Создания малогабаритных устройств излучателей

Электрические установки, приборы и агрегаты широко распространены в различных отраслях техники и в быту и представляют большую потенциальную опасность для человека, так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники, корпуса стоек ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате пробоя изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека. Проходя через организм человека, электрический ток вызывает термическое, электрическое, электролитическое, биологическое и механическое действие. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических сред, что вызывает в них биологические расстройства. Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении их физико-химического состава. Механическое действие тока приводит к разрыву мышечных тканей. Биологическое действие тока выражается в способности раздражать и возбуждать живые ткани организма. Любое из перечисленных воздействий тока может привести к электрической травме, вызванной воздействием электрического тока или электрической дуги (ГОСТ 12.1.038-82). Опасность поражения электрическим током зависит от ряда факторов: величина и частота тока, время воздействия , пути прохождения тока через организм, индивидуальных особенностей человека (физическое развитие, масса тела, возраст и пр.). В результате воздействия электрического тока возможны ожоги, нарушение дыхания и кровообращения, механические повреждения (ушибы, переломы) и др.. Нарушение сердечной деятельности может привести к смерти.

Пожароопасность.

В современных ЭВМ высокая плотность размещения элементов электронных схем, близость друг к другу соединительных проводов, коммутационных кабелей представляет серьезную пожароопасность. Источником пожара может быть короткое замыкание, искрение или например чрезмерный нагрев. Опасность при пожаре представляют: токсичные продукты горения, выделяемые горящими материалами и предметами (теплоизоляционные, акустические, декоративные и другие синтетические отделочные материалы), воздействие огня и высокие температуры. Воздействие этих факторов на человека может привести к отравлению, тепловым ударам, ожогам различной степени и смерти.

Шум и вибрация.

Для рабочих мест ВЦ (вычислительных центров) характерно наличие всех видов шумов: механического, аэродинамического, электрического. Технические средства создают механический шум; установки кондиционирования, компрессоры- аэродинамический; преобразователи напряжения- электромагнитный.

Проявление вредного воздействия шума на организм человека разнообразно: затруднение разборчивости речи, снижение работоспособности, обратимые и необратимые потери слуха, механическое повреждение органов слуха, воздействие на центральную и вегетативную нервную системы (через них на внутренние органы). Может вызвать головную боль, бессонницу, ослабление внимания, ухудшение памяти. Вибрации также могут неблагоприятно действовать на организм человека. Они могут быть причиной функциональных расстройств нервной и сердечнососудистой систем (спазмы сосудов), а также опорно-двигательного аппарата. Они также могут быть причиной головных болей, головокружении, повышенной утомляемости. Возможно также ухудшение состояния желудочно-кишечного тракта, головного и спинного мозга. Вибрации способны оказывать действия на все органы. Особо вредными считаются колебания с частотой 6-9 Гц, близкой к частоте колебаний человека (ГОСТ 12.1.036-81(2001)). При вибрациях таких частот возникает вредный резонанс, который увеличивает колебания внутренних органов, расширяя их или сужая.

Освещенность.

Освещенность помещения на производстве создается естественным и/или искусственными источниками света. Отсутствие или недостаток естественного света и недостаточная или неправильная освещенность рабочей зоны приводят к вредным воздействиям на органы зрения и психику человека. В результате снижается работоспособность, происходит отрицательное психологическое воздействие, длительная адаптация зрения, что приводит к снижению производительности труда.

Электромагнитные магнитные поля.

Низкочастотные электромагнитные поля возбуждает отклоняющая система электроннолучевой трубки монитора. Источник электростатического поля- прежде всего экран монитора и система формирования электронного луча ЭЛТ.

Переменные магнитные поля образует трансформатор развертки монитора, трансформаторы блоков питания и другие вспомогательные устройства. Поглощаемая тканями энергия электромагнитного поля превращается в теплоту. Если механизм терморегуляции тела не способен рассеять избыточное тепло, происходит повышение температуры тела. Перегревание органов и тканей ведет к их заболеваниям. Электромагнитные

поля могут влиять и непосредственно на клетки, приводя к изменению происходящих в них процессов. Особенно болезненно могут реагировать на электромагнитное поле клетки глаз, мозга, почек, желудка.

Отрицательное воздействие электромагнитных полей вызывает обратимые и необратимые изменения в организме: торможение рефлексов, понижение кровяного давления, выпадение волос, ломкость ногтей.

Электростатические поля могут вызывать вторичную электризацию человеческого организма. Это вредное явление способствует развитию дерматита, появлению угрей. Низковольтный разряд способен прекратить клеточное развитие, вызвать помутнение хрусталика. Воздействие магнитных полей на человека может приводить к нарушениям в нервной системе, пищевом тракте, сердечнососудистой системе, изменением в составе крови.

6.2 Охрана труда на предприятии

Рассмотрим опасные и вредные факторы, воздействующие на персонал, возникшие при разработке данного проекта.

6.2.1 Электробезопасность. Статическое электричество

Основными нормативными документами по защите от поражения электротоком являются «Правила устройства электроустановок, ПУЭ» Приказ Минэнерго России от 09.04.2003г. N 150. Электробезопасность обеспечивается в соответствии с ГОСТ 12.01.030-81 (2001).

Данным стандартом электрические изделия по способу защиты человека от поражений электрическим током подразделяются на пять классов: 0; 01; I; II; III. К классу 0 относится изделия, имеющие по крайне мере рабочую изоляцию и не имеющие элементов для заземления, если эти изделия не отнесены к классу II или III. К классу 01 относятся изделия, имеющие, по крайней мере, рабочую изоляцию, элемент для заземления и провод без заземляющей жилы для присоединения к источнику питания. К классу I относятся изделия, имеющие рабочую изоляцию и элемент для заземления.

В случае, если изделие класса I имеет провод для присоединения к источнику питания, он должен иметь заземляющую жилу и вилку с заземляющим контактом. К классу II относятся изделия, имеющие двойную или усиленную изоляцию и не имеющие элементов для заземления.

К классу III относятся изделия, не имеющие ни внутренних, ни внешних электрический цепей с напряжением выше 42В. Изделия получающие питание от внешнего источника, относятся к классу III только в том случае, если они предназначены для присоединения непосредственно к источнику питания с напряжением не выше 42В, у которого при холостом ходе оно не превышает 50В. При использовании в качестве источника питания трансформатора или преобразователя его входная и выходная обмотки не должны быть электрически связаны и между ними должна быть двойная или усиленная изоляция. Опасное и вредное воздействие на людей электрического тока, электрической дуги и электромагнитных полей проявляется в виде электротравм и профессиональных заболеваний.

На практике условно различают местные электротравмы, когда возникает местное повреждение организма - электрический ожог, электрический знак, металлизация кожи частицами расплавившегося под действием электрической дуги металла, механические повреждения, вызванные непроизвольными сокращениями мышц под действием тока, и общие электротравмы, чаще называемые электрическим ударом, когда из-за нарушения деятельности жизненно важных органов и систем поражается весь организм в целом. Часто оба вида травм сопутствуют друг другу, но возможна гибель организма от общей электротравмы, когда внешних местных повреждений не видно.

Под электрическим ударом понимается процесс возбуждения живых тканей организма электрическим током, сопровождающийся судорожным сокращением мышц.

Степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока, электрической дуги и электромагнитных полей зависит от:

-рода и величины напряжения тока;

-частоты электрического тока;

-пути тока через тело человека;

-продолжительность воздействия на организм человека.

Воздействие на организм человека переменного тока промышленной частоты приведено в таблице 7.2.1.

Таблица 7.2.1

Рассмотренные реакции организма на действие электрического тока позволили установить три критерия электробезопасности и соответствующие им уровни допустимых токов (ГОСТ 12.1.038-82).

Первый критерий - неощутимый ток, который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 мин. в сутки) протекания через тело человека при обслуживании электрооборудования. Для переменного тока частотой 50 Гц он составляет 0,3 мА, для постоянного -1 мА. В качестве второго критерия принимают отпускающий ток. Действие такого тока на человека допустимо, если длительность его протекания не превышает 30 с. Сила отпускающего тока: для переменного тока - 6 мА, для постоянного - 15 мА (не болевое значение). Третьим критерием является фибрилляционный ток, не превосходящий порогового фибрилляционного тока и действующий кратковременно до 1 с. Сила тока в зависимости от длительности воздействия для переменного тока промышленной частоты I~ и постоянного тока I= принята следующей:

Таблица 7.2.2

Условия электробезопасности зависят и от параметров окружающей среды производственных помещений (влажность, температура, наличие токопроводящей пыли, материала пола и др.). Тяжесть поражения электрическим током зависит от плотности и площади контакта человека с частями, находящимися под напряжением. Основные причины поражения человека электрическим током на рабочем месте: -прикосновение к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции; -нерегламентированное использование электрических приборов; -отсутствие инструктажа сотрудников по правилам электробезопасности.

