16.2. Защит от вибрации.
Основными параметрами вибраций являются уровни виброскорости, виброускорения и вибросмещения. Санитарными нормами для жилых помещений и рабочих мест устанавливаются допустимые значения уровней вибраций в октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот: 2; 4; 8; 16; 31,5 и 63 Гц.
С целью защиты от вибраций необходимо в первую очередь принимать меры по их снижению в источнике возникновения. Это достигается тщательным выбором режимов работы оборудования, применением технологических схем, предельно снижающих динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями и т. п. Большой эффект дает устранение неуравновешенных динамических сил: тщательная балансировка роторов, валов двигателей, устранение излишних люфтов и зазоров.
Когда не удается понизить вибрации в источнике возникновения до допустимого уровня, применяют методы снижения вибраций на путях распространения: виброгашение, виброизоляцию и вибродемпфирование
Виброгашение колебаний реализуется увеличением эффективной жесткости и массы вибрирующих машин и механизмов. С этой целью корпуса машин и станков объединяются в единую замкнутую систему с прочными массивными фундаментами с помощью анкерных болтов или цементной подливки либо устанавливают на массивные опорные плиты и виброгасящие основания. Снижение вибраций, создаваемых рельсовым транспортом, достигается креплением рельсов к массивным железобетонным шпалам.
Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от вибрирующего устройства к защищаемому объекту за счет помещения между ними упругих устройств – виброизоляторов. В качестве виброизоляторов используются пружинные опоры, листовые рессоры, резиновые или пластмассовые прокладки, воздушные подушки (пневматические виброизоляторы) или их комбинации. Для ограничения распространения колебаний вдоль инженерных коммуникаций (воздухопроводов, трубопроводов) применяют их разделение на отдельные участки с помощью специальных гибких вставок.
В основе метода вибродемпфирования лежит увеличение активных потерь в колебательных системах. Его реализуют в машинах с интенсивными динамическими нагрузками за счет применения материалов с большим внутренним трением: низкоуглеродистых чугунов, сплавов цветных металлов. В последнее время для снижения колебаний, распространяющихся по трубопроводам и газопроводам от компрессорных станций, по воздуховодам систем вентиляции применяют специальные вибродемпфирующие покрытия: пенопласт, губчатую резину, пластикат «Агат», мастику «Адем –НШ» и др.
16.3. Защита от электромагнитных полей
Основным источником собственного электромагнитного излучения (ЭМИ) у человека является сердце, генерирующее колебание с длиной волны, равной росту человека (т. е. при росте 150 – 200 см частота излучения составляет 22,2 – 16,6 МГц).
Вся совокупность ЭМИ природного происхождения в первую очередь зависит от солнечной активности, т.е. определяется явлениями, происходящими на видимой поверхности Солнца.
Порожденные человеческой деятельностью электромагнитные поля только за последние десять лет возросли более чем в тысячу раз по сравнению с естественным фоном Земли, причем резко расширился диапазон этих полей. Можно считать, что электромагнитное поле радиочастот стало новым фактором окружающей среды. В результате организм человека работает не в тех природных условиях, к которым он приспосабливался миллионы лет, а в новых, более жестких.
Основной метод защиты биологических объектов от электромагнитных полей состоит в снижении уровня воздействий до пороговых значений, установленных с учетом норм предельно допустимых уровней (ПДУ) облучения.
Защита от электромагнитных полей и излучений, и в частности, соблюдение ПДУ облучения, в Российской Федерации регламентируются государственными стандартами, санитарными нормами и правилами и другими нормативными документами. Величины ПДУ определяют по величине опасного уровня плотности наведенных в теле человека электрических токов – 10 мА/м2. Исходя из этого, в качестве ПДУ для электромагнитного поля воздушных линий электропередачи переменного тока промышленной частоты приняты следующие уровни напряженности электрического поля Е, кВ/м:
внутри жилых зданий - 0,5;
на территории зоны жилой застройки - 1;
в населенной местности, вне зоны жилой застройки – 5;
в ненаселенной местности, часто посещаемой людьми, - 15;
в труднодоступной местности - 20.
