Электромагнитной экспертизы

Расчетные методы используются на этапе экспертизы проектной документации с целью выдачи СЭЗ о соответствии будущего РТО требованиям НД [2.12]. Инструментальные методы используются для контроля уровней ЭМИ при вводе в эксплуатацию РТО; переоформлении или продлении СЭЗ на РТО; изменении условий и режима работы РТО, влияющих на уровни ЭМИ (изменение ориентации антенн, увеличение мощности передатчиков и т.д.); изменении ситуационного плана на территории, прилегающей к РТО; аттестации рабочих мест; сертификации оборудования РТО, а также после проведения мероприятий по снижению уровней ЭМИ и в плановом порядке – не реже одного раза в три года (по мотивированному решению центра ГСЭН РФ – не чаще одного раза в год [2.12].

Действующий НД [2.18] содержит описание методик расчета уровней ЭМИ следующими способами: непосредственно по току в проводниках антенны (предварительно рассчитанному электродинамическими методами); по диаграмме направленности (ДН) антенны, которая определена по распределению тока в проводниках антенны; по паспортным ДН антенны. Для реализации указанных методик расчета рекомендуется использовать программный компьютерный комплекс ПК АЭМО версия 3.0.3 разработанный авторами [2.18].

До начала измерений проводятся подготовительные работы: согласование с заинтересованными предприятиями и организациями цели, времени и условий проведения измерений; рекогносцировка района проведения измерений; выбор трасс (маршрутов) и площадок измерений; организация связи для обеспечения взаимодействия между персоналом РТО и специалистами, проводящими измерения; обеспечение измерения дальности до точки измерений; определение необходимости использования средств индивидуальной защиты; подготовка необходимой измерительной аппаратуры.

В каждой точке рекомендуется производить не менее трех измерений (за результат принимается их среднее арифметическое). Для средств ТРВ измерения проводятся как на несущей частоте изображения, так и на несущей частоте звукового сопровождения. Различают четыре методики измерения уровней ЭМИ: в дальней зоне селективными и широкополосными приборами с ненаправленными антеннами; в дальней зоне широкополосными приборами с ненаправленными антеннами; в ближней зоне селективными и широкополосными приборами с направленными антеннами; в ближней зоне широкополосными приборами с ненаправленными антеннами (с учетом вариантов реализации данных методик в полосах частот 27…48,4 МГц; 48,4…300 МГц и 0,3…300 ГГц. Результаты измерений оформляются протоколами, которые включаются в приложение к СЭЗ для РТО.

Контроль степени ослабления геомагнитного поля производится на рабочих местах, размещенных в экранированных помещениях (в том числе подземных: метро, шахты); в помещениях, конструкции которых содержат большое число металлических (железосодержащих) элементов; в наземных, водных, подводных и воздушных передвижных средствах. Оценка коэффициента ослабления К_ГМП проводится путем измерения интенсивности геомагнитного поля внутри помещения и на открытой территории, прилегающей к нему. Контроль уровней электростатического поля осуществляется на рабочих местах персонала: обслуживающего оборудование, которое использует электростатические технологии; обеспечивающего производство, обработку и транспортирование диэлектрических материалов; эксплуатирующего энергосистемы постоянного тока высокого напряжения. Аналогичным образом контроль напряженности постоянного магнитного поля производится на рабочих местах персонала, обслуживающего линии передачи постоянного тока и все виды оборудования, использующие постоянные магниты и электромагниты. Определение уровней поля производится как с помощью расчетных методов, так и экспериментальным путем.

