Способы защиты от электромагнитных излучений

Для защиты от электромагнитных излучений применяют комплекс мероприятий. Применяют следующие способы защиты:

- защита «временем»;

- защита «расстоянием»;

- уменьшение мощности излучения;

- экранирование источника излучения;

- экранирование рабочих мест;

- применение индивидуальных средств защиты от излучений.

Защита «временем» производится там, где другие способы по разным причинам применять невозможно. В таких случаях ограничивают время пребывания человека в поле излучения до такой продолжительности, при которой поглощенная энергия поля не превышает допустимой величины (см. формулы 5, 6, 8, 9, 10).

При защите «расстоянием» рабочие места располагают от источника излучения на таком расстояние, где напряженности составляющих поля или его плотность потока энергии не превышают допустимых значений. Безопасное «расстояние» рассчитывают:

по электрической напряженности поля

(11)

по магнитной напряженности поля

(12)

по плотности потока энергии

(13)

где К – коэффициент направленности излучения

Е₀, Н₀, Р₀ – напряженности поля и его плотность потока энергии около источника

Мощность излучения источников ЭМП возможно снижать изменением их параметров. Так для приборов с электронно–лучевыми трубками (телевизоры, компьютеры, измерительные приборы и т.п.) мощность излучения зависит от анодного напряжения, которое можно при определенных конструктивных изменениях снижать с 20 – 25 кВ до 5 – 7 кВ. Следовательно, и мощность излучения этих приборов также значительно уменьшится.

Экранирование источников излучения или рабочих мест производят при помощи металлических сооружений. У металлов, как установлено в разделе 2 (формулы 2, 4), наименьшая глубина проникновения электромагнитного излучения (для железа ∆ = 5 = 0, 707 мм, формула 4).

В зависимости от вида конструкции экранов они работают на принципе электростатического экранирования (рис.2, а) или искажения электромагнитного поля (рис. 2, б). Электростатическое экранирование работает на принципе отсутствия электромагнитного поля внутри проводников. (см. физику за среднюю школу).

Принцип искажения ЭМП хорошо виден из рис. 2, б. При внесении в ЭМП заземленного проводника «силовые линии» поля замыкаются на этот проводник, а за проводником поле отсутствует. Если же проводник не заземлен, то он сам излучает ЭМП.

Обязательным условием при применении экранов любого типа является необходимость их заземления. Без заземления экранов их эффективность снижается до нуля.

Рис. 2 Принцип экранирования от ЭМП.

Экраны могут быть из сплошного материала или сетчатыми (если необходимо наблюдение за техпроцессом). Эффективность сетчатых экранов на 40-50% ниже, чем из сплошного материала. Элементы экранов необходимо соединять с помощью сварки или спайки. Не допускаются в соединениях не – плотности и зазоры, ибо они резко снижают эффективность экранирования.

Конструкции экранов зависят от условий их применения, вида источника излучения и техпроцесса.

Для каждого источника излучения или рабочей зоны разрабатывают конструкцию экрана наиболее целесообразную для данных условий. Так, для экранирования индукатора токов высокой частоты, применяемых для поверхностного нагрева металла и закалки, применяют цилиндрические экраны (рис. 3).

Рис. 3. Схема экранирования индукаторов ТВЧ.

Методика расчетов цилиндрического экрана для индуктора ТВЧ состоит в определении высоты А экрана над торцом индуктора (рис. 3).

Методика расчета.

1 Определяют необходимую эффективность экранирования

Э = Но/Нд, (14)

2. Рассчитывают диаметр экрана

Д = d + 2b, (15) b ≥ d

3. Из уравнения Э = ℓ

вычисляют А.

4. По специальным формулам вычисляют снижение мощности индукатора (Wп 1, 0 %) и магнитной напряженности поля (Нп 5 %) и сравнивают их с допустимыми значениями. Если снижение выше допустимых величин, то увеличивают диаметр экрана (Д) и производят расчет до тех пор, пока Wп 1, 0 % и Нп 5 %.