Организационные и технические мероприятия по обеспечению электробезопасности.

Основным организационным мероприятием является инструктаж и обучение безопасным методам труда, а так же проверка знаний правил безопасности и инструкций в соответствии с занимаемой должностью применительно к выполняемой работе. Необходимы также проведение регулярного осмотра и ремонта неисправного оборудования.

Расчет защиты от поражения электрическим током.

В России применяются трехфазные электрические сети с заземлённой нейтралью, являющейся защитой от поражения электрическим током. Так же защитой от поражения электрическим током является зануление.

Заземляющие устройства являются неотъемлемой частью электроустановок (ЭУ) напряжением как до 1000 В, так и выше 1000 В. Зануление, в свою очередь, является неотъемлемой частью ЭУ напряжением до 1000 В, прежде всего это относится к ЭУ зданий и сооружений. Одной из основных функций заземления и зануления открытых проводящих частей (корпусов) ЭУ является защита от поражения электрическим током.

Зануление - соединение металлических нетоковедущих частей электрического прибора или устройства с нулевым проводом (нейтралью) питающей трехфазной электрической сети.

Защитный эффект зануления заключается в сокращении времени воздействия электрического тока на человека. Это достигается соединением металлических корпусов электроустановок с нулевым проводом питающего трансформатора, что превращает замыкание на корпус в короткое замыкание, при котором срабатывает защита, отключающая электроустановку от сети.

Схема защитного зануления.

НЗП - нулевой защитный провод (соединяет зануляемые части с заземленной нейтральной точкой ПЭВМ).

HP - нулевой рабочий проводник (служит для питания электроприёмника, подключен к заземленной нейтрале источника питания).

R₀ - сопротивление нейтрали, Ом.

где I_кз - сила тока короткого замыкания, А;

U_Ф - фазное напряжение, В (~ 220 В);

R_т - сопротивление фазного провода, Ом (~ 0,412 Ом - по паспорту).

где с - удельное сопротивление материала проводника, ;

l - длина проводника, м;

s - площадь поперечного сечения проводника, мм².

Для расчетов возьмем медные проводники длиной l₁=800 м, l₂=700 м, l₃=100 м и площадью поперечного сечения s₁=2 мм², s₂=l мм², s₃= 1 мм².

(из справочника возьмем удельное сопротивление меди с=0,0175 )

Теперь по значению I_кз можно определить с каким I_ном в цепь питания ПЭВМ необходимо включить автомат:

где k- коэффициент качества защитного устройства, k = 3 для магнитного расцепителя.

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током в цепь питания ПЭВМ необходимо включить автомат с I_ном = 4 А.

6.2.2 Пожаробезопасность

Пожарная безопасность предусматривает такое состояние объекта, при котором исключается возникновение пожара, а в случае его возникновения обеспечивается защита от воздействия на людей опасных факторов пожара и защита материальных ценностей.

Пожарная безопасность обеспечивается системами предотвращения пожара и пожарной защиты, включающими комплекс организационных мероприятий и технических средств. Современная пожарная защита имеет на вооружении системы быстрого обнаружения пожара, совершенную технику и эффективные средства тушения, своевременное и квалифицированное использовании которых дает возможность ликвидировать пожар в самом начале возникновения. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности регламентированы правилами противопожарного режима РФ, утверждённых постановлением Правительства Российской Федерации № 390 от 25 апреля 2012 г.

Причины возникновения пожара.

Причинами возникновения пожара могут быть:

Ш неисправности электропроводки, розеток и выключателей, которые могут привести к короткому замыканию или пробою изоляции;

Ш использование поврежденных (неисправных) электроприборов;

Ш использование в помещении электронагревательных приборов с открытыми нагревательными элементами;

Ш возникновение пожара вследствие попадания молнии в здание;

Ш возгорание здания вследствие внешних воздействий;

Ш неаккуратное обращение с огнем и не соблюдение мер пожарной безопасности.

