Защита от опасных излучений и электростатических зарядов

Каковы источники электромагнитных излучений?

Электромагнитная энергия высоких частот (ВЧ) и ультравысоких частот (УВЧ) широко применяется в радиосвязи, радиовещании, телевидении, для нагрева металлов и диэлектриков.

Причиной возникновения электромагнитных полей ВЧ и УВЧ в рабочих помещениях является некачественное экранирование высокочастотных элементов в блоках передатчиков, разделительных фильтрах, линиях передач и др.

При нагреве диэлектриков и металлов электромагнитные поля возникают у пластин конденсаторов, индукторов и подводящих к ним энергию фидерных линиях.

Энергия сверхвысоких частот (СВЧ) широко применяется в радиоастрономии, радиоспектроскопии, ядер-ной физике, радионавигации и особенно в радиолокации.

Источник СВЧ энергии — электровакуумные приборы миллиметрового, сантиметрового и дециметрового диапазонов (магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны, лампы обратной волны и др.).

При испытании и эксплуатации генераторов СВЧ энергии источниками излучений являются сам генератор электромагнитных колебаний, излучающие системы — антенна или эквивалент антенны, открытый конец волновода. Кроме того, излучения СВЧ энергии могут проникнуть через неплотности фланцевых соединений СВЧ тракта, волноводно-коаксиальные переходы, места катодных выводов генерируемых приборов, конструктивные отверстия и щели в элементах волноводного тракта, смотровые окна и неплотности дверей установок, где находятся источники СВЧ энергии.

В чем заключается вредное воздействие на человека электромагнитных излучений?

При облучении человека электромагнитными волнами в тканях его организма происходят сложнейшие физикобиологические процессы, которые могут стать причиной нарушения нормального функционирования как отдельных органов, так и организма в целом.

Вследствие чрезмерного электромагнитного облучения люди обычно быстро утомляются, жалуются на головные боли, общую слабость, боли в области сердца. У них увеличивается потливость, повышается раздражительность, становится тревожным сон. У отдельных лиц при длительном облучении появляются судороги, наблюдается снижение памяти, отмечаются трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. д.).

Каковы пределы допустимого облучения обслуживающего персонала?

Для обеспечения безопасных условий труда обслуживающего персонала источников излучения и окружающих лиц установлены нормы допустимого облучения.

Напряженность электромагнитных полей на рабочих местах не должна превышать:

по электрической составляющей:
- в диапазоне частот 60 кГц — 3 МГц — 50 В/м;
- 3—30 МГц — 20 В/м;
- 30—50 МГц — 10 В/м;
- 50—300 МГц — 5 В/м;
по магнитной составляющей:
- в диапазоне частот 60 кГц — 1,5 МГц — 5 А/м;
- 30 МГц — 50 МГц — 0,3 А/м.

Предельно допустимая плотность потока энергии электромагнитных полей в диапазоне частот 300 МГц — 330 ГГц и время пребывания на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного профессионально с воздействием полей (кроме случаев облучения от вращающихся и сканирующихся антенн), взаимосвязаны следующим образом: пребывание в течение рабочего дня — до 0,1 Вт/м², не более 2 ч — 0,1 — 1 Вт/м², в остальное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 0,1 Вт/м²; пребывание не более 20 мин — 1 —10 Вт/м² при условии пользования защитными очками. В остальное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 0,1 Вт/м².

Напряженность электрического поля промышленной частоты (50 Гц) в электроустановках напряжением 400 кВ и выше для персонала, систематически (в течение каждого рабочего дня) обслуживающего их, не должна превышать при пребывании человека в электрическом поле:

без ограничения времени — до 5 кВ/м;
не более 180 мин в течение одних суток — 5—10 кВ/м;
не более 90 мин в течение одних суток — 10—15 кВ/м;
не более 10 мин в течение одних суток — 15—20 кВ/м;
не более 5 мин в течение суток — 20—25 кВ/м.

Остальное время суток человек обязан находиться в местах, где напряженность электрического поля не превышает 5 кВ/м.

Каким образом обеспечивается защита человека от электромагнитного облучения?

Защита человека от опасного воздействия электромагнитного облучения осуществляется способами, основными из которых являются: уменьшение излучения непосредственно от самого источника, экранирование источника излучения и рабочего места, поглощение электромагнитной энергии, применение индивидуальных средств защиты, организационные меры защиты.

Для реализации этих способов применяются средства защиты: экраны, поглотительные материалы, аттенюаторы, эквивалентные нагрузки и индивидуальные средства.

Для чего предназначены экраны?

Экраны предназначены для ослабления электромагнитного поля в направлении распространения волн. Степень ослабления зависит от конструкции экрана и параметров излучения. Существенное влияние на эффективность защиты оказывает также материал, из которого изготовлен экран. Часто для экранирования применяется металлическая сетка. Экраны из сетки имеют ряд преимуществ: они просматриваются, пропускают поток воздуха, позволяют достаточно быстро ставить и снимать экранирующие устройства. Конструкция экрана в .каждом отдельном случае должна обеспечивать наибольший эффект экранирования.

Экранированию подлежат генераторы, фидерные линии, элементы высоковольтных электроустановок, разъемы рабочих контуров, индукционные катушки, рабочие конденсаторы, смотровые окна и установки в целом.

Каким образом обеспечивается защита от электромагнитного излучения с помощью поглотительного материала?

