Электромагнитные поля естественных и искусственных источников

⇐ ПредыдущаяСтр 21 из 27Следующая ⇒

Все естественные источники ЭМП разделяют на две категории: земные и внеземные. К первым относят электрические и магнитные квазистатические поля Земли, атмосферные разряды, а также излучения живых организмов, ко вторым – излучения звезд, планет и галактик.

Электрическое поле Земли направлено нормально к земной поверхности, заряженной отрицательно относительно верхних слоев атмосферы. Напряженность электрического поля у поверхности Земли составляет 120…130 В/м и убывает с высотой примерно экспоненциально. Годовые изменения электрического поля сходны по характеру на всем земном шаре: напряженности максимальны в (до 150…250 В/м) январе–феврале и минимальны (100…120 В/м) в июне–июле. Суточные вариации электрического поля в атмосфере определяются главным образом грозовой деятельностью.

Магнитное поле Земли имеет две пространственные составляющих: горизонтальная максимальна у экватора (20…30 А/м) и убывает к полюсам (2…10 А/м), а вертикальная составляющая у полюсов составляет 50…60 А/м, уменьшаясь к экватору до пренебрежимо малого значения. На напряженность магнитного поля в конкретной точке влияют так называемые «магнитные аномалии» в некоторых районах Земли, а также излучения Солнца.

Частотный спектр атмосферных разрядов лежит в диапазоне от сотен герц до примерно 30 МГц. Максимум интенсивности находится вблизи 10 кГц. Данный вид ЭМП определяется электрическими грозовыми разрядами и полярными сияниями. Во время вспышек на Солнце интенсивность атмосферных разрядов увеличивается.

Любое техническое устройство, использующее либо вырабатывающее электрическую энергию, является источником ЭМП, излучаемых во внешнее пространство. Особенностью облучения в городских условиях является воздействие на население как суммарного электромагнитного фона (интегральный параметр), так и сильных ЭМП от отдельных источников (дифференциальный параметр).

ЭМП от отдельных источников могут быть классифицированы по нескольким признакам, наиболее общий из которых – частота ЭМП.

Электромагнитный фон в городских условиях имеет выраженный временной максимум от 10.00 до 22.00, причем в суточном распределении наибольший динамический диапазон изменения ЭМ-фона приходится на зимнее время, а наименьший – на лето. Для частотного распределения ЭМ-фона характерна многомодальность. Наиболее характерные полосы частот: 50…1000 Гц (до 20-й гармоники частоты 50 Гц) – энергоснабжение, 1…32 МГц – вещание коротковолновых станций, 66…960 МГц – телевизионное и радиовещание, радиотелефонные системы, радиорелейные линии связи.

Интенсивность фона зависит от:

· географических координат места наблюдения;

· состояния ионосферы;

· излучения Солнца и галактик;

· расписания работы радиостанций;

· интенсивности автомобильного движения;

· близости к электроэнергетическим источникам.

На рис. 5.1 и 5.2 приведены зависимости интенсивности фона на частоте 50 Гц от расстояния от центра Санкт-Петербурга и времени суток.


Рис. 5.1 Уровень фона на частоте 50 Гц как функция расстояния R от центра Санкт-Петербурга	Рис. 5.2 Зависимость уровня фона (50 Гц) от времени суток

Поверхности с электростатическим зарядом. Источниками электростатических полей в бытовых условиях могут быть любые поверхности и предметы, легко электризуемые при трении: ковры, линолеумы, лакированные покрытия, одежда из синтетических тканей, обувь. Кроме того, электростатический заряд накапливается на экранах электронно-лучевых трубок телевизоров, видеотерминалов, осциллографов. Напряженность электростатических полей в жилых зданиях может составлять до 20…40 кВ/м.

Воздушные линии электропередачи (50 Гц). Интенсивности ЭМП от данного источника во многом зависят от напряжения линии (110, 220, 330 кВ и выше). Средние значения на рабочих местах электромонтеров: Е = 5…15 кВ/м, Н = 1…5 А/м; на маршрутах обхода обслуживающего персонала: Е = 5…30 кВ/м, Н = 2…10 А/м. В жилых зданиях, расположенных вблизи высоковольтных линий, напряженность электрического поля, как правило, не превышает 200…300 В/м, а магнитного поля 0, 2…2 А/м (В = 0, 25…2, 5 мТ).

Электрические сети жилых домов и бытовые НЧ-приборы. Основными особенностями жилых помещений в России являются:

· малометражность комнат и кухонь, что вынуждает человека находиться вблизи электропроводки и электроприборов;

· наличие железосодержащих конструкций и коммуникаций, что, с одной стороны, ведет к искажению и ослаблению геомагнитного поля, с другой – создает эффект «экранированной комнаты» для размещенных внутри нее электроприборов.