Профилактика пожара.

Пожарная профилактика представляет собой комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также создание условий для успешного тушения пожара. Для профилактики пожара чрезвычайно важна правильная оценка пожароопасности здания, определение факторов и обоснование способов и средств предупреждения и защиты от пожара.

В целях предотвращения пожара необходимо проводить противопожарный инструктаж, на котором необходимо ознакомить сотрудников с правилами противопожарной безопасности, а также обучить использованию первичных средств пожаротушения. Одно из условий обеспечения пожаробезопасности - ликвидация возможных источников воспламенения.

В случае возникновения пожара необходимо отключить электропитание, вызвать пожарную команду, эвакуировать людей из помещения согласно плану эвакуации и приступить к ликвидации пожара огнетушителями. При наличии небольшого очага пламени можно воспользоваться подручными средствами с целью прекращения доступа воздуха к объекту возгорания.

6.2.3 Оздоровление воздушной среды и нормализация параметров микроклимата

Важнейшее значение для нормальной жизнедеятельности человека имеет наличие чистого воздуха необходимого химического состава и имеющего оптимальные температуру, влажность и скорость движения.

В производственных помещениях при работе станков, машин, оборудования, от технологического процесса и нахождения работающих людей могут выделяться избыточные количества тепла и влага, а также загрязняющих воздух газов, паров, пыли. ГОСТ 12.1.005-88 (2001), а также санитарными нормами проектирования промышленных предприятий установлены предельно допустимое содержание вредных веществ и состояние воздуха в рабочей зоне. Нормализация воздуха рабочей зоны достигается разработкой технологических процессов, исключающих вредные выделения, соответствующим конструированием исключающих вредные выделения, соответствующим конструированием технологического оборудования, правильной эксплуатацией, а также подачей в рабочую зону чистого воздуха с помощью вентиляции.

Загрязнение среды вредными веществами.

Под вредным веществом понимают вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни и последующих поколений. Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны классифицируется как опасный и вредный производственный фактор.

Одним из вредных веществ, часто находящихся в воздухе машиностроительных цехов, является пыль. Пыль оказывает вредное воздействие главным образом на дыхательные пути и легкие. При длительном воздействии пыли на организм человека возможны серьезные поражения всего организма.

Пыль обычно классифицируют по токсичности и дисперсности. К ядовитой и/или токсичной, пыли относятся свинцовая, марганцевая. Хромовая и др. Эта пыль, попадая в организм или оседая на коже, может вызвать острое или хроническое отравление. Растворяясь в слюне или на слизистых дыхательных путей, она превращается в жидкий яд.

Вредное действие пыли в воздухе усугубляется при увеличении ее концентрации. Концентрация пыли в воздухе определяется ее массовым содержанием в мг/м³, или числом частицы пыли, находящихся в 1 см³.

Частицы пыли, имеющие многогранную форму с острыми иглообразными и крючкообразными выступами, оседая в верхних дыхательных путях, вызывают воспаление тканевых клеток. Воспаленные тканевые клетки дыхательных органов создают благоприятные условия для проникновения в организм возбудителей различных инфекционных болезней. В соответствии с ГОСТ 12.1.007-82 (1999) по степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности: 1-й - вещества чрезвычайно опасные; 2-й - вещества высокоопасные; 3-й- вещества умеренно опасные; 4-й- вещества малоопасные.

Класс опасности вредных веществ установлен в зависимости от норм и показателей (табл.7.2.3). Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), указанных в таблицах ГОСТ 12.1.005-88(2001)

Таблица 7.2.3

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это концентрации, которые при ежедневной 8-часовой (кроме выходных дней) работе или при другой продолжительности (но не более 41ч. в неделю) в течение всего рабочего стажа не вызывают заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.

Мероприятия по обеспечению безопасности труда при контакте с вредными веществами обязательно должны предусматривать применение средств индивидуальной защиты, а также специальную подготовку и инструктаж обслуживающего персонала.

Нормированные параметры микроклимата.