Уровни ЭМИ промышленной частоты контролируются раздельно для электрической и магнитной составляющей согласно [2.15]. На стадии проектирования допускается определение уровней ЭМИ расчетным путем, а также по результатам измерений, проведенных на аналогичных объектах. Для воздушных линий электропередачи (ЛЭП) с помощью специализированных программных средств, на основании исходных данных и расчетных результатов, строятся вертикальные и горизонтальные профили напряженности Е и Н вдоль трассы, после чего проводятся измерения [2.15]. На частотах 10 кГц…300 ГГц экспертиза по ЭМИ проводится в соответствиями с требованиями [2.12; 2.18]. Не подлежат контролю промышленные источники ЭМИ, если они не работают на открытый волновод или антенну и их максимальная мощность, согласно паспортным данным, не превышает 5,0 Вт – на частотах 30 кГц … 3 МГц; 2,0 Вт – на частотах 3 … 30 МГц; 0,2 Вт – на частотах 30 МГц … 300 ГГц.

В отношении объектов СПР и ССС действующие НД [2.16-2.18] на этапе экспертизы проектной документации предусматривают применение расчетных методов для прогнозирования уровней ЭМИ, создаваемых БС, и инструментальных методов для контроля уровней ЭМИ, создаваемых БС и АС (включая подвижные радиостанции и абонентские терминалы спутниковой связи). Инструментальный контроль уровней Е и ППЭ для ЭМИ БС производится при вводе в эксплуатацию БС; при переоформлении (продлении) СЭЗ на эксплуатацию и при изменении условий и режима работы БС, влияющих на уровни ЭМИ (изменение ориентации антенн, увеличение мощности передатчиков БС и т.д.); при изменении ситуационного плана на территории, прилегающей к БС; при аттестации рабочих мест; после проведения мероприятий по снижению уровней ЭМИ; в плановом порядке не реже одного раза в три года (периодичность проведения измерений может быть сокращена до одного раза в год).

Контроль уровней Е и ППЭ для ЭМИ АС осуществляется на этапе выдачи СЭЗ на данный вид РЭС в установленном порядке [2.16]. При оценке условий труда работников, использующих АС в производственной деятельности, контроль уровней ЭМИ не производится, а основывается на материалах санитарно-эпидемиологической экспертизы на каждую модель АС.

Действующий НД [2.17] регламентирует достаточно сложную процедуру экспертизы по ЭМИ малогабаритных РЭС: соответствие АС нормам [2.16] проверяется в помещении или на открытой площадке путем измерения уровня Е или ППЭ на расстоянии R_A в дальней зоне (зоне излучения) АС, где задано значение контролируемого уровня ЭМИ: Е_К или ППЭ_К. Считается, что АС удовлетворяет требованиям [2.16], если выполняется условие Е £ Е_К или ППЭ < ППЭ_К. Требования к фоновым значениям ЭМИ на частотах 27…2400 МГц в помещении или на площадке, где проводятся измерения, сформулированы в [2.17]. Зависимость расстояния R_A (f_А) от рабочей частоты АС f_А фиксируют таблица 2.2 и рис. 2.5.

Таблица 2.2. Зависимость R_A (f_А) [2.17]

Рабочая частота АС fА ; МГц	Расстояние RA от АС до точки измерения; м	Контролируемый уровень ЭМИ
27…30	0,38	1,5 В/м
30…40	0,2	1,5 В/м
	4,9	1,5 В/м
	4,2	1,5 В/м
	2,5	1,5 В/м
300…800	см. рис. 3.1	3 мкВт/см2
800…2400	0,37	3 мкВт/см2

С учетом погрешности используемых средств измерений, условия соответствия АС требованиям НД [2.17] имеют вид где и – среднее арифметические значения результатов измерений; и – паспортные значения относительной погрешности используемых средств измерений.

R_A (f_А); м

0,8

0,6

0,4

0,2

300 400 500 600 700 800 f_А ; МГц

Рис. 2.5. График зависимости R_A (f_А) на частотах 300…800 МГц [2.17]

Действующий НД [2.13] рассматривает экспертизу по ЭМИ компьютерных рабочих мест как одно из мероприятий, связанных с обеспечением безопасности персональных ЭВМ, используемых в промышленности, в обучении, в быту, в игровых комплексах и т.д. Инструментальный контроль уровней ЭМИ на рабочих местах пользователей ЭВМ производится при их вводе в эксплуатацию, организации новых и реорганизации имеющихся рабочих мест; после проведения организационно-технических мероприятий, направленных на нормализацию ЭМО на рабочих местах; при аттестации рабочих мест по условиям труда; по заявкам предприятий и организаций.

