Безопасность персональных ЭВМ

Широкое внедрение ЭВМ в научно-производственную деятельность и быт современного человека выдвигают на передний план проблему компьютерной экологии. Одним из аспектов этой проблемы является безопасность персональных и других ЭВМ (в дальнейшем ЭВМ) по фактору ЭМП. При функционировании ЭВМ создает ЭМП в широкой полосе частот: от 5 Гц до 1-2 ГГц и выше [2.10 и др.]. Для здоровья людей наиболее вредными являются низкочастотные ЭМП [2.13], возникающие в ВДТ с электронно-лучевыми трубками – хотя низкочастотные ЭМП опасны и в портативных ЭВМ с другими ВДТ [2.10]. Поэтому действующие НД [2.13; 2.27-29] определяют ПДУ по ЭМП на частотах 5 Гц... 400 кГц для всех ЭВМ. Заметим, что данные низкочастотные ЭМП сосредоточены в непосредственной близости от рабочих мест операторов и обслуживающего персонала, что делает их особенно важными в экологическом плане.

Современные ЭВМ основаны на импульсной технике, поэтому компьютер излучает несинусоидальные волны, наиболее интенсивными источниками которых являются: цепи кадровой и строчной развертки ВДТ, где проходят пилообразные импульсы тока с гармониками, кратными 50... 100 Гц для кадровой развертки и 15... 50 кГц для строчной развертки; электронно-механические устройства, использующие тактовые частоты 0,1... 1 МГц; импульсные устройства с тактовыми частотами 10... 100 МГц.

Высокочастотное излучение ВДТ связано с импульсно-яркостной модуляцией луча электронно-лучевой трубки, которое имеет прерывистый, преимущественно случайный характер. Излучение на тактовых частотах и их гармониках имеет место всегда. Наряду с ВДТ, источниками ЭМП являются другие блоки ЭВМ, провода, кабели, соединительные линии и цепи питания.

Волновые поля ЭВМ имеют сложную и случайную пространственно-временную структуру. На разных частотах и в разное время излучателями являются разные элементы ЭВМ: их поля непрерывно меняются, в разных точках окружающего пространства они то появляются, то пропадают. Однако на частотах 50 Гц … 400 кГц, где имеют место наиболее опасные для здоровья пользователей уровни излучения [2.10], структура ЭМП остается, во-первых, локальной (поскольку эти поля убывают пропорционально третьей степени расстояния от ВДТ), а во-вторых, стабильной во всех режимах работы компьютера (поскольку эти ЭМП создаются цепями кадровой и строчной разверток).

Опыт паспортизации компьютерных рабочих мест показывает, что практический интерес представляют значения напряженности электрического поля Е, В/м; и плотности магнитного потока В, нТл; поскольку уровни электростатического потенциала U_Э и дозы радиации R_Э в современных ЭВМ заведомо не превышают норм (2.9). Соответствующие (2.9) уровни допустимого фона по ЭМП указаны в [2.29]. Однако в реальных условиях уровни техногенного фона (см. раздел 2.20) превышают максимально допустимые значения настолько, что это существенно осложняет экспертизу безопасности ЭВМ по ЭМП и требует совершенствования как методики, так и измерительных средств для проведения экспертизы.

Банк данных ЛЭЭ ПГУТИ содержит результаты анализа безопасности по ЭМП более 1600 компьютерных рабочих мест. Обобщение этих материалов в виде заключений по отдельным предприятиям и организациям позволяет сделать следующие выводы.

1. На рабочих местах, особенно при отсутствии надежной системы контурного заземления, имеет место наибольшее число превышений ПДУ для уровней напряженности поля Е в диапазоне частот 5 Гц... 2 кГц. Средние уровни суммарного фона здесь в целом ряде случаев существенно превышают допустимое НД значение 2 В/м.

2. Превышения ПДУ для уровней плотности магнитного потока В в диапазоне частот 5 Гц... 2 кГц, а также для уровней Е и В на частотах 2... 400 кГц, носят единичный характер и встречаются на рабочих местах, оснащенных ЭВМ устаревших типов. Средние уровни фона редко превышают допустимые значения, указанные в НД.

3. Превышения ПДУ для уровней U_Э поверхностного электростатического потенциала на экране ВДТ наблюдаются на рабочих местах, оснащенных ЭВМ устаревших типов. Превышений ПДУ для мощности дозы рентгеновского излучения R_Э не обнаружено.

Эффективность экранирования ЭМП для ВДТ в реальных условиях была исследована путем измерения уровней напряженности магнитного поля Н на расстоянии 0,8 м от персонального компьютера IBM PC [2.10]. На частотах 2... 20 кГц средняя напряженность Н исходного поля равнялась 1,17 мА/м; при наличии стеклянного навесного экрана – 1,16 мА/м; при использовании замкнутого стального экрана с вентиляционными отверстиями – 0,46 мА/м (ослабление на 8,15 дБ). На частотах 20... 100 кГц имело место для исходного поля Н = 2,95 мА/м; при наличии стеклянного навесного экрана – 2,95 мА/м; при наличии стального экрана – 1,07 мА/м (ослабление на 8,77 дБ). В полосе частот 0,02... 100 кГц навесной экран давал ослабление на 0,08 дБ; стальной экран – на 8,35 дБ. Повторяемость и взаимное соответствие приведенных характеристик ЭМП позволяет сделать вывод о том, что замкнутый стальной экран, в отличие от навесного стеклянного, существенно ослабляет ЭМП ВДТ. Однако использовать его для защиты рабочего места оператора от ЭМП собственного компьютера, разумеется, достаточно сложно.

Наиболее эффективным способом обеспечения безопасности компьютерных рабочих местах является защита расстоянием – поскольку вблизи ЭВМ уровни ЭЭ для Н -составляющей ЭМП убывают пропорционально шестой степени расстояния R от ВДТ. Если вблизи ВДТ на расстоянии R = 0,25 м значение ЭЭ условно принять за 0 дБ, при R = 1 м по данным ЛЭЭ ПГУТИ имеет место ЭЭ = – 36 дБ относительно ЭЭ при R = 0,5 м, то есть здесь наблюдается снижение ЭЭ на 99,975%. Защита временем менее эффективна, поскольку ЭЭ убывает пропорционально времени воздействия ЭМП на оператора t – это тем более ясно, что необходимость длительного нахождения персонала на рабочих местах обычно обусловлена спецификой производственного процесса и значение t не может меняться произвольно.

То же относится к защите экранированием рабочих мест: можно устанавливать стальные перегородки между соседними рабочими местами, но снизить таким образом воздействие ЭМП собственного компьютера нельзя. Наибольший положительный эффект достигается при комплексном использовании всех трех методов защиты: за счет рациональной планировки производственных помещений и офисов, оборудованных ЭВМ, оргтехникой, средствами связи и т.п. Однако особо следует избегать скученности рабочих мест, помня о наибольшей эффективности защиты расстоянием.