Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Выравнивание электрических потенциалов и заземление в животноводческих помещенияхСодержание книги
Поиск на нашем сайте
в соответствии с ГОСТ Р 50571.14–96 Защиту сельскохозяйственных животных от поражения электри- ческим током необходимо предусматривать при следующих аварий- ных режимах: 1) однофазном замыкании на землю в сети напряжением до 1 кВ, включая обрыв и падение на землю фазного провода высоковольтной линии (ВЛ); 2) замыкании на землю на стороне высшего напряжения на под- станциях 6/0,4; 10/0,4 и 35/0,4 кВ; 3) замыкании на землю в ВЛ напряжением 6, 10 и 35 кВ; 4) однофазном замыкании на корпус в сети напряжением до 1 кВ; 5) замыкании на землю на стороне высшего напряжения на под- станции глубокого ввода напряжением 110 кВ; 6) замыкании на землю в ВЛ напряжением 110 кВ глубокого вво- да.
Защиту животных от поражения электрическим током следует предусматривать с таким расчетом, чтобы для указанных первых трех аварийных режимов напряжение прикосновения и напряжение шага для животных не превышали 12 В. Для 4–6 аварийных режимов эти напряжения зависят от времени действия защиты от замыканий, т.е. от полного времени отключения, равного сумме времен срабаты- вания основной релейной защиты и отключения коммутационного аппарата, и не должны превышать значений, указанных в табл. 6.1. Таблица 6.1 Допустимое значение напряжения, В
Лабораторная работа 7
ЗАЩИТА ОТ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Цель работы – ознакомление с характеристиками электромаг- нитного излучения (ЭМИ) и нормативными требованиями к элек- тромагнитному излучению радиочастотного диапазона; проведение измерений электромагнитного излучения сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, создаваемого микроволновой печью и средствами сотовой связи; оценка эффективности защиты от СВЧ излучения микроволновой печи с помощью экранов.
Общие сведения
7.1.1. Источники и характеристики электромагнитного поля Полный спектр электромагнитных (ЭМ) колебаний занимает бес- конечно большой диапазон длин волн – от самых длинных, неопреде- ленно большой длины, до самых коротких гамма-лучей с длиной вол- ны < 5·10−3нм (по частоте ≈ от 0 до 3·1021Гц). Спектр включает низ- кочастотные волны, радиоволны, оптические и ионизирующие излу- чения. В настоящее время наиболее широкое применение в различных отраслях находит ЭМ энергия неионизирующей части спектра. Это касается, прежде всего, электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот. Радиочастотами (РЧ) принято называть частоты, лежащие в ин- тервале от 3 Гц до 3000 ГГц. В прил. 7.1 приведена классификация ЭМ излучений в зависимости от частоты или длины волны по меж- дународной классификации. Дециметровые, сантиметровые и мил- лиметровые диапазоны традиционно объединяют общим названием – сверхвысокие частоты (СВЧ) или микроволны. В промышленности источниками ЭМП являются электрические установки, работающие на переменном токе частотой от 10 до 106Гц, приборы автоматики, электрические установки с промыш- ленной частотой 50...60 Гц, установки высокочастотного нагрева. ЭМ волны диапазона СВЧ (микроволны) используются в радио- локации, радиоастрономии, радиоспектроскопии, геодезии, дефекто- скопии, физиотерапии, в микроволновых печах и сотовой связи. В промышленности ЭМП радиоволнового диапазона используются для индукционного и диэлектрического нагрева материалов (закалка, плавка, напайка, сварка, напыление металлов, нагрев внутренних ме- таллических частей электровакуумных приборов в процессе откачки, сушка древесины, нагрев пластмасс, склейка пластикатов и др.). Среди источников СВЧ излучения целесообразно особо отметить по- всеместно распространившиеся системы сотовой подвижной радиосвязи. Сеть сотовой связи состоит из прилегающих друг к другу ячеек, вместе обеспечивающих охват зоны обслуживания. Ячейки имеют вид шести- гранников и напоминают пчелиные соты (отсюда и название «сотовая связь»). Радиусы ячеек составляют от полукилометра до нескольких ки- лометров. В центре ячейки размещена базовая станция (БС), которая по радиоканалам реализует связь с подвижными станциями (ПС) – абонент- скими радиотелефонами, находящимися в пределах ячейки. Рабочие час- тоты систем сотовой связи лежат в диапазоне 400...1800 МГц. Краткие технические характеристики стандартов системы сотовой радиосвязи, действующих в России, приведены в прил. 7.2. Основными источниками излучения СВЧ энергии являются антен- ные системы, линии передачи энергии, генераторы и отдельные СВЧ блоки. СВЧ аппараты используются также для микроволновой терапии. В ряде случаев ЭМП возникают как побочный неиспользуемый фак- тор, например, вблизи