Естественные электромагнитные поля

Требования правил и норм безопасности на рабочем месте. Лекция 2

В прошлом семестре мы изучали действие на организм человека коротковолновых электромагнитных излучений: рентгеновского, радиоактивного и СВЧ-излучения. Теперь же поговорим об электрических и электромагнитных полях, их опасности и методах защиты от их действия на организм человека:

где они возникают, насколько они опасны, как от них защититься?

 

Сначала взгляните на картинку: электромагнитные поля окружают нас в быту и на производстве плотным кольцом. Величину, напряженность поля можно измерить прибором, нет, не напряжёметром!- тесламетром, феррозондом, магнитометром.

 

 

 

Вы видите, что на табло прибора обозначена размерность величины электрического поля В/м. Об этом наш разговор впереди.

Разделим излучения по группам и изучим на уровне эрудиции.

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.4.1191-03

"Электромагнитные поля в производственных условиях"

и посмотрим для примера, какие критерии безопасности установлены для полей различной физической природы при воздействии на человека. Нумерация пунктов в тексте соответствует указанному документу.

 

 Чтобы измерять напряженность в любой точке поля, приборы, измеряющие напряженность, т.е. силу поля, отградуированы в эталонных условиях однородного поля.

Это значит, что силовые линии поля в любой точке измерения при градуировке должны быть параллельны между собой. Этого можно достичь, если размеры объекта в точке измерения будут пренебрежимо малы по сравнению с площадью, на которой действует источник поля. Например, размер тела человека пренебрежимо мал по сравнению с площадью цеха, между полом и потолком которого действует поле. Однако, и краешек мощного поля, где силовые линии начинают расходиться, опасен для здоровья человека.

При напряженностях ЭСП, превышающих 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается.

3.2.6. При напряженностях ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.

Электрическое поле(ЭП)

Отличается от электростатического тем, что вызывается реально действующими промышленными установками с технологическими колебаниями питающего напряжения.

3.4.2.2. При напряженностях в интервале больше 5 до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания в ЭП Т (час) рассчитывается по формуле:

Т = (50/Е) - 2, где

Е - напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м;

Т - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

При напряженности свыше 20 до 25 кВ/м, допустимое время пребывания в ЭП составляет 10 мин.

Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время необходимо находиться вне зоны влияния ЭП или применять средства защиты.

Электромагнитные поля(ЭМП) в диапазоне частот >= 10 - 30 кГц

3.5.1. Оценка и нормирование ЭМП осуществляется раздельно по напряженности электрического (Е), в В/м, и магнитного (Н), в А/м, полей в зависимости от времени воздействия.

СВЧ излучение

Опасность переменного электромагнитного поля состоит в том, что оно наводит (индуцирует) в окружаюших электропроводных предметах и телах вихревые токи Фуко, которые могут быть настолько сильными, что приводят к разогреву этих предметов или тел. Представьте, что в каждой Вашей клеточке включилась газовая горелка!

Электромагнитные волны в микроволновке имеют частоту 2,45 ГГц, или 2,45 миллиона циклов в секунду, поэтому электрическое поле в них меняет свое направление 4,9 миллиона раз в секунду.

Частота, на которой ведется мобильная связь стандарта GSM составляет 850-900 МГц для городских условий с плотной застройкой и 1800-1900 МГц для сельских условий с уменьшенной плотностью базовых станций.

 

Индукционный нагрев,

применяемый в промышленности при нагреве и термообработке, основанный на действии вихревых токов.

Как видим, источник опасности здесь – сам индуктор, т.е. витки с током, создающие магнитное поле.

Вы спросите: что же теперь делать, если все приборы так опасны? Помните размерность?

Н=(А/м)

Расстояние находится в знаменателе. Значит, чем дальше вы находитесь от источника электромагнитного поля, тем безопаснее.