Действующими нормативами параметров воздуха рабочей зоны производственных помещений являются «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны ГОСТ 12.1.005-88 (2001)». Величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, устанавливаемые для рабочей зоны производственных помещений с учетом избытков явного тепла, тяжести выполняемой работы и периодов года, подразделяются на оптимальные и допустимые.

Создание в рабочей зоне надлежащих метеорологических условий благоприятно воздействует на организм, способствует хорошему самочувствию, повышает безопасность работы, обеспечивает высокую работоспособность. Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, которые определяется действующим на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающей поверхностей.

Оптимальные микроклиматические условия - это сочетания параметров микроклимата. Которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакции терморегуляции.

Допустимые микроклиматические условия - это сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать переходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжения реакций терморегуляции, не выходящей за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникают изменения состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижения работоспособности.

Таблица 7.2.4 Оптимальные нормы микроклимата.

6.2.4 Освещение промышленных предприятий

Зрение человека является важнейшим источником информации, поступающей в мозг человека из внешней среды. Правильно устроенное освещение обеспечивает хорошую видимость и создает благоприятные условия труда. Недостаточное освещение вызывает преждевременное утомление, притупляет внимание работающего, снижает производительность труда, ухудшает качественные показатели и может оказаться причиной несчастного случая. Рабочие зоны освещаются в такой мере, чтобы рабочий имел возможность хорошо видеть процесс работы, не напрягая зрения и не наклоняясь для этого к инструменту и обрабатываемому изделию, расположенным на расстоянии 0,5 м от глаза. Освещение не должно создавать резких теней или бликов, оказывающих слепящее действие. Необходимо также защитить глаза рабочего от прямых солнечных источников света. Световое излучение оказывает влияние на организм человека и может изменить частоту пульса, интенсивность некоторых процессов обмена веществ, общее нервно - психическое состояние. Оптимальные световые условия оказывают благоприятные воздействие на активность человека и его работоспособность.

Естественное освещение

Естественное освещение используется в дневное время суток. Оно обеспечивает хорошую освещенность, равномерность; вследствие высокого рассеивания благоприятно действует на зрение и экономично.

Помимо этого солнечный свет оказывает биологически оздоравливающее и тонизирующее воздействие на человека. Естественное освещение помещений осуществляется через световые проемы и подразделяется на следующие типы: боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое) (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03, СНиП 11-4-79).

Естественное освещение в помещение определяется коэффициентом естественной освещенности (КЕО) - е, представляющим собой выраженное в процентах отношение освещенности какой-либо точки помещения к точке на горизонтальной плоскости вне помещения, освещенной рассеянным светом всего небосвода, в тот же самый момент времени:

где Е_вн - освещенность точки внутри помещения; Е_нар - освещенность точки вне помещения.

Задачей расчета естественного освещения является определение отношения общей площади застекленных проемов окон и фонарей к площади помещения.

В таблице 7.2.5 приведены значения КЕО при естественном освещения в зависимости от характера выполняемой работы в соответствии СНиП 11-4-79.

Таблица 7.2.5

Искусственное освещение.

В темное время суток, а так же при недостаточном естественном освещении необходимо применять искусственное освещение как в помещениях, так и на открытых площадках. В связи с этим качеству искусственного освещения придают серьезное значение.

Электрический свет не только заменяет естественное освещение, но и облегчает труд, снижает усталость. На качество освещения помещения оказывает влияние световой поток лампы, а также тип и цвет светильника, цвет окраски помещения и оборудования, их состояние (свежесть окраски, запыленность).

Искусственное освещение по способу расположения источников света подразделяется на общее, местное и комбинированное. В производственных помещениях одно местное освещение использовать не разрешается.

В осветительных установках промышленных предприятий применяют лампы накаливании и газоразрядные источники света. Основные характеристики ламп: номинальное напряжение, электрическая мощность, световой поток, световая отдача и срок службы.

Нормативным документом по искусственному освещению являются СНиП 11-4-79.

Нормы освещенности при использовании газоразрядных ламп выше, чем ламп накаливания, поскольку они более экономичны, что определяет повышение освещенности без увеличения расхода электроэнергии.

6.2.5 Воздействие шума. Вибрация

Шумом принято называть любой не желательный звук, воспринимаемый органом слуха человека. Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков различной интенсивности и частоты (СН 2.2.4/2.1.8.556-96, СН-3044-84, СН-3041-84).

