12.2.4 Электромагнитное излучение
При распространении ЭМП в пространстве выделяют три зоны [4, 6]: зону индукции (вблизи источника), волновую зону (дальнюю зону) и промежуточную (зона между ними). В ближней зоне (зоне индукции), размеры которой определяются как R ≤ , где λ – длина волны, ЭМП еще не сформировано. Энергию поля рассматривают из двух составляющих: электрической (Е) и магнитной (Н). В дальней зоне, начиная с расстояния от источника, равного , ЭМП уже сформировано и распространяется в виде бегущих волн. В дальней зоне излучения устанавливается следующая связь между Е и Н: Е = 377·Н, где 377 – волновое сопротивление вакуума. Поэтому в дальней зоне измеряется, как правило, только Е. Население чаще оказывается в волновой зоне.
Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП. Поглощение ЭМП в биологических тканях связано с преобразованием электромагнитной энергии в тепловую. Но заметный нагрев тканей возможен лишь при достаточно высоких напряженностях ЭМП – более 10 мВт/см2. Однако реакция живых организмов регистрируется и при более низких интенсивностях ЭМП, которую нельзя объяснить с энергетических позиций. При относительно низком уровне ЭМП принято говорить об информационном воздействии. Понятие «информационное воздействие» означает формирование биологического эффекта за счет энергии самого организма, внешнее воздействие дает только «информацию» для развития этой реакции.
Биологическое действие ЭМП зависит от длины волны, напряженности поля, времени облучения и режима воздействия (постоянное, импульсное). Чем выше мощность, короче длина волны, продолжительнее время облучения, тем сильнее негативное влияние ЭМП. При облучении возникают нарушения электрофизических процессов в нервной ткани, изменения в щитовидной железе, в системе «кора надпочечников – гипофиз». Результатом продолжительного воздействия (даже очень слабых полей) могут стать раковые заболевания, изменение поведения людей, потеря памяти, болезни Паркинсона и Альцгеймера, синдром внезапной смерти младенцев, повышение уровня самоубийств.
Биологическая активность присуща ЭМП любого диапазона. Но наибольшей активностью обладают СВЧ-микроволны сантиметрового диапазона. Если миллиметровые поглощаются в основном кожей и действуют на организм через рецепторы, то сантиметровые проникают на 5–10 см и действуют непосредственно на органы.
Повторные действия ЭМП дают кумулятивный эффект. Микроволны, кроме того, проявляют дезадаптирующее действие, т.е. у человека снижаются приспособительные реакции на другие неблагоприятные факторы.
При острых поражениях организма электромагнитным излучением отмечаются адинамия, состояние тревоги, тахикардия, носовые кровотечения.
При хронических поражениях выявляется быстрая утомляемость при работе, боли в области сердца, снижение аппетита, гипотония, кошмарные сновидения, навязчивые мысли, похудение, снижение памяти, синдром хронической депрессии, бессонница, аритмия сердца. Под воздействием СВЧ-полей может развиться катаракта – помутнение хрусталика глаза.
Даже очень слабые поля могут повредить людям, использующим кардиостимулятор: он сбивается с ритма и даже может выйти из строя вблизи станций сотовой связи.
Существенным внутренним источником ЭМП являются видеодисплейные терминалы и ПЭВМ. Особую опасность для здоровья пользователей (а также и для лиц, находящихся внутри помещений) создает ЭМП в диапазоне 20 Гц – 400 кГц, которое формируется отклоняющей системой кинескопа. Исследования говорят о влиянии такого излучения на иммунную, эндокринную, кроветворную и нервную системы человека. Самой опасной в этих случаях является низкочастотная составляющая ЭМП: до 100 Гц. У оператора ПЭВМ появляется нервное напряжение, стресс, могут быть осложнения в течение беременности, увеличение вероятности выкидыша, нарушение репродуктивной функции. Есть предположения, что может возникнуть рак.