воздушных линий электропередачи, трансформа- торных подстанций, электроприборов, в том числе бытового назначения. Источники излучения ЭМП по диапазонам частот приведены в прил. 7.1. ЭМ излучение генерируется токами, изменяющимися во времени. ЭМП складывается из электрического поля (ЭП), обусловленного на- пряжением на токоведущих частях электроустановок, и магнитного (МП), возникающего при прохождении тока по этим частям. Электро- магнитные волны (ЭМВ) распространяются на большие расстояния. ЭМП характеризуется совокупностью переменных электрических и магнитных составляющих. Различные диапазоны ЭМВ объединяет об- щая физическая природа, но они существенно различаются по заключен- ной в них энергии, характеру распространения, поглощения, отражения, а вследствие этого – по действию на среду, в том числе и на человека. ЭМП радиочастотного диапазона характеризуются следующими параметрами: – напряженностью электрического поля (E, В/м); – напряженностью магнитного поля (H, А/м) или магнитной ин- дукцией (B, Тл); – плотностью потока энергии (ППЭ): q = EH, которая показывает, какое количество энергии проходит в единицу времени через еди- ничную площадку, расположенную перпендикулярно к направлению распространения волны. ППЭ выражается в Вт/м2или производных единицах: мВт/см2, мкВт/см2. Распространяющееся ЭМП от любого источника условно разде- ляют на три зоны. 1. Ближняя (зона индукции) R ≤ λ ≈ λ 2π 6 (R – размер зоны, м). В этой зоне бегущая ЭМВ не сформирована, электрическое и магнит- ное поля считаются не зависимыми друг от друга, и поэтому облуче- ние в этой зоне характеризуется напряженностями обеих составляю- щих поля: электрической (Е) и магнитной (Н). В этой зоне, как пра- вило, находятся рабочие места по обслуживанию низкочастотных установок (3...300 Гц). Например, при работе на промышленных и бытовых установках переменного тока частотой 50 Гц. λ 2. Промежуточная (зона интерференции) < R < 2πλ. В про- 2π межуточной зоне ЭМП имеет сложный характер. Присутствуют все компоненты поля. На человека одновременно воздействуют напря- женность электрического поля (Е), напряженность магнитного поля (Н) и плотность потока энергии (ППЭ). Здесь расположены рабочие места высокочастотных (60 кГц...30 МГц) и ультравысокочастотных (УВЧ) (30 МГц...300 МГц) установок. В этой зоне находятся рабочие места плавильщика индукционной плавки, плавильщика электроду- говой печи, кузнеца-штамповщика и др. 3. Дальняя (волновая или зона излучения) начинается с расстоя- ния R ≥ 6λ или, по некоторым данным, R ≥ 2 πλ. Эта зона характе- ризуется сформировавшейся электромагнитной волной. Воздействие ЭМП на человека определяется плотностью потока энергии (ППЭ). Рабочие места по обслуживанию СВЧ (300 МГц...300 ГГц) установок находятся в волновой зоне. Например, при сварке изделий из поли- винилхлоридного пластика рабочие находятся в этой зоне. В зоне излучения также находятся и пользователи мобильных телефонов.
7.1.2. Воздействие ЭМП на организм человека Воздействуя на тело человека, ЭМП вызывает тепловой эффект, который возникает за счет переменной поляризации диэлектрика (су- хожилия, хрящи и т.д.) и токов проводимости в жидких составляю- щих тканей, крови и т.п. Если механизм терморегуляции тела не спо- собен рассеивать избыточное тепло (тепловой порог q = 10 мВт/см2), то возможно повышение температуры тела. Кроме теплового эффекта ЭМП вызывает поляризацию макромо- лекул ткани и их ориентацию параллельно электрическим силовым линиям, что может привести к изменению их свойств: нарушению функций сердечно-сосудистой системы и обмена веществ. Субъективные критерии отрицательного воздействия полей – го- ловные боли, повышенная утомляемость, раздражительность, ухуд- шение зрения, снижение памяти. Иногда проявляется мутагенное воздействие и временная стери- лизация при облучении интенсивностями выше теплового порога. СВЧ излучения мобильных телефонов воздействуют на головной мозг, зоны вестибулярного слухового анализатора, сетчатку глаза, увеличивают температуру кожи головы в зоне расположения антен- ны и температуру барабанной перепонки. Такому воздействию под- вергаются лица профессиональных групп (работники базовых стан- ций, связисты, диспетчеры, работники ГИБДД, пожарной охраны, такси и др.), работа которых связана с источниками электромагнит- ных излучений, а также население, проживающее в непосредствен- ной близости от базовых станций и пользователи мобильных теле- фонов. Степень воздействия ЭМП на организм человека зависит от диа- пазона частот излучения, интенсивности воздействия, продолжи- тельности, характера и режима облучения, размера облучаемой по- верхности и особенностей организма.