Во всех случаях при напряженности электрического поля выше 1 кВ/м должны приниматься меры по исключению воздействия на человека ощутимых электрических разрядов и токов стекания.
Напряженность магнитного поля Н, опасная для здоровья, определена в 4 кА/м.
Предельно допустимые уровни воздействия ЭМИ радиочастотного диапазона на человека, установленные «Санитарными правилами и нормами» СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96, приведены в табл. 16.2.
Предельно допустимая напряженность магнитного поля в диапазоне частот 0,06 – 3 МГц должна составлять 50 А/м.
Таблица 16.2
ПДУ воздействия ЭМИ радиочастотного диапазона на человека
Диапазон частот |
Размерность |
ПДУ |
30 – 300 кГц |
В/м |
20 |
0,3 – 3 МГц |
В/м |
10 |
3 – 30 МГц |
В/м |
4 |
30 – 300 МГц |
В/м |
2 |
300 МГц – 300 ГГц |
мкВт/см2 |
3 |
Санитарными нормами допускается увеличение уровней напряженности электрических и магнитных полей вблизи мониторов относительно ПДУ в 2-5 раз.
Снижение уровня воздействия электромагнитного поля достигается следующими путями:
созданием санитарно-защитных зон вокруг источников ЭМИ;
экранированием источников излучения;
экранированием биологических объектов.
Одним из наиболее распространенных методов защиты от ЭМИ является «метод защиты расстоянием», основанный на том факте, что плотность потока энергии излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника излучения. С этой целью вокруг источников создаются санитарно-защитные зоны (СЗЗ).
СЗЗ высоковольтных линий электропередач определяются расстоянием от проекции на землю крайних фазовых проводов и в зависимости от напряжения в линии составляют от 10 м (для 20 кВ) до 300 м (для 1150 кВ). В пределах СЗЗ ограничивается продолжительность работ, а также производится заземление машин и оборудования. Для снижения влияния ЭМП, возникающих вдоль ЛЭП, необходимо увеличивать высоту подвеса проводов, уменьшать расстояние между ними. При правильном подборе геометрических параметров можно в 1,6 – 1,8 раза снизить напряженность поля вблизи ЛЭП.
Санитарно-защитной зоной радиотехнического объекта является площадь, примыкающая к его технической территории. Внешняя граница этой зоны определяется на высоте до 2 м от поверхности земли по предельно допустимым уровням ЭМП.
Размер СЗЗ для передающих радио- и телевизионных станций зависит от рабочей частоты и выходной мощности. В частности, для радиопередатчиков диапазона ВЧ с мощностью от 5 до 1000 кВт нормативами устанавливается СЗЗ размерами от 10 до 2500 м, состоящая из зоны строгого режима с напряженностью на границе 20 В/м, и зоны ограниченного пользования с напряженностью до 4 В/м на внешней границе. В зоне строгого режима норматив времени пребывания работников составляет не более 10 минут в день.
Другим распространенным средством защиты от вредного воздействия ЭМП является электромагнитное экранирование источника излучения. Различают поглощающие и отражающие экраны.
Действие поглощающих экранов сводится к поглощению ЭМИ. Они изготавливаются из пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом, а также из ферромагнитных материалов.
Отражающие экраны изготавливают из материалов с низким электрическим сопротивлением (медь, латунь, сплавы алюминия, сталь). Дело в том, что в диапазонах радиочастот главную роль в процессе экранирования играет поверхностный эффект, поскольку токи, протекающие в глубинных слоях материала экрана, существенно меньше токов, наводимых в поверхностных слоях. Отражающие экраны изготовляют из металлических листов, сетки, фольги. В последние годы на российском рынке появились защитные материалы в виде ферритовых плиток, радиоткани, пленок и красок.
Успехи в производстве новых материалов позволяют решить задачу создания индивидуальных средств защиты в виде тентов, защитных штор и защитной одежды для работающих с видеотерминалами, радиолокационной и передающей телевизионной аппаратурой, операторов СВЧ-техники.