2.2 Нормирование электромагнитных излучений

Нормирование ЭМП токов промышленной частоты осуществляют по предельно допустимым уровням напряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц в соответствии с "Санитарными нормами и правилами выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты" № 5802-91, ГОСТ 12.1.002-84, СанПиН 2.2.4.723 - 98.

Допустимое время пребывания в электрическом поле (ЭП) в зависимости от его напряженности приведено в таблице 21.

Таблица 21

Допустимое время пребывания в электрическом поле

Напряженность электрического поля Е, кВ/м	Время пребывания, мин
До 5	Без ограничения
5…10	Не более 280
10…15	Не более 90
15…20	Не более 10
20…25	Не более 5

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или в течение рабочего дня.

При нахождении персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью электрического поля время пребывания вычисляют по формуле:

(47)

где Т_пр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, час;

t_E1...t_En – время пребывания в контролируемых зонах с напряженностью E₁, E₂...E_n, час;

T_E1,.T_En – допустимое время пребывания в ЭП для соответствующих контролируемых зон.

Допустимое время пребывания суммируется за рабочий день. Приведенное время не должно превышать 8 часов. Количество контролируемых зон определяется перепадом уровней напряженности ЭП в один кВ/м.

В соответствии с СН 2971-84 в качестве предельно допустимых уровней приняты следующие значения напряженности ЭП:

- внутри жилых зданий 0,5 кВ/м;

- на территории жилой застройки 1 кВ/м;

- в населенной местности вне зоны жилой застройки 5 кВ/м.

Напряженность магнитного поля на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м.

Дополнительным критерием безопасности служит рекомендация шведских стандартов о необходимости обеспечения индукции магнитного поля частотой 50 Гц не выше В = 0,2 мкТл в местах ночного отдыха и пребывания детей [15].

Нормирование ЭМП радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) согласно СанПиН 2.2.4 / 2.1.8.055-96, осуществляется по следующим параметрам:

- по энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. Оценка по энергетической экспозиции применяется для лиц, работа или обучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ (кроме лиц, не достигших 18 лет, и женщин в состоянии беременности). Эти лица в установленном порядке должны проходить предварительные, при поступлении на работу, и периодические медицинские осмотры и получить положительное заключение по их результатам;

- по значениям интенсивности ЭМИ РЧ. Такая оценка применяется для лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ; не проходящих медицинских осмотров по данному фактору или при наличии отрицательного заключения по результатам медицинского осмотра; для работающих или учащихся, не достигших 18 лет; для женщин в состоянии беременности; для лиц, находящихся в жилых, общественных и служебных зданиях и помещениях, подвергающихся воздействию внешнего ЭМИ РЧ (кроме зданий и помещений передающих радиотехнических объектов); для лиц, находящихся на территории жилой застройки и в местах массового отдыха.

В диапазоне частот 30 кГц ... 300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля (Е, В/м) и напряженности магнитного поля (Н, А/м).

В диапазоне частот 300 МГц ... 300 ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями плотности потока энергии (J, Вт/м², мкВт/см²).

Энергетическая экспозиция (ЭЭ) ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц ... 300 МГц определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время t, ч воздействия на человека.

Энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем ЭЭ_Е, (В/м)²·ч:

(48)

Энергетическая экспозиция, создаваемая магнитным полем, (А/м)².ч равна:

(49)

В случае импульсно-модулированных колебаний оценка производится по средней за период следования импульса мощности источника ЭМИ РЧ и соответственно средней интенсивности ЭМИ РЧ.

Энергетическая экспозиция за рабочий день (рабочую смену) не должна превышать значений, указанных в таблице 22.

Таблица 22

Предельно допустимые значения энергетической экспозиции

Диапазон частот	Предельно допустимая энергетическая экспозиция
	по электрической составляющей, (В/м)2  ч	по магнитной составляющей, (А/м)2. ч	по плотности потока энергии, (мкВт/см2)  ч
30 кГц…3МГц 3…30 МГц 30…50 МГц 50…300 МГц 300 МГц …300 ГГЦ	20000 7000 800 800 -	200 Не разработаны 0,72 Не разработаны -	- - - - 200
Примечание. Во всех случаях при указании диапазонов частот каждый диапазон исключает нижний и включает верхний предел частоты.

