ИСАХАНОВА АСЕЛ БОЛАТОВНА

УДК 628.58:537.811(043)                                                            На правах рукописи

 

 

 

 

 

 

 

ИСАХАНОВА АСЕЛ БОЛАТОВНА

 

 

 

Улучшение условий труда работников,

подвергающихся электромагнитному излучению

 

 

05.26.01 – Охрана труда

 

 

 

 

 

 

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Республика Казахстан

Алматы, 2010

Работа выполнена в Казахском национальном техническом университете имени К.И. Сатпаева

 

 

Научные руководители:          доктор технических наук

                                                      Утепов Е.Б.

кандидат технических наук

Турлыбекова М.Р.

 

Официальные оппоненты:     доктор технических наук

                                                      Шакиров А.Т.

                                                      кандидат  технических наук

                                                      Касенов К.М.

 

Ведущая организация:            Институт горного дела имени Д.А. Кунаева

 

 

 

 

 

Защита состоится «30» апреля 2010 года в 16.30 на заседании диссертационного совета Д 14.61.25 при Казахском национальном техническом университете имени К.И. Сатпаева по адресу: 050013, г. Алматы, ул. Сатпаева, 22, корпус НК, 1 этаж, конференц-зал.

 

 

 

 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского национального технического университета имени К.И. Сатпаева.

 

 

 

 

Автореферат разослан «___»  ____________  2010 г.

 

 

 

 

 

 

 

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук                                                                   М.Т. Жараспаев 

ВВЕДЕНИЕ

 

Актуальность исследований. Технический прогресс, который опирается на широчайшее использование электричества, глубоко проник во все сферы деятельности человека. Современный человек уже не может обойтись без использования электричества ни в быту, ни на транспорте, ни на производстве. Города и поселки, жилые дома и производственные помещения опутаны сетью электрических проводов. Всепроникающие и с каждым годом усиливающиеся радио- и телесигналы, излучения радаров и средств связи буквально пронизывают земное и околоземное пространство. В крупных городах интенсивность техногенных неионизирующих электромагнитных излучений значительно возросла в последние годы.

Сегодня считают вредной для здоровья человека магнитную составляющую электромагнитного поля, превышающую значение 0,2 мкТл. Например, городской и междугородный транспорт - среднее значение магнитной составляющей электромагнитного поля в пригородных электропоездах составляет 20 мкТл, а в трамваях и троллейбусах – 25 мкТл. Еще выше эти показатели на платформах станций метрополитена – до 50-100 мкТл. И вовсе сущий ад представляют собой поездки в вагонах городской подземки, где напряженность ЭМП зашкаливает за 150–200 мкТл. Это превышает допустимый уровень облучения более чем в 1000 раз. Поэтому, человек быстро утомляется, появляется раздражительность, подверженность к различным заболеваниям.

Широкое распространение и применение компьютеров вызвало интенсивное электромагнитное излучение на рабочих местах. Не исследованы электромагнитные поля в салонах популярнейшего вида городского транспорта - троллейбусов.

Защита человека от электромагнитных полей компьютеров и троллейбусов не решена до сих пор. Поэтому, актуальным является исследование электромагнитных полей в компьютерных классах и в троллейбусах, разработка мер по защите человека от этого вредного фактора.

Объектом исследования являются рабочие места пользователей компьютерной техникой и водителей троллейбусов.

Предметом исследования являются повышенные уровни электромагнитных полей на рабочих местах в компьютерных классах и водителей троллейбусов.

Основная идея работы заключается в исследовании уровней электромагнитного поля в компьютерных классах и рабочих мест водителей троллейбусов и разработке многослойных защитных экранов от электромагнитных полей.

Целью работы является улучшение условий труда работников, подвергающихся электромагнитному излучению за счет использования многослойных экранов.

В соответствии с идеей и целью работы в диссертации поставлены и решены следующие задачи:

- провести литературный обзор и патентный поиск по проблеме защиты от электромагнитного поля;

- исследовать уровни электромагнитных полей на рабочем месте водителя троллейбуса и в компьютерных классах;

- разработать защитные экраны от электромагнитного поля для пользователей компьютерной техникой и водителей троллейбусов;

- провести опытно-промышленную проверку результатов исследования;

- разработать рекомендации по снижению электромагнитного поля.

Основные научные положения и результаты:

1. Эффективность многослойного защитного экрана от электромагнитных полей повышается при чередовании слоев экрана магнитных и немагнитных материалов оригинального химсостава при условии определенного соотношения толщин этих слоев, их конфигурацией и определенными механическими характеристикам, используемых металлов;

2. Способ оценки эффективности многослойных экранов для защиты от электромагнитного излучения за счет изоляции источника электромагнитного поля и использования технологического канала, определенного размера, через который генерируется электромагнитное излучение.     

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Установлено оптимальное соотношение толщин многослойного экрана медь – спецсталь – алюминий 1:2:2,5, при этом определена конструкция многослойного защитного от электромагнитных полей экрана, отличающаяся чередованием немагнитных (медный сплав – ЛК1, алюминиевый сплав - Ал7) и магнитных (спецсталь) материалов), формой контактной поверхности: Z – образная со стороны медь – спецсталь и S – образная со стороны спецсталь – алюминий;

2. Специальная сталь с повышенными характеристиками затухания электромагнитного поля, имеет следующий химический состав (0,18% С; 0,30% Si; 0,28% Mn; 0,55% Cr; 0,68% Ni; 0,38% Се; остальное - железо);

3. Разработаны способ и устройство для оценки эффективности поглощения ЭМП экранов, заключающееся в пропускании луча электромагнитных полей через технологическое отверстие диаметром 20 мм и фиксации уровней электромагнитного поля  на выходе. 

Обоснованность и достоверность научных положений обеспечивается:

- использованием теоретических предпосылок, базирующихся на законах электромагнетизма;

- корректностью постановки теоретических задач, принятыми допущениями, достаточным объемом исходных данных и инструментальных исследований;

- совокупностью и удовлетворительной сходимостью теоретических и экспериментальных результатов, лабораторных, промышленных исследований характеристик  электромагнитного поля.

Методы исследований. В работе использована комплексная методика исследований, включая аналитический обзор, патентный поиск и обобщение  отечественного и зарубежного опыта снижения уровней электромагнитных  полей, физическое моделирование, натурные испытания, а также применение  математической статистики.

Практическая значимость работы состоит в разработке многослойных экранов от воздействия электромагнитного поля и использовании их на рабочих местах в компьютерных классах и кабинах водителей троллейбусов.

Личный вклад автора в науку. Исследованы характеристики электромагнитных полей на рабочих