Оценка опасности электромагнитной обстановки вблизи промышленного оборудования с учетом внутридиапазонных частотных составляющих электромагнитного поля
Автор: Титов Е.В., Сошников А.А., Новокрещенов А.М.
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Техносферная безопасность в электроэнергетике
Статья в выпуске: 2 т.26, 2026 года.
Бесплатный доступ
Целью исследования является разработка практической методики для оценки электромагнитной обстановки на промышленных предприятиях с учетом внутридиапазонных частотных составляющих электромагнитного поля (ЭМП), не подлежащих обязательному контролю. Применен комплексный подход, включающий в себя инструментальный контроль параметров ЭМП и компьютерное моделирование для визуализации зон опасности. Исследования проводились в помещениях реального агропромышленного объекта. Установлено значительное превышение предельно допустимых уровней плотности потока энергии именно на внутридиапазонных частотах (400 МГц, 760 МГц и др.). В тоже время на регламентированных граничных частотах превышений не зафиксировано. На основе полученных результатов разработаны карты опасности электромагнитной обстановки, которые наглядно отображают допустимое время пребывания персонала в опасных зонах. Предложенная методика позволяет более обоснованно планировать и внедрять организационные мероприятия по защите персонала от вредного воздействия ЭМП: определять безопасные маршруты перемещения, зоны отдыха, регламентировать время работы вблизи источников ЭМП и выбирать эффективные средства экранирования. Использование методики способствует значительному повышению уровня электромагнитной безопасности на промышленных предприятиях.
Электромагнитная безопасность, охрана труда, плотность потока энергии, предельно допустимый уровень, карта опасности, внутридиапазонные частоты, допустимое время пребывания
Короткий адрес: https://sciup.org/147254448
IDR: 147254448 | УДК: 621.317 | DOI: 10.14529/power260211
Assessing the hazard of electromagnetic environment near industrial equipment taking into account the intra-band frequency components of the electromagnetic field
The purpose of the research is to develop a practical methodology for assessing the electromagnetic environment at industrial enterprises taking into account the intra-band frequency components of the electromagnetic field (EM field) that are not subject to mandatory control. An integrated approach was used, including instrumental monitoring of EM field parameters and computer modeling to visualize danger zones. The research was conducted on the basis of a real existing agricultural enterprise. A significant excess of the maximum permissible levels of energy flux density was detected specifically at intra-band frequencies (400 MHz, 760 MHz, etc.). At the same time, no exceedances were recorded at the regulated frequency limits. Based on the obtained results, electromagnetic hazard maps were developed, which clearly display the permissible time of personnel stay in hazardous areas. The proposed methodology allows for more informed planning and implementation of organizational measures to protect personnel from the harmful effects of EM field: determining safe routes of movement, rest areas, regulating working hours near sources of EM field, and selecting effective shielding means. The use of this method contributes to a significant increase in the level of electromagnetic safety in industrial enterprises.
Текст научной статьи Оценка опасности электромагнитной обстановки вблизи промышленного оборудования с учетом внутридиапазонных частотных составляющих электромагнитного поля
E.V. Titov, ,
A.A. Soshnikov, ,
О б ес пе чение э л е к тром а гнит ной бе з опа снос т и персонала на промыш- лен н ых пре д прия ти ях являетс я а к т у а л ь ной з ада че й. Суще ству ющ ие регламенты [1–3] п ред пис ыв а ют кон трол ь уровне й э л е ктром а гн ит ного поля ( Э МП) на гра н ич ных и р а б очих частота х . Од на ко ис точн ик и э л е ктром агни тного по л я, в ча с т нос ти п ро м ышл е н ное эл ек-тротех н о л огиче ское обору д ов а ни е, сис те м ы п итани я и у прав л е н и я, мог ут гене рировать значительные по уров н ю с ос тав л я ющ ие на вн у три диапа з о н-ных ча с тотах , не подл еж а щ их обяз ате л ь ному контрол ю [ 4]. Игнори ров ан и е эти х с ос та вл яю щи х прив од ит к не дооценке реал ьного риска [5, 6] и сн ижае т эффе кт ивнос ть з ащит ных м е роприят и й, ориентированных на з а щ ит у в ре м е не м и ра с с тоянием [7, 8].