Контроль уровней электрической составляющей ЭМП осуществляется по значению электрической напряженности Е, выраженной в В/м, контроль уровня магнитного поля – по напряженности магнитного поля Н, в А/м. При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В, единица Тл (Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.
В волновой зоне характеристикой ЭМП является плотность потока энергии (ППЭ). Это энергия, проходящая через единицу поверхности, расположенной перпендикулярно потоку в единицу времени. Единицы измерения: Вт/м2; мВт/м2; мкВт/м2.
Неблагоприятное действие токов промышленной частоты (НЧ) проявляется при очень высокой напряженности магнитного поля (около 200 А/м), что в бытовых условиях возникает крайне редко. Поэтому нормы рассчитывают с учетом только электрической составляющей. Влияние электрических полей переменной промышленной частоты в условиях населенных мест ограничивается СНиП № 2971-84 «Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи, переменного тока промышленной частоты». Для предотвращения вредного влияния ЭМП на человека введены предельно допустимые уровни (ПДУ):
- внутри жилых зданий – 0,5 кВ/м;
- на территории жилой застройки – 1 кВ/м;
- в населенной местности, но вне жилой застройки (пригородные зоны, курорты, земли поселков, садов, огородов) – 5 кВ/м;
- на участках пересечения воздушных линий с автомобильными дорогами – 10 кВ/м;
- в ненаселенной местности, но посещаемой людьми, сельскохозяйственные угодья – 15 кВ/м;
- в труднодоступной местности – 20 кВ/м.
Для ЭМП радиочастот (ВЧ, УВЧ и СВЧ) в диапазоне частот 60 кГц - 300 мГц нормируют как электрическую, так и магнитную напряженность (СНиП 2.2.4/2.1.8.055-96).
В табл. 12.1 приведен фрагмент нормативов из СНиП 2.2.4/2.1.8.055-96.
Таблица 12.1 Нормы ЭМП для человека
f, мГц
0,03–3,0
3,0–30,0
50,0–300,0
Е, В/м
500
300
80
Н, А/м
50
–
В диапазоне ВЧ нормируется по электрической составляющей – 20 В/м; в диапазоне УВЧ – 5 В/м; в диапазоне СВЧ – 10 мкВт/см2.
12.2.5 Опасность поражения электрическим током
Электрический ток, проходя через организм, оказывает термическое, биологическое и электрическое действия, что приводит к различным электротравмам [1-3]. Поэтому необходимо соблюдать требования, установленные “Межотраслевыми правилами по ОТ”. Эти требования предусматривают:
- наличие разводки питания к каждому рабочему месту, которое должно заканчиваться розеткой;
- наличие предохранительных устройств для защиты от перегрузок общей сети питания и в цепи разводок.
Все оборудование должно быть выполнено в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.019 – 79 «ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты». Сопротивление изоляции питающих проводов должно быть не менее 0,5 МОм, а сопротивление заземления не более 4 Ом. Согласно ГОСТ 2.1.038 – 82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов», напряжение прикосновения должно быть не более 2 В, а ток не более 0,3 А [2, 3].
12.2.6 Влияние шума
В биологическом отношении шум является заметным стрессовым фактором, способным вызвать срыв приспособительных реакций. Наиболее общая реакция человека на шумовое воздействие – это чувство раздражения. Отрицательно действующий звук способен вызвать дискомфорт, который может перейти в акустический стресс, который, в свою очередь, может привести к психическим патологическим изменениям в организме. Субъективная реакция на шумовое загрязнение среды зависит от степени умственного и физического напряжения, возраста, пола, здоровья, длительности воздействия и уровня шума. Среди населения всегда найдется человек, более других чувствительный к шуму.
Воздействия шума на организм можно условно разделить на два типа:
- специфическое (слуховое) – воздействие на слуховой анализатор, которое выражается в слуховом утомлении, кратковременной или постоянной потере слуха, расстройствах четкости речи и восприятия звуковых сигналов;
- системное (внеслуховое) – воздействие на отдельные системы организма в целом, например, на сон, психику, заболеваемость, нарушение эмоционального равновесия.
