Глава 2. Измерения бытовых электромагнитных полей

2.1. Единицы измерения

ЭМИ РЧ и СВЧ характеризуются тремя основными параметрами: напряженностью электрического поля (Е), напряженностью магнитного поля (Н) и плотностью потока энергии (ППЭ). Оценка интенсивности РЧ и СВЧ различных диапазонов неодинакова. В диапазоне радиочастотного излучения менее 300 МГц ( по рекомендации Международной организации IRPA / INIRC (Международный комитет по неионизирующим излучениям / Международная ассоциация по радиационной защите) - менее 10 МГц) интенсивность излучения выражается напряженностью электрической и магнитной составляющих и определяется соответственно в вольтах на метр (В/м) (или киловольтах на метр (кВ/м): 1 кВ/м = 10³ В/м) и амперах на метр (А/м). В диапазоне СВЧ, т.е. выше 300 МГц, интенсивность, или ППЭ, выражается в ваттах на метр квадратный (Вт/м²; 1 Вт/м² = 0,1 мВт/см² = 100 мкВт/см²).

Для характеристики магнитных полей вводится величина, называемая индукцией МП (В), равная силе, с которой МП действует на единичный элемент тока, расположенный перпендикулярно к вектору индукции. Единицей индукции МП является тесла (Тл). Для характеристики МП в вакууме вводится величина, называемая напряженностью МП (Н), измеряемая в амперах на метр (А/м). Напряженность и индукция МП связаны соотношением:

В=m m₀ Н,

где m₀ - магнитная постоянная, равная 4x10^-7 Гс/м; m - относительная магнитная проницаемость веществ. 1Тл = 7,965 А/м; 1 А/м = 1,256x10^-6 Тл. Внесистемная единица магнитной индукции - гаусс (Гс): 1Гс = 10^-4 Тл; напряженность МП - эрстед (Э): 1Э = 79,58  А/м. В воздушной среде 1 Гс  = 1Э.

Кроме того, применяется термин «гамма», обозначающий величину, которая равна 1 нТл.

Что касается сотовых телефонов, то сегодня уровень безопасности сотового телефона принято оценивать в SAR (Specific Absorption Rates) – по уровню излучения (эмиссии) излучаемой энергии в ваттах на кг мозгового вещества (Вт/кг). Чем значение SAR меньше, тем безопаснее устройство.

2.2. Аппаратура для измерений

2.2.1. Радиочастоты и сверхвысокие частоты

В России аттестованы и рекомендованы Госстандартом России как измерительные средства для контроля полей в соответствии с ГОСТ Р 50948-96, ГОСТ Р 50949-96 и СанПиН 2.2.2.542-96 следующие приборы, разработанные Фрязинским НПП «Циклон-тест»:

1. ИЭП-04 – измеритель напряженности электрической составляющей переменного электрического поля, входящий в комплект измерителей электрических и магнитных полей «Циклон - 04» (рис. 20), предназначен для сертификационных испытаний компьютерной и офисной техники по требованиям государственных стандартов и санитарных норм Российской Федерации на электромагнитную безопасность (ГОСТ Р 50948-96, ГОСТ Р 50949-96, СанПиН 2.2.2.542-96, МСанПиН 001-96), пространственного обследования интенсивности низкочастотных полей вблизи технических средств и контроля биологически опасных уровней полей на рабочих местах с техническими средствами, в том числе неионизирующих излучений компьютерной техники по требованиям СанПиН 2.2.2.542-96 и ГОСТ Р 50923-96. В таблице 5 представлены технические и эксплуатационные характеристики «Циклон - 04».

Рис. 20. Комплект измерителей электрических
и магнитных полей «Циклон-04»

Состав комплекта: измеритель напряженности переменного электрического поля (ИЭП-04) и измеритель магнитной индукции переменного магнитного поля (ИМП-04).

Измеритель ИЭП-04 снабжен как дисковой антенной (дисковым пробником) для контроля излучений компьютерной техники в соответствии с ГОСТ Р 50949-96, так и дипольной антенной для контроля электрических излучений от любых иных технических средств и в окружающей среде.

ТАБЛИЦА 5

Технические и эксплуатационные характеристики «Циклон-04»

2. Комплект средств измерений "Циклон-05" (рис. 21) предназначен для оперативного контроля рабочих мест при вводе их в эксплуатацию и инструментального контроля опасных и вредных производственных факторов при аттестации рабочих мест по условиям труда, пространственного обследования интенсивности низкочастотных полей вблизи технических средств и контроля биологически опасных уровней полей на рабочих местах с техническими средствами, в том числе неионизирующих излучений компьютерной техники по требованиям СанПиН 2.2.2.542-96 и ГОСТ Р 50923-96. Технические и эксплуатационные характеристики «Циклон - 05» представлены в таблице 6.

Рис. 21. Комплект измерителей электрических
и магнитных полей «Циклон-05»

Состав комплекта: измеритель напряженности переменного электрического поля ( ИЭП-05 ), измеритель магнитной индукции переменного магнитного поля в диапазоне частот 5.....2000 Гц (ИМП-05/1), измеритель магнитной индукции переменного магнитного поля в диапазоне частот 5.....2000 Гц (ИМП-05/2).

Измеритель ИЭП-05 снабжен как дисковой антенной (дисковым пробником) для контроля полей компьютерной техники в соответствии с ГОСТ Р 50949-96, так и дипольной антенной для контроля электрических полей от любых иных технических средств и в окружающей среде.