7.1.3. Нормирование ЭМП Согласно санитарным нормам, в диапазоне частот от 0 до 300 МГц контролируют напряженность ЭП и напряженность МП (или индукцию МП) и плотность потока энергии (ППЭ). В диапазоне СВЧ нормируют ППЭ (табл. 7.1). Длительность пребывания человека в зонах влияния источников излучения оценивается энергетической экспозицией (энергетической нагрузкой): ЭЭЕ ЭЭ = Е 2 T, = H 2 T, H = ЭЭППЭ
ППЭ2 T, где ЭЭ E – энергетическая экспозиция напряженности электриче- ского поля, (В/м)2·ч; ЭЭ H – энергетическая экспозиция напряженности магнитного поля, (А/м)2·ч; ЭЭППЭ– энергетическая экспозиция плотности потока энергии, (мкВт/см2)2·ч; Е – напряженность электрического поля, В/м; Н – напряженность магнитного поля, А/м; ППЭ – плотность потока энергии, мкВт/см2; Т – время воздействия за смену, ч.
Таблица 7.1 Параметры ЭМП, измеряемые при санитарно-гигиеническом контроле
Нормирование допустимых значений параметров зависит от диа- пазона частот и предусматривает дифференцированный подход для лиц, непосредственно работающих с источниками ЭМП, и для насе- ления. Основные нормативные документы, устанавливающими принци- пы нормирования для лиц, непосредственно работающих с источ- никами ЭМИ диапазона радиочастот, определяющие норматив- ные параметры и их максимально возможные значения, приведены в библиографическом списке [1–6]. В соответствии с ГОСТ 12.1.006–84 [1] и СанПиН 2.2.4.1191– 03 [2] установлен следующий принцип нормирования электромаг- нитных полей радиочастот: – в диапазоне частот до 30 кГц (СанПиН 2.2.4.1191–03 [2]), пре- дельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности ЭП и МП при воздействии в течение всей смены составляет 500 В/м и 50 А/м, соот- ветственно. ПДУ напряженности ЭП и МП при продолжительности воздействия до 2-х часов за смену составляет 1000 В/м и 100 А/м, соответственно. – в диапазоне частот от 30 кГц до 300 ГГц используется энерге- тический (или дозный) подход. Наряду с интенсивностными пара- метрами (Е, Н, ППЭ) нормируется энергетическая экспозиция за ра- бочий день (ЭЭ E, ЭЭ H, ЭЭППЭ). Предельно допустимые уровни интенсивности ЭМИ РЧ (Е ПДУ, Н ПДУ, ППЭПДУ) в диапазоне частот 30 кГц...300ГГц определяются в зависимости от времени воздействия, исходя из предельно допусти- мой энергетической экспозиции:
E = ПДУ
H = ПДУ ЭЭ E ПД У, T ЭЭ H ПД У, T ППЭ
= ПДУ,
где ЭЭE – предельно допустимая энергетическая экспозиция ПДУ напряженности электрического поля, (В/м)2·ч; ЭЭ H – предельно допустимая энергетическая экспозиция ПДУ
ЭЭППЭ
ПДУ напряженности магнитного поля, (А/м)2·ч; – предельно допустимая энергетическая экспозиция плотности потока энергии, (мкВт/см2)2·ч; T – время воздействия, ч. ПДУ энергетических экспозиций на рабочих местах за смену представлены в табл. 7.2. В любом случае максимально допустимые уровни напряженности ЭП и МП, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в табл. 7.2. Таблица 7.2 ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот 30 кГц...300 ГГц
Обеспечение защиты персонала, профессионально не связанного с эксплуатацией и обслуживанием источников ЭМП, осуществля- ется в соответствии с требованиями гигиенических нормативов ЭМП, установленных для населения. Основными документами, рег- ламентирующими внепроизводственные воздействия ЭМП в диапа- зоне частот 30 кГц...300 ГГц, являются [4], [7] и [8]. Дополнительно регламентируются уровни ЭМП, генерируемые отдельными источниками: – индукционными печами – в диапазоне 20...22 кГц (в соответст- вии с СН 2550–82 «Предельно допустимые нормы напряженности электромагнитного поля, создаваемого индукционными бытовыми печами, работающими на частоте 20...22 кГц» [9]); – СВЧ печами – в диапазоне частот 0,3...37,7 ГГц (в соответствии с СН 2666–83 «Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами» [10]); – персональными ЭВМ – в диапазоне частот 5 Гц...400 кГц (в со- ответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340–03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» [6]); – средствами сухопутной подвижной радиосвязи в диапазоне час- тот 27...2400 МГц (в соответствии с СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190–03 «Ги- гиенические требования к размещению и эксплуатации средств су- хопутной подвижной радиосвязи» [3]). В табл. 7.3 в соответствии с вышеперечисленными нормативными документами приведены ПДУ воздействия некоторых наиболее час- –––*–––––– Для условий локального облучения кистей рук. то используемых населением источников ЭМИ для разных частот- ных диапазонов. Таблица 7.3 Гигиенические нормативы воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона на население России