У лиц, подвергающихся действию шума, отмечаются изменения секреторной и моторной функций желудочно-кишечного тракта, сдвиги в обменных процессах (нарушение основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового и солевого обменов). Для рабочих шумовых профессий характерно нарушение функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
Общее действие шума на любой организм – это повышенная утомляемость, вялость, потливость, нарушение сна, головная боль, раздражительность, снижение памяти. Возможно нарушение болевой и вибрационной чувствительности. Нередко наблюдаются нарушения на кардиограмме сердца. Жители шумных районов чаще страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями (на 20%) и атеросклерозом (на 23%). Под влиянием шума у человека изменяются показатели переработки информации, снижается темп и ухудшается качество работы.
Согласно ГОСТ 12.01.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности» – шум, создаваемый ЭВМ постоянный и составляет 10 дБ.
Шум, производимый принтером – непостоянный. В ВЦ превышения звукового давления не наблюдается в соответствии с выше указанным ГОСТом.
12.3 Разработка защитных мероприятий на рабочем месте
12.3.1 Расчет заземления
Сопротивление заземляющего устройства для установок напряжением до 1000 В должно быть не более 4 Ом.
Определим ток короткого замыкания:
Воздействие такого тока на организм человека вызывает остановку сердца и тяжелые ожоги, поэтому необходимо провести расчет защитного заземления оборудоавани. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта с учетом климатическогокоэффициент:
ρ=40 Ом·м - удельное электрическое сопротивление грунта (суглинок)
ψ=1,4 – климатический коэффициент сопротивления грунта
Применим стержневой заземлитель, показанный а рисунке 12.1.
Рисунок 12.1. Стержневой заземлитель.
Рассчитаем сопротивление одиночного заземлителя растеканию тока по фомуле:
(10.1)
Принимая L=2м и d=0,05 м, получаем:
Определяем сопротивление искусственного заземлителя, считая, что искусственные и естественные заземлители соединены параллельно:
Разместив вертикальные стержневые заземлители на прямой линии с расстоянием между ними 4м и соединим их полосовым проводником, как показано на рисунке 12.2.
Рисунок 12.2. Соединение стержневых заземлителей.
Определяем коэффициент использования полосы и рассчитаем сопротивление протяженного полосового заземлителя, изображенного на рисунке 12.1.
С учетом коэффициента использования вертикальных стержней определяем их число:
Таким образом, для обеспечения надежного заземления необходимо использовать 5 вертикальных стержня диаметром 5 см и длинной 2 м.
12.3.2 Электробезопасность
Основным поражающем фактором является ток , протекающей через человека. Установлены наименьшие значения тока определяющие степень поражения :
Пороговый ощутимый ток 0,5-1,5 мА
Пороговый неотпускающийток 10-20 мА
Пороговый фибриляционный ток 50-80 мА
Смертельно опасный ток 100 мА и более.
Напряжение влияет на исход поражения лишь в той степени, в какой оно предопределяет силу тока. Для напряжения до 400-500 В – постоянный. На исход поражения влияет путь тока в теле человека. Возможных путей много, однако наиболее часто встречаются такие : правая рука-ноги, левая рука-ноги, рука-рука, нога-нога. Наиболее, опасны случаи протекания тока через голову и грудную клетку.
Большое значение имеет продолжительность протекания тока.
При увеличении продолжительности протекания тока сопротивление тела человека снижается, что вызывает рост тока.
Опасность воздействия тока зависит от индивидуальных особенностей человека (массы и физического развития), а также от состояния нервной системы и всего организма. Большое значение имеет “фактор внимания”, ослабляющий опасность тока.
Окружающая среда (помещение) также влияет на исход поражения. В соответствии с Правилами устройства электроустановок(ПУЭ)- по степени опасностипоражения людей электрическим током помещения делятся на три категории:
1. Помещения с повышенной опасностью, имеющие один из признаков повышенной опасности : сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%), токопроводящей пыли, токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных и др.), высокой температурывоздуха (длительно превышает +35°С, кратковременно +45°С), возможности одновременного прикосновения человека к соедененным с землей металлическим конструкциям и к частям , находящимся или могущим оказаться под напряжением.