Конструктивно приборы размещены в небольшом пластмассовом кейсе и имеют кроме питания от сети 220 В (через выносной источник) также автономное питание от элементов типа «Корунд».

ТАБДИЦА 6

Технические и эксплуатационные характеристики «Циклон-05»

Малогабаритный измеритель напряженности поля типа ИПМ-101 начиная с 1997 г. комплектуется дополнительными антеннами: антенна E-02 для измерения в непосредственной близости от антенн (например, для мобильных средств связи), антенны H-01 и Н-02 для измерения напряженности магнитного поля в диапазонах частот:0,03-3 МГц;1-50 МГц.

Предназначен для измерения напряженности электрических и магнитных полей в ближней зоне мощных высокочастотных установок бытового, промышленного, медицинского назначения, а также в радиосвязи в широкой полосе частот.

Рис. 22. ИПМ-101 . Измеритель напряженности электрического
и магнитного поля ИПМ-101. Малогабаритный измеритель
напряженности электрического и магнитного поля

Назначение

Измеритель предназначен для аттестации рабочих мест по напряжению электрического и магнитного поля в соответствии с ГОСТ 12.1.006, ГН 2.1.8./2.2.4.019 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.055.

Применение

Аккредитованные испытательные лаборатории ЦГСЭН, производственные лаборатории в энергетике. Организации, осуществляющие аттестацию рабочих мест.

ТАБЛИЦА 7

Технические характеристики ИПМ-101

По своим параметрам эти приборы соответствуют параметрам шведских приборов.

Включенные в комплект приборы прошли Государственные метрологические испытания и внесены в государственный Реестр средств измерения Российской Федерации.

Далее следуют несколько приборов, сделанных за рубежом, которые отвечают требованиям к средствам инструментального контроля ЭМП-стандартов России, ЕЭС и Международного комитета по защите от неионизирующих излучений.

Рис. 23. Анализатор поля EFA-3 (фирма "Wandel & Goltermann")

Назначение

Измерения магнитной и электрической составляющих низкочастотных электромагнитных полей, создаваемых различными источниками: линиями электропередач переменного тока, трансформаторными подстанциями, промышленными и бытовыми электроприборами, средствами визуального отображения информации (дисплеями компьютеров и телевизорами) и т. п.

Характеристики

Подключение к компьютеру через волоконно-оптический интерфейс RS 232 для передачи результатов измерений. Автоматическое проведение измерений длительностью до 24 часов. Возможность автоматического проведения долговременных параллельных измерений электрического и магнитного полей благодаря функции автономной записи результатов, осуществляемой датчиком электрического поля. Хранение 4095 значений результатов измерений. Обработка полученных данных с помощью широкодоступных программ (например, Microsoft® Excel™). Развитые функции фильтрации сигнала - полосовые фильтры для всех промышленных частот и их гармоник, полосовой фильтр для частоты, выбранной пользователем. Встроенный частотомер. Меню пользователя. Возможность поставки программных средств расчета переменных электрического и магнитного полей с учетом множественных источников.

Рис. 24. Измерители электромагнитного излучения EMR-20, EMR-30
(фирма "Wandel & Goltermann")

Назначение

Изотропные (ненаправленные) измерения напряженности высокочастотных электрических полей, создаваемых различными источниками: радиовещательными и телевизионными передатчиками, медицинским оборудованием, радарами, передатчиками систем радио- и сотовой связи, микроволновыми печами и т. п., измерения в безэховых и ТЕМ-камерах.

Характеристики

- показания прибора в процентах от устанавливаемого граничного значения;

- непосредственное подключение к персональному компьютеру через волоконно-оптический двунаправленный последовательный интерфейс V.24 (RS 232) для передачи результатов измерений, дистанционного управления и калибровки;

- хранение 1500 значений результатов измерений (только для EMR-30);

- обработка полученных данных с помощью широкодоступных программ (например, Microsoft® Excel™);

Комплектность

Дополнительно к основному прибору EMR-20 и EMR-30 также комплектуются кейсом для хранения и перевозки, комплектом для связи с ПК, настольным штативом и NiCd аккумуляторами (вместе с соответствующим зарядным устройством).

Технические характеристики EMR-20, EMR-30

На рисунках 25-29 представлены комплекты измерительной аппаратуры.

Рис. 25. Комплект связи с ПК. Позволяет обрабатывать
полученные данные с помощью широкодоступных программ
(например, Microsoft® Excel™)

Рис. 26. Измеритель электромагнитного излучения EMR-30.
Позволяет проводить измерения с пространственным усреднением

Рис. 27. Измерители электромагнитного излучения EMR-200, EMR-300
(фирма "Wandel & Goltermann"). Является улучшенными вариантами
EMR-20, EMR-30. Назначение приборов и многие характеристики и
возможности те же, но: диапазон частот другой - от 100 кГц до
60 ГГц, диапазоны измеряемых величин - 0,8 - 1000 В/м;
0, 07 мкВт/см² - 260 мВт/см² , 0,03 - 16 А/м.

Рис. 28. Датчики поля (входят в комплект EMR-200, EMR-300 )

Рис. 29. Анализатор поля Protek 3201 (фирма "Wandel & Goltermann")

Назначение

Анализатор «Protek-3201» применяется при установке, наладке и текущем обслуживании оборудования систем сотовой, транкинговой и пейджинговой радиосвязи, кабельного и спутникового телевидения.

