Защита от воздействия электромагнитного поля промышленной частоты

5.1. Защита от воздействия электромагнитного поля промышленной частоты

Влияние поля на здоровье людей. В процессе эксплуатации электроэнергетических установок - открытых распределительных устройств (ОРУ) и воздушных линий (ВЛ) электропередачи напряжением 400 кВ и выше - отмечено ухудшение состояния здоровья персонала, обслуживающего эти установки. Субъективно это выражается в ухудшении самочувствия работающих - повышенная утомляемость, вялость, головные боли, плохой сон, боли в сердце и т. п.

Специальные наблюдения и исследования, проводимые в Советском Союзе и за рубежом, позволили установить, что фактором, влияющим на здоровье обслуживающего персонала, является электромагнитное поле, возникающее в пространстве вокруг токоведущих частей действующих электроустановок. В электроустановках напряжением менее 400 кВ также возникают электромагнитные поля, но менее интенсивные и, как показывает длительный опыт эксплуатации таких установок, не оказывающие отрицательного влияния на биологические объекты.

Интенсивное электромагнитное поле промышленной частоты вызывает у работающих нарушение функционального состояния центральной нервной системы, сердечной деятельности и системы кровообращения. При этом наблюдаются повышенная утомляемость, снижение точности рабочих движений, изменение кровяного давления и пульса, возникновение болей в сердце, сопровождающихся сердцебиением и аритмией, и т. п.

Эффект воздействия электромагнитного поля на биологический объект принято оценивать количеством электромагнитной энергии, поглощаемой этим объектом при нахождении его в поле. Электромагнитное поле можно -рассматривать состоящим из двух полей: электрического и магнитного. Можно также считать, что в электроустановках электрическое поле возникает при наличии напряжения на токоведущих частях, а магнитное - при прохождении тока по этим частям.

При малых частотах, в том числе при 50 Гц, электрическое и магнитное поля практически не связаны между собой, поэтому их можно рассматривать отдельно друг от друга и также отдельно рассматривать влияние, оказываемое ими на биологический объект. Исходя из этого, определена поглощаемая телом человека энергия электрического и магнитного полей. При этом в любой точке электромагнитного поля, возникающего в электроустановках промышленной частоты, поглощенная телом человека энергия магнитного поля примерно в 50 раз меньше поглощенной им энергии электрического поля. Вместе с тем измерениями в реальных условиях установлено, что напряженность магнитного поля в рабочих зонах ОРУ и ВЛ напряжением до 750 кВ включительно не превышает 20 - 25 А/м, в то время как вредное действие магнитного поля на биологический объект проявляется при напряженности 150 - 200 А/м.

Это позволило сделать вывод, что отрицательное действие на организм человека электромагнитного поля в электроустановках промышленной частоты обусловлено электрическим полем; магнитное же поле оказывает незначительное биологическое действие и в практических условиях им можно пренебречь.

Электрическое поле электроустановок частотой 50 Гц можно рассматривать в каждый данный момент как электростатическое поле, т. е. применять к нему законы электростатики. Это поле создается между двумя электродами (телами), несущими заряды разных знаков, на которых начинаются и оканчиваются силовые линии.

Поле электроустановок является неравномерным, т. е. напряженность его изменяется вдоль силовых линий. Вместе с тем оно обычно несимметричное, поскольку возникает между электродами различной формы, например между токоведущей частью и землей или металлической заземленной конструкцией.

Поле воздушной линии электропередачи является, кроме того, плоскопараллельным, т.е. форма которого одинакова в параллельных плоскостях, называемых плоскостями поля. В данном случае плоскости поля перпендикулярны оси линии.