Шум оказывает вредное влияние на весь организм и в первую очередь на центральную нервную и сердечнососудистую системы. Длительное воздействие интенсивного шума может привести к ухудшению слуха, а в отдельных случаях - к глухоте. Шум на производстве неблагоприятно воздействует на работающего: ослабляет внимание, увеличивает расход энергии при одинаковой физической нагрузке, замедляет скорость психических реакций. В результате снижается производительность и ухудшается качество работы.

Нормы устанавливают предельные значения параметров шума в различных производственных помещениях в зависимости от характера труда в них, а не от видов оборудования. (ГОСТ 12.1.012-2004 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.)

Наиболее эффективным мероприятием по борьбе с шумом надо считать снижение его в источниках образования, т.е. непосредственно в агрегатах, машинах, механизмах и т.п. Вибрации также могут неблагоприятно действовать на организм человека. Они могут быть причиной функциональных расстройств нервной и сердечнососудистой систем (спазмы сосудов), а также опорнодвигательного аппарата. Они также могут быть причиной головных болей, головокружении, повышенной утомляемости. Возможно также ухудшение состояния желудочно-кишечного тракта, головного и спинного мозга. Вибрации способны оказывать действия на все органы. Особо вредными считаются колебания с частотой 6-9 Гц, близкой к частоте колебаний тела человека. При вибрациях таких частот возникает вредный резонанс, который увеличивает колебания внутренних органов, расширяя их или сужая.

Следует сказать, что нормы устанавливают предельные значения параметров шума в различных производственных помещениях в зависимости от характера труда в них, а не от видов оборудования в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 (таблица 7.2.6.).

Таблица 7.2.6

6.2.6 Воздействие электромагнитных полей

Электромагнитные поля (ЭМП) высоких, ультравысоких и сверхвысоких радиочастот нашли широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Использование электромагнитных излучений в диапазоне радиочастот в электротермических установках дает большие преимущества, но, систематически воздействуя на организм человека в дозах, превышающих допустимые, может явиться причиной профессиональных заболеваний. В результате возможны изменения нервной, сердечнососудистой, эндокринной и других систем организма человека.

Нормирование электромагнитных полей.

Основными нормативными документами являются «Единые санитарные правила при работе с источниками излучений ЭМП радиочастот» N 848-70 (78), СаНПиН 2.2.4.1191-03, ГОСТ 12.1.006--84. Допустимые уровни облучения в диапазоне ВЧ и СВЧ имеют неодинаковые значения для разных длин волн. Электромагнитное поле, распространяясь в пространстве, переносит определенное количество энергии, характеризуемое ее плотностью (ВТ/м²):

где Е и Н -- соответственно напряженность электрического и магнитного полей, В/м и А/м; е -- диэлектрическая постоянная среды, Ф/м; м --- магнитная проницаемость среды, Г/м. Длина волны л, м.

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.006--84 электромагнитное поле (ЭМП) в диапазоне частот 60кГц--300МГц должно оцениваться напряженностью его составляющих, а в диапазоне частот 300МГц--300ГГц-- плотностью потока энергии. В ГОСТ 12.1.006--84 установлены предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля при работе с источниками СВЧ - дифференцирование для излучений, имеющих постоянные и меняющиеся характеристики.(табл.7.2.7). В таблице 7.2.8 указаны плотность потока и время пребывания работников на их рабочих местах связанных с воздействием ЭМП.

Таблица 7.2.7

Таблица 7.2.8. Измерение интенсивности электромагнитных полей

Для определения интенсивности электромагнитных полей, воздействующих на обслуживающий персонал, замеры проводят в зоне нахождения персонала по высоте от уровня пола (земли) до 2 м через 0,5 м. Д ля определения характера распространения и интенсивности полей в цехе, на участке, в кабине, помещении (лаборатории и др.) должны быть проведены измерения в точках пересечения координатной сетки со стороной в 1 м. Измерения проводят (при максимальной мощности установки) периодически, не реже одного раза в год, а также при приеме в эксплуатацию новых установок, изменениях в конструкции и схеме установки, проведении ремонтов и т. д.