Комплектация

Стандартная широкополосная антенна, сумка-чехол, батареи типа АА (6 шт.), RS-232 кабель

Дополнительные

Переходник 70 - 50 Ом, F-BNC разъем, автомобильный адаптер, аттенюатор 20 дБ, 40 дБ, сетевой блок питания, мини-принтер RS-232, программное обеспечение для связи с ПК.

ТАБЛИЦА 8

Технические характеристики Protek 3201

Дополнительные широкополосные калиброванные антенны электрического и магнитного полей (в комплект к Protek 3201).

Диапазон частот 1 МГц - 1 ГГц.

Рис. 30. 7405-902 Антенна для измерений магнитного поля (кольцо 3 см) ,
7405-904 Антенна для измерений электрического поля (шар 3,6 см)
7405-905 Антенна для измерений электрического поля (штырь 6 мм)

Антенны, рассчитанные на другие частоты, поставляются по заказу.

Рис. 31. Тесламетр ETM -1 фирмы " Wandel & Goltermann"

Назначение

Прибор разработан для измерений уровней постоянного магнитного поля, источниками которого являются, например, медицинское оборудование, металлоплавильные печи и транспорт на электрической тяге.

Характеристики

ETM-1 дополняет семейство анализаторов полей EFA-1 – EFA-3, обеспечивая измерения постоянных магнитных полей. Прибор имеет как автоматический, так и ручной выбор диапазона измерений. Результаты представляются на ЖК дисплее (3¹/₂ символа). Возможны измерения по одной или трем осям. Датчик соединяется с прибором экранированным кабелем длиной 1,5 м. Технические характеристики анализатора ЕТМ-1 представлены в табл. 9.

В измерительной головке установлены три датчика, сигналы с которых обрабатываются в измерителе раздельно. Результатом является геометрическая сумма измеренных значений.

Для дистанционного управления ETM-1 используется интерфейс RS-232.

Комплектация

В комплект прибора входят измеритель, измерительная головка, экран измерительной головки, сумка-чехол, соединительный кабель RS-232, батарея и сетевой блок питания.

ТАБЛИЦА 9

Технические характеристики ETM-1

Рис. 32. Анализаторы поля EFA-1 и EFA-2
(фирма " Wandel & Goltermann")

Назначение

Измерения магнитной составляющей низкочастотных электромагнитных полей, создаваемых различными источниками: линиями электропередач переменного тока, трансформаторными подстанциями, промышленными и бытовыми электроприборами, средствами визуального отображения информации (дисплеями компьютеров и телевизорами) и т. п.

Характеристики

EFA-1 и EFA-2 компактны, имеют питание от малогабаритных батарей. Подключение к компьютеру через волоконно-оптический интерфейс RS 232 для передачи результатов измерений. Автоматическое проведение измерений длительностью до 24 часов. Хранение 4095 значений результатов измерений (EFA-2). Обработка полученных данных с помощью широкодоступных программ (например, Microsoft® Excel™). Развитые функции фильтрации сигнала - полосовые фильтры для всех промышленных частот и их гармоник, полосовой фильтр для частоты, выбранной пользователем (EFA-2). Встроенный частотомер. Меню пользователя (EFA-2). Возможность поставки программных средств расчета переменного магнитного поля с учетом множественных источников.

Комплектность

Измеритель EFA-1или EFA-2, NiCd аккумуляторы, зарядное устройство.

Дополнительно : прецизионный датчик Н-поля (А=100 см²), миниатюрный датчик Н-поля D=3 см с кабелем 1,2 м, кабель для датчика Н-поля, сумка-чехол, комплект связи с ПК (конвертер, кабель, дискета), другие принадлежности по заказу.

ТАБЛИЦА 10

Технические характеристики EFA-1 и EFA-2

Приборы фирмы «Wandel & Goltermann» отвечают требованиям к средствам инструментального контроля ЭМИ-стандартов России, ЕЭС и Международного комитета по защите от неионизирующих излучений.

Рис. 33. B&Emetr Измеритель напряженности
электромагнитного поля B&E metr .
Компактный прибор для контроля
параметров электромагнитного излучения

Назначение

Измеритель может применяться при проведении санитарно-гигиенического обследования помещений с электрооборудованием (персональные компьютеры, факсимильные аппараты, игровые автоматы и пр.). Типичные применения: общий анализ электромагнитного фона в помещении, поиск источников интенсивного электромагнитного излучения, аттестация рабочих мест и пр. в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.2.542-96. Сертификация персональных компьютеров по международным стандартам MPR II и TCO 92/95 (ГОСТ Р 50923-96, ГОСТ Р 50948-96, ГОСТ Р 50949-96) (при использовании антенны для сертификации ВДТ).

Применение

Аккредитованные испытательные лаборатории ЦГСЭН, производственные лаборатории в энергетике. Организации, осуществляющие аттестацию рабочих мест. Технические характеристики B&Emetr представлены в таблице 11.

ТАБЛИЦА 11

Технические характеристики B&Emetr

Измерители плотности потока энергии электромагнитного поля П3 18А, П3 19А, П3 24

Назначение

Предназначены для измерения средних значений плотности потока энергии электромагнитного поля в широком диапазоне частот. Используются для оценки степени биологической опасности СВЧ-излучений в режимах непрерывной генерации и импульсной модуляции в свободном пространстве и ограниченных объемах вблизи мощных источников излучения.