Процесс биологического действия электрического поля на организм человека изучен недостаточно. Предполагается, что нарушение регуляции физиологических функций организма - изменение кровяного давления, пульса, нарушение сердечного ритма - обусловлено воздействием поля на различные отделы нервной системы. При этом повышение возбудимости центральной нервной системы происходит за счет рефлекторного действия поля, а тормозной эффект вызывается прямым воздействием поля на структуры головного и спинного мозга. Считается, что кора головного мозга, а также промежуточный мозг особенно чувствительны к воздействию электрического поля.

Предполагается также, что основным материальным фактором, вызывающим такие изменения в организме, является индуцируемый в теле ток и в значительно меньшей мере - электрическое поле.

Наряду с биологическим действием электрическое поле обусловливает возникновение разрядов между человеком и металлическим предметом, имеющим иной потенциал, чем человек.

Если человек стоит непосредственно на земле или на токопроводящем заземленном основании, то потенциал его тела практически равен нулю, а если он изолирован от земли, то тело оказывается под некоторым потенциалом, достигающим иногда нескольких киловольт.

Очевидно, что прикосновение человека, изолированного от земли, к заземленному металлическому предмету, так же как и прикосновение человека, имеющего контакт с землей, к металлическому предмету, изолированному от земли, сопровождается прохождением через человека в землю разрядного тока, который может вызвать болезненные ощущения, особенно в первый момент. Часто прикосновение сопровождается искровым разрядом.

В случае прикосновения к изолированному от земли металлическому предмету большой протяженности (трубопровод, проволочная ограда на деревянных стойках и т. п.) или большого размера (например, крыша деревянного здания) ток через человека может достигать значений, опасных для жизни.

Защита от радиоактивных излучений состоит из комплекса организационных и технических мер, осуществляемых экранированием источников излучения или рабочих мест, удалением источников от рабочих мест и сокращением времени облучения. Доза облучения D тем меньше, чем меньше время облучения t и чем больше расстояние от источника облучения до работающего r :

D=I_ÃMt/r², (5.1)

где I_×ионизационная постоянная данного радиоактивного изотопа, Р/(мКи-ч/см²); М—активность источника излучения, мКи.

Организационные меры определяются детальным анализом условий работы. Для проведения работ по возможности следует выбирать радиоактивные изотопы с меньшими периодами полураспада и энергией, дающими меньший уровень активности отходов. Применение приборов большей точности также дает возможность применять меньшие активности. На предприятиях составляются подробные инструкции, в которых указываются порядок и правила проведения работ, обеспечивающие безопасность. Специальные герметические хранилища радиоактивных изотопа обеспечивают защиту от излучения. Открытые источники излучения и все облучаемые предметы должны находиться в строго ограниченной зоне, пребывание в которой персонала разрешается только в особых случаях и минимальное время. На контейнеры, оборудование, двери помещений и другие места наносится предупредительный знак радиационной опасности

Рис. 5.1 Знак радиационной опасности

Предупреждение профессиональных заболеваний обеспечивается медицинским контролем за состоянием здоровья и неприемом на работу лиц, страдающих заболеваниями внутренних органов, поражаемых излучением.

Технические меры защиты заключаются в экранировании, при помощи которого можно снизить облучение на рабочем месте до любого заданного уровня. В основе защитного экранирования лежит определение материала и необходимой толщины экрана для поглощения излучения.

Для а-частиц, имеющих небольшую длину пробега, слой воздуха в несколько сантиметров, одежда, резиновые перчатки являются достаточной защитой. Для защиты от Р-частиц для экранов применяют материалы с небольшим атомным номером (алюминий, плексиглас). Для защиты от Р-частиц высоких энергий используют экраны из свинца с внутренней облицовкой из материалов с малым атомным номером, так как при прохождении Р-частиц через вещество происходит не только ионизация и возбуждение атомов, но и возникает тормозное излучение в виде рентгеновских или гамма-излучений.

Толщину защитного экрана d_b от b-частиц рассчитывают по формуле

d_b=l_b/r (5.2)

где r - длина пробега частиц, г/см² (1 г/см² характеризует слой вещества, имеющий массу 1 г при сечении 1 см²); r - плотность вещества экрана, г/см³.

