УДК 537.8 : 681.3
Формирование картины опасности электромагнитной обстановки в помещениях с источниками электромагнитных излучений
Россия, г. Барнаул, АлтГТУ
Предложен метод формирования наглядной картины опасности нахождения в зонах помещения с источниками электромагнитных излучений по критерию допустимого времени пребывания людей.
A method for forming a visual picture of danger zones being in the room with the sources of electromagnetic radiation by the allowable residence time of the people.
Интенсивное использование электромагнитной и электрической энергии в современном обществе привело к тому, что в последней трети XX века сформировался новый значимый фактор загрязнения окружающей среды – электромагнитный. Электромагнитное поле искусственного происхождения является значимым экологическим фактором. Отсюда следует необходимость измерять и нормировать присутствие электромагнитного излучения в рабочей зоне и его воздействие на человеческий организм. Результаты измерений должны быть представлены в наглядной форме, которая позволит определить опасные зоны помещения, чтобы можно было с учетом этих данных запланировать мероприятия по улучшению электромагнитной безопасности.
Исходными данными для формирования картины опасности нахождения в зонах помещения служат результаты непосредственных измерений при помощи современной аппаратуры [1].
Результаты измерений сами по себе не формируют цельной картины электромагнитной обстановки в помещении. Исходя их природы измерений, современная аппаратура в состоянии представить лишь точечные данные для конкретных моментов времени и узких диапазонов частот. Цельную картину электромагнитной обстановки можно получить при помощи численного анализа результатов измерения. Такой анализ может проводиться с помощью специализированного программного обеспечения, например, COMSOL Multiphisics [2].
На рисунке 1 представлена картина электромагнитной обстановки, полученная с помощью такого программного обеспечения. Цветом на рисунке показаны электрические потенциалы точек помещения. Представленная на рисунке картина дает полное представление об электромагнитной обстановке в помещении. Однако она не может дать представления об уровнях опасности зон помещения для человека. Эта картина может быть преобразована в более наглядную форму в несколько этапов.
Действующие в настоящее время стандарты СанПиН [3, 4] определяют ряд формул, по которым может быть вычислено максимально допустимое время пребывания человека в электрическом поле. С использованием этих формул картина на рисунке 1 может быть преобразована в картину на рисунке 2.
Эта картина является более наглядной и может быть использована для планирования мероприятий по электромагнитной безопасности. Однако прямой анализ этой картины (особенно с помощью средств автоматизации) встречает некоторые сложности. С формальной точки зрения мы считаем опасными только зоны с повышенным уровнем излучения; зоны, соседствующие с ними, считаются безопасными.
Рисунок 1 – Образец трехмерной модели помещения, полученной при помощи COMSOL Multiphisics
Рисунок 2 – Время допустимого пребывания в различных зонах помещения (вид сверху)
Человек, чье рабочее место находится на небольшом расстоянии от опасного объекта (компьютера, радиотелефона), не будет предупрежден об опасности.
В связи с этим предлагается другой метод оценки опасности нахождения человека в зонах помещения. В каждой точке помещения строится цилиндр (см. рисунок 3). Радиус цилиндра 0,5 м, высота цилиндра 2 м (параметры ориентировочные, могут зависеть от специфики работы людей). Для каждого такого цилиндра находится максимальный уровень излучения, который регистрируется внутри цилиндра. Этот уровень излучения и обуславливает опасность нахождения человека (или его рабочего места) в конкретной точке помещения.
Рисунок 3 – Способ определения опасности нахождения человека в точке A
Например, построим цилиндр из точки A. Если внутрь цилиндра попадет точка B с высоким уровнем излучения (например, системный блок мощного компьютера) – мы считаем, что в точке A уровень опасности будет высоким, несмотря на то, что в самой точке A высокого уровня излучения не регистрируется.
На рисунке 4 представлен рисунок 2, на которой наложено изображение, полученное в результате описанной обработки. Само изображение представлено на рисунке 5. Видно, что распределение и доля опасных областей поменялись: опасными должны считаться более обширные области.
Описанная методика позволяет получать более наглядные картины опасности электромагнитного излучения применительно к рабочим местам людей.
Рисунок 4 – Картина с наложенным изображением – результатом обработки методом цилиндров
Рисунок 5 – Результат применения метода цилиндров
Литература
1. Карякин, электромагнитной совместимости [Текст]: учебник для вузов / , , ; под ред. ; Алт. гос. тех. ун-т им. . – Изд. 2-е, перераб. – Барна9. – 470 с.
2. Егоров, В. И. – Применение ЭВМ для решения задач (Comsol Multiphysics) [Текст]: учебное пособие / ; СПб.: ИТМО, 2006.
3. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы [Текст]. – Введ. 2003–06–30. – М.: Изд-во стандартов, 2003. – 27 с.
4. СанПиН 2.2.4-2.1.8.055-96. Излучения радиочастотного диапазона. [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 2009.
, аспирант кафедры «Электрификация производства и быта» АлтГТУ им. , дом. адрес: 656002, , кв. 6, , е-mail: *****@***ru.