При экранировании конденсатора (рис. 4) также рассчитывают длину (ℓ) экрана от конденсатора до торца индуктора.

Рис. 4 Схема экранирования конденсатора.

Для экранирования рабочих мест применяют экранирующие навесы над проходами (рис. 5), переносные экраны козырьки (рис. 6), сетчатые щиты (рис. 7).

Рис. 5 Экранизирующий навес над проходом в здание

Рис. 7 Экранирование рис. 6 Временный (переносный)

люлек гидроподъемника экранизирующий козырек

с помощью сетчатых щитов

В качестве индивидуальных защитных средств от электромагнитных излучений применяют костюмы двух типов: костюмы с металлической сеткой (рис. 8), расположенной внутри двойной материи костюма; костюм из токопроводящей ткани (рис. 9). Все элементы защитных костюмов при помощи токопроводов соединены между собой, также при помощи токопроводов к костюмам присоединены головные уборы, перчатки и обувь. На каблуках обуви набиты медные (металлические) набойки, с которыми соединены токопроводы.

Рис. 8. Схема экранирующего костюма с металлической сеткой

1, 2 – металлическая сетка в одежде

3 – обувь

4 – токопровод, соединяющий элементы одежды

5 – токопровод для присоединения обуви

Рис.9. Экранирующий костюм:

1 – капюшон из токопроводящей ткани, выполненный как одно целое с курткой;

2 – куртка из токопроводящей ткани;

3 – проводники, обеспечивающие электрическую связь между отдельными элементами костюма;

4 – брюки из токопроводящей ткани;

5 – сапоги из токопроводящего материала;

6 – перчатки из токопроводящей ткани.

Для защиты глаз применяют специальные очки (рис. 10) из мелкой сетки или со стеклами типа сталинит с односторонним или двухсторонним нанесением на стекло оксидов металла (стекла типа «Затос»). Обязательным условием при применении очков соединение их оправы при помощи токопроводов со специальным защитным костюмом. В обрамление очков (рис. 10, г, д) обязательно прикладывают металлическую сетку, которую соединяют с оправой очков.

Рис. 10. Типы защитных очков

Уменьшить плотность потока энергии в помещениях можно рациональным расположением оборудования, особенно в компьютерных классах, вычислительных центрах и т.п. Размещать нужно так, что бы излучения от отдельных излучателей не попадали в зону других рабочих мест. В компьютерных классах необходимо разделять рабочие места стенками, в которые следует помещать тонкий металл или сетки металлические и соединять их с заземлением.

Вопросы для самопроверки и сдачи экзамена (зачета)

1. Необходимость изучения источников излучения ЭМП для студентов всех специальностей

2. Источники искусственных электромагнитных излучений

3. Основные характеристики и классификация ЭМП

4. Воздействие электромагнитных полей на человека

5. Нормирование электромагнитных излучений

6. Способы защиты от электромагнитных излучений «временем» и «безопасным» расстоянием

7. Принципы экранирования от электромагнитных излучений

8. Экранирование источников электромагнитных излучений

9. Экранирование рабочих зон

10.Методика расчета экрана для экранирования индуктора ТВЧ

11.Виды и устройство индивидуальных средств защиты от электромагнитных излучений

Литература

1. Техника безопасности в электроэнергетических установка. Справочное пособие. Под. редак. П.А. Долина. М.: Энергоатомиздат, 1988.

2. Крылов В.А., Юченкова Т.В. Защита от электромагнитных излучений. М., 1972

3. Основы охраны труда. Под. редак. К.Н. Ткачук. К.: «Основа», 2003.

4. ГСП 239-96. Государственные санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электромагнитных излучений.

5. ГОСТ 12.1.002-84. ГОСТ 12.1.045-84 Электрические поля промышленной частоты и допустимые уровни на рабочих местах.

6. ГОСТ 12.1.004-91 Электромагнитные поля радиочастот