В подавляющем большинстве случаев используется сеть с одним нулевым (нулевым рабочим) проводником, сети с нулевыми рабочим и защитным проводниками встречаются достаточно редко. Такая ситуация имеет следующие особенности:

· возрастает риск поражения электрическим током при замыкании фазного провода на металлический корпус или шасси прибора;

· металлические кожухи, шасси и корпуса приборов не заземлены и являются источником электрических полей (при выключенном приборе с вилкой в розетке) или электрических и магнитных полей промышленной частоты (при включенном приборе).

Напряженности электрических полей вблизи протяженных проводов, включенных в сеть 220 В, составляют 0, 7…2 кВ/м, вблизи бытовых приборов с металлическими корпусами (пылесосы, холодильники) – 1…4 кВ/м.

СВЧ-печи. Производимые в нашей стране и ввозимые из-за рубежа СВЧ-печи работают на частоте 2450 МГц. Колебательная мощность магнетронных генераторов подобных устройств зависит от емкости печи и может достигать до 800 Вт.

Излучение электромагнитной энергии в окружающее пространство обусловлено главным образом технологическими неисправностями и нарушениями (например, неплотно закрытыми дверцами и зазорами в волноводных трактах). Проведенные измерения неисправных печей показали, что максимальное значение плотности мощности составляло до 100 мВт/см2 на расстоянии 5 см от корпуса.

Новым направлением в производстве СВЧ-печей является использование полимерных ферромагнитных материалов, обладающих как поглощающими свойствами, так и механической эластичностью. Эти материалы позволяют обеспечить плотное прилегание экранирующего и радиогерметизирующего материала к корпусу или соединениям при высоком коэффициенте экранирования.

Радиопередающие устройства. Радиопередающие устройства, используемые для радиолокации, радионавигации и связи, работают в очень широком частотном диапазоне: от 9 кГц до сотен гигагерц. Мощности, излучаемые передающими антеннами, также весьма разнообразны.

Особым типом радиопередающих устройств являются радиотелефонные системы с «сотовой» структурой и бесшнуровые телефоны. Распространенными стандартами сотовой радиосвязи в нашей стране являются:

GSM-900 (диапазоны частот 890…915 и 935…960 МГц);

NMT-450 (диапазоны частот 453…457 и 463…467 МГц);

AMPS, AMPS-D (диапазоны частот: 824…849 и 869…894 МГц).

Начали свое развитие сети стандарта GSM-1800 (диапазоны частот: 1710…1785 и 1805…1880 МГц).

Выходная мощность базовых станций сотовой радиосвязи составляет до 100 Вт, современных передатчиков автомобильных станций — до 6 Вт, ручных радиотелефонов – до 2 Вт (с автоматическим управлением мощности).

Режим облучения различных контингентов лиц имеет некоторые особенности по времени воздействия: лица, профессионально связанные с радиотелефонами (персонал станций, связисты, диспетчеры, работники дорожной инспекции, пожарной охраны), подвергаются облучению в течение рабочего дня, а непрофессиональные пользователи радиотелефонов – только во время телефонных переговоров, которые составляют, по данным исследований, не более 1, 5 ч для 85% этой группы лиц.

Режим работы базовых станций зависит от времени суток. Так, для центра города характерный максимум излучений приходится на период с 11.00 до 17.00, а для «спальных» районов имеют место два максимума – с 09.00 до 10.00 и с 19.00 до 20.00.

Бесшнуровые бытовые и офисные телефоны рассчитаны на весьма малый радиус действия, их излучаемая мощность не превышает 20 мВт, основные частоты: 31…39, 46…49, 900 МГц. Не имеется каких-либо достоверных сведений о вредности для здоровья подобных систем связи.

Мониторы с электронно-лучевыми трубками. Электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) являются источниками электромагнитных излучений весьма широкого диапазона частот. Порождаемое ЭЛТ низкочастотное, высокочастотное, инфракрасное, видимое световое, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения требуют специального анализа и специфических защитных мероприятий. Основными источниками электромагнитных полей в НЧ- и ВЧ-диапазонах являются:

· экран монитора (электростатические поля);

· питающие провода и системный блок (частота 50 Гц);

· система строчной развертки (диапазон частот 15…130 кГц);

· система кадровой развертки (диапазон частот 50…150 Гц).

Относительно недавно появившейся источник ЭМП – импульсный блок питания. Для уменьшения габаритных размеров и массы сетевого трансформатора в последних моделях частоту напряжения питания сначала повышают до 100…150 кГц, а затем трансформируют уже на этой частоте. Наиболее сильные уровни излучений наблюдаются от верхней и боковых стенок мониторов, причем зона превышения условий российских гигиенических стандартов может простираться до 2, 5 м.

С позиции обеспечения электромагнитной безопасности требуют внимания ПЭВМ типа Notebook. В них отсутствует высоковольтный блок строчной развертки и суммарное излучение практически полностью определяется импульсными блоками питания. Таких блоков несколько: сетевой адаптер, блок питания электроники, блок питания люминесцентной лампы, подсвечивающей изнутри плоский экран.

⇐ Предыдущая 16 17 18 19 202122 23 24 25 Следующая ⇒