2. Помещения особо опасные, харатеризующиеся наличием двух признаков повышенной опасности или одного из признаков особой опасности: особой сырости (относительная влажность воздуха приближается к 100%, стены, пол и т.д. покрыты влагой), химически активной среды, действующей разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования.
3. В помещения без повышенной опасности, характеризующиеся отсутствием условий, создающих повышенную и особую опасность. Электроустановки в наружных условиях или под навесами приравниваются к электроустановкам в особо опасных помещениях.
12.3.3 Основные защитные мероприятия
12.3.3.1 Организационные мероприятия
Мероприятия, связанные с периодическим медицинским контролем здоровья персонала и выявлением его пригодности к работе на электроустановках.
Лица, обслуживающие и эксплуатирующие электроустановки, относятся к электротехническому персоналу. Электротехнический персонал должен быть физически здоровым, не иметь увечий и болезней, препятствующих или мешающих выполнению работы. Пригодность к обслуживанию электроустановок определяется при приеме на работу и периодически 1 раз в 2 года медицинским осведеятельствованием. К работам в электроустановках допускаются лица в возрасте не моложе 18 лет.
Лица, допускаемые к работам в электроустановках, должны иметь соответствующую техническую подготовку. После обучения производится проверка знаний Правил техники безопасности специальной квалификационной комиссией. Проверяемому присваивается квалификационная группа по технике безопасности и выдается удостоверение, дающее право выполнять определенные работы в соответствие с занимаемойдолжностью и квалификационной группой. Всего выделяется пять квалификационных групп по технике безопасности (I-V), а присваиватся только четыре (II-V).
12.3.3.2 Технические мероприятия
К техническим мероприятиям относятся : недоступность токоведущих частей, защитное заземление, защитное зануление, защитное отключение.
Недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения обеспечивается следующими способами: ограждением и расположением токоведущих частей на недосягаемой высоте или в недоступном месте, рабочая изоляция. Ограждения в виде корпусов, кожухов, оград выполняются сплошными или сетчатыми. Для доступа непосредственно к электрооборудованию или токоведущим частям последнего в ограждениях предусматриваются открывающиеся части : крышки, дверцы, двери и т.д. Эти части закрываются специальными запорами или снабжаются блокировками. Блокировки по принципу действия бывают электрические и механические.
Расположение токоведущих частей на недосягаемой высоте или недоступном месте обеспечивает безопасность без ограждений. В ПУЭ указаны минимальные расстояния от неизолированных токоведущих частей воздушных линий электропередачи до земли в зависимости от напряжения, местности, но не менее 6 м. В измерительных приборах, радиоустройствах, аппаратуре автоматики и вычислительной технике применяют блочные схемы. Отдельные блоки, установленные в общем корпусе, соединены один с другим и с блоком питания штепсельными разъемами. При выдвижении блока штепсельный разъем размыкается и блок автоматически отключается от питающей сети.
12.3.3.3 Защитное заземление
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Защитное действие заземления основано на снижении напряжения прикосновении при переходе напряжения на нетоковедущие части, что достигается уменьшением потенциала корпуса относительно земли как за счет малого сопротивления заземления, так и за счет повышения потенциала примыкающей к оборудованию поверхности земли.
Согласно ПУЭ при напряжении 380В и выше переменного и 440В и выше постоянного тока электроустановки подлежат заземлению во всех случаях. Кроме того, необходимо заземлять корпуса электрооборудования, установленного в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках с номинальным напряжением выше 42В переменного тока и 110В постоянного тока, а также установленного во взрывоопасных помещениях при всех напряжениях переменного и постоянного тока.
Согласно классификации помещений по электробезопасности оборудование SDH установлено в помещении без повышенной опасности (класс 01 по ГОСТ 12.1.019 – 85), характеризующимся наличием следующих условий:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