Поглотительный материал осуществляет защиту путем превращения энергии электромагнитного поля в тепловую. В качестве поглотительного материала применяют каучук, пенополистирол, ферромагнитный порошок со связывающим диэлектриком, волосяные маты, пропитанные графитом, и другие материалы.

Для повышения поглотительной способности материала ему придают форму, обеспечивающую хорошее поглощение при незначительной толщине материала. Кроме того, многократное отражение волн приводит к взаимному их уничтожению. Использование таких материалов особенно эффективно в диапазонах высоких и сверхвысоких частот излучения.

Хорошие результаты дает совместное применение экрана и поглотительного материала. Поглотительный материал наносится на металлический лист, выполняющий роль экрана. Эта конструкция обеспечивает двукратное прохождение электромагнитной волны через поглотительный материал.

Для чего используются индивидуальные средства?

Индивидуальные средства предназначены для защиты человека или отдельных его органов при работе в сильных электромагнитных полях. Они применяются в тех случаях, когда другие меры защиты не могут быть использованы или не обеспечивают необходимого ослабления излучения. К индивидуальным средствам относятся защитные халаты, комбинезоны, очки. Они являются своеобразными экранами. Их защитные свойства определяются степенью отражения волн.

Материалом для защитных халатов и комбинезонов служит специальная ткань, в структуре которой тонкие металлические нити скручены с хлопчатобумажными, что придает ткани плотность, эластичность и теплозащитные свойства.

Индивидуальные средства защиты должны применяться в исправном состоянии, а их защитные свойства периодически проверяться.

В чем заключаются организационные меры защиты?

Организационные меры защиты направлены на обеспечение безопасных условий труда при использовании электромагнитной энергии. Они должны учитываться прежде всего при организации производства, рабочего места и режима труда. Наибольшее значение при этом необходимо уделять выбору расстояния от источника излучения до рабочего места и сокращению времени пребывания человека в электромагнитном поле.

Эти меры иногда называются соответственно: «защита расстоянием» и «защита временем».

С учетом эффективности защиты расстоянием санитарными нормами установлено, что на каждую действующую установку в закрытом помещении мощностью до 30 кВт отводится не менее 25 м² площади и не менее 40 м² для установки большей мощности. Для вновь монтируемых установок площади должны быть в 1,5—2 раза больше.

Защита временем может осуществляться путем смены работающих, частичной автоматизацией процессов, дистанционным управлением установкой, перерывом в работе и т. п.

Как осуществляется контроль уровней облучения?

Контроль уровней облучения необходимо вести путем измерения нормируемого параметра электромагнитного поля на рабочем месте не реже двух раз в год, а также при вводе в действие новых источников излучения, при реконструкции действующих установок, после ремонтных работ. При опытных и исследовательских работах уровни облучений следует проверять при каждом изменении условий труда.

Измерения в каждой выбранной точке производятся не менее трех раз, их результаты фиксируются в протоколе. За уровень электромагнитного облучения в данной точке принимается среднеарифметическое трех измерений. Измерения производятся специально разработанными для этой цели приборами.

В чем заключается вредное воздействие статического электричества в промышленности?

Заряды статического электричества могут возникнуть при соприкосновении или трении твердых материалов, при размельчении или пересыпании однородных и разнородных непроводящих материалов, при разбрызгивании диэлектрических жидкостей, при транспортировке сыпучих веществ и жидкостей по трубопроводам и др.

Вредное воздействие статического электричества проявляется в возможности пожаров и взрывов от электростатических зарядов, технологических помех, нарушающих нормальный ход того или иного технологического процесса, физиологического воздействия на организм человека.

Человек может подвергаться длительному процессу электризации при контактировании с различного рода предметами, выполненными из материалов с высокими диэлектрическими свойствами. К числу подобных источников электризации относятся: полы, ковры, ковровые дорожки из синтетических и других электронепроводящих материалов.

Действие статического электричества на человека смертельной опасности не представляет, поскольку сила тока составляет небольшую величину. Искровый разряд статического электричества человек ощущает, как толчок или судорогу. При внезапном уколе может возникнуть испуг, и вследствие рефлекторных движений человек может сделать непроизвольно движения, приводящие к падению с высоты, попаданию в неогражденные части машин и др. Длительное воздействие статического электричества неблагоприятно отражается на состоянии здоровья.

Вызываемые статическим электричеством неприятные ощущения могут явиться этиологическим фактором неврастенического синдрома, головной боли, плохого сна, раздражительности, неприятных ощущений в области сердца и т. д.

Каковы способы защиты от статического электричества?

Для предупреждения возможности возникновения опасных искровых разрядов с поверхности оборудования, а также с тела человека предусматривают следующие меры, обеспечивающие стекание возникающих зарядов статического электричества:

отвод зарядов, достигаемый заземлением оборудования и коммуникаций, а также обеспечение постоянного электрического контакта тела человека с заземлением;
отвод зарядов, обеспечиваемый уменьшением удельных объемных и поверхностных электрических сопротивлений. Известны способы увеличения поверхностной и объемной электропроводности для твердых и жидких диэлектриков:
- увлажнение воздуха до 65—75%, если это допустимо по условиям технологического процесса;
- химическая обработка поверхности электропроводными покрытиями;
- нанесение на поверхность антистатических веществ, добавление антистатических присадок в горючие диэлектрические жидкости;
- нейтрализация зарядов, достигаемая применением различных типов нейтрализаторов (индукционных; высоковольтных, высокочастотных, радиоактивных и др.).