bezopasnost_zhiznedeyatelnosti_uchebnik_bezopasnost_truda_na_zheleznodorozhnom_transporte_2014

где | Hо | — модуль вектора напряженности магнитного поля в открытом пространстве;

Hв — модуль вектора напряженности магнитного поля на рабочем месте

впомещении.

Интенсивность ГМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в Тл (мкТл, нТл), которые связаны между собой следующим соотношением:

Н = В / µ0,

где µ0 = 4π·10–7 Гн/м — магнитная постоянная.

Коэффициент ослабления интенсивности геомагнитного поля на рабочих местах персонала в помещениях (объектах, технических средствах) в течение смены не должен превышать 2.

6.4. Средства защиты от воздействия ЭМП

Защита от воздействия ЭМП и излучений осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических и лечебнопрофилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты. На рис. 6.4 приведена классификация защитных методов и средств.

6.4.1. Организационные мероприятия

При проектировании и эксплуатации оборудования, являющегося источником ЭМП, или объектов, оснащенных источниками ЭМП:

–выбирают рациональные режимы работы оборудования;

–выделяют зоны воздействия ЭМП (зоны с уровнями ЭМП, в которых превышаются предельно допустимые уровни и где по условиям эксплуатации не требуется даже кратковременное пребывание персонала, должны ограждаться и обозначаться соответствующими предупредительными знаками);

–рабочие места и маршруты передвижения обслуживающего персонала располагают на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ (защита расстоянием);

–ограничивают время нахождения персонала в зоне воздействия ЭМП (защита временем);

–соблюдают правила безопасной эксплуатации источников ЭМП.

251

252

Рис. 6.4. Классификация методов и средств защиты

В зависимости от технологического процесса источники ЭМП могут размещаться в отдельных помещениях или в общем производственном помещении. Электромагнитная энергия, излучаемая отдельными элементами электротермических установок и радиотехнической аппаратуры, при отсутствии экранов (настройка, регулировка и испытания) распространяется в помещении, отражается от стен и перекрытий, частично проходит сквозь них и в небольшой степени рассеивается в них. В результате образования стоячих волн

впомещении могут создаваться зоны с повышенной плотностью электромагнитного излучения. Поэтому работы следует проводить

вотдельных специально выделенных помещениях, которые должны быть изолированы от других помещений данного здания и иметь непосредственный выход в коридор или наружу. Для этих целей подходят угловые помещения первого и последнего этажей зданий.

Помещения, в которых настраивают, регулируют и испытывают установки, необходимо устраивать так, чтобы при включении установок на полную мощность их излучение практически не проникало через стены, перекрытия, оконные проемы и двери в смежные помещения. Данные об ослаблении излучений элементами конструкций зданий приведены в табл. 6.10. Толщину стен и перекрытий помещений определяют в каждом случае расчетным путем, исходя из мощности установок и поглощающих свойств строительных материалов. Материалы стен и перекрытий зданий,

втом числе и окрасочные материалы, различно не только поглощают, но и отражают электромагнитные волны. Масляная краска, например, создает гладкую поверхность, отражающую до 30 % электромагнитной энергии сантиметрового диапазона. Известковые покрытия имеют малую отражательную способность. Поэтому для уменьшения отражения электромагнитной энергии потолок целесообразно покрывать известковой или меловой краской.

Таблица 6.10

Ослабление электромагнитных излучений строительными конструкциями

	Материал и элементы конструкции	Ослабление потока мощности, дБ
		λ = 3 см	λ = 10 см
	Кирпичная стена толщиной 70 см	21	16
	Междуэтажное перекрытие	22	2
	Оштукатуренная стенa здания	12	8
	Окна с двойными рамами	18	7

253

Для исключения электромагнитного загрязнения окружающей среды окна помещений, в которых проводятся работы с электромагнитными излучателями, экранируют с помощью сетчатых или сотовых экранов

		(рис. 6.5).
		В целях защиты населения от
		воздействия ЭМП, создаваемых
		антеннами базовых станций или
		ПРТО в целом, устанавливают-
		ся СЗЗ и ЗОЗ с учетом перспек-
	Рис. 6.5. Установка сотовых решеток	тивного развития объекта связи
	на окна:	и населенного пункта. Границы
	а — с наружной стороны; б — с внут-	СЗЗ определяются на высоте
	ренней стороны; 1 — сотовая решетка;
		2 м от поверхности земли по
	2 — оконное стекло; 3 — пол
		ПДУ.

ЗОЗ представляет собой территорию вокруг ПРТО, где на высоте от поверхности земли более 2 м уровень ЭМП превышает ПДУ для населения. Внешняя граница ЗОЗ определяется по максимальной высоте зданий перспективной застройки, на высоте верхнего этажа которых уровень ЭМП не превышает ПДУ для населения.