Предельно допустимые значения интенсивности ЭМИ РЧ (Е_ПДУ, Н_ПДУ, J_ПДУ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены) и допустимое время воздействия в зависимости от интенсивности ЭМИ РЧ определяется по формулам:

(50)

Значения предельно допустимых уровней напряженности электрической (Е_ПДУ) и магнитной (Н_ПДУ) составляющих в зависимости от продолжительности воздействия приведены в таблице 23.

Таблица 23

Предельно допустимые уровни напряженности электрической и магнитной составляющих в диапазоне частот 30 кГц…300 МГц в зависимости от продолжительности воздействия

Продолжительность воздействия Т, ч	ЕПДУ, В/м			НПДУ, А/м
	0,03…3 МГц	3…30 МГц	30…300 МГц	0,03…3 МГц	30…50 МГц
1	2	3	4	5	6
8,0 и более 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0	50 52 53 55 58 60 63 67 71 76 82	30 31 32 33 34 36 37 39 42 45 48	10 10 11 11 12 12 13 13 14 15 16	5,0 5,0 5,3 5,5 5,8 6,0 6,3 6,7 7,1 7,6 8,2	0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,36 0,38 0,40 0,42 0,45 0,49

Окончание табл. 23

1 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,25 0,125 0,08 и менее	2 89 100 115 141 200 283 400 500	3 52 59 68 84 118 168 236 296	4 18 20 23 28 40 57 80 80	5 8,9 10,0 11,5 14,2 20,0 28,3 40,0 50,0	6 0,54 0,60 0,69 0,85 1,20 1,70 2,40 3,00
Примечание. При продолжительности воздействия менее 0,8 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.

Значения предельно допустимых уровней плотности потока энергии (J_ПДУ) в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ РЧ приведены в таблице 24.

Таблица 24

Предельно допустимые уровни плотности потока энергии

в диапазоне частот 300 МГц … 300 ГГц в зависимости

от продолжительности воздействия

Продолжительность воздействия Т, ч	JПДУ, мкВт/см2
8,0 и более 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,25 0,2 и менее	25 27 29 31 33 36 40 44 50 57 67 80 100 133 200 400 800 1000
Примечание. При продолжительности воздействия менее 0,2 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.

Для случаев облучения лиц, работа которых связана с необходимостью пребывания в зонах излучения антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования с частотой не более 1 Гц и скважностью не менее 20, предельно допустимая интенсивность воздействия определяется по формуле:

(51)

где К – коэффициент ослабления биологической активности прерывистых воздействий, равный 10.

Независимо от продолжительности воздействия его интенсивность не должна превышать максимальных значений, указанных в таблицах 23 и 24 (например, 1000 мкВт/см² для диапазона частот 300 МГц … 300 ГГц).

Для случаев локального облучения кистей рук при работе с микрополосковыми сверхвысокочастотными (СВЧ) устройствами предельно допустимые уровни воздействия определяются по формуле:

(52)

где К₁ – коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12,5.

При этом плотность потока энергии на кистях рук не должна превышать 5000 мкВт/см².

Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ должны определяться, исходя из предположения, что воздействие имеет место в течение всего рабочего дня (рабочей смены).

При одновременном облучении от нескольких источников ЭМИ РЧ, для которых установлены одни и те же предельно допустимые уровни, должны соблюдаться следующие условия:

(53)

где Е_i – напряженность электрического поля, создаваемая источ-ником ЭМИ под i-м номером;

Н_i – напряженность магнитного поля, создаваемая источником ЭМИ под i-м номером;

ППЭ_i – плотность потока энергии, создаваемая источником ЭМИ под i-м номером;

t_i – время воздействия i- го источника;

n – количество источников ЭМИ.

При одновременном облучении от нескольких источников ЭМИ РЧ, для которых установлены разные предельно допустимые уровни, должны соблюдаться следующие условия:

(54)

где ЭЭ₁ – энергетическая экспозиция 1-го нормируемого диапазона;

ЭЭ_ПДУ1 – предельно допустимое значение энергетической экспозиции 1-го нормируемого диапазона;

Е_ПДУ1– предельно допустимое значение напряженности электрического поля 1-го нормируемого диапазона;

Н_ПДУ1 – предельно допустимое значение напряженности магнитного поля 1-го нормируемого диапазона;

J_ПДУ1 – предельно допустимое значение плотности потока энергии 1-го нормируемого диапазона;

n – количество нормируемых диапазонов.

