Электромагнитное излучение
Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов или квантов его подразделяют на область ионизирующего и неионизирующего излучения. К неионизирующему помимо прочих относятся электрические и магнитные поля. К основным источникам относятся:
- ЛЭП (линии электропередач) с напряжением до 1150 кВ,
- открытые распределительные устройства, включающие в себя коммутационные аппараты, устройства автоматики и защиты, измерительные приборы и т.д.
Основные параметры:
1) Напряженность электрической составляющей поля (Е [В/м]),
2) Напряженность магнитной составляющей поля (Н [А/м]),
3) Частота (f [Гц]),
4) Длина волны λ= с/f, [м],
5) Скорость распространения (с [м/с]),
6) Плотность потока энергии (I=E*H [Вт/м2]).
Воздействие на человека
1) Биологическое: обусловлено тем, что вдоль линий силового поля изменяется ориентация клеток, что приводит нарушению информационных и обменных процессов.
2) Электрическое: обусловлено тем, что под воздействием ЭМ поля ионы жидкости в тканях человека приобретают заряд, начинают колебаться, и в связи с этим возникают токи смещения и токи проводимости, вызывающие тепловой эффект. Степень воздействия зависит от интенсивности излучения, диапазона частот, времени, характера излучения, размера облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей человека.
Классификация электромагнитных полей промышленных частот
Классификация ЭМП по частоте и длине волны:
| Название диапазона частот | Диапазоны | Название диапазона волн | |
| Длин волн | Частот | ||
| 1. Низкие частоты НЧ | 10 – 100 км | 3 – 30 кГц | - инфранизкие - низкие - промышленные - звуковые |
| 2. Высокие частоты ВЧ | 1 – 10 км 100 – 1000 м 10 – 100 м | 30 – 300 кГц 300 кГц – 3 МГц 3 – 30 МГц | - длинные - средние - короткие |
| 3. Ультравысокие частоты УВЧ | 1 – 10 м | 30 – 300 МГц | - ультракороткие (УКВ) |
| 4. Сверхвысокие частоты (СВЧ) | 10 – 100 см 1 – 10 см 1 – 10 мм | 300 МГц – 3 ГГц 3 – 30 ГГц 30 – 300 ГГц | - дециметровые - сантиметровые - миллиметровые |
Классификация ЭМП по мощности:
- < 5 кВт малые
- от 5 до 25 кВт средние
- от 25 до 100 кВт мощные
- >100 сверхмощные
Нормирование ЭМП ПЧ
Основными нормативными документами являются:
ГОСТ 12.1.002-84
СанПиН 2.2.4.1191-03
В соответствие с этими документами предъявляются следующие требования:
1. При напряженностях в интервале больше 5 до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания в ЭП Т (час) рассчитывается по формуле:
Т = (
) - 2, где
Е - напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м;
Т - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.
2. При напряженности свыше 20 до 25 кВ/м допустимое время пребывания в ЭП составляет 10 мин.
3. Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.
4. Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время необходимо находиться вне зоны влияния ЭП или применять средства защиты.
5. Время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП (Тпр) вычисляют по формуле:
Тпр = 8·(
), где
Тпр - приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в ЭП нижней границы нормируемой напряженности;
tE1, tЕ2,...tEn - время пребывания в контролируемых зонах с напряженностью Е1, Е2,... Еn, ч;
ТЕ1, ТЕ2,...ТЕn- допустимое время пребывания для соответствующих контролируемых зон.
Приведенное время не должно превышать 8 ч.
6. Напряженность постоянного магнитного поля не должна превышать 8 А/м
Зоны действия для ненаправленного источника
1) ближняя зона (зона индукции). Данная зона распространяется на небольшие расстояния и рабочие места оказываются в ней. Вблизи источника полностью сформировавшееся ЭМ поле отсутствует и человек находится под воздействием отдельных составляющих. Радиус ближней зоны:
Rб.з ≤ λ/2π ≈ λ/6
Напряженности электрической и магнитной составляющих определяются след образом:
Е=(I∙L)/(2π∙ξ∙ω∙R2)
H=(I∙L)/(4π∙R2)
I – ток в антенне, А
L – длина антенны, М
ξ – диэлектрическая проницаемость среды,
ω – круговая частота, рад/с
R – расстояние от центра антенны до точки измерения, м
2) промежуточная зона (зона интерференции)
Rи.з = Rд.з -Rб.з
В этой зоне начинает формироваться ЭМ поле
3) дальняя зона (волновая зона или зона излучения)
В диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц зона индукции очень мала, и рабочие места находятся в волновой зоне, т.е. человек оказывается под воздействием полностью сформировавшегося ЭМ поля
Rд.з≥ λ/2π
Составляющие эл и магнитного поля:
Е=(I∙L)/(2π∙ξ∙ω∙R2∙f∙c )
H=(I∙L)/(4π∙R∙ω∙c)
где с – скорость света, м/с.
В д.з. помимо составляющих электрического и магнитного поля излучение характеризуется также плотностью потока энергии (мощности):
I=P∙G/ 4∙π∙R2
P – мощность источника, Вт
R – расстояние от источника до точки измерения, м
G – коэффициент усиления излучателя.
G = K∙Sэфф/ λ2