Ц ель р аб о ты: р азр аб от а т ь пр ак ти ч ес кую ме тод ику о ц е нки э ле кт р о маг нитн о й об стан овки , п о зволяю щую учиты ва т ь в нут рид и а п азонн ы е ч ас т о тн ы е со ст ав л я ю щи е для об о с н о в анн о г о в ы б о р а о р г а низаци о нн ых и тех ни ч ес ких ме р защ ит ы п ер с онала.
Задачи:
-
1) пров е сти и н стр ум ентал ьны й ко нтрол ь спектра ЭМП вблизи про-мышл е н ной уста новки в широком частотном диапазоне;
-
2) в ы яв и ть ча стоты с пре в ы ше ние м пре де л ь но допустимого уровня (ПДУ);
-
3) с ис пол ьз ов а ние м ком пь юте рного м оде л ирования построить про-с т ра нс тв енные ка рт ины р а с пре де л е н ия с ос та вл яю щ их Э МП и ка рты опа снос ти эл е ктром а гн ит ной об ста новки (по кр и тери ю доп устим ого в ре ме ни пре бы в а н ия);
-
4) р а з р а бота ть пра кт иче с к ие ре ком е ндаци и дл я сис тем ы у пра вл е н ия ох р а ной тр у да .
Материалы и методы
Для р е шени я пос та вл е н ны х з а да ч бы л в ы бра н комп л е кс м е тодов , в кл юч а ющи й с пе к тра л ь ный анализ – к ак наибо л е е точ ный с пос об в ыявл ени я зн ачи мых ча с тот ных с ос тав л я ющи х , ком пьютерное моделирование – к а к эффе кти в ны й инструме нт в и з уали за ц и и и экст ра пол яц и и ре зу л ьтатов точечн ы х из м е ре н и й в ис с ле д уе м ом прос тра нс тв е рабочей зоны.
Практическая реализация методики оценки электромагнитной обста-новки с учетом влияния составляющих на внутридиапазонных частотах для выбора организационных мероприятий рассмотрена на примере производственного помещения тепличного предприятия Сибири ОАО «Индустриальный» с установкой для орошения сельскохозяйственных культур. Трехмерная компьютерная модель помещения с исследуемой установкой приведена на рис. 1.
Рис. 1. Трехмерная модель помещения с установкой для орошения
Fig. 1. 3D model of a room with an irrigation system
При оценке электромагнитной обстановки использовалось следующее аппаратное обеспечение: анализатор спектра АКС-1201 – устройство контроля радиочастотных ЭМП (30 МГц – 30 ГГц) и измеритель уровней электромагнитных излучений П3-41. Инструментальные измерения проводились на расстоянии 10 см от центральной зоны каждой стенки установки. По результатам спектрального анализа выявлена высокая интенсивность плотности потока энергии (ППЭ) на внутридиапазонных частотах, превышающая предельно допустимый уровень (до 133,7 мкВт/см2 при норме 25 мкВт/см2). При этом превышение ПДУ для составляющих ЭМП
Результаты контроля плотности потока энергии вблизи установки Results of monitoring the energy flux density near the installation
Результаты исследований
Результаты контроля плотности потока энергии (см. таблицу) показали, что на ряде внутридиа-пазонных частот (400, 740 и 760 МГц) зафиксировано значительное превышение ПДУ (25 мкВт/см2), в то время как на регламентированных частотах превышений не выявлено. Это подтверждает гипотезу о наличии «слепой зоны» в действующей системе контроля.
На основе данных измерений построены объемные модели распределения ЭМП (рис. 2–4) и,
что наиболее важно для практики охраны труда, карты опасности (рис. 5–7). Эти карты наглядно демонстрируют зоны, в которых допустимое время пребывания персонала ограничено. Например, вблизи установки на частоте 760 МГц время пребывания не должно превышать 1 ч 32 мин, а при удалении на 1 м оно увеличивается до 1 ч 49 мин.
С учетом геометрической структуры объекта и наличия только одного источника ЭМП сформированы горизонтальные точечные карты опасности, построенные в соответствии с принципами, представленными в [9]. На рис. 5–7 приведены карты опасности электромагнитной обстановки на частотах 400 МГц, 760 МГц и 28,37 ГГц.