Применение

Аккредитованные испытательные лаборатории ЦГСЭН, производственные лаборатории в энергетике. Организации, осуществляющие аттестацию рабочих мест.

Технические характеристики. представлены в табл. 12

ТАБЛИЦА 12

Технические характеристики П3 18А, П3 19А, П3 24

П3-30. Портативный измерительный прибор для обнаружения и измерения биологически опасных электромагнитных излучений с целью защиты от них населения.

Назначение

Измерение биологически опасных уровней напряженности, плотности потока энергии и экспозиции в соответствии с инструкциями по защите от облучения, разработанными в Госстандарте России СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96, в Американском Национальном институте Стандартизации ANSI-С95.1-1982 и др.

Применение

Аккредитованные испытательные лаборатории ЦГСЭН, производственные лаборатории в энергетике. Организации, осуществляющие аттестацию рабочих мест.

ТАБЛИЦА 13

Технические характеристики П3-30

В частотном диапазоне до 300 МГц также применяются приборы NFM -1, ПЗ-15 (-16, -17), ПЗ-21; свыше 300 МГц - ПЗ-9, ПЗ-14, ПЗ-18 (-19, -20), ПЗ-24 (табл. 14 , табл. 15 ).

ТАБЛИЦА 14

Измерительная аппаратура, применяемая
для эколого-гигиенической оценки ЭМИ РЧ (Справочник по
электромагнитной безопасности работающих и населения. 1992) [1]

ТАБЛИЦА 15

Измерительная аппаратура, применяемая
для эколого-гигиенической оценки ЭМИ СВЧ

При измерении ППЭ ЭМИ прибором ПЗ-18(19) в качестве экрана при калибровке завод-изготовитель предлагает использовать штатный металлический чемодан, что крайне неудобно. Для этой цели предлагается пакет из металлизированной лавсановой ткани. Ткань покрыта слоем никеля и обеспечивает экранирование по электрической и магнитной составляющим ЭМИ. Использование такого пакета значительно облегчает процесс измерения и уменьшает потенциальную погрешность. Поставщик - ТОО «Атон-98». Стоимость 20 $.

2.2.2. Электромагнитные излучения промышленной частоты

Уровень напряженности поля от ЛЭП есть функция номинального значения ее напряженности и конструкционно-строительных параметров (размер проводов, расстояние между ними, высота над поверхностью земли). В связи с этим уровни воздействия на людей, находящихся под ЛЭП, зависят от расстояния до токоведущих частей. Наибольшее значение регистрируется при нахождении непосредственно под проводами и по центру между опорами. С удалением в сторону от оси линии и ближе к опорам уровни напряженности поля быстро убывают до своих минимальных значений. Естественно предположить, что максимальные уровни напряженности поля, с которыми может встретиться человек, находятся в непосредственной близости к токоведущим проводам.

Для измерения напряженности ЭП ПЧ применяются следующие измерительные приборы: ПЗ-1М, -50, ПИНЭП-1, ИНЭП (отечественного производства) или NFM -1 (Германия).

Измеритель поля промышленной частоты П3-50

Предназначен для измерения среднеквадратического значения напряженности электрического и магнитного поля промышленной частоты 50 Гц, возбуждаемого вблизи электроустановок высокого напряжения промышленной частоты. Измеритель состоит из отсчетного устройства и одной или двух антенн.

Диапазон частот от 48 до 52 Гц.

Рис. 34. П3-50. Измеритель напряженности
электрического и магнитного поля.
П3-50. Измеритель напряженности электрического
и магнитного поля промышленной частоты

Назначение

Контроль предельно допустимых уровней электрического и магнитного поля согласно ГОСТ 12.1.002-84 и СанПиН 2.2.4.723-98.

Применение

Аккредитованные испытательные лаборатории ЦГСЭН, производственные лаборатории в энергетике. Организации, осуществляющие аттестацию рабочих мест.

ТАБЛИЦА 16

Технические характеристики П3-50

2.3. Методики измерений

2.3.1. Радиочастоты и сверхвысокочастотные излучения

Электрическое поле от антенны имеет три зоны: ближнюю - зона индукции или зона несформировавшейся волны (имеется магнитная и электрическая составляющие); промежуточную, или интерференционную (происходит наложение магнитных и электрических полей), и дальнюю, или зону сформировавшейся волны. Размеры этих зон зависят от типов антенн, длины волн излучения, а также площади раскрыва антенны. Их можно определять по формуле (табл. 17 ).

ТАБЛИЦА 17

Определение зон излучения от различных типов
направленных антенн

Обозначения: L - диаметр антенны, м; L₁, L₂ - горизонтальный и вертикальный размеры раскрыва антенны, м; l - длина волны излучения, м.

В зоне сформировавшейся волны между Е и Н существует связь:

Е(B /м)=120pxH (A /м).

Величина ППЭ определяется из соотношения:

ППЭ (Вт/м²) = Е2(В/м)/120p = Н2 (А/м)x120p.

Эколого-гигиеническая оценка электромагнитной обстановки должна начинаться с учета радиоизлучающих источников и их основных технических характеристик: количественный и качественный учет всех источников РЧ и СВЧ и их расположения, места возможных утечек, время работы излучателя или время нахождения человека вблизи работающего излучателя, излучаемая мощность (импульсная или средняя), коэффициент усиления антенны, площадь раскрыва антенны, диаграмма излучения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, сектор обзора антенны и ее высота над поверхностью земли. В контроль за эколого-гигиенической обстановкой РЧ и СВЧ входят расчетное и инструментальное определения уровней излучения.