Исследования электромагнитных полей на рабочих местах должны проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.002 - 84, ГОСТ 12.1.006 - 84 по методике, утвержденной Минздравом СССР.

Для измерения интенсивности электромагнитных полей радиочастот используется прибор ИЭМП-1. Этим прибором можно измерить напряженности электрического и магнитного полей вблизи излучающих установок в диапазоне частот 100 кГц - 300 МГц для электрического поля и в диапазоне частот 100 кГц - 1,5 МГц - для магнитного поля. С помощью данного прибора можно установить зону, в пределах которой напряженность поля выше допустимой.

Плотность потока мощности в диапазоне УВЧ--СВЧ измеряют прибором ПО-1, с помощью которого можно определить среднее по времени значение с_п, Вт/м².

Измерения напряженности электрического поля в электроустановках сверхвысокого напряжения производят приборами типа ПЗ-1, ПЗ-1 м и др. Измерение напряженности должно производиться во всей зоне, где может находиться человек в процессе выполнения работы. Наибольшее измеренное значение напряженности является определяющим. При размещении рабочего места на земле наибольшая напряженность обычно бывает на высоте роста человека. Поэтому замеры рекомендуется производить на высоте 1,8 м от уровня земли.

Напряженность электрического поля, кВ/м, для любой точки можно определить из выражения:

где ф --линейная плотность заряда провода, Кл/м; е₀=8,85•10¹² - электрическая постоянная, Ф/м; т -- кратчайшее расстояние от провода до точки, в которой определяется напряженность, м.

Это выражение предусматривает определение напряженности электрического поля уединенного бесконечно длинного прямолинейного проводника, заряженного равномерно по длине. Вводя соответствующие поправки, можно с достаточной точностью определить уровни напряженности электрического поля в заданных точках линии и подстанции сверхвысокого напряжения в реальных условиях.

Средства зашиты от воздействия ЭМП

Для защиты персонала от воздействия ЭМП используют различные способы средства. Уменьшают напряженность и плотность потока энергии ЭМП; экранируют рабочие места; удаляют рабочие места от источника ЭМП; рационально размещают в рабочем помещении оборудование, излучающее электромагнитную энергию; устанавливают рациональные режимы работы оборудования и обслуживающего персонала; применяют средства предупреждений сигнализации (световой, звуковой и т.д.), средства индивидуальной защиты.

6.3 Расчет экранировки проектируемого устройства

Как уже говорилось, в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.006--84 электромагнитное поле (ЭМП) в диапазоне частот 60кГц -- 300МГц должно оцениваться напряженностью его составляющих, а в диапазоне частот 300МГц - 300ГГц - плотностью потока энергии. Характер распространения электромагнитного поля и его свойства зависят от частоты. На различных расстояниях от источника излучения выделяют волновую зону, зону дифракции и индукции. Зона индукции (ближняя зона) находится в пределах расстояния от источника . В ней соотношение напряженности электрического и магнитного полей зависит от вида источника излучения.

В данном случае источником излучения является спиральная замедляющая система (ЗС), которую можно рассматривать как катушку индуктивности, содержащую 400 витков. Ближняя зона действия излучения ЗС (частотный диапазон 5МГц-6МГц) находится в пределах 5м. Напряженность Нх может быть определена из выражения:

где щ и а -- число витков и радиус катушки, м; I-- сила тока в катушке, А; х -- расстояние от источника (катушки) до рабочего места, м; Яm-- коэффициент, определяемый соотношением х/а (при х/а > 10 Яm =1).

Учитывая конкретный случай, где щ =400; а=5 · 103 м; I = 0.014 А; х=5 м; Яm=l, имеем Нх= 1,4•10-6 А/м -- что даже в отсутствии экрана меньше предельно-допустимого значения (см. таблицу 7.2.8.)

Если регламентируется допустимая электрическая составляющая поля Ед, магнитная составляющая может быть определена из выражения:

где f-- частота поля, Гц.

Исходя из этого электрическая составляющая поля , В/м. - что также даже в отсутствии экрана меньше предельно-допустимого значения, (см. таблицу 7.2.8) Степень ослабления электромагнитного поля экраном характеризуется величиной, условно называемой глубиной проникновения электромагнитного поля в материал экрана, толщина которого должна быть больше глубины проникновения поля. Глубину проникновения поля д в экран, в котором поле ослабляется в e -- 2,718 раз, определяют по формуле:

где м - абсолютная магнитная проницаемость материала экрана, Гн/м; у - удельная проводимость материала экрана, Ом/м; f - частота, Гц. Эффективность экранированная сплошного экрана Э должна удовлетворять неравенству:

где d- толщина экрана материала, мм.