Действующий ГОСТ [2.29] предписывает следующие точки контроля уровней ЭМИ, создаваемых ВДТ ЭВМ: для поверхностного электростатического потенциала U_Э в 5 точках на экране ВДТ (в центре экрана и по углам) с определением среднеарифметического значения для найденных результатов; для напряженности электрического поля Е в 5 точках (на частотах 5 Гц...2 кГц: перед ВДТ на расстоянии r = a / 2 + 0,5 м; где а – габаритный размер ВДТ; на частотах 2...400 кГц: перед и вокруг ВДТ, в четырех точках на том же расстоянии r в двух режимах работы ВДТ: до и после загрузки экрана визуальной информацией); для плотности магнитного потока В в 96 точках, на трех уровнях по высоте: 0 и ±0,3 м и на том же расстоянии r в 16 точках вокруг ВДТ через 22,5° по азимуту для каждой полосы частот. Для ЭВМ с ВДТ параметром а считается размер ВДТ в глубину, для портативных ЭВМ без ВДТ – размер горизонтальной части ЭВМ. Такой объем измерений оправдан при сертификации ВДТ, однако представляется излишне большим при аттестации компьютерных рабочих мест по ЭМИ.

Согласно [2.12], на каждый РТО органами ГСЭН оформляются СЭЗ и приложение к нему, в которых должны содержаться следующие данные: наименование владельца РТО, его принадлежность (подчиненность) и почтовый адрес; наименование РТО, место его расположения (адрес) и год ввода в эксплуатацию; сведения о реконструкции объекта; ситуационный план РТО в масштабе 1:500 с указанием мест установки антенн, прилегающей территории, зданий с отметкой их этажности, а также границ СЗЗ для стационарно размещенных РЭС; число передатчиков и их мощность; рабочие частоты (диапазон частот) по каждому передатчику; тип модуляции; сведения по каждой антенне: тип, высота установки антенны от поверхности земли, азимут и угол места максимального излучения, ДН в горизонтальной и вертикальной плоскостях и коэффициент усиления (кроме антенн НЧ, СЧ и ВЧ диапазонов), указание, с какими передатчиками работают конкретные антенны; материалы расчета распределения уровней ЭМИ на прилегающей к РТО территории с указанием границ СЗЗ и ЗОЗ; результаты (протоколы) измерений уровней ЭМИ на территории, прилегающей к РТО (кроме проектируемых объектов). Аналогичным образом [2.16] формулирует требования к СЭЗ на БС в составе СПР и ССС.

Меры защиты от ЭМИ, рекомендуемые НД [2.12 и др.], предусматривают реализацию системы организационных, инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий. Организационные мероприятия имеют ввиду выбор рациональных режимов работы РТО и РЭС; ограничение продолжительности пребывания персонала в условиях воздействия ЭМИ; организацию рабочих мест на расстояниях от источников ЭМИ, обеспечивающих соблюдение нормативных требований; соблюдение правил техники безопасной эксплуатации источников ЭМИ. В [2.15] к организационным мероприятиям отнесены также выделение зон воздействия ЭМИ (зоны с уровнями ЭМИ, превышающими ПДУ, где не требуется пребывание персонала, должны быть ограждены и обозначены); расположение рабочих мест и маршрутов передвижения персонала на расстояниях от источников ЭМИ, обеспечивающих соблюдение требований НД; ремонт оборудования, являющегося источником ЭМИ, по возможности вне зон влияния ЭМИ от других источников.

