Характеристика электромагнитного излучения и методы защиты

Опасное воздействие на работающих могут оказывать электромагнитные поля различных частот.

На применении электромагнитных полей основаны такие технологические процессы, как нагрев различных изделий, сушка и склеивание древесины, ускорение твердения бетонных конструкций, нагрев металлов при их ковке и закаливании и т.п. Термическая обработка различных материалов по методу индукционного и диэлектрического нагрева токами высокой и повышенной частоты позволяет существенно ускорить проведение технологического процесса, резко снижает загрязненность воздуха в рабочих помещениях и т.п., однако эти процессы связаны с возникновением новых опасных и вредных производственных факторов, что порождает проблему защиты от них работающих.

Электромагнитные поля невидимы и действие их не обнаруживается органами чувств, что нередко порождает пренебрежительное отношение работающих к опасности электромагнитного облучения, недооценку его вредного воздействия на организм. Электромагнитное поле обладает определенной энергией и распространяется в виде электромагнитных волн. Основными параметрами электромагнитных колебаний являются: длина волны, частота колебаний и скорость распространения.

Источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются токоведущие части действующих электроустановок (высоковольтные линии электропередач, открытые распределительные устройства, генераторы, трансформаторы, устройства защиты и автоматики, индукционные катушки (в установках индукционного нагрева), рабочие конденсаторы (в установках диэлектрического нагрева), импульсные устройства, и т.п. Источниками постоянных магнитных полей являются электромагниты, соленоиды, литые или металлокерамические магниты и др.).

Электромагнитное поле обладает определенной энергией и распространяется в виде электромагнитных волн. Основными параметрами электромагнитных колебаний являются: длина волны, частота колебаний и скорость распространения. В зависимости от частоты колебаний (длины волн) электромагнитные излучения разделяют на ряд диапазонов.

Основной характеристикой постоянного магнитного поля является его напряженность, определяемая по силе, действующей в поле на проводник с током. Единицей напряженности является ампер на метр (А/м).

Основной характеристикой постоянного электрического поля так же, как и магнитного, является его напряженность, определяемая по силе, действующей в поле на электрический заряд, и выражается в вольтах на метр (В/м).

Степень воздействия электромагнитных излучений на организм человека зависит от напряженности электрического и магнитного полей, диапазона частот, интенсивности потока энергии излучения, продолжительности облучения, характера излучения (непрерывное или модулированное), режима облучения, размеров облучаемой поверхности тела, а также индивидуальных особенностей организма.

При воздействии электромагнитных полей на организм человека происходит частичное поглощение их энергии тканями тела. В электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей, крови, межклеточная жидкость, и т.п., после приложения внешнего поля появляются ионные токи. Переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей тела человека как за счет переменной поляризации диэлектриков, так и за счет появления токов проводимости. При длине волн, соизмеримой с размерами тела человека или его отдельного органа, образуются стоячие волны в живом организме, что приводит к концентрации тепловой энергии. Тепловое воздействие характеризуется повышением температуры тела, локальным избирательным нагревом ткани, а также отдельных органов и клеток.

Длительное и систематическое воздействие на работающих электромагнитных полей различных частот большой интенсивности может вызвать повышенную утомляемость, периодически появляющуюся головную боль, сонливость или нарушение сна, повышение артериального давления и боли в области сердца.

Длительное воздействие электрического поля низкой частоты вызывает функциональное нарушение центральной нервной и сердечно-сосудистой систем человека. Это выражается в снижении качества выполняемых операций, повышенной утомляемости, болях в области сердца, изменении кровяного давления и пульса, а также могут отмечаться некоторые изменения в составе крови, особенно выраженные при высокой напряженности электрического поля.

Под воздействием электромагнитных полей сверхвысоких частот наблюдаются изменения в крови, увеличение щитовидной железы, катаракта глаз, а у отдельных лиц-изменения в психической сфере (неустойчивое настроение,' ипохондрические реакции) и трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т.п.).

В ряде случаев в результате воздействия электромагнитных полей возможно возникновение кожного заболевания под названием " эффект жемчужной нити ", проявляющегося в появлении ряда последовательно расположенных пузырьков на коже, наполненных мутноватой жидкостью.

В зависимости от частоты колебаний (длины волны) электромагнитные излучения разделяются на ряд диапазонов (низкочастотный, высокочастотный, ультравысокочастотный, сверхвысокочастотный).

В практике работы с электромагнитными полями диапазона радиоволн существуют две классификации, отличающиеся одна от другой. Одна из них классифицирует радиочастоты по международному регламенту радиосвязи. Для целей охраны труда и в гигиенической практике принята другая классификация радиочастот.

Источниками электромагнитных полей радиочастот являются:

* в диапазоне 60 кГц – З МГц -неэкранированные элементы оборудования для индукционной обработки металла (закалка, обжиг, плавка, пайка, сварка и т.п.) и других материалов, а также оборудования и приборов, применяемых в радиосвязи и радиовещании;

* в диапазоне 3 МГц - 300 МГц - неэкранированные элементы оборудования и приборов, применяемых в радиосвязи, радиовещании, телевидении, медицине, а также оборудования для нагрева диэлектриков (сварка пластикатов, нагрев пластмасс, склейка деревянных изделий и др.);

* в диапазоне 300 МГц - 300 ГГц - неэкранированные элементы оборудования и приборов, применяемых в радиолокации, радиоастрономии, радиоспектроскопии, физиотерапии и т.п.

