000 | 5 | 50 | 24 | + | 200 | ||
| 30 | + | 100 | 10-3 | 10 | 100 | 4000 | 2 | 40 | 30 | 1000 | |||
ЛИТЕРАТУРА
1. Безопасность жизнедеятельности /С.В. Белов, В.А. Девисилов, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. – М.: Высшая школа. НМЦ СПО, 2000. – 343с.
|
|
|
2. ГОСТ 12.1.006—84. ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.
3. Справочник помощника санитарного врача и помощника эпидемиолога /Под ред. Д.П. Никитина, А.И. Заиченко. – 2-е изд. – М.: Медицина, 1990. – 512с.