Границы СЗЗ и ЗОЗ определяются расчетным путем в направлении излучения антенн и уточняются измерениями уровней ЭМП. При этом следует учитывать необходимость защиты от воздействия вторичного ЭМП, переизлучаемого элементами конструкции здания, коммуникациями, внутренней проводкой и т.д.

Маршруты движения персонала по территории ПРТО устанавливают таким образом, чтобы исключалась возможность облучения людей при уровнях, превышающих предельно допустимые. Зоны с уровнями ЭМП выше допустимых должны быть обозначены специальными предупреждающими знаками и надписями.

6.4.2. Инженерно-технические мероприятия

Инженерно-технические мероприятия обеспечивают снижение уровней ЭМП и излучений на рабочих местах путем внедрения новых технологий и применения средств коллективной и индивиду-

254

альной защиты (когда фактические уровни ЭМП на рабочих местах превышают ПДУ, установленные для производственных воздействий). К ним относятся:

–рациональное размещение оборудования;

–использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала и в окружающую среду (поглотители мощности, экранирование, использование минимальной необходимой мощности генератора).

Средства защиты изготавливают с использованием технологий, основанных на экранировании (отражении, поглощении энергии ЭМП) и других эффективных методах защиты организма человека от вредного воздействия ЭМП.

Средства защиты от воздействия ЭСП должны соответствовать требованиям государственного стандарта на общие технические требования к средствам защиты от статического электричества.

Средства защиты от воздействия МП изготавливают из материалов с высокой магнитной проницаемостью, конструктивно обеспечивающих замыкание магнитных полей.

Защиту от воздействия ЭП частотой 50 Гц осуществляют с помощью стационарных экранирующих устройств и индивидуальных экранирующих комплектов. При этом обязательно заземление всех изолированных от земли крупногабаритных объектов, включая машины, механизмы и др.

Для защиты работающих на распределительных устройствах от воздействия ЭП частотой 50 Гц применяются конструкции, снижающие уровни ЭП путем использования компенсирующего действия разноименных фаз токоведущих частей и экранирующего влияния высоких стоек под оборудование, шины выполняются с минимальным числом расщепленных проводов в фазе и минимально возможным их провесом и др. Средства защиты работающих от воздействия МП частотой 50 Гц выполняются в виде пассивных или активных экранов.

На рис. 6.6 и 6.7 показаны примеры экранирования излучения промышленной частоты с помощью козырька из металлической сетки и навеса из металлических прутков.

255

Рис. 6.6. Экранирующий козырек	Рис. 6.7. Экранирующий навес над
над шкафом управления выключа-	проходом в здание
теля напряжением 500 кВ

6.4.3. Экранирование источников ЭМП радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ)

Источники ЭМП РЧ или рабочие места экранируются с помощью отражающих или поглощающих экранов (стационарных или переносных). Отражающие ЭМП РЧ экраны изготавливают из металлических листов, сетки, проводящих пленок, ткани с микропроводом, металлизированных тканей на основе синтетических волокон или любых других материалов, имеющих высокую электропроводность. Поглощающие ЭМП РЧ экраны изготавливают из специальных материалов, обеспечивающих поглощение энергии ЭМП соответствующей частоты. Смотровые окна, приборные панели экранируются с помощью радиозащитного стекла (или любого радиозащитного материала с высокой прозрачностью).

Одним из способов снижения излучаемой мощности является правильный выбор генератора. В тех случаях, когда необходимо уменьшить мощность излучения генератора, применяют поглотители мощности, которые полностью поглощают или ослабляют в необходимой степени передаваемую энергию на пути от генератора к излучающему устройству. Известны волноводные (рис. 6.8, а—в) и коаксиальные (рис. 6.8, г—е) поглотители мощности.

256

Рис. 6.8. Поглотители мощности: а—в — волноводные; г—е — коаксиальные. Конструкции поглотителей: а, г — скошенные; б, в — клинообразные; д — ступенчатые; е — в виде шайб. Охлаждение поглотителей мощности: г — охлаждающие ребра; в, е — проточная вода

Поглотителем энергии служит графитовый или специальный углеродистый состав, а также специальные диэлектрики. Для охлаждения поглотителей мощности используют охлаждающие ребра (рис. 6.8, г) или проточную воду (рис. 6.8, в, е). Для коаксиальных линий и волноводов применяют поглотители мощности различных конструкций: скошенные (рис. 6.8, а, г), клинообразные (рис. 6.8, б, в), ступенчатые (рис. 6.8, д) и в виде шайб (рис. 6.8, е).

На рис. 6.9 показаны аттенюаторы с постоянным затуханием. Их применяют для понижения мощности излучения до необходи-

Рис. 6.9. Постоянные аттенюаторы

257

мого значения в коаксиальных линиях и волноводах. В них электромагнитные колебания поглощаются материалами с большим коэффициентом поглощения. К таким материалам относятся резина, полистирол и др.