Примеры решения задач

Пример 2.2. Определить воздействие ЭМП при силе тока в однофазной системе I = 5 A на расстоянии R = 0,1 м от проводника в течение восьмичасового рабочего дня. Частота тока f = 3 МГц.

Решение:

По формуле (34) определим напряженность магнитного поля Н, А/м, создаваемого прямолинейным проводником:

.

По таблице 23 допустимое значение Н_ПДУ для восьмичасового рабочего дня составляет 5 А/м, следовательно, требуются защитные средства.

Пример 2.3. Оценить соответствие нормам воздействие электромагнитного излучения сотового телефона, мощностью 8 Вт, работающего в диапазоне около 400 МГц.

РЕШЕНИЕ:

Нормируемым параметром в указанном диапазоне является плотность потока энергии J, Вт/м². Приняв R = 0,01 м, получим для пространственного угла излучения  = 4 значение плотности потока энергии в Вт/м²:

.

Допустимое значение ППЭ_ПДУ при продолжительности воздействия 0,2 часа и менее составляет 10 Вт/м²_, следовательно, фактическое значение плотности потока энергии не соответствует требованиям норм.

Пример 2.4. Персонал в течение рабочего дня находится в зонах с различной напряженностью электрического поля с частотой f = 50 Гц. Определить приведенное время и оценить безопасность персонала.

Ниже приведены значения напряженности электрического поля и время фактического пребывания в трех различных зонах:

Е₁ = 5 кВ/м, t_E1 = 4ч;

Е₂ = 10 кВ/м, t_E2 = 0,5ч;

Е₃ = 15 кВ/м, t_E3= 0,1ч.

Решение:

По таблице 21 находим допустимое время пребывания в каждой зоне: Т_Е1 = 4,7 ч; Т_Е2 = 1,5 ч; Т_Е3 = 0,17 ч.

Все данные подставим в формулу (47) и определим приведенное время Т_пр, ч:

Из условия обеспечения безопасности приведенное время не должно превышать 8 часов, следовательно, работать без средств защиты в указанных зонах недопустимо.

Пример 2.5. Рабочее место находится в дальней зоне излучения двух источников ЭМИ РЧ, работающих на одной частоте f = 300 ГГц. Плотность потока энергии от первого источника составляет J₁ = 30 мкВт/см², от второго J₂ = 50 мкВт/см². Определить соответствие требованиям норм безопасности при работе в течение 8 часов.

Решение:

Определим суммарную энергетическую экспозицию по формуле (53) за 8 часов, (мкВт/см²)ч:

По таблице 22 находим предельно допустимую энергетическую экспозицию по плотности потока энергии, так как на указанной частоте эта характеристика регламентируется по СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96, J_ПДУ = 200 (мкВт/см²)ч.

Таким образом, условия труда на рабочем месте не соответствуют требованиям норм.

Задачи для самостоятельного решения

Задача 2.7. Напряженность электрического поля частотой 50 МГц составляет 20 В/м, продолжительность ее воздействия Т = 2 ч. Определить соответствие допустимым уровням напряженности.

Задача 2.8. Определить величину энергетической экспозиции, создаваемой электрическим полем с потенциалом U = 220 В, источником которого является проводник длиной l = 4 м, при продолжительности 8 часов.

Задача 2.9. Плотность потока энергии электромагнитного поля на расстоянии r= 0,1 м от источника составляет 80 Вт/м². Определить напряженность электрического поля в этой точке и ее соответствие для восьмичасового рабочего дня при частоте 30 МГц.

Задача 2.10. В ближней зоне ЭМП одновременно работают три источника в течение 5 часов. Напряженность электрического поля на рабочем месте от каждого из источников составляет соответственно Е₁ = 50 В/м; Е₂ = 40 В/м; Е₃ = 20 В/м. Определить соответствие суммарной энергетической экспозиции требованиям норм для частоты поля 30 кГц.

Задача 2.11. Энергетическая экспозиция, создаваемая магнитным полем с частотой f = 1 МГц за восьмичасовой рабочий день составляет по нормам 200 (А/м)²ч. Определить допустимый уровень напряженности магнитного поля для этого рабочего места при продолжительности воздействия 4 часа.

Задача 2.12. Напряженность электрического поля Е = 50 В/м при частоте f = 10 МГц. Определить допустимое время пребывания в зоне обслуживания источника.