7.1.4. Меры защиты Для защиты человека от неблагоприятного воздействия ЭМИ ис- пользуются технические и организационные меры защиты, средства индивидуальной защиты, а также проводятся лечебно- профилактические мероприятия. Технические меры защиты от действия ЭМП сводятся, в основ- ном, к применению защитного экранирования и дистанционного управления устройствами, излучающими ЭМВ. Конструктивно экранирующие устройства оформляют в виде ко- зырьков, навесов или перегородок из металлических канатов, прут- ков, сеток или пластин из резины. Экранирующие устройства долж- ны иметь антикоррозионное покрытие и быть заземлены. Защитные экраны делятся на: 1) отражающие излучение (из материалов с хорошей электриче- ской проводимостью: сталь, медь, алюминий, латунь): – сплошные металлические экраны, толщиной не менее 0,5 мм; – экраны из металлической сетки с ячейками не более 4×4 мм; – экраны из металлизированной ткани; 2) поглощающие излучение (экраны из радиопоглощающих мате- риалов, например: прессованные листы резины, наполнитель из гра- фита или карбонильного железа на различных основах (керамика, пластмасса и пр.), а также материалы, содержащие ферромагнитные порошки, полимерные композиционные материалы). Выбор конструкции экрана зависит от характера технологическо- го процесса, мощности источника и диапазона волн. Отражающие экраны ослабляют ЭМП вследствие создания в его толще поля противоположного направления. Если поток ЭМВ, отра- женных от металлического экрана, может нарушить режим работы установки, экран покрывают поглощающим материалом либо ис- пользуют поглощающий экран. Функциональные качества экрана чаще всего характеризуются ко- эффициентом экранирования: K = I э, I где K – коэффициент экранирования; I э, I – интенсивность поля в данной точке при наличии экрана или при его отсутствии соответственно (может выражаться электрической (В/м), магнитной (А/м) напряженностями или плотностью потока энергии (мкВт/см2) в зависимости от диапазона частот). Коэффициент экранирования определяет степень уменьшения по- ля в экранируемой области пространства. Чем сильнее экранирую- щее действие экрана, тем меньше коэффициент экранирования. Тео- ретически нельзя получить полного экранирования, поэтому всегда коэффициент экранирования удовлетворяет неравенству: 0 < K < 1. Иногда вместо коэффициента экранирования K используют об- ратную величину – эффективность экранирования: Э = 1, K которая определяется в относительных единицах и показывает, во сколько раз экран уменьшает напряженности поля в данной точке. Ввиду большого разброса значений интенсивности без экрана и с экраном, эффективность экранирования (или иначе экранное затуха- ние) представляют в логарифмических единицах – децибелах (дБ): = L 20 lg Э,
где L – уровень или эффективность экранирования, дБ; Э – эффективность экранирования. В инженерной практике эффективность экранирования часто так- же определяют в процентах: Э = ⋅100, (7.1) где Э – эффективность экранирования, %. Средства защиты должны обеспечивать снижение уровня излуче- ния до безопасного в течение времени, определяемого назначением изделия. Организационные меры защиты при проектировании и эксплуа- тации оборудования, являющегося источником ЭМП или объектов, оснащенных источниками ЭМП, включают: – защиту расстоянием – рациональное размещение оборудо- вания рабочих мест при проектировании; выбор маршрутов переме- щения обслуживающего персонала на безопасных расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ; выделение зон с уровнями ЭМП, превышающих ПДУ, где