Системы защиты от воздействия эмп

При несоответствии требованиям норм интенсивности ЭМП на рабочих местах в зависимости от диапазона частот, характера выполняемых работ, уровня облучения применяются различные системы защиты, которые можно разделить на две группы: пассивные и активные.

К пассивным системам защиты от ЭМИ относятся:

• защита временем;

• защита расстоянием;

• рациональное размещение установок в рабочем помещении; выделение зон излучения;

• применение средств предупреждающей сигнализации (световая, звуко­вая);

• установление рациональных режимов эксплуатации установок и работы обслуживающего персонала.

К активным системам защиты от ЭМИ относятся:

• уменьшение параметров излучения непосредственно в самом источнике излучения;

• экранирование источника излучения;

• экранирование рабочего места;

• применение средств индивидуальной защиты.

Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания человека в рабочей зоне и применяется обычно в тех случаях, когда нет возможности снизить интенсивность облучения до допустимых значений другими способами. Допустимое время пребывания в поле зависит от интенсивности облучения, что заложено непосредственно в санитарных нормах. Например, продолжительность непрерывной работы за ЭВМ не должна превышать 2 ч и в день не более 4-х часов.

Защита расстоянием, так же, как и защита временем, являющаяся универсальным методом, применяется, когда невозможно ослабить интенсивность облучения другими мерами, в том числе и сокращением времени пребывания человека в опасной зоне. В этом случае увеличивают расстояние между источником излучения и обслуживающим персоналом. Этот метод защиты основан на быстром уменьшении интенсивности поля с расстоянием.

Рациональное размещение установок в рабочем помещении используется, в первую очередь, для источников высокочастотных полей.

Электромагнитная энергия, излучаемая отдельными элементами установок при неполном экранировании или отсутствии экранов, распространяется в помещениях, отражаясь от стен и перекрытий, частично проходит сквозь них и в небольшой степени рассеивается. Отраженная энергия увеличивает плотность ЭМП в помещениях.

На основании того, что Е и Н в зоне индукции заметно ослабевают с расстоянием, установлено, например, что на каждую действующую установку, расположенную в отдельном помещении, должно приходиться не менее 25 м при мощности до 30 кВт и не менее 40 м² при большей мощности. В помещении не должны находиться посторонние металлические предметы, чтобы не увеличивать напряженности полей за счет отражения.

Для защиты пользователей компьютеров от ЭМИ СанПиН 2.2.2.542-96 установлено, что на одного пользователя должна приходиться площадь не менее 6 м², объем - 20 м³; расстояние между боковыми поверхностями соседних мониторов должно составлять не менее 1,2 м, а между тыльной поверхностью одного монитора и экраном другого - не менее 2,0 м. Наиболее оптимальным является размещение компьютеров по периметру.

Выделение зон излучения производится на основании инструментальных замеров интенсивности ЭМИ. Источники ЭМИ ограждают или отмечают Границу зоны яркой краской на полу помещения.

Например, охранная зона для ЛЭП промышленной частоты, отсчитываемая от проекции крайних фаз, составляет для ВЛ 220 кВ - 25 м, 750 кВ - 40 м.

Установление рационального режима работы персонала и источников 'ЭМИ. Например, одним из способов снижения уровня излучаемой энергии является правильный выбор генератора, т.е. для определенного технологического процесса с конкретной мощностью необходимо использовать источник соответствующей мощности, а не завышенной, включение установок производить лишь на время работы и т.д.

В зависимости от вида трудовой деятельности, а также продолжительности смены операторов ЭВМ СанПиН 2.2.2542-96 установлены регламентированные перерывы на протяжении рабочей смены.

Таблица 8.11

Время регламентированных перерывов в зависимости от

продолжительности рабочей смены, вида и категории трудовой деятельности сВДТиПЭВМ

Примечание. * - при 8-ми часовой рабочей смене. При 12-часовой рабочей смене регламентированные перерывы устанавливаются в первые 8 часов работы , аналогично перерывам при 8-часовой рабочей смене, а в течение последних 4 часов работы, независимо от категории и вида работ, каждый час продолжительностью 15 минут.

Уменьшение параметров излучения непосредственно в самом источнике достигается за счет применения согласованных нагрузок и поглотителей мощности.

Рис.8.12 Конструкции поглотителей мощности для волноводов и

коаксиальных линий

Поглотители мощности ослабляют электромагнитное излучение в 10⁵ и более раз. Они представляют собой коаксиальные или волноводные линии. Поглотителем энергии служат графитовые или специальные углеродистые составы, пластмассы и другие материалы, в которых энергия электромагнитных излучений преобразуется в тепловую. Для охлаждения поглотителей мощности применяют охлаждающие ребра (рис.8.12 г) или проточную воду (рис. 8.12 в, е).

Уровень мощности до необходимого значения можно снизить с помощью аттенюаторов, которые бывают переменными или постоянными (рис. 8.13 и 8.14). Аттенюаторы работают по принципу поглощения электромагнитных колебаний материалами с большим коэффициентом поглощения (резина, полистирол и др.). В постоянных аттенюаторах степень ослабления мощности является постоянной величиной, а в переменных может изменяться. Переменные аттенюаторы ножевого и пластинчатого типов изготавливают из диэлектрика, покрытого металлической пленкой, и помещают параллельно электрическим силовым линиям ЭМП. Регулировка величины ослабления мощности производится путем изменения положения «ножа» или пластин.

Рис.8.13. Постоянные аттенюаторы

Рис. 8.14. Переменные аттенюаторы: а — ножевого типа; б — пластинчатого типа

Наиболее эффективным и распространенным методом защиты от воздействия ЭМП является экранирование самого источника или рабочего места.

Эффективность экранирования определяется структурой ЭМП и конструкцией экрана, прежде всего его толщиной и материалом.

Прохождение гармонической электромагнитной волны сквозь плоский экран бесконечной длины схематично показано на рис. 8.15.

Рис.8.15 Экранирование электромагнитных волн плоским экраном: а - прохождение волны сквозь экран; б - примерный амплитудный баланс.

На практике эффективность экранирования оценивают, как правило, и децибелах.

Экраны делятся на две группы:

• отражающие;

• поглощающие.

Защитное действие отражающих экранов основано на том, что воздействующее ЭМП создает в экране вихревые токи, наводящие в нем вторичное поле, по амплитуде почти равное, а по фазе противоположное экранируемому полю. Результирующее поле, возникающее при сложении этих двух полей быстро убывает в экране, проникая в него на незначительную глубину.

Отражающие экраны изготавливают из хорошо проводящих материалом - стали, меди, латуни, алюминия.

Глубина проникновения ЭМП высоких и сверхвысоких частот очень мала I (десятые и сотые доли миллиметра), поэтому толщину экрана выбирают в этом случае по соображениям прочности.

Конструкция замкнутого экрана, его размеры и форма, как правило, I определяются экранируемым объектом. Наиболее распространенными типами экранов являются сферические, цилиндрические и плоские.

В ряде случаев для экранирования высокочастотных полей применяют металлические сетки, обладающие значительно более низкими экранирующими свойствами, чем сплошные экраны. Они позволяют ослабить плотность потока энергии максимум на 20...30 дБ (в 100... 1000 раз). Однако их использование дает возможность производить осмотр и наблюдение экранируемых установок, вентиляцию и освещение экранированного пространства.

Высокая эффективность экранирования достигается при использовании сотовых решеток, вид которых и способ установки на окна приведен на рис. 8.16 и 8.17

Рис.8.16 Сотовые решетки, применяемые для экранирования ЭМП в

частотных диапазонах:

а - до 1 ГГц; б -до 10 ГГц; в -до 35 ГГц.

Рис. 8.17Установка сотовых решеток на окна:

а -с наружной стороны; б-с внутренней стороны; I - сотовая решетка; 2 – оконное стекло; 3 -пол.

Для экранирования применяют также токопроводящие краски и материалы с металлизированной поверхностью (например, цинком). Токопроводящие краски создают на основе пленкообразующего материала с добавлением проводящих составляющих, пластификатора, отвердителя. В качество токопроводящих элементов используют коллоидное серебро, графит, сажу, окислы металлов, порошки меди, алюминия.

Эффективность экранирования источников ЭМП экранами различной конструкции приведена в табл. 8.18.

Таблица 8.18

Эффективность экранирования различных экранов, дБ.

Примечание. Отсутствие в таблице цифровых значений для отдельных экранов, означает, что рассматриваемый вариант применять не рекомендуется или он является нереализуемым.

В конструктивном отношении экранирующие устройства могут

представлять собой также камеры или шкафы, в которые помещают передающую аппаратуру, кожухи, ширмы, защитные козырьки, перегородки и др.

Отражающий экран обязательно должен быть заземлен.

Экраны, поглощающие электромагнитное излучение, изготавливают в виде тонких резиновых ковриков, эластичных или жестких листов поролона или волокнистой древесины, пропитанной определенным составом, ферромагнитных пластин. В последнее время все более широкое распространение получают керамико-металлические композиции. Коэффициент отражения указанных материалов не превышает 1...3%. Характеристики некоторых радиопоглощающих материалов приведены в табл. 8.19.

Таблица 8.19

Характеристики радиопоглощающих материалов

Если применение рассмотренных выше методов защиты от ЭМП не позволяет снизить напряженность электрического и магнитного полей, плотность потока энергии до нормативных значений, то необходимо использование индивидуальных средств защиты. К средствам индивидуальной защиты от ЭМП относятся:

комбинезоны и халаты из металлизированной ткани, осуществляющие защиту человека по принципу сетчатого экрана;

защитные очки с металлизированными стеклами (например, со стеклами, покрытыми бесцветной прозрачной пленкой двуокиси олова, которая даст ослабление энергии до 30 дБ).