Методика выполнения работы
1. Расчет электромагнитных полей, часто используемых в производственных условиях.
1.1. Оценка уровня воздействия электростатического поля (ЭСП)
В соответствии с выданным преподавателем заданием оценка уровня воздействия производится в следующей последовательности:
- Произведите расчет предельно допустимого уровня напряженности электростатического поля при воздействии на персонал более одного часа за смену по формуле:
EПДУ = 60/ , (48)
|
где E ПДУ – предельно допустимый уровень напряженности поля, кВ/м; t – время воздействия, ч.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности электростатического поля (ЕПДУ) устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 часа.
Определите допустимое время пребывания в ЭСП по формуле:
| tдоп = (60 / Eфакт.), (49) |
где Ефакт – фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.
При напряженности ЭСП, превышающей 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается, а при напряженности менее 20 кВ/м время пребывания не регламентируется.
По полученным расчетам сделайте вывод о времени работы персонала в ЭСП, в том числе с использованием средств защиты.
1.2. Оценка уровня воздействия электромагнитных полей (ЭМП) различных диапазонов частот.
Оценка ЭМП различного диапазона частот осуществляется раздельно по напряженностям электрического поля (Е, кВ/м) и магнитного поля (Н, А/м) или индукции магнитного поля (В, мкТл), в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц по плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м2), в диапазоне частот 30 кГц – 300 ГГц– по величине энергетической экспозиции.
ЭМП промышленной частоты
Предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м.
Оценка и нормирование ЭМП промышленной частоты на рабочих местах персонала проводится дифференцированно в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.
- Произведите расчет допустимого времени пребывания персонала (в соответствии с вариантом задания) в ЭП при напряженностях от 5 до 20 кВ/м по формуле:
| Т = (50/Е) - 2, (50) |
где Е – напряженность электрического поля в контролируемой зоне (Е1, Е2, Е3), кВ/м; Т – допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.
При напряженности ЭП от 20 до 25 кВ/м допустимое время пребывания составляет 10 мин. Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты не допускается.
- Рассчитайте время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП по формуле:
| Тпр. = 8·( tE1/T E1 + tE2/T E2 + tE3/T E3 + tEn/T En ), (51) |
где Тпр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребывания в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, ч; tE1, tE2 , tE4 , tEn – время пребывания в контролируемых зонах напряженностями Е1, Е2, Е3, Еn, ч; TE1 , TE2 , TE3 , TEn – допустимое время пребывания для соответствующих зон, ч.
Проведенное время не должно превышать 8 ч. Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается в 1 кВ/м.
Требования действительны при условии, что проведение работ не связано с подъемом на высоту, исключена возможность воздействия электрических разрядов на персонал, а также при условиях защитного заземления всех изолированных от земли предметов, конструкций, частей оборудования, машин, механизмов, к которым возможно прикосновение работающих в зонах влияния ЭП.
2. ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц
Оценка и нормирование ЭМП осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ). Энергетическая экспозиция ЭМП определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека.
Оценка и нормирование ЭМП осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ). Энергетическая экспозиция ЭМП определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека
- Рассчитайте энергетическую экспозицию в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц (в соответствии с заданием) по формулам:
| ЭЭе = Е2 · Т, (52) ЭЭн = Н2 · Т, |
где Е – напряженность электрического поля, В/м; Н – напряженность магнитного поля, А/м; Т – время воздействия на рабочем месте за смену, ч.
- Рассчитайте энергетическую экспозицию по плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц по формуле:
| ЭЭППЭ = ППЭ · T, (53) |
где ППЭ – плотность потока энергии (мкВт/см2)
Предельно допустимые уровни энергетических экспозиций (ЭЭПДУ) на рабочих местах персонала за смену приведены в таблице 20.
Таблица 20
ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц
ЭЭПДУ в диапазонах частот, МГц
| Параметр | 0,03-3,0 | 3,0-30,0 | 30,0-50,0 | 50,0-300,0 | 300,0-300 000,0 |
| ЭЭЕ, (В/м)2 · ч | 20 000 | - | |||
| ЭЭН (А/м)2 · ч | - | 0,72 | - | - | |
| ЭЭППЭ (мкВ/см)2 · ч | - | - | - | - |
Максимальные допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в таблице
Таблица 21
Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц
ЭЭПДУ в диапазонах частот, МГц
| Параметр | 0,03-3,0 | 3,0-30,0 | 30,0-50,0 | 50,0-300,0 | 300,0 – 300 000,0 |
| Е, (В/м)2 | - | ||||
| Н, (А/м)2 | - | 3,0 | - | - | |
| ППЭ, мкВ/см2 | - | - | - | - | 1000-5000 |
*Для условий локального облучения кистей рук.
Предельно допустимые уровни ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц для населения отражены в табл. 21
3. Определите предельно допустимый уровень ЭМП для средств связи и телевизионного вещания по формуле:
| Епду = 21 · f-0,37, (54) |
где ЕПДУ – значение предельно допустимого уровня напряженности электрического поля, В/м; f – частота, МГц.
4. Рассчитайте предельно допустимый уровень плотности потока энергии при локальном облучении кистей рук при работе с микрополосовыми устройствами по формуле:
| ППЭППД = (К · ЭЭППЭпду ) / Т , (55) |
где ЭЭППЭпду – предельно допустимый уровень энергетической экспозиции потока энергии, равная 200 мкВт/см2 (табл. 8.2.); K –коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12,5; Т – время пребывания в зоне облучения за рабочий день (рабочую смену), ч.