Чем больше умf, тем меньше глубина проникновения поля в толщу экрана и, следовательно, тем тоньше может быть экран.

Обычно глубина проникновения электромагнитных полей высоких и сверхвысоких частот очень мала (значительно меньше миллиметра), поэтому толщину экрана, как правило, выбирают из конструктивных соображений. Принимая во внимание, сказанное выше и то, что принцип работы и конструкция данного прибора предусматривает необходимость наличия металлического экрана, устройство можно считать безопасным в эксплуатации.

7. Экологическая часть

7.1 Источники электромагнитных полей радиочастот и их характеристика

Источниками электромагнитных полей (ЭМП) являются: атмосферное электричество, радиоизлучения, электрические и магнитные поля Земли, искусственные источники (установки ТВЧ, радиовещание и телевидение, радиолокация, радионавигация и др.). Источниками излучения электромагнитной энергии являются мощные телевизионные и радиовещательные станции, промышленные установки высокочастотного нагрева, а так же многие измерительные, лабораторные приборы. Источниками излучения могут быть любые элементы, включенные в высокочастотную цепь.

Токи высокой частоты применяют при плавлении металлов, термической обработки металлов, диэлектриков, полупроводников и многих других целей. Для научных исследований в медицине применяют токи ультравысокой частоты, в радиотехнике-- токи ультравысокой и сверхвысокой частоты. Возникающие при использовании токов высокой частоты электромагнитные поля представляют определенную профессиональную вредность, поэтому необходимо принимать меры защиты от их воздействия на организм. Токи высоко частоты создают в воздухе излучения, имеющие ту же электромагнитную природу, что и инфракрасное, видимое, рентгеновское и гамма-излучение. Различие между этими видами энергии - в длине волны и частоте колебаний, а значит, и в величине энергии кванта, составляющего электромагнитного поля. Электромагнитные волны, возникающие при колебании электрических зарядов (при прохождении переменных токов), называются радиоволнами.

Электромагнитное поле характеризуется длинной волны л ( м) и частотой колебаний f (Гц). Интервал длин радиоволн -- от миллиметров до десятков километров, что соответствует частотам колебаний в диапазоне от

3 • 10⁴ Гц до 3 · 10¹¹ Гц.

Интенсивность электромагнитного поля в какой либо точке пространства зависит от мощности генератора и расстояния от него. На характер распределения поля в помещении влияет наличие металлических предметов и конструкций, которые являются проводниками, а также диэлектриков, находящихся в ЭМП.

7.2 Воздействие электромагнитных полей на организм человека

В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 степень биологического воздействия электромагнитных полей на организм человека зависит от частоты колебаний, напряженности и интенсивности поля, режима его генерации (импульсное, непрерывное), длительности воздействия. Биологическое воздействие полей разных диапазонов неодинаково. Чем короче длина волны, тем большей энергией она обладает. Высокочастотные излучения могут ионизировать атомы или молекулы в соматических клетках - и та нарушать идущие в них процессы. А электромагнитные колебания длинноволнового спектра хоть и не выбивают электроны из внешних оболочек атомов и молекул, но способны нагревать органику, приводить молекулы в тепловое движение. Причем тепло это внутреннее - находящиеся на коже чувствительные датчики его не регистрируют. Чем меньше тело, тем лучше оно воспринимает коротковолновое излучение, чем больше - тем лучше воспринимает длинноволновое излучение.

Особенно чувствительны к неблагоприятному воздействию электромагнетизма эмбрионы и дети. Человек, создав такой вид излучения, не успел выработать к нему защиты. Первичным проявлением действия электромагнитной энергии является нагрев, который может привести к изменениям и даже к повреждениям тканей и органов. Механизм поглощения энергии достаточно сложен. Наиболее чувствительными к действию электромагнитных полей являются центральная нервная система (субъективные ощущения при этом - повышенная утомляемость, головные боли и т. п.) и нейроэндокринная система.