Электромагнитное поле промышленной частоты

Источники электромагнитных полей

Самым простейшим источником электромагнитного поля может служить обычный проводник, через который проходит переменный ток любой частоты. Это значит, что те бытовые приборы, которые использует человек в домашних условиях, будут источником ЭМП.

Из бытовых электроприборов к мощным источникам относятся СВЧ-печи, аэрогрили, холодильники с системой «без инея», кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры.

Оборудование может быть одного типа, но иметь разные модели и режим работы, а от этого зависит создаваемое им электромагнитное поле. Поскольку мощность прибора и магнитное поле тесно связаны, то совершенно очевидно, что чем больше мощность, тем сильнее магнитное поле при его работе. Чем дальше находится работающий прибор, тем меньше магнитное поле.

Человек – существо социальное, а это значит, что помимо дома он бывает в общественных местах, на улице, на работе, где тоже подвергается воздействию ЭМП промышленной частоты от разных источников.

В производственной сфере и в быту чаще всего используется электрический ток, частота которого $50$ Гц. Электрический ток с этой частотой получил название тока промышленной частоты.

Его источниками на производстве являются ЛЭП – высоковольтные линии передач, измерительные приборы, трансформаторы, мониторы, устройства автоматики, нагревательные приборы с высоким напряжением и др. Промышленной частоте $50$ Гц соответствует длина волны, равная $6$ тыс. км, поэтому человек воздействию фактора подвергается в ближней зоне.

Во многих населенных пунктах расположены радиотехнические передающие центры (РТПЦ), являясь источниками ЭМП, они излучают в окружающую среду ультракороткие волны ОВЧ- и УВЧ- диапазонов. Анализ санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки показал, что в районе размещения РТПЦ «старой застройки», уровни облучения человека наибольшие.

Линии электропередач относятся к самым сильным факторам, оказывающим влияние на биологические объекты. Провода работающей ЛЭП в прилегающем пространстве создают электрические и магнитные поля промышленной частоты, которые распространяются от линии на десятки метров. В названии ЛЭП стоит цифра, например, ЛЭП $220$ кВ. Цифра обозначает класс напряжения, от которого зависит дальность распространения электрического поля. Зона повышенного уровня электрического поля увеличивается с ростом напряжения – чем оно выше, тем больше эта зона.

Кроме класса напряжения дальность распространения магнитного поля зависит ещё от нагрузки электролинии, изменяющейся в течение суток и года, что тоже приводит к изменению размеров зоны повышенного уровня магнитного поля.

Область распространения ЭМволн делят на три зоны:

1. Ближняя зона, с радиусом меньше $1/6$ длины волны;
2. Промежуточная зона (более $1/6$ длины волны);
3. Дальняя зона (более $1/6$ длины волны от источника).

Существуют установленные нормы безопасности для человека, который находится в электрическом поле промышленной частоты $50$ Гц – СанПиН 2.2.4.1191-03.

Воздействие электромагнитных полей на человека

Частота колебаний, напряженность и интенсивность электромагнитного поля оказывают биологическое влияние на организм человека. Результатом действия ЭМП является функциональное расстройство центральной нервной системы, что проявляется в повышенной утомляемости, головных болях.

Электромагнитная энергия внешнего поля при воздействии ЭМП на организм, преобразуется в тепловую энергию, происходит повышение температуры тела и возможное повреждение тканей и органов. Сильное воздействие на глаза оказывают поля сверхвысоких частот, приводящие к возникновению катаракты. Неодинаково воздействуют на организм поля разных диапазонов. К счастью, возникающие изменения в организме под воздействием ЭМП, обратимы, если исключить вовремя воздействие излучения. Систематическое же облучение приводит к стойким нервно-психическим заболеваниям, изменению давления, замедлению пульса. Могут возникнуть трофические явления – выпадение волос, ломкость ногтей.

Специалисты предполагают, что электромагнитные поля воздействуют на различные отделы нервной системы, что приводит к нарушению регуляции физиологических функций организма. Возбудимость центральной нервной системы происходит за счет рефлекторного действия поля, а тормозной эффект связан с прямым воздействием поля на структуры мозга. Особенно чувствительной к воздействию поля является кора головного мозга.

Наибольшая биологическая активность характерна для диапазона сверхвысокочастотного и мягкого рентгеновского излучения. К менее активным относятся длинные и средние волны – это диапазоны ультравысокой и высокой частоты.

В общем же электромагнитные поля промышленной частоты вызывают:

1. Изменение состояния центральной нервной системы, а также сердечнососудистой и эндокринной систем;
2. Приводят к нарушению половой функции;
3. У беременных женщин происходит нарушение в развитии эмбриона;
4. Наблюдается вялость, быстрая утомляемость, сонливость;
5. Меняется частота сердечных сокращений, возникают боли в сердце, аритмия.

Защита человека от электромагнитных полей

Для максимальной безопасности человека от электромагнитных полей используются как индивидуальные, так и коллективные средства защиты.

К коллективным средствам относятся:

1. Стационарные экраны, размещаемые над рабочим местом персонала. Это могут быть заземленные металлические конструкции – щитки, козырьки, навесы и др.;
2. Переносные средства защиты, т.е. съемные экраны;
3. Необходимая защита расстоянием и временем;
4. Наличие экранов, отражателей, ограждений, препятствующих поступлению электромагнитной энергии на рабочее место;
5. Минимальная мощность применяемых источников ЭМП;
6. Рациональный режим работы оборудования;
7. К зонам с повышенным уровнем ЭМП должны применяться средства обозначений.

Обязательно также наличие средств индивидуальной защиты.

К ним относятся индивидуальные экранирующие комплекты:

1. Специальная одежда;
2. Шлемы с лицевым экраном;
3. Перчатки для защиты рук;
4. Бахилы или ботинки для ног из электропроводящего материала.

Элементы экранирующего комплекта необходимо соединить по принципу «клетки Фарадея» – это замкнутая оболочка вокруг тела человека, которая будет препятствовать проникновению ЭМП.

Важно также выполнять такие рекомендации:

1. Не стоять рядом с длинным проводом под напряжением;
2. Не использовать одновременно большое количество включенных приборов;
3. Электрооборудование и приборы без необходимости не должны быть включены в сеть.

Здоровье работников от воздействия ЭМП в помещениях осуществляется:

1. Обязательным соблюдением безопасных расстояний от электросетей;
2. Электрооборудование и приборы не должны находиться в углах помещений с железобетонными конструкциями;
3. Электрооборудование и приборы должны быть заземлены;
4. Опасное оборудование должно быть на расстоянии не менее $1,5$ м от места длительного пребывания работника;
5. Желательное использование оборудования с автоматическим управлением.