по условиям эксплуата- ции не требуется даже кратковременное пребывание персонала; – защита временем – ограничение времени нахождения персо- нала в зоне облучения, выбор рациональных режимов работы обору- дования и обслуживающего персонала; – использование запрещающих, предупреждающих и предпи- сывающих знаков безопасности для информации об электромагнит- ном облучении; – использование световой и звуковой сигнализации; – ремонт оборудования, являющегося источником ЭМП, сле- дует производить (по возможности) вне зоны влияния ЭМП от других источников; – соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП. К средствам индивидуальной защиты (СИЗ) относятся: спец- одежда, выполненная из металлизированной ткани: защитные хала- ты, фартуки, накидки с капюшоном, перчатки, щитки, а также за- щитные очки (при интенсивности выше 1 мВт/см2), стекла которых покрыты слоем полупроводниковой окиси олова, или сетчатые очки в виде полумасок из медной или латунной сетки. Лечебно-профилактические мероприятия включают предвари- тельный (при поступлении на работу) медосмотр и периодические профилактические медосмотры. Лиц, не достигших 18-летнего воз- раста, и беременных женщин допускают к работе в условиях воздей- ствия ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих местах не превышает ПДУ, установленных для населения. Способ защиты в каждом конкретном случае должен определять- ся с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых ра- бот, необходимой эффективности защиты.
7.2. Приборы для измерения СВЧ диапазона ЭМП В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191–03 [2] для измерений уров- ней ЭМП в диапазоне частот от 300 МГц до 300 ГГц используются приборы, предназначенные для оценки средних значений плотности потока энергии с допустимой относительной погрешностью: не бо- лее ± 40 % в диапазоне от 300 МГц до 2 ГГц и не более ± 30 % в диа- пазоне свыше 2 ГГц. Средства измерения ППЭ приведены в табл. 7.4.
Измерители плотности потока энергии Таблица 7.4
Измерители плотности потока энергии, приведенные в табл. 7.4, предназначены для измерения средних значений ППЭ электромаг- нитного поля в широком диапазоне частот. Используются для оценки степени биологической опасности СВЧ излучений в режимах непре- рывной генерации и импульсной модуляции в свободном простран- стве и ограниченных объемах вблизи мощных источников излуче- ния. Приборы типа П3, измеряющие ППЭ, состоят из антенн- преобразователей и индикатора. Антенна-преобразователь включает в себя систему последовательно соединенных резистивных тонкоп- леночных термопарных преобразователей, которые размещены на конической поверхности. При измерениях энергия ЭМП поглощается элементами термопар. На каждой термопаре возникает термо ЭДС, пропорциональная ППЭ. Измеритель термопары суммирует и усили- вает по логарифмическому закону постоянные ЭДС термопар. От- счет интенсивности ЭМП высвечивается на цифровом табло в деци- белах относительно нижнего предела измерений используемой ан- тенны – преобразователя. Среди средств измерений ППЭ имеются приборы, которые могут определять и дозу облучения – суммарную ППЭ за промежуток времени. В настоящее время для определения плотности потока излучения СВЧ диапазона широко используются приборы: П3-33, П3-33М, П3- 40, П3-41 и ИПМ-101М. Измеритель плотности потока СВЧ излучения П3-33 (П3-33М) представлен на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Измеритель потока СВЧ излучения П3-33 (П3-33М)
Многие приборы, предназначенные для измерения ЭМИ, позво- ляют определить не только ППЭ, но и напряженности электрическо- го и магнитного полей и работают соответственно в различных час- тотных диапазонах. К такому типу приборов относятся портативный измерительный прибор П3-40 (рис. 7.2), измеритель напряженности ЭМИ П3-41, измеритель напряженности поля малогабаритный мик- ропроцессорный ИПМ-101М и др.
Рис. 7.2. Портативный измерительный прибор П3-40
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-20; просмотров: 580; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.218.99.80 (0.014 с.) |