Таблица 22
Предельно допустимые уровни ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц для населения
| Диапазон частот | 30-300 кГц | 0,3-3 МГц | 3-30 МГц | 30-300 МГц | 0,3-300 ГГц |
| Нормируемый параметр | Напряженность электрического поля, Е, В/м | Плотность потока энергии ППЭ, мкВт/см2 - | |||
| Предельно-допустимый уровень | 1000 - 2500 | ||||
* кроме средств радио- и телевизионного вещания (диапазончастот48,5–108; 174–230 МГц).
** для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования.
Во всех случаях максимальное значение ППЭПДУ не должно превышать 50 Вт/м2 (5000 мкВт/см2).
5. Рассчитайте предельно допустимую плотность потока энергии при облучении лиц от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования с частотой не более 1 кГц и скважностью не менее 20 по формуле:
| ППЭПДУ = К · (ЭЭППЭ пду / Т), (56) |
где K –коэффициент ослабления биологической активности прерывистых воздействий, равный 10. При этом плотность потока энергии не должна превышать для диапазона частот 300 МГц – 300 ГГц - 10 Вт/м2 (1000 мкВт/см2).
6. Определите предельно допустимое значение интенсивности ЭМИ в диапазоне 60 кГц – 300 МГц (ЕПДУ, НПДУ, ППЭПДУ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены) по формулам:
| ЕПДУ = (ЭЭ Епду / Т)1/2 НПДУ = (ЭЭ Нпду / Т)1/2 (57) ППЭПДУ = ЭЭППЭ пду / Т , |
где ЕПДУ, НПДУ и ППЭПДУ – предельно допустимые уровни напряженности электрического, магнитного поля и плотность потока энергии; ЭЭE , ЭЭH , и ЭЭППЭ пду – предельно допустимые уровни энергетической экспозиции в течение рабочего дня (рабочей смены), указанные в табл. 22
Значения предельно допустимых уровней напряженности электрической (ЕПДУ), магнитной (НПДУ) составляющих и плотности потока энергии (ППЭПДУ) в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ радиочастот приведены в табл. 23, 24
ПДУ напряженности электрического и магнитного поля диапазона частот 10–30 кГц при воздействии в течение всего рабочего дня (рабочей смены) составляют 500 В/м и 50 А/м, а при работе до двух часов за смену – 1000 В/м и 100 А/м соответственно. В диапазонах частот 30 кГц – 3 МГц и 30 – 50 МГц учитывается ЭЭ создаваемые как электрическим (ЭЭЕ), таки магнитными (ЭЭH) полями:
| (ЭЭЕ / ЭЭЕ пду) + (ЭЭН / ЭЭН ПДУ) ≤ 1 (58) |
При облучении от нескольких источников ЭМП, работающих в частотных диапазонах, для которых установлены различные ПДУ, должны соблюдаться следующие условия:
| (ЭЭЕ 1 / ЭЭЕ пду 1) + (ЭЭЕ 2 / ЭЭЕ пду 2) + (ЭЭЕ n / ЭЭЕ пду n) + … + ≤ 1 |
Таблица 23
Предельно допустимые уровни напряженности электрической и магнитной составляющих в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц в зависимости от продолжительности воздействия
| ЕПДУ, В/м | НПДУ, А/м | ||||
| Продолжительность воздействия Т, ч | 0,03 – 3 МГц | 3 – 30 МГц | 30 – 300 МГц | 0,3 – 3 МГц | 30 – 50 МГц |
| 8,0 и более | 5,0 | 0,30 | |||
| 7,5 | 5,0 | 0,31 | |||
| 7,0 | 5,3 | 0,32 | |||
| 6,5 | 5,5 | 0,33 | |||
| 6,0 | 5,8 | 0,34 | |||
| 5,5 | 6,0 | 0,36 | |||
| 5,0 | 6,3 | 0,38 | |||
| 4,5 | 6,7 | 0,40 | |||
| 4,0 | 7,1 | 0,42 | |||
| 3,5 | 7,6 | 0,45 | |||
| 3,0 | 8,2 | 0,49 | |||
| 2,5 | 8,9 | 0,54 | |||
| 2,0 | 19,0 | 0,60 | |||
| 1,5 | 1,5 | 0,69 | |||
| 1,0 | 14,2 | 0,85 | |||
| 90,5 | 20,0 | 1,20 | |||
| 0,25 | 28,3 | 1,70 | |||
| 0,125 | 40,0 | 2,40 | |||
| 0,08 и менее | 50,0 | 3,00 |
Примечание. При продолжительном воздействии менее 0,08 ч дальнейшее повышение интенсивности не допускается
При одновременном или последовательном облучении персонала от источников, работающих в непрерывном режиме, и от антенн, излучающих в режиме кругового обзора и сканирования, суммарная ЭЭ рассчитывается по формуле:
| ЭЭППЭ сум = ЭЭППЭ н ЭЭППЭ пр , |
где ЭЭППЭ сум – суммарная ЭЭ, которая не должна превышать 200 мкВт/см2ч; ЭЭППЭн – ЭЭ, создаваемая непрерывным излучением; ЭЭППЭпр – ЭЭ, создаваемая прерывистым излучением вращающихся или сканирующих антенн, равная (0,1 ·ППЭпр · Тпр ).
Таблица 24
Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия
| Продолжительность воздействия Т, ч | ППЭ ПДУ, мкВт/см2 |
| 8,0 и более | |
| 7,5 | |
| 7,0 | |
| 6,5 | |
| 6,0 | |
| 5,5 | |
| 5,0 | 40,0 |
| 4,5 | |
| 4,0 | |
| 3,5 | |
| 3,0 | |
| 2,5 | |
| 2,0 | |
| 1,5 | |
| 1,0 | |
| 90,5 | |
| 0,25 | |
| 0,2 и менее |
Примечание. При продолжительности воздействия менее 0,2 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.
В данной лабораторной работе мы не рассматриваем импульсные электромагнитные поля радио технических объектов (ИЭМП).