Захист від електричних і магнітних полів та випромінювань радіочастотного діапазону

Залежно від умов експлуатації обладнання, діапазону частот, розташування робочого місця, рівня опромінення застосовують наступні методи захисту: захист часом та віддалю, зменшення випромінювання в джерелі випромінювання, екранування джерела полів або випромінювань, екранування робочих місць, засоби індивідуального захисту, раціональне розташування в приміщенні установок, раціоналізація режимів експлуатації установок та роботи обслуговуючого персоналу, застосування попереджувальної світлової та звукової сигналізації.

Захист часом передбачає обмеження часу перебування людини в робочій зоні, якщо інтенсивність опромінення перевищує встановлені норми. Цей метод використовується, коли немає можливості знизити інтенсивність опромінення до допустимих значень і лише для електричного поля частотою 50 Гц та випромінювань в діапазоні 300 МГц – 300 ГГц. Допустимий час перебування залежить від інтенсивності опромінення.

Якщо інтенсивність опромінення в діапазоні 300 МГц – 300 ГГц знаходиться між двома нормованими рівнями (5.4), то допустиме значення часу опроміненні визначається за формулою:

t_доп = Т((1 + 0,005y/y_доп) / (0,65 + 0,355y/y_доп)) (6.15)

де y - інтенсивність опромінення, Вт/м²;

y_доп – допустима інтенсивність опромінення, Вт/м².

За допомогою цієї формули можна визначити допустимий час опромінення при значеннях y в інтервалі 10 –1000 мкВт/см².

Захист віддалю застосовується тоді, коли неможливо послабити інтенсивність опромінення за допомогою інших методів. В цьому випадку збільшують відстань між джерелом випромінювання та обслуговуючим персоналом. В ближній зоні при напрямленому випромінюванні цей метод не застосовується, оскільки в цій зоні щільність поверхневої енергії не залежить від віддалі.

Передбачено також влаштування санітарно-захисних зон.

Санітарно-захисна зона для передавальних радіостанцій, обладнаних антенами не спрямованої дії, для телецентрів і телевізійних ретрансляторів, а також для радіолокаційних станцій кругового огляду встановлюється по колу.

Для передавальних радіостанцій, обладнаних антенами спрямованої дії, а також для радіолокаційних станцій, антени яких сканують у визначеному секторі або фіксовані у заданому напрямку, санітарно-захисна зона встановлюється в напрямку дії випромінювання електромагнітних хвиль.

Земельні ділянки, що входять в санітарно-захисну зону, не вилучаються у землекористувачів і можуть використовуватись як с/г угіддя, а також для розміщення на них виробничих споруд, що належать радіотехнічному об’єкту або іншим відомствам, з дотриманням діючих санітарних норм і правил.

Зниження випромінювання в джерелі виникнення досягається шляхом застосування спеціальних пристроїв – поглиначів потужності, а атенюаторів, напрямлених відгалужувачів, поділювачів потужності, хвилевих послаблювачів.

Виділення зон випромінювання. Межі зони, де y перевищує гранично допустимі значення, експериментально визначають для кожного випадку розташування апаратури при її роботі на максимальну потужність випромінювання. Установки огороджуються або вивішуються попереджувальні написи “Не заходити, небезпечно!” Така зона може додатково позначитись яскравою фарбою на підлозі приміщення.

Екранування джерел випромінювання використовується для зниження інтенсивності електромагнітного поля на робочому місці. Застосовуються екрани з металевих листів або сіток у вигляді замкнених камер, шаф або кожухів.

Основною характеристикою екрана є ступінь послаблення електромагнітного поля, тобто ефективність екранування, котра є відношенням Е, Н, y в даній точці при відсутності екрана до Е_е, Н_е, y_е в тій же точці з екраном.

Ступінь послаблення електромагнітного поля залежить від глибини проникнення високочастотного струму в товщу екрана. Чим більша магнітна проникність екрана і чим вища частота екранованого поля, тим менша глибина проникнення і необхідна товщина екрана. Джерело випромінювань або робоче місце екрануються за допомогою відбивальних або поглинальних екранів.

Знаючи характеристики металу, можна розрахувати товщину екрана d, мм, котрий забезпечує необхідне послаблення електромагнітних полів на даній віддалі.

(6.16)

де w = 2p¦ - кутова частота змінного струму, рад/с;

m - магнітна проникність металу захисного екрана, Г/м;

g - електрична провідність металу екрана, (Ом*м)^-1;

Е_х – ефективність екранування на робочому місці, що виражається з виразу

(6.17)

де і - максимальні значення напруженості магнітної складової поля на віддалі Х, м, від джерела відповідно без екрана і з екраном А/м.

Напруженість може бути визначена з виразу

(6.18)

де w та а число витків на радіус котушки, м;

І – сила струму в котушці, А;

Х – відстань від джерела (котушки) до робочого місця, м;

- коефіцієнт, що визначається співвідношенням Х / а (при Х / а>10 = 1).

Якщо регламентується допустима електрична складова поля Е_Д, магнітна складова може бути визначена з виразу

Н_Д = 1,27*10⁵ Е_Д/Х¦ (6.19)

де ¦ - частота поля, Гц.

Приклад. Розрахувати ефективність екрана радіусом R=0,35 м, якщо задано: ¦ = 6*10⁴ Гц; m_е = 4p*10^-7 Г/м; g _е = 3,55*10⁷ (Ом*м)^-1; m = 1; І =380 А; w = 14; а = 0,1 м; l = 0,3 м; Х = 0,8 м.

Розв’язок. Визначаємо допустиму величину магнітної складової поля з врахуванням, що допустима напруженість поля Е_П.Д. = 5 В/м (за санітарними нормами):

Н_П.Д. = 1,27*10⁵ Е_П.Д./Х¦ = 1,27*10⁵ 5 /0,8*6*10⁴ = 13,2 А/м.

Напруженість на робочому місці при відсутності екрана

Необхідна ефективність екранування на робочому місці

Е_Х.Н.= Н_Х/ Н_П.Д. = 20,7/13,2 = 1,57

Дійсна ефективність екранування на робочому місці

Е_Х.Д. =

де d – товщина екрана, мм

d - глибина проникнення поля в екран, м;

- відносна магнітна проникність екрана

мм

З конструктивних міркувань приймаємо d = 1 мм.

Таким чином, вибраний екран забезпечує необхідний захист на даному робочому місці, оскільки Е_Х.Д.> Е_Х.Н. (10,5>1,57).