Гамма-излучение хорошо поглощается элементами с высоким атомным номером и высокой плотностью (свинец, вольфрам).

Расчет экранов для защиты от гамма-излучений можно провести по формулам, справочникам и номограммам. При этом следует иметь в виду, что ослабление интенсивности потока зависит от его геометрических данных - узкий или широкий пучок. Ослабление потока гамма-излучений от точечного источника происходит по экспоненциальному закону

I_d=I_e^-bd (5.3)

где I_d -интенсивность потока, ослабленного слоем вещества, толщиной d, см; I - начальная интенсивность потока; β - линейный коэффициент ослабления 1 см-1 для узкого пучка монохрoматического излучения.

На практике определяют толщину поглотителя, необходимую для ослабления интенсивности потока в любое число раз, по номограмме (рис. 5.2).

Рис.5.2 График прохождения излучения.

Защитные экраны могут быть стационарные, передвижные, разборные, настольные. Однако такие экраны экранируют лишь ту сторону, которая обращена к работающему и не защищают от рассеянного излучения. Более совершенной защитой является применение вытяжных шкафов, камер и боксов, оборудованых шпаговыми манипуляторами, приточно-вытяжной вентиляцией и душевым устройством для облива внутренней поверхности камеры.

Средства индивидуальной защиты дополняют основные меры защиты. Они предохраняют от попадания радиоактивных загрязнений на кожу и внутрь организма, защищают от а-частиц и по возможности от β-частиц. От у-частиц и нейтронного излучения индивидуальные защитные средства, как правило, не защищают. В зависимости от активности изотопов в качестве спецодежды используются хлопчатобумажные халаты, шапочки, резиновые перчатки или хлорвиниловые комбинезоны, ботинки, очки, респираторы или специальные пластикатовые пневматические костюмы с принудительной подачей в них воздуха. Материалы, применяемые для средств индивидуальной защиты, должны легко дезактивироваться.

Похожие работы

Описание работы электрической схемы охранного устройства с автодозвоном по телефонной линии

Скачать

79440

25

0

... . Инверсный выход напряжения звуковой частоты. Напряжение питания. (Ucc< 32 В). Вход напряжения переменного тока. Рис.4.7. Схема включения ИС ВУ КР1064ПП1. 4.3. Описание работы электрической схемы охранного устройства с автодозвоном по телефонной линии. В состав схемы входят: -          узел датчика на элементах DD1, R1, R2, C1; -          узел счёта и выбора выходных ...

Специализированный источник питания для АТС

Скачать

106372

17

6

... Л.П. Задание принял к исполнению 01.09.98 г. Студент гр. 260831 Вяткин И.Н. Справка-отчет о патентном исследовании. Тема дипломного проекта: «Специализированный источник питания для АТС». Начало поиска 01.09.98 г. Окончание поиска 10.09.98 г. Таблица 1.2. Предмет поиска Страна, индекс /МКИ, НКИ/ № заявки, патента Сущность ...

Совершенствование систем электроснабжения подземных потребителей шахт. Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств

Скачать

179075

32

127

... (от передвижения источников загрязнения) 1180,48 Всего за год: 211845,25 10. Совершенствование системы электроснабжения подземных потребителей шахты Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств Основными задачами эксплуатации современных систем электроснабжения горных предприятий являются правильное определение электриче­ ...

Электронные схемы для дома и быта

Скачать

143686

5

84

... , Тайваня, США. Телефон-трубка собрана на семи транзисторах. Питание схемы снимается с диодного моста VD4 — VD7 через герконовый (или другого типа) переключатель SA1. На транзисторах VT1, VT2, VT3 собраны дифференциальная схема и электронный ключ для набора номера. Питание разговорной части схемы снимается с делителя R5, R8 и зависит от номинала резистора R8, (150 — 200 Ом). На транзисторе VT4 ...