Инженерно-технические мероприятия включают рациональное размещение источников ЭМИ и применение средств защиты, включая экранирование источников и рабочих мест (см. перечень в [2.15]). В [2.16], в дополнение к указанным мерам, рекомендуется максимально возможное сокращение времени пользования АС и ограничение возможности пользования ими лиц, принадлежащих к группе повышенного риска. В [2.13; 2.27-2.29] основное внимание уделено проблеме организации компьютерных рабочих мест с заданными эргономическими характеристиками, куда вопросы обеспечения безопасности ЭВМ по ЭМИ входят в качестве составной части.

В совокупности все перечисленные мероприятия реализуют три вида защиты: защиту расстоянием (максимальное пространственное удаление биорецепторов от источника ЭМИ); защиту временем (минимизация времени воздействия ЭМИ на биорецепторы) и защиту экранированием (применение экранирующих конструкций разного вида). Лечебно-профилактические мероприятия входят область компетенции ГСЭН РФ и здесь не обсуждаются.

При проведении экспертизы РТО по ЭМИ, во всех ее предусмотренных НД вариантах, могут быть четко выделены четыре этапа (см. левую из двух схем, приведенных на рис. 2.6):

- сбор исходных данных об излучающем объекте (РТО или РЭС) и анализ информации о возможных его аналогах или типовых вариантах реализации (на стадии проектирования);

- исследование объекта (РТО или РЭС) методом математического моделирования: проведение расчетов в соответствии с методиками действующей нормативной базы;

- проведение экспериментальных измерений, подтверждающих или корректирующих результаты выполненных расчетов;

- анализ соответствия полученных расчетных и экспериментальных данных требованиям действующих НД, выдача заключения о степени опасности объекта для окружающей среды.

Рис. 2.6. Этапы выполнения работ при проведении

экспертизы по ЭМИ и их содержание

С точки зрения теории научного эксперимента [2.10], здесь сразу просматривается ряд важных обстоятельств. Во-первых, конечный вывод зависит от двух главных факторов: характера воздействия РТО или РЭС на окружающую среду и реакции среды на данное воздействие. Во-вторых, используемые при расчетах математические модели являются детерминированными (как и нормы по ЭМИ), но при планировании эксперимента и обработке экспериментальных данных используется аппарат ТВ. В-третьих, на всех четырех этапах, экспертиза представляет собой единое исследование, которое целесообразно выполнять в одной и той же «системе координат»: ТВ и математической статистики.

Взаимную связь исследований, проводимых в ходе экспертизы по ЭМИ, иллюстрирует правая из двух схем, показанных на рис. 2.6. На первом этапе выбор метода математического моделирования зависит от полноты банка исходных данных об излучающем объекте (РТО или РЭС); его аналогах и типовых вариантах реализации. После сопоставления объемов имеющейся и отсутствующей информации об объекте определяется метод моделирования: детерминистский или вероятностный, в наибольшей мере приемлемый для данного объекта [2.10]. На втором этапе выполняются расчеты: на основе детерминированных моделей при анализе воздействия объекта на среду (с возможным учетом ее среднестатистических характеристик) или на основе вероятностных моделей, учитывающих реакцию окружающей среды на заданное воздействие. Во втором случае расчетным путем оценивается точность прогнозирования характеристик ЭМИ объекта, представляющих интерес.

На третьем этапе планируются и проводятся экспериментальные (инструментальные) исследования в объеме, гарантирующем репрезентативность выборки опытных данных с заданной доверительной вероятностью; с помощью приборов, обеспечивающих заданные значения методической и инструментальной погрешностей; с учетом неравнозначности участков контролируемой зоны и других возможных особых условий. На четвертом этапе вывод о степени безопасности РТО для окружающей среды делается с учетом статистических ситуаций, возможных как в пределах всей контролируемой зоны, так и на ее наиболее опасных и важных участках: как в среднем по времени наблюдения и заданным координатам, так и по уровням, соответствующим выбранному значению доверительной вероятности (по аналогии с теорией измерений, например, не превышаемых с вероятностью 95%). Данный подход имеет ввиду применение вероятностных норм в соответствующих НД – по аналогии с ЭМС РЭС; проектированием сетей ТРВ, а также СПР и ССС.