Формирование картины опасности электромагнитной

УДК 537.8 : 681.3
ФОРМИРОВАНИЕ КАРТИНЫ ОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
ОБСТАНОВКИ В ПОМЕЩЕНИЯХ С ИСТОЧНИКАМИ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Мигалёв И. Е.
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, Р. Н. Основы электромагнитной совместимости [Текст]:
учебник для вузов / Р.Н. Карякин, Л.В. Куликова, О.К. Никольский, А.А. Сошников,
Н.Т. Герцен, Т.В. Еремина, А.А. Зайцев; под ред. Р.Н. Карякина; Алт. гос. тех. ун-т им.
И.И. Ползунова. – Изд. 2-е, перераб. – Барнаул: ОАО «Алтайский дом печати», 2009. –
470 с.
2.
Егоров, В. И. – Применение ЭВМ для решения задач (Comsol
Multiphysics) [Текст]: учебное пособие / В. И. Егоров; 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.
Мигалев Иван Евгеньевич, аспирант кафедры «Электрификация производства и
быта» АлтГТУ им. И.И. Ползунова, дом. адрес: 656002, г. Барнаул, ул. Лужкова, дом
30, кв. 6, тел.: 8-913-244-66-91, е-mail: [email protected].