Расчет уровней ЭМИ необходим для получения предварительных данных, дающих представление о степени соответствия уровня электромагнитного фона нормируемым величинам, в том числе и для более оперативного и целенаправленного инструментального анализа. Расчетный метод оценки применяется в основном для ЭМИ от антенн. Методика проведения расчета для различных зон излучения представлена в табл. 18.

ТАБЛИЦА 18

Метод проведения расчета ППЭ СВЧ от неподвижных
направленных антенн

Примечания: ППЭ - плотность потока энергии, Вт/м²;

Р_ср. - средняя мощность станции, Вт;

А - площадь раскрыва антенны, м²;

N - скважность, усл.ед. (из паспорта станции);

R – расстояние от антенны до определяемой точки, м;

G - коэффициент усиления антенны, усл.ед. (из паспорта станции).

В случае отсутствия Р_ср., G и N в паспорте станции они определяются по формулам:

Р_ср. = Р _имп./ N = ( Р_имп.? t ) ( t + a)

N = T / t = ( t + a)/ t ,

где T - период повторения импульсов, с;

a - длительность паузы между импульсами, с;

t - длительность импульса, с;

Р_имп. - импульсная мощность станции, Вт;

G = 4pX0.7 A / l 2 = 8,8 XA / l₂, или

G = КНД X КПД = КНД X Р/Р₀ ,

где КНД - коэффициент направленного действия, усл. ед;

КПД - коэффициент полезного действия, усл. ед;

Р - излучаемая мощность антенны, кВт;

Р₀ - мощность, подводимая к антенне, кВт.

В ближней зоне излучения от направленных антенн могут создаваться максимальные интенсивности, превышающие усредненные значения. При этом максимальная интенсивность в ближней зоне находится на расстоянии

R = 0,2 L₂/ l,

где L - диаметр антенны, м;

l - длина волны излучения, м.

Эта интенсивность приблизительно в 40 раз больше интенсивности на границе ближней и дальней зон.

Удаление точки максимума ППЭ от антенн удобно представить в виде

R_max = 0,67?f?L₂,

где f - частота излучения, ГГц;

R_max- удаление (расстояние) точки максимальной ППЭ от антенны, м;

L - диаметр антенны, м.

Значение уровня ППЭ вычисляют по формуле

ППЭ= 16 Р_ср. / pL₂,

где ППЭ - плотность потока энергии, Вт/м²;

Р_ср. - средняя мощность источника, Вт;

L - диаметр антенны, м.

Для определения уровня напряженности ЭМИ по электрической составляющей до 300 МГц от ненаправленных антенн расчет производят по формуле

Е = ,

где Е - напряженность ЭМИ по электрической составляющей, В/м;

Р_ср. - средняя мощность источника излучения, Вт;

G - коэффициент усиления антенны, отн. ед.;

R - расстояние от источника излучения до объекта облучения, м.

Согласно «Санитарным правилам и нормам...» (СаНПиН 2.2.4/2.1.8.055-96), измерения проводятся не реже одного раза в год, а также при вводе в действие новых установок, внесении изменений в конструктивные особенности источников и их размещение, изменении режима излучения, после проведения ремонтных работ, сопровождающихся изменением излучаемой мощности, и при внесении изменений в средства защиты от воздействия РЧ и СВЧ. Измерение уровней ЭМИ проводится при максимальной излучающей мощности источников. В случае измерений при неполной излучаемой мощности делается перерасчет до уровня максимального значения. При нескольких режимах работы, различающихся по физическим характеристикам излучений, измерения проводятся в каждом отдельном случае. Измерения уровней в условиях производства допускается не проводить, если: радиоизлучающее средство не работает в режиме излучения ЭМИ в окружающую среду и максимальная мощность согласно паспортным данным не превышает:

5 Вт - в диапазоне частот от 30 кГц до 3 МГц;

2,0 Вт - в диапазоне частот свыше 3 МГц до 30 МГц;

0,2 Вт - в диапазоне частот свыше 30 МГц до 300 ГГц.

В бытовых условиях не подлежат контролю радиоизлучающие приборы, если их номинальная мощность не превышает:

1 Вт - в частотном диапазоне 30 кГц-3 МГц;

0,5 Вт - 3-30 МГц;

0,05 Вт - 30 МГц-300 ГГц.

В производственных условиях измерения уровней ЭМИ , соответствующих реальному нахождению на рабочих местах персонала, проводят на уровнях 0.5,1.0 и 1.7 м от поверхности пола или земли с определением максимального значения уровня ЭМП для каждого рабочего места. В каждой точке желательно проводить не менее трех измерений с занесением в протокол наибольшего из зарегистрированных значений.

В зависимости от результатов гигиенического контроля по согласованию с соответствующим центром Госсанэпиднадзора периодичность измерений может быть увеличена до 3 лет.

Во время проведения измерения персонал не должен находиться в зоне измерения. При невозможности выполнения данного требования в протоколе измерений делается специальная отметка. Лицо, проводящее измерения, не должно находиться между источником излучения и измерительной антенной.

