Защита от электромагнитных полей. Нормирование электромагнитных полей. Методы защиты
Фидерные двухпроводные линии, подводящие ток к рабочим контурам, экранируют стальными или алюминиевыми трубами. Лучше выполнять фидерные, линии коаксиальным проводом, тогда экранирование их не требуется.
Индукторы и конденсаторы экранируют, как показано на рис. 56. Если же индуктор невозможно экранировать, то установку необходимо снабдить педальным устройством, позволяющим включать вторичный контур нажатием педали только после введения детали в контур, которая резко уменьшает излучение индуктора.
Для оценки качества экрана пользуются понятием эффективности, которое определяется следующим образом.
Пусть при отсутствии экрана максимальное значение магнитной напряженности поля на расстоянии R от оси индукционной катушки равно Нт (R). После заключения катушки в экран максимальное значение напряженности поля на том же расстоянии от оси катушки уменьшится и станет равным Нэт (R). Предполагается, что ток в катушке сохраняет прежнее зпачение.
Эффективность экранирования на расстоянии R от оси катушки выражается отношением
Если экран сплошной и напряженность поля на рабочем месте известна, то требующуюся эффективность находят делением этой величины на предельно допустимую напряженность магнитного поля.
Если экран имеет вид трубы, открытой с одного или с двух концов, то эффективность экранирования рассчитывается в предположении, что поле проникает только через эти отверстия, а не сквозь материал экрана. Тогда эффективность экранирования на рабочем месте можно ориентировочно оценить по формуле
где для цилиндрических экранов кругового сечения
радиусом а; l — расстояние от открытого конца до ближайшего витка катушки вдоль оси экрана (если экран открыт с обеих сторон, берется меньшее из двух указанных расстояний).
Из формулы видно, что для достижения лучшей эффективности экранирования отношение l к а должно быть возможно большим.
При диэлектрическом нагреве рабочие конденсаторы помещают в специальные камеры, которые тоже следует экранировать. Если же конденсатор находится в помещении, его экранируют прямоугольной полой трубой, изготовленной из тех же материалов, что и камера.
Эффективность экранирования в этом случае приближенно определяют по формуле
где l — расстояние от концов пластин конденсатора до концов трубы; а — ширина трубы.
Если же эффективностью экранирования задаются заранее, то высоту цилиндра или прямоугольной трубы, на которую экран должен выступать над верхним витком индукционной катушки или концов пластин конденсатора находим, преобразуя формулу (22),
В зависимости от технологического процесса высокочастотные установки могут размещаться в отдельных помещениях или в общем производственном помещении непосредственно в технологическом потоке. Электромагнитная энергия, излучаемая отдельными элементами электротермических установок и радиотехнической аппаратурой, при отсутствии экранов распространяется в помещении. При этом она частично отражается от стен и перекрытий, частично проходит сквозь них и в небольшой степени рассеивается в них. В результате образования стоячих волн в помещении могут создаваться зоны, плотность электромагнитного излучения в которых будет больше первоначальной плотности потока мощности, создаваемой источником. Поэтому работы по настройке, регулировке и испытаниям установок следует проводить в отдельных, специально выделенных помещениях, которые должны отвечать ряду требований.
Прежде всего эти помещения должны быть изолированы от других помещений данного здания и иметь непосредственный выход в коридор или наружу. В них должно быть как можно меньше смежных помещений, чтобы меньшее число людей могло подвергаться облучению радиоволпами. Для этой цели подходят угловые помещения первого и последнего этажей зданий.
Помещения, в которых проводятся работы по настройке, регулировке и испытаниям установок, устраивают так, чтобы при включении установок на полную мощность их излучение практически не проникало через стены, перекрытия, оконные проемы и двери в смежные помещения.
Данные об ослаблении излучений элементами конструкций зданий приведены в табл. 10.
Толщину стен и перекрытий таких помещений определяют в каждом случае расчетным путем исходя из мощности установок и поглощающих свойств строительных материалов. Материалы стен и перекрытий зданий, в том числе и окрасочные материалы, обладают различной не только поглощательной, но и отражательной способностью. Масляная краска, например, создает гладкую поверхность, отражающую до 30% электромагнитной энергии сантиметрового диапазона. Известковые покрытия обладают малой отражательной способностью. Поэтому для уменьшения отражений электромагнитной эпергии потолок целесообразно покрывать известковой или меловой краской, а там, где необходимо, аквадагом (СБГ-1, ВТУ MXII № 331—52), который уменьшает отражение в 4—5 раз.
Если же стены и перекрытия помещения, выделенного для настройки и испытаний радиоаппаратуры, не обеспечивают требуемого поглощения энергии излучения, то их следует дополнительно облицевать экранирующими или поглощаюпщми материалами. Необходимость в даполнительном экранировании конструктивных частей помещения определяется в каждом случае расчетом или экспериментально путем измерения плотности потока мощности или напряженности поля, проникших в смежные помещения.
Металлические предметы отражают радиоволны, рассеивая их по всему помещению, поэтому они должны занимать в помещении не более 20—30% его площади. На каждую действующую, расположенную в отдельном помещении установку, должно приходиться не менее 25 м2 при мощности 30 кВт и 40 м2 при мощности больше 30 кВт. Для вновь монтируемых установок необходимо выделять площадь соответственно 40 и 70 м2.
Помещения для настройки, отработки и испытании аппаратуры должны быть оборудованы световыми сигнальными устройствами, предупреждающими о том, что там ведутся работы с излучением радиоволн, а также иметь заземляющий контур, так как при эксплуатации высокочастотных установок необходимо принимать меры против поражения электрическим током. Требуется устройство защитного заземления металлических частей установок, металлических экранов и систем водоохлаждения; следует помнить о том, что вода электропроводна. Поэтому шланги следует изготовлять из изолирующего материала, металлические патрубки в местах соединения со шлангами и металлические наконечники шлангов необходимо заземлять.
С целью исключения опасных воздействий тока в промышленных установках применяют автоматическую блокировку, аварийное отключение или защитные автоматы для запрещения работы при снятом ограждении.
Защитное отключение особенно удобно как средство электробезопасности на подвижных производственных установках. Оно может быть применено как самостоятельное, так и совместно с другими защитными средствами.
В тех случаях, когда рассмотренные методы защиты от электромагнитного излучения не дают достаточного эффекта, например, при настройке антенно-фидерных устройств и определении разрешающей способности радиолокационных станций, где плотность потока мощности достигает сотен и даже тысяч микроватт на 1 см2, необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты.
К средствам индивидуальной защиты от электромагнитного излучения относятся комбинезоны, халаты, очки.
Комбинезоны и халаты изготовляют из трех слоев ткани: наружный и внутренний слои делаются из хлопчатобумажной диагонали и ситца, средний защитный слой — из радиотехнической ткани типа РТ арт. 1551/2158, имеющей проводящую сетку.
Среднее значение ослабления энергии электромагнитного поля с длиной волны 3 см при углах падения 0—80° должно быть не менее 21 дБ.
Если работа в комбинезоне производится в стесненных условиях, где возможна опасность поражения электрическим током, то необходимо производить заземление комбинезона с помощью отвода на талии, соединенного с заземляющим проводом.
Для защиты глаз от электромагнитного излучения применяют очки марки ОРЗ-5, вмонтированные в капюшон или же применяемые отдельно. Стекла очков покрыты полупроводниковым оловом (Sn02), которое дает ослабление электромагнитной энергии не менее 22 дБ и является прозрачным для света.
Полезная информация: