2.14. Захист від електромагнітних випромінювань радіочастотного діапазону

2.14.1. Джерела електромагнітних випромінювань радіочастотного діапазону

Джерела електромагнітних випромінювань радіочастотного діапазону г природними та штучними. До природних належаїь космічні випромінювання, електричне й магніте поля Землі, атмосферна електрика (розряди блискапки). Штучними е потужні телевізійні, радіомовні та радіолокаційні станції різною призначення, установки радіонавігації, надвисокочастотного випромінювання га високочастотного нагрівання; електровакуумні прилади; будь-які елементи, які вмикають у високочастотний ланцюг; пристрої забезпечення мобільної о та сотового телефонного зв'язку, антени, ЕОМ, монітори тощо.

Електромагнітну енергію випромінюють, наприклад, в радіоапаратурі блоки передавачів, обладнання додавання потужностей; розподільні фільтри, антенні комутатори, антенні системи; в ЕОМ - генератори електромагнітних коливань; в електровакуумних приладах - підсилювачі потужностей, анодні контури.

Електромагнітну енергію застосовують в радіоспектроскопії, астрономії, для створення плазми; для накопичення, оброблення та виведення інформа­ції; для очишення напівпровідників, впрошування напівпровідникових крис­талів; для підтримки розряду під час зварювання в інертних газах, під час зва­рювання та пресування синтетичних матеріалів, у процесі термічної обробки матеріалів; лікування і медичної діагностики; в металургійній, металооброб­ній, деревообробній, легкій та харчовій промисловості, під час будівництва; під час виконаній наукових досліджень. Потужність і кількість джерел елек­тромагнітних випромінювань постійно зростає.

2.14.2. Основні характеристики е.зекіромаї нітного поля

Електромагнітна енергія поширюється у просторі електромагнітними хвилями, основними характеристиками яких г: довжина >., м; частота коли­вань./, Гц; період коливань Т, с. Між ними с певний взаємозв'язок. Довжина хвісі і:

Л-сГ,

де. с - швидкість поширення радіохвиль, яка дорівнює швидкості світла, с = 3 • 10* м/с.

Період коливань:

Довжина хвиль:

Швидкість поширення хвиль:

с = >. • /, м/с.

Залежно від частоти електромагнітні хвилі поділяють на діапазони. Но­менклатуру діапазонів частот і хвиль наведено в табл. 2.21.

Таблиця 2.21

Номенклатура діапазонів частот і хвиль

Номер ЛІаяакжу	Діалаюн частот	Діалаюн «»иль	BUnooliHMii метричним рошаїіл діапазонів
5	30...300 кГц	IOV.IO'.M	Кілометрові хвилі (іипьхі частоти, НЧ)
6	300... 3000 кГц	I0'...I0\M	Гектометрові хвилі (середні частоти, СЧ)
7	3.. .ЗО МГц	I0J...I0.M	Дскамсірові хвилі (високі частоти, ВЧ)
8	30... 300 МГц	10—1. M	Метрові хвилі (дуже високі частоти. ДВЧ)
9	300... 3000 МГц	1 ...0.1, M	Дециметрові хвилі (ультрависокі частоти. УВЧ)
10	3...JO ГГц	10...!. см	Санінмсірові хвилі (налвисокі частоти. ІІВЧ)
II	30. . .3.00 ГГц	1... 0.1. см	Міліметрові хвилі (ихтівичайно високі ча­стоти. НЧВЧ)

Примітка. Діапазон частот і ліанами хвиль включзюгь верхні значення параметра та ви­ключають нижнє.

Створене електромагнітною енергією електромагнітне поле (EMIІ) ха­рактеризується двома нерозривно пов'язаними складовими: електричною (£) і магнітною (И). Одиницею виміру напруженості поля для електричної скла­дової є вольт на метр, В/м; для магнітної складової - ампер на метр, А/м.