Переменное электромагнитное поле представляет собой совокупность магнитного и электрического полей, распространяющихся в пространстве в виде электромагнитных волн. Область распространения электромагнитных волн от источника излучения принято условно разделять на три зоны: ближнюю (зону индукции), промежуточную (зону интерференции) и дальнюю (зону излучения или волновую зону). Соотношение электрической и магнитной составляющих в этих зонах неодинаковы. Поэтому для оценки электромагнитных полей в этих зонах используются различные принципы.

Принято считать, что ближняя зона имеет радиус, равный 1/6 длины волны от излучателя. Дальняя зона начинается с расстояния от излучателя, равного примерно 6 длинам волн. Между ними располагается промежуточная зона.

Учитывая разную длину волны электромагнитных полей разной частоты, рабочее место, находящееся на одном и том же расстоянии от излучателя, может оказаться в любой из этих зон.

В зоне индукции человек находится в периодически сменяющих друг друга электрических и магнитных полях.

В зоне излучения на человека действует электромагнитное поле с изменяющимися электрической и магнитной составляющими.

В ближней и промежуточных зонах электромагнитная волна еще не сформировалась. Поэтому интенсивность электромагнитного поля в этих зонах оценивается отдельно по магнитной и электрической составляющих поля (в В/м для электрического и в А/м для магнитного поля). В этой зоне обычно находятся рабочие места по обслуживанию источников высокочастотных (ВЧ) и ультравысокочастотных (УВЧ) колебаний.

Рабочие места по обслуживанию сверхвысокочастотной (СВЧ) аппаратуры находятся в дальней (волновой) зоне, в которой электромагнитная волна уже сформировалась, и в этой зоне электромагнитное поле оценивается не по напряженности, а по энергии (мощности), переносимой волной по пути ее распространения. Эта энергия оценивается плотностью потока энергии, т.е. количество энергии, приходящейся в единицу времени на единицу поверхности (Вт/м²).

Персонал, обслуживающий электроэнергетические установки промышленной частоты (в том числе 50 Гц), также подвергается воздействию электромагнитных полей. При малых частотах (в том числе при 50 Гц) электрическое и магнитное поля практически не связаны между собой, поэтому их можно рассматривать отдельно друг от друга и также отдельно рассматривать влияние, оказываемое ими на биологический объект. Установлено, что в любой точке электромагнитного поля промышленной частоты поглощенная телом человека энергия магнитного поля примерно в 50 раз меньше поглощенной им энергии электрического поля. Это позволяет сделать вывод, что отрицательное действие на организм человека электромагнитного поля в электроустановках промышленной частоты обусловлено электрическим полем; магнитное же поле оказывает незначительное биологическое действие, и в практических условиях им можно пренебречь.

Следует также иметь в виду, что в помещениях, где установлены источники ВЧ, УВЧ излучений, распределение напряженности электромагнитного поля может явиться результатом наложения на основное вторичного излучения, которое может возникнуть также и в соседних помещениях. Проводниками энергии радиочастот в этих случаях могут явиться провода осветительной и телефонной сети.

Выбор того или иного способа защиты работающего от электромагнитных полей зависит от диапазона частот, характера выполняемой работы, напряженности и плотности потока энергии электромагнитного поля.

Это осуществляется следующими способами и средствами:

- снижением напряженности поля или плотности потока энергии
электромагнитных волн с помощью согласованных нагрузок и поглотителей
мощности;

- экранированием рабочего места и источника излучения;

- удалением рабочего места от источника излучения (величина плотности потока энергии обратно пропорциональна квадрату расстояния между источником и рабочим местом) путем рационального размещения оборудования в рабочем помещении;

- подбором рациональных режимов работы оборудования и режима труда персонала;

- применением предупреждающей сигнализации (световой, звуковой);

- применением средств индивидуальной защиты (комбинезоны, халаты,
очки).

Наиболее эффективно использование согласованных нагрузок и поглотителей мощности (эквивалентов антенн) при изготовлении, настройке и проверке отдельных блоков и комплексов аппаратуры.

Одним из наиболее эффективных и часто применяемых методов защиты от низкочастотных и радиоизлучений является экранирование источников излучения и рабочих мест с помощью экранов, поглощающих или отражающих электромагнитную энергию. Выбор конструкции экрана зависит от характера технологического процесса, мощности источника, диапазона волн.

Отражающие экраны используют, в основном, для защиты от паразитных излучений, а также в тех случаях, когда электромагнитная энергия не является помехой для работы генераторной установки или радиолокационной станции. В остальных случаях, как правило, применяют поглощающие экраны.

Для отражающих экранов используются главным образом материалы с большой электрической проводимостью (медь, латунь, алюминий и его сплавы, сталь). Эффективность экранирования, т.е. степень ослабления электромагнитного поля, возрастает с увеличением частоты колебаний электромагнитных излучений и почти не изменяется в зависимости от того, изготовлен экран из сплошного металлического листа или сетки. Экран должен быть заземлен.

Для изготовления поглощающих экранов применяются материалы с плохой электропроводностью. Поглощающие экраны изготавливаются в виде прессованных листов резины специального состава с коническими сплошными или полыми шипами, а также в виде пластин из пористой резины, наполненной карбонильным железом, с впрессованной металлической сеткой. Эти материалы приклеиваются на каркас или на поверхность излучающего оборудования.

В качестве средств индивидуальной защиты применяются спецодежда, изготовленная из металлизированной ткани в виде комбинезонов, халатов, передников, курток с капюшонами и вмонтированными в них защитными очками. Очки необходимо использовать при кратковременных работах, где излучение превышает интенсивность 10 вт/см².

При использовании спецодежды из металлизированной ткани должно обеспечиваться соблюдение требований электробезопасности.

Дата добавления: 2014-01-04