Уровни ЭМИ от вращающихся и сканирующих антенн измеряются при остановленной антенне в направлении максимума излучения при всех рабочих значениях угла наклона. Для открытой местности с однородным рельефом результаты, полученные при одном направлении излучения, распространяются на весь сектор, охватываемый антенной при ее движении, в радиусе, на котором производились измерения. В случаях, характеризующихся неоднородным рельефом местности, наличием зданий и других сооружений, необходимо проводить измерения на каждом рабочем месте при направлении излучения в место измерения.

На открытой территории измерения проводят на высоте 2 м от поверхности земли, далее на высоте 3, 6, 9 м и т.д. в зависимости от этажности застройки.

Результаты измерений следует фиксировать в специальном журнале или оформлять в виде протокола.

В протокол, составляемый по результатам контроля уровней ЭМИ на рабочих местах, рекомендуется включать следующие сведения:

- дату и место обследования;

- характеристику радиоизлучающих установок: наименование, тип и порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя, год выпуска; мощность; частоту; режим генерации (непрерывный, импульсный); длительность работы в течение рабочего дня;

- описание применяемых средств защиты;

- места измерений (расстояние от источников ЭМИ, высота от поверхности пола или земли), при необходимости – эскиз точек измерений;

- данные измерений: полученные значения уровней ЭМИ;

- интенсивностно-временные характеристики воздействия ЭМИ на персонал;

- заключение (выводы) с оценкой соответствия уровней ЭМИ на рабочих местах персонала допустимым значениям;

- используемые измерительные приборы с указанием заводского номера и даты государственной проверки;

- рекомендации по защите персонала (в случае превышения ПДУ).

2.3.2. Электромагнитные излучения мониторов

Электромагнитные излучения, излучаемые видеодисплейным терминалом, имеют широкий диапазон частот. Согласно стандартам, электромагнитное излучение должно быть измерено в диапазоне частот от 5 Гц до 400 кГц.

Для выделения требуемых полос частот в измерительной установке предусмотрены фильтры верхних и нижних частот, имеющие магазины затуханий.

Переменные магнитные поля, излучаемые всеми сильноточными элементами видеодисплейного терминала (источником питания, отклоняющей системой, высоковольтными трансформаторами и т.д.), имеют преимущественно несинусоидальный характер и характеризуются большим числом гармоник. Поэтому прибор, измеряющий излучаемые магнитные поля, должен иметь широкий частотный спектр. Значения измеряемой плотности магнитного потока: в диапазоне частот 5 Гц … 2 кГц (диапазон I) – от 200 до 5000 нТл; в диапазоне 2 … 400 кГц (диапазон II) – от 10 до 1000 нТл.

Измеряемые уровни напряженности электрического поля: в диапазоне I – 10 … 1000 В/м, в диапазоне II – 1 … 100 В/м.

Уровень фона (магнитные поля, излучаемые сетевой проводкой и другими при-борами) не должен превышать 40 нТл для диапазона I и 5н Тл для диапазона II.

Результаты тестирования в сильной степени зависят от типа используемых проводов электропитания и от того, каким образом эти провода размещаются. Поэтому чрезвычайно важным является понимание того, что полученные в результате тестирования данные могут быть «перенесены» на конкретно используемый в работе пользователем видеодисплейный терминал только в том случае, если его подключение выполняется аналогично тестированному с использованием того же самого типа проводов электропитания и того же способа подключения На рис. 35 показана схема расположения дисплеев при измерениях электромагнитных излучений.

Рис. 35. Схема расположения дисплеев при измерениях электромагнитных излучений: а - дисплей на ЭЛТ; б - портативная ПЭВМ

Для проведения испытаний и измерений в данной области необходимо специальное оборудование для измерения электрических и магнитных полей, а также экранированные и безэховые камеры. Кроме этого необходимо измерять визуальные характеристики дисплеев согласно требованиям новых стандартов. В качестве примера приводятся сведения о приборах Radians Innova AB (Швеция) для измерения параметров излучаемого электромагнитного излучения от персональных компьютеров, характеристики которых представлены в табл. 19.

ТАБЛИЦА 19

2.4. Задачи центров Госсанэпиднадзора и пути их решения

Центрами Госсанэпиднадзора в течение года подвергается обследованию от 12 до 53% от общего числа объектов в зависимости от фактора. По шуму - наибольшее число (53%), далее: ЭМИ - 36%, микроклимат - 23%, освещенность - 16% и вибрация - 12%.

Из обследованных объектов на промышленных предприятиях по ЭМИ не отвечали санитарно-гигиеническим требованиям 29%.

На объектах промышленности наиболее неблагоприятной является обстановка по фактору воздействия шума. Далее следуют ЭМИ.

Для коммунальных объектов эти числа примерно вдвое меньше, и наиболее неблагоприятной также является обстановка по шуму, а на втором месте находятся электромагнитные излучения.

Лабораторные исследования ЭМИ все более расширяются в связи с продолжающимся ростом числа источников излучения, обусловленным внедрением новых систем мобильной связи (сотовой телефонной связи, спутниковой и радиорелейной связи), появлением независимых станций радио- и телевещания и особенно увеличением числа персональных компьютеров.

Увеличивается общая мощность излучения передатчиков на башнях телецентров.

Телевизионные башни находятся в черте жилой застройки в крупных городах. А этажность жилой застройки растет. Сочетание этих двух факторов может существенно осложнить электромагнитную обстановку в прилегающих к телецентрам жилых районах.

Значительного улучшения требуют вопросы обеспечения вычислительной техникой для оборудования учебных классов. Так считают многие специалисты. Зачастую общеобразовательные школы и другие учебные заведения оборудуются устаревшей техникой, не отвечающей санитарно-гигиеническим нормам по параметрам электромагнитных излучений и визуальным параметрам. По данным госсанэпидслужбы, 30% результатов измерения электромагнитных излучений в детских учреждениях не отвечает гигиеническим требованиям. Учреждения Госсанэпидслужбы принимают активные меры по предотвращению нарушения санитарно-гигиенических норм при эксплуатации вычислительной техники в школах. По требованию органов Госсанэпиднадзора, вновь открываемые классы по обучению информатике оснащаются только техникой, имеющей гигиеническое заключение.

За последнее время существенно улучшилось оснащение подразделений по надзору за физическими факторами вычислительной техникой. Все большее число ЦГСЭН используют для повышения эффективности своей деятельности специализированные компьютерные программы, предназначенные для расчета санитарно-защитных зон от источников ЭМИ.

Улучшилось оснащение ЦГСЭН средствами измерения параметров физических факторов, особенно в части средств измерения электромагнитных излучений.

Улучшилась обеспеченность ЦГСЭН приборами для контроля рабочих мест операторов персональных компьютеров. Центры в основном обеспечены B&E-метрами (производства МТМ «Защита» и комплектами приборов производства «Циклон-прибор»).

Для эффективного ведения государственного надзора служба должна быть обеспечена необходимыми нормативными документами. К сожалению, в настоящее время не хватает некоторых нормативных и методических документов. В частности нет нормативов по магнитным полям промышленной частоты для жилых помещений, по суммарному влиянию на человека низкочастотных ЭМИ и излучений радиочастотного диапазона. Нуждаются в уточнении нормативы для размещения ЛЭП с напряжением менее 250 кВ и нормативы к оценке рабочих мест, оснащенных вычислительной техникой, так как практика показала, что перенос шведского стандарта, рассчитанного на сертификационные испытания, в наши нормативы не позволяет фактически пользоваться им при гигиенической оценке среды рабочих мест.

Пока нет адекватной методики гигиенической оценки мобильных средств связи, потому что та, что изложена в действующих методических указаниях, практически не реализуема. Альтернативный вариант методики разработан Московским центром в соавторстве с рядом организаций и готов к представлению на утверждение в департамент Госсанэпиднадзора Минздрава России.

Нуждаются в срочной переработке «Методические указания. Определение уровней электромагнитного поля в местах размещения передающих средств и объектов сухопутной подвижной радиосвязи СВЧ и УВЧ-диапазонов» МУК 4.3.046-96, в которых предельная частота для методики расчета санитарно-защитной зоны равна 1 ГГц, в то время как частоты действующих радиотехнических объектов достигают значений до 2,5 ГГц.

Необходимо также разработать методику составления «электромагнитных» карт местности населенных пунктов и системы компьютерного учета уровней ЭМИ на местности.

Авторы публикаций акцентируют внимание читателя на одной весьма распространенной ошибке в подходе к оценке электромагнитных излучений на рабочих местах с компьютерной техникой (точнее – ошибке в подходе к оценке соответствия или несоответствия рабочих мест с компьютерной техникой установленным требованиям по электромагнитным излучениям). Далее следует прямая выдержка из статьи.

«…Часто приходится сталкиваться с такими случаями, когда представитель какого-либо контролирующего органа приходит в организацию, измеряет электромагнитные поля на рабочем месте с ПЭВМ, получает в частотном диапазоне «5 Гц…2 кГц» значения электрической составляющей, превышающие 25 В/м, или значения магнитной составляющей, превышающие 250 нТл, и на основании полученных результатов измерений делает заключение о невыполнении на данном рабочем месте требований СанПиН 2.2.2.542-96 по уровням электромагнитных полей от ПЭВМ. Следующий шаг – официальное предписание о приостановлении работ на этом рабочем месте.

К сожалению, действия контролирующих органов при таком подходе нельзя признать юридически правомерными. Проанализируем более тщательно требования СанПиН 2.2.2.542-96, обратив внимание на нюансы, на которые мало кто обращает внимание. В этих санитарных нормах и правилах установлены требования к организации рабочего места, требования к шумам на рабочем месте, требования к освещенности на рабочем месте, требования к микроклимату на рабочем месте и т.п. По указанным параметрам предъявлены требования к помещению и рабочему месту. Вместе с тем, раздел 3 СанПиН 2.2.2.542-96 (где установлены требования к электромагнитным полям) сформулирован иначе. В данном разделе предъявлены требования к техническим средствам на рабочем месте (требования к техническим средствам - видеодисплейным терминалам и персональным электронно-вычислительным машинам, а не к рабочему месту!!!). То есть, дисплей и ПЭВМ должны иметь на рабочем месте уровни собственных электрических и магнитных полей не выше значений, установленных в СанПиН 2.2.2.542-96.