Волноводные аттенюаторы с переменным затуханием ножевого (рис. 6.10, а) и пластинчатого типа (рис. 6.10, б) изготовляют из диэлектрика, покрытого тонкой металлической пленкой, и помещают параллельно электрическим силовым линиям электромагнитного поля. Затухание аттенюаторов регулируется путем перемещения «ножа» или пластин в волноводе, из-за чего изменяется поглощение энергии диэлектриком аттенюатора.

Для защиты работающих от электромагнитных излучений применяют заземленные экраны, кожухи, ширмы, защитные козырьки, устанавливаемые на пути излучения, а также камеры или шкафы, в которые помещают передающую аппаратуру. Индукторы и конденсаторы экранируют, как показано на рис. 6.11.

Рис. 6.10. Волноводные аттенюаторы:

а — с переменным затуханием ножевого типа; б — пластинчатого типа

Рис. 6.11. Экранирование:

а — индуктора; б — конденсатора

258

Средства защиты (экраны, кожухи и т.п.) из радиопоглощающих материалов выполняют в виде тонких резиновых ковриков, гибких или жестких листов поролона или волокнистой древесины, пропитанной соответствующим составом, и ферромагнитных пластин. Коэффициент отражения этих материалов не превышает 1—3 %. Эти средства склеивают или присоединяют к основе конструкции экрана специальными скрепками.

Для оценки функциональных качеств экрана используют понятие эффективности, которое определяется отношением плотности потока энергии I0 в данной точке при отсутствии экрана к плотности потока энергии I в той же точке при наличии экрана Э = I0/I. На практике обычно эффективность экранирования рассчитывают

в дБ, Э = 10 1g I0/I.

Эффективность экранов зависит от длины волны, модуля волнового сопротивления диэлектрика W, материала экрана, геометрических размеров экрана и качества конструкции. Среднюю эффективность экранирования находят по формуле

		zwE (H )		λ		2πd			πm
	=				е	m		−
ЭOE(H)							1			,
		ρ		R					λ
				э

где z — глубина проникновения электромагнитного поля в экран, м; wЕ(H) — волновое сопротивление электрического (магнитного) поля; ρ — удельное сопротивление материала экрана, Ом/м; λ — длина волны электромагнитного поля, м;

Rэ — эквивалентный радиус экрана (радиус цилиндра или сферы), м;

2πd

е m — коэффициент, учитывающий уменьшение эффективности экрана

за счет наличия в нем отверстий и щелей; d — толщина материала экрана;

m — наибольший размер отверстия (щели) в экране, м.

Эта формула полностью описывает процесс электромагнитного экранирования реальных экранов. В табл. 6.11 приведены характеристики некоторых радиопоглощающих материалов.

Способ защиты в каждом конкретном случае выбирается с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ и требуемой эффективности защиты.

Эффективность экранирующих устройств зависит от электрических и магнитных свойств материала экрана, конструкции экрана, его геометрических размеров и частоты излучения. Характеристики

259

					Таблица 6.11
	Основные характеристики радиопоглощающих материалов
	Марка и материал	Диапазон	Отражаю-	Масса 1 м2	Толщина
		рабочих	щая мощ-	материала,	материала,
	поглотителя
		волн, см	ность, %	кг	мм
	СВЧ-068, феррит	15—200	3	18—20	4
	«Луч», древесное волокно	15—150	1—3	—	—
	В2Ф2, резина	0,8—4	2	4—5	11—14
	В2ФЗ: ВКФ1	0,8—4	4	4—5	11—14
	«Болото», поролон	0,8—100	1—2	—	—

некоторых материалов, рекомендуемых для использования в защитных экранах, приведены в табл. 6.12.

При изготовлении экрана в виде замкнутой камеры вводы волноводов, коаксиальных фидеров, воды, воздуха, выводы ручек управления и элементов настройки не должны нарушать экранирующих свойств камеры.

Для уменьшения просачивания электромагнитной энергии через вентиляционные жалюзи последние экранируются металлической сеткой, либо выполняются в виде запредельных волноводов.

Таблица 6.12

Характеристика материалов для изготовления средств защиты от ЭМП в диапазоне частот 30 МГц—40 ГГц

	Материал	Толщи-	Диапазон	Ослабление,
		на, мм	частот, Гц	дБ
	Листовая сталь Ст3	1,4	30 МГц—40 ГГц	100
	Фольга алюминиевая	0,08	То же	80
	Фольга медная	0,08	>> >>	80
	Сетка стальная тканая	0,3—1,3	>> >>	30
	Радиозащитное стекло с одно-
	или двухсторонним полупровод-	6	30 МГц — 30 ГГц	20—40
	никовым покрытием
	Ткань хлопчатобумажная с мик-	—	То же	20—40
	ропроводом
	Ткань металлизированная «Вос-	—	10 кГц—30 ГГц	40—65
	ход»
	Ткань трикотажная (полиамид +	—	300 кГц—30 МГц	15—40
	проволока)

260