Магнитные, электрические и электромагнитные поля и излучения.
Организм человека, как показывают проведенные в последние годы исследования, реагирует на изменение напряженности магнитного поля. Так, магнитные бури, возникающие в период солнечной активности, вызывают нарушения сердечно-сосудистой системы.
Искусственные магнитные поля, создаваемые постоянным электрическим током большой силы, характеризуются напряженностью до нескольких тысяч ампер на метр. Нормативная величина напряженности постоянного магнитного поля, образующегося вблизи установок и линий электропередач постоянного тока, в течение рабочего дня составляет 8000 А/м, предельно допустимый уровень напряженности не установлен.
При контактной сварке, где величина тока достигает 1000 А и более, возникает магнитное поле до 10 кА/м.
Наряду с магнитным постоянный электрический ток создает электрическое поле, называемое электростатическим. Электростатическое поле высокой напряженности оказывает негативное воздействие на организм человека, в частности вызывает расстройства нервной системы, отрицательно влияет на репродуктивную функцию организма, особенно у мужчин. Нормативная величина напряженности электростатического поля в течение рабочего дня составляет 20 кВ/м, предельно допустимый уровень напряженности — 60 кВ/м.
Источником электромагнитных полей является переменный ток. Электромагнитное поле характеризуется напряженностью (В/м) и плотностью потока мощности (Вт/м2).
Создаваемые электромагнитным полем электромагнитные волны характеризуются частотой колебаний (Гц).
Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) передается по линиям электропередач напряженностью 330, 500, 750 и 1150 кВ. Источниками низкочастотного (50 Гц) электромагнитного излучения являются также открытые распределительные устройства и электроустановки переменного тока. При частоте 50 Гц опасным считается электромагнитное излучение при напряжении тока свыше 400 кВ. Для защиты населения от воздействия поля, генерируемого воздушными линиями электропередач, устанавливаются санитарно-защитные зоны по обе стороны трассы (таблица 4.9).
Таблица 4.9. Размеры санитарно-защитной зоны вдоль воздушных линий электропередач
Напряжение в сети линий электропередач, кВ | Размер санитарно-защитной зоны от оси линии электропередач, м |
330 | 20 |
500 | 30 |
750 | 40 |
1150 | 55 |
Источниками электромагнитных излучений являются также радиотехнические и электронные устройства:
- связь,
- локация,
- радио,
- телевидение.
Электромагнитные излучения этих установок находятся в диапазоне радиочастот от 103 до 1012 Гц.
Вокруг любого источника электромагнитного излучения образуются три зоны воздействия:
- ближняя (индукции),
- промежуточная (интерференции),
- дальняя (волновая).
Зона индукции простирается от источника на расстояние R < Х/2л, где X — длина волны, м. Зона интерференции находится в пределах от X/2л до 2л X. Волновая зона начинается от R > 2лХ.
По мере удаления от источника излучения интенсивность воздействия электромагнитного поля затухает.
В зоне индукции, где электрическое и магнитное поля существуют как бы независимо друг от друга, напряженность электрического поля (Е) уменьшается обратно пропорционально кубу расстояния от источника излучения, а напряженность магнитного поля (Н) — обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. В волновой зоне, где существует строгое соотношение между электрической и магнитной составляющими электромагнитного поля: Е=377Н, напряженность электромагнитного поля снижается пропорционально расстоянию от источника излучения.
Интенсивность электромагнитного излучения характеризуется плотностью потока энергии — количеством энергии, падающей на единицу поверхности: П=Е•Н/2, Вт/м2.
Для радиочастот: П= PQ/4?R2, где Р — мощность излучателя, Вт; Q — коэффициент усиления антенны; R — расстояние между антенной и точкой наблюдения, м.
Воздействие электромагнитного излучения на жителей населенных пунктов зависит от мощности источника и частоты.
Таблица 4.10. Предельно допустимые уровни воздействия электромагнитных излучений для населенных пунктов.
Диапазон электромагнитных волн | Длина волны, м | Частота, Гц | Предельно допустимый уровень облучения | |
по напряженности электромагнитного поля, В/м | по плотности излучения, Вт/м2 | |||
Электрический ток промышленной частоты |
| 50 | 1000 | не нормируется |
Длинные радиоволны | св. 1000 | менее 105 | не нормируется | не нормируется |
Средние радиоволны | 1000-100 | 105—1,5-106 | 10 | не нормируется |
Короткие волны | 100-10 | 6106-3107 | 4 | не нормируется |
Ультракороткие радиоволны | 10-1 | 3107-3108 | 2 | не нормируется |
Сверхчастотные радиоволны при непрерывном режиме генерации | 0,1-0,001 | 3-109—3-1010 | не нормируется | 0,01 |
Сверхчастотные радиоволны при импульсном режиме генерации | 1-0,001 | 3-109—3-1010 | не нормируется | 0,05 |
Для защиты населения от воздействия электромагнитного поля высокой частоты радиостанции, телецентры, ретрансляторы и другие источники радиоволнового излучения мощностью свыше 100 кВт должны размещаться за пределами населенных пунктов.
Если источники радиоволнового излучения располагаются в городской черте, то вокруг них в обязательном порядке должна быть создана санитарно-защитная зона (СЗЗ), состоящая из зоны строгого режима и зоны ограниченного пользования. На внешней границе зоны строгого режима напряженность электромагнитного поля не должна превышать 20 В/м, а на внешней границе зоны ограниченного пользования — 2 В/м. В зоне строгого режима находится источник радиоволнового излучения. Она, как правило, ограждена и охраняется.
В пределах санитарно-защитной зоны не допускается расположение жилых домов.
Размеры СЗЗ определяются расчетом, исходя из суммарной мощности передатчиков, типа, высоты и коэффициента усиления антенны, рельефа местности. Расчетные размеры СЗЗ составляют от нескольких сот метров до 1 — 2 км. С увеличением высоты антенн, в частности для локаторов непрерывного действия, напряженность создаваемого электромагнитного поля возрастает по вертикали, что необходимо учитывать при установлении границ СЗЗ и этажности застройки в зоне влияния источника радиоволнового излучения (рисунок 4.20 и 4.21).
Рисунок. 4.20. Схематическая диаграмма направленности излучения радиолокатора:
1 — направление максимального излучения, совпадающего с главным лепестком (2); 3 — боковые лепестки; 4 — задний лепесток
Рисунок. 4.21. Контуры вертикального сечения санитарно-защитной зоны и зоны ограниченной застройки, построенные по уровню АМП, равному предельно допустимому:
1 - 8 — номер луча: А — контур постоянного уровня ЭМП, равного предельно допустимому, от источника СВЧ диапазона; Б — то же от источника ВЧ и СЧ диапазона