Вместе с тем, в любом помещении (соответственно, и на рабочих местах в этом помещении) присутствуют электрические и магнитные поля промышленной частоты 50 Гц. Эти поля присутствуют в помещении даже тогда, когда в нем не расположена или не включена компьютерная техника. Требования к полям промышленной частоты 50 Гц установлены в иных нормативных документах – в СанПиН 2.2.4.723-98 «Переменные магнитные поля промышленной частоты в производственных условиях» для магнитных полей (норма при 8 часовом рабочем дне – 100 000 нТл) и СанПиН 5802-91 «Санитарные нормы и правила выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты» для электрических полей промышленной частоты 50 Гц (норма при 8-часовом рабочем дне – 5 000 В/м). Таким образом, при установлении электромагнитной безопасности рабочего места с компьютерной техникой должно быть подтверждено его соответствие трем нормативным документам:

•  СанПиН 2.2.2.542-96 по требованиям к электрическим и магнитным полям дисплеев и ПЭВМ;

•  СанПиН 5802-91 по требованиям к электрическим полям промчастоты 50 Гц;

•  СанПиН 2.2.4.723-98 по требованиям к магнитным полям промчастоты 50 Гц.

Физическая природа и механизмы воздействия на человека этих полей различны. Электрические и магнитные поля промчастоты 50 Гц – это синусоидальные поля с низким уровнем гармоник. Электрические и магнитные поля ПЭВМ – это в значительной степени импульсные и (что является особенно значимым) низкочастотные модулированные поля.

До тех пор пока не установлено, какой вклад в суммарное измеренное электрическое или магнитное поле дают собственные поля дисплеев и ПЭВМ, а какой - поля промышленной частоты 50 Гц, делать заключение о невыполнении на рабочем месте требований СанПиН 2.2.2.542-96 по уровням электрических и магнитных полей и выдавать официальное предписание о приостановлении работ неправомерно. Аналогичный подход должен быть и при аттестации рабочих мест с компьютерной техникой по условиям труда…»

В заключение рассмотрения вопроса об оценке электромагнитных излучений на рабочих местах с компьютерной техникой в той же статье было сделано одно замечание. Уровни допустимых фоновых магнитных полей промышленной частоты 50 Гц, регламентированных для производственных помещений действующими в настоящее время нормативными документами (СанПиН 2.2.4.723-98), составляют 80 А/м (100 мкТл) . Однако опыт авторов в аттестации рабочих мест с компьютерной техникой по условиям труда показывает, что уже при напряженности магнитного поля 0,8 А/м (1 мкТл) возникают эффекты нестабильности изображения на экранах дисплеев ПЭВМ. Эти эффекты в равной степени присущи как старым типам дисплеев, так и современным дисплеям, прошедшим весь установленный комплекс сертификационных испытаний по требованиям электромагнитной совместимости (по требованиям восприимчивости их к внешним электромагнитным помехам и помехам по цепям питания).

Источниками магнитных полей в этой ситуации могут быть магниты громкоговорителей, установленные в акустические колонки, или поля рассеивания мощных трансформаторов, в том числе установленных в телевизорах старых типов. Поэтому не стоит ставить ПК рядом с телевизорами, особенно старых моделей.

При оснащении ПК средствами мультимедиа опасными источниками помех становятся звуковые колонки. Многие используют колонки от другой аудиоаппаратуры - магнитол, музыкальных центров и т. д. Но динамики таких колонок создают сильные магнитные поля, поскольку они не предназначались для работы с компьютером, и экранирование от таких полей отсутствует. Многие дисплеи оснащены специальными устройствами размагничивания кинескопа. Но они помогают только при его слабой намагниченности, например от магнитного поля земли. Если сильные магниты (например, мощных динамиков звуковых колонок) расположены рядом с дисплеем, его работа резко нарушается (нарушается сведение лучей кинескопа с матрицей его светоизлучающих триад). В результате качество изображения (воспроизведение цветов и фокусировка) может резко ухудшиться. Более того, кинескоп может намагнититься настолько сильно, что указанные нарушения не могут быть ликвидированы системой размагничивания кинескопа, сохранятся и после перемещения колонок на удаленное расстояние от дисплея.

Специальные колонки для компьютеров имеют встроенный магнитный экран, резко снижающий магнитные поля вокруг колонок. Их можно располагать в непосредственной близости от дисплея.

Ситуация с нестабильностью изображения диктовала необходимость иного подхода к нормированию фона магнитных полей промышленной частоты 50 Гц для помещений, предназначенных для эксплуатации компьютерной техники. Была необходима корректировка введенных в действие (с 1-го января 1999 года) санитарных норм и правил СанПиН 2.2.4.723-98. Требования по допустимым фоновым уровням магнитных полей промчастоты 50 Гц в помещениях, предназначенных для эксплуатации компьютерной техники, должны были быть установлены иные (и существенно более жесткие), чем для других производственных помещений. Необходимо было также введение при сертификационных испытаниях дисплеев дополнительных проверок по устойчивости их к низкочастотным магнитным полям, пересмотр существующих строительных норм и правил по монтажу систем электропитания в зданиях и помещениях, если они (эти здания и помещения) предназначены для эксплуатации компьютерной техники.

Пока такие изменения в нормативные документы не были введены, контролирующие органы при приемке в эксплуатацию помещений, в которых возможна установка компьютерной техники, обязаны были проводить инструментальные измерения уровней магнитных полей промышленной частоты 50 Гц. Если уровни этих полей превышали 1 мкТл (0,8 А/м), то при приемке (допуске в эксплуатацию) рабочих мест с ПЭВМ в этих помещениях инструментальные измерения опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ) на рабочих местах должны были в обязательном порядке включать в себя, среди прочего, тщательный контроль визуальных эргономических характеристик дисплеев ПЭВМ (контроль пространственной и временной нестабильности изображения на экране дисплеев в соответствии с нормами СанПиН 2.2.2.542-96).

© Грачев Н.Н. Кафедра РТУиС, МИЭМ