 

 

Таким образом, все наши действия на производстве регламентируются различными требованиями и правилами, и главные из них для нас – это «Правила технической эксплуатации электроустановок-потребителей» и «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок- потребителей».

 

 

Подробное, в деталях знание содержания этой книги мы демонстрируем на ежегодном экзамене по ТБ. Почему так сурово? Потому, что мы с вами - персонал, выполняющий различные работы в действующих электроустановках. Именно так, внутри электроустановки, потому, что это не только разобранный на столе радиоприемник, но и электрическая подстанция, коммутационный распределительный узел, линии электропередач и многое другое. В этой книге учтены все случаи работы с электричеством; она написана кровью в прямом смысле.

Мы с вами познакомимся с видами электротехнического персонала и основами работы по наряду, чтобы представить себя в условиях производственной деятельности.

Требования правил и норм безопасности на рабочем месте. Лекция 2

В прошлом семестре мы изучали действие на организм человека коротковолновых электромагнитных излучений: рентгеновского, радиоактивного и СВЧ-излучения. Теперь же поговорим об электрических и электромагнитных полях, их опасности и методах защиты от их действия на организм человека:

где они возникают, насколько они опасны, как от них защититься?

 

Сначала взгляните на картинку: электромагнитные поля окружают нас в быту и на производстве плотным кольцом. Величину, напряженность поля можно измерить прибором, нет, не напряжёметром!- тесламетром, феррозондом, магнитометром.

 

 

 

Вы видите, что на табло прибора обозначена размерность величины электрического поля В/м. Об этом наш разговор впереди.

Разделим излучения по группам и изучим на уровне эрудиции.

Естественные электромагнитные поля

В спектре естественных электромагнитных полей условно можно выделить несколько составляющих – это

- постоянное магнитное поле Земли (геомагнитное поле, ГМП)

- электростатическое поле (атмосферные электрические заряды)

- переменные электрические и магнитные поля в диапазоне частот от 3-10 Гц до 1012 Гц, вызванные геологической активностью.

 

За тысячелетия эволюции организм человека приспособился к воздействию естественных природных полей.

Гораздо большую опасность для живых организмов представляют «рукотворные» электрические и магнитные поля:

• постоянные электростатические поля, обусловленные образованием электрических зарядов;
• электромагнитные поля промышленной частоты 50 Гц (герц);
• электромагнитные поля в диапазоне частот 10 - 30 кГц (кило­герц);
• электромагнитные поля в диапазоне частот 30 кГц - 300 ГГц (гигагерц).

Воздействие электромагнитных излучений на организм человека приводит к нарушению нервной и сердечно-сосудистой систем, к из­менениям в составе крови, развитию онкологических заболеваний.  Степень воздействия зависит от диапазона частот, интенсивности, продолжительности излучения. Интенсивные сверхчастотные излучения (выше 300 МГц) вызывают патологию раз­личных органов.

 

Определим значения размерностей величин полей различной природы.

 

1. Электрическое поле. Размерность Вольт на метр (В/м) — единица напряженности электрического поля в СИ. Вольт на метр равен напряженности однородного электрического поля, при которой между двумя точками, находящимися на линии напряженности на расстоянии 1 м, создается разность потенциалов 1 в.

 

2. Магнитное поле. Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции. В системе СГС магнитная индукция поля (В) измеряется в гауссах (Гс), в системе СИ (система единиц) — в теслах (Тл), 1 Тл = 104 Гс.

Интенсивность или напряженность магнитного поля (Н) оценивается в Амперах на метр (А/м). Эти величины связаны между собой следующим соотношением:

где ₀ = 4 пи 10^-7 Гн/м - магнитная постоянная,

при этом 1 А/м ~ 1,25 мкТл, 1 мкТл ~ 0,8 А/м.

 

Это значит, что магнитное поле в 1А/м создается катушкой из одного витка с током в 1 Ампер на расстоянии 1 метр от плоскости витка.

 

Много это или мало при воздействии на организм человека?

 

Откроем документ: