Защита от электромагнитных полей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра охраны труда и окружающей среды

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

По дисциплине Охрана труда и основы безопасности жизнедеятельности

На тему Защита от электромагнитных полей

Специальность 5B0719 Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Принял профессор Приходько Николай Георгиевич

Алматы 2014

Техническое задание

Для безопасной эксплуатации оборудования с электромагнитными полями следует: рассчитать границу зон индукции и излучения; определить безопасное расстояние до источника излучения; вычислить напряжённость электрического и электромагнитного полей или плотность потока энергии на заданном расстоянии от источника и сравнить результат с нормативными данными; рассчитать толщину защитного экрана; выбрать средства индивидуальной защиты. Исходные данные приведены в таблице 1.

Решение сопроводить схемой с обозначением границ зон и указанием рабочего места. В качестве материала использовать алюминий (г = 3,54^.10⁵ Ом^-1 см; µ = 4^.10^-9 Гн/см). При выборе средств индивидуальной защиты учитывать мощность установки и длину волны источника.

индукция излучение электрический защитный

Т а б л и ц а 1 - Исходные данные.

Содержание

Техническое задание

1. Расчет границ зон индукции и излучения

2. Определение безопасного расстояния до источника излучения

3. Расчет напряженности электрического и электромагнитного полей

4. Расчет толщины защитного экрана

5. Выбор средств индивидуальной защиты

Список литературы

1. Расчет границ зон индукции и излучения

Радиус зоны индукции (ближней зоны) определяется по формуле (1):

, (1)

где -- длина волны электромагнитного излучения.

Длина волны электромагнитного излучения определяется по уравнению (2):

, (2)

где с - скорость света в вакууме (воздухе), равная 3^.10⁸ м/с,

f - частота электромагнитного излучения, с^-1,

е_r, µ_r - соответственно относительные диэлектрическая и магнитная постоянные, для воздуха равные 1 [2, c.514].

Рассчитаем радиус зоны индукции (ближней зоны):

,

Следовательно, граница зоны индукции и излучения располагается на расстоянии 4777.07 м от источника излучения. Ближняя зона расположена на расстоянии 0 < R < 4777,1 м от источника излучения. Дальняя зона излучения располагается на расстоянии R>4777,1 м от источника излучения. Тогда рабочее место (r=15 м) расположено в ближней зоне.

2. Определение безопасного расстояния до источника излучения

В зоне индукции электромагнитная волна не сформирована, поэтому на человека действует независимо друг от друга напряженность электрического и магнитного полей.

ПДУ электрического и магнитного полей при воздействии в течение всей смены составляет 500 В/м и 50 А/м соответственно. ПДУ напряженности электрического и магнитного полей при продолжительности воздействия не более 2 ч. за смену составляет 1000 В/м и 100 А/м [4]. Рассчитаем расстояния от установки, соответствующие Е_ПДУ и Н_ПДУ. Так как электрическое поле оказывает на организм человека большее влияние, чем магнитное поле, то безопасное расстояние рассчитывается исходя из полученного значения Е_ПДУ [2, c.83].

Так как в условии задачи не указан тип источника ЭМП а также длина проводника, то дальнейшие расчеты проводим, приняв рабочее напряжение излучателя ЭМП равным промышленному напряжению 220 В. Напряженность магнитного поля (Н) данной установки определим по закону полного тока [2, c.518]:

(3)

где I = P/U - ток в проводнике, P - мощность источника ЭМП, U - напряжение в проводнике, G - коэффициент усиления (направленность) электромагнитного поля, R - расстояние от точки наблюдения.

Из (5) определим R_min для Н_ПДУ:

(4)

Напряженность электрического поля в соответствии с уравнением Пойнтинга равна:

(5)

Следовательно, уравнение (4) для R_min для Е_ПДУ принимает вид:

Так как R_min(Е_ПДУ) >> R_min(Н_ПДУ), то расстояние, на котором напряженность электрического и магнитного поля не превышает ПДУ составляет R_min(Е_ПДУ) = 37.11 м. Следовательно, рабочее место располагается в пределах действия электрического поля, напряженность которого превышает ПДУ (рис.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Схема границ зон воздействия ЭМП. где r - расстояния от источника излучения до рабочего места (r=15м), R_min - расстояние, при котором R_min(Е_ПДУ) ПДУ (R_min = 37.11 м), R - граница ближней и дальней зон излучения.

3. Расчет напряжённости электрического и электромагнитного поля на заданном расстоянии от источника

В соответствии с формулой (4) получим:

В соответствии с формулой (5) получим:

Сравним полученный результат с нормативными данными.

Н = 3.28 А/м не превышает Н_ПДУ, равное 50 А/м (3.28 < 50).

E = 1236.56 В/м значительно превышает максимально допустимое значение Е_ПДУ, равное 500 А/м в L = 1236.56/500 = 2.5 раза.

4. Расчет толщины защитного экрана

Так как значения ПДУ превышаются только напряженностью электрического поля, а значение напряженности магнитного поля находится в пределах допустимых значений, то рабочее место необходимо экранировать от воздействия электрической составляющей ЭМП. Эффективность экранирования электромагнитного излучения для рассчитываемого экрана рассчитывается по формуле (6):

(6)

Результирующее поле очень быстро убывает в экране, проникая в него на незначительную величину д, определяемую по формуле (7) [2, c.515 - 516].

, (7)

где - угловая частота поля, Гц;

µ - магнитная проницаемость, Гн/м (для алюминия µ = 4^.10^-9 Гн/см = 4^.10^-7 Гн/см);

г - элекрическая проводимость, См/м (для алюминия 3,54^.10⁵ Ом^-1/см = 3,54^.10⁷ См/м).

Вычислим д по формуле (7):

Следовательно, для снижения напряженности электрического поля на рабочем месте до уровня ПДУ, рабочее место необходимо экранировать листами алюминия толщиной 2.95 10^-4 м. Для исключения отражения электромагнитных волн, пол рабочего места следует застелить резиновыми ковриками, поглощающими излучение.

5. Выбор средств индивидуальной защиты

Для защиты работников от электрического поля низкой и очень низкой частоты, создаваемого промышленными установками, применяется экранирующий костюм (комбинезон или куртка с брюками). Также в комплект костюма входят: металлическая или пластиковая металлизированная каска, рукавицы (перчатки), покрытые проводящей тканью и специальная обувь [1, c.169].

Все составляющие костюма соединены между собой проводниками с целью обеспечения надежной электрической связи с целью предотвращения проникновения излучения сквозь ткань костюма (для защиты от ЭМИ необходимо заземление).

Для защиты глаз сотрудников используются защитные очки З5-80 (ГОСТ 12.4.013-75). Обращенная к глазу поверхность стекол покрыта бесцветной прозрачной пленкой диоксида олова, ослабляющей электромагнитную энергию по 30 дБ при светопропускании не ниже 75% [2, c.518].

Список литературы

1. Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие. Электронный вариант. - М.: «Дашков и К°», 2002 - 619 с.

2. Занько Н.Г., Малаян К.Р., Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности. Учебник. 13-е изд., испр. / Под ред. О. Н. Русака. - Спб.: Издательство «Лань», 2010. - 672 с.

3. Кукин П.П. Безопасность технологических процессов и производств. М: Высшая школа, 2002 г. - 319 с.

4. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ). Госкомсанэпиднадзор России. - М.,1996.

5. Магомет Р.Д, Березкина Е.В. Безопасность жизнедеятельности: учебно-методический комплекс. - СПб.: Издательство СЗТУ, 2009. - 168 с.

6. В.И.Гуткин, В.А.Рогалев. Безопасность жизнедеятельности и чрезвычайные ситуации: учеб. и справ. пособие. - СПб.: МАНЭБ, 2005. - 720 с.

Размещено на Allbest.ru