Електромагнітне ноле у діапазоні частот від 300 МГц до 300 ГГц оці­нюють поверхневою щільністю потоку енергії І. Одиницею її виміру є ват на квадратний мегр, Вт/м^г (1 Вт/м^; - 0.1 мВт/см² - 100 мкВт/см¹ ).

Простір навколо джерела електромагнітних випромінювань умовно по­діляють на три зони:

• ближню - зону індукції, що на відстані, яка приблизно дорівнює 1/6

довжини хвнл i(rt-);

6

• проміжну - зону інтерференції;

• далеку - зону випромінювання, що на відстані г, 2:6 -X, де r_t і r_t - ра­діус відповідної зони.

Значення параметрів електромагнітного поля в цих зонах різні, що необ­хідно враховувати пит час визначення засобів захисту та розташування робо­чих місць июлю джерела випромінювання.

Інтенсивність ЕМГІ у будь-якій точці електромашиною поля залежить віл потужності генератора га відстані віч нього. На розподіл поля в примі­щенні виливають металеві предмети, консгрукції та діелектрики.

До фізично небезпечних і шкідливих виробничих чинників належать: підвищений рівень електромаї нііних випромінювань, підвищена напруже­ність електричного поля, підвищена напруженість магнітного поля.

2.14.3. Дія електромагнітних полів на організм людини

Працівник, який перебуває поблизу джерел електромаї ні тих випромі­нювань (ЕМИ), зазнає їх впливу. Шкідлива дія залежить від інтенсивності випромінювання та особливостей біологічної реакції організму на ці випро­мінювання. Ступінь негативного виливу залежить від потужності та режиму роботи джерела, конструктивних особливостей випромінюючих пристроїв, механічного стану апаратури, розташування робочих місць, ефективності за­собів захисту.

Вплив може бути від одного джерела, від двох і більше джерел одного частотного діапазону, від двох і більше джерел різних частотних діапазонів іа комбінований - за одночасної дії будь-якою іншого шкідливого чинника, а також постійним і переривчатим, загальним (опромінюється все тіло) та міс­цевим (опромінюється частина організму), професійним та непрофесійним.

Типовим прикладом переривчатого впливу с опромінення від обладнання, у якою діаграма випромінювання переміщується (наприклад, антени РДС).

Залежно від місця перебування працівника щодо джерела випроміню­вання він може -зазнавати впливу електрично» або магнітної складової поля або їх одночасного впливу, а у разі перебування в далекій (хвилястій) зоні випромінювання - впливу сформованої електромагнітної хвилі.

Електромагнітні поля, які перевищують ГДР. призводять до функціона­льних змін у нервовій, серцево-судинній, ендокринній та інших системах ор­ганізму людини.

Характерними ознаками впливу на центральну нервову систему с передчас­на втомлюваність, головні болі, погіршення сну. У разі систематичного опромі­нення спостерігають стійкі нсрвово-психічні захворювання, зміни тиску, спові­льнення пульсу, трофічні явища (випадіння волосся, ламкістьиіпін га іи.)

У разі опромінення серцево-судинної системи знижується частота сер­цевих скорочень, порушується склад крові, змінюється артеріальний тиск і пульс, виникають болі в області серця, зміни в печінці, легенях, нирках, під­шлунковій залозі.

Теплова дія ЕМ В характеризуєт ься підвищенням температури всього ті­ла або окремих його органів і тканин. Найбільшого виливу зазнають голов­ний мозок, очі. органи кишкового та сечостатевою тракту (органи, які мають нсдосгаиіьо інтенсивний кровообіг). Можливі опіки, омертвіння, крововили­ви. зміни сірукіурн клітин га інші прояви впливу. Електромагнітна енергія із довжиною хвилі віл одною до 20 см у разі опромінення очей спричиняє ка­таракту (втрату зору). Мікрохвильове опроміненій може викликати профе­сійне захворювання. Шкідлива дія ЕМІ1 збільшується під час зменшення дов­жини хвилі.

2.14.4. Нормування електромагнітні йолів радіочастотної о діапазону

Із мстою запобігання негативному впливу EMI1 на організм людини ви­значено їх ГДР. Нормування проводять відповідно до ГОСТ 12.1.006-84 «ССБТ. Электромагнитное иоле радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». ДСанПіН 3.3.6.096-02 «Дер­жати санітарні правила і норми під час робош з джерелами електромаїиіт- ннх йолів»» та ДСН 239-96 «Державні санітарні норми і правила захисту на­селення від впливу електромагнітних випромінювань». Принцип нормування залежить від частоти.

У діапазоні частот від 60 кГц до 300 МГц нормують електричну (/Л і маг­нітну (//) складові поля, а від 300 МГц до 300 ГТц нормативними параметрами с щільність енергії випромінювання (/, Вт/м^г) та енергетичне навантаження, яке створю«- поле (F.7/, Вт/м²). Допустимі рівні ЕМП радіочастотного діапазону наведені в габл. 2.22 відповідно до ГОСТ 12.1.006-84. Зміни 1 II 88.

Таблиця 2.22

Допустимі ріпні напруженості електромагнітного поля радіочастотного діапазону

Діанами частот, Гц	Допустимі рівні напруженості KM II		Допустима поверх­нева щільність потоку, Вт/м'
	Клек-трична складова. F., В/м	Магнітна складова, //. А/м
60 кГц до 3 МГц	50	5
3 МГц до 30 МГц	20	-	-
ЗО МГц ло 50 МГц	10	0.3	ш
50 МГц до 300 МГц	5	-	-
300 МГц до 300 ГГц		-	10

Гранично допустиме значення щільності потоку енергії на робочих міс­цях розраховують залежно від допустимого енергетичного навантаження та тривалості вішиву за такою формулою:

де /_глг - іранично допустиме значення щільності потоку енергії. Bt/m^j; ЕН_гя, - гранично допустиме значення енергетичного навантаження. Вттод/м¹; ЕН_тдг^ш 2 Вттод/м². або 200 мкВт год/см^: - для всіх випадків опромінення за винятком опромінення від обертових і скануючих антен; £//_гдг= 20 Вггод/м', або 2000 мкВтгод/см* для випадків опромінення від обертових і скануючих антен з частотою обертання та сканування не більше 1 Гц і шпаруватістю не менше 50, f час перебування в зоні опромінення без урахування режиму обер­тання або сканування антен, год; к коефіцієнт послаблення біологічної ефек­тивності: к - 1 для всіх випадків впливу за винятком опромінення від обер­тових і скануючих антен; к - 10 для випадків опромінення від обертових і скануючих антен з частотою обертання або сканування не більше І Гц і шпару­ватістю не менше 50.

Максимальне значення ГДР щільності потоку енергії не мас перевищу­вати 10 Вт/м* (1000 мкВт/м²).

У разі одночасної дії декількох джерел ЕМВ сумарна енергетична на­пруженість не мас перевищувати допустимих значень:

EH_fX + EH_ci+...+ EH_t,<,EH_tr„- ЕН_1П+ЕН,„+...+ ЕН_1ыйЕН_1Яа,; EH_n + EH_n + ...+ ЕН_Ы < EH

Е'нсріепічну напруженість можна полатн як

ЕН_£ = £²/; £//„ = Н\

де Е і Н - відповідно, електрична та магнітна складові ЕМП; г тривалість дії EM II, год.

Граінгшо допустимі рівні електричної складової ЕМП. які створюють телеві­зійні радіостанції у діапазоні частот від 48 до 1000 МГц, визначають за формулою

£nw=21/^eJ\

де/- несуча частота каналу зображення або звукового супроводу, МГц.

Гранично допустимі рівні ЕМП. то створюють радіолокаційні станції (ім­пульсне випромінювання) у діапазонах 9... 11 (табл. 2.21), оцінюють щільністю потоку енергії залежно від режимів їх робо пі та діапазону 2,5... 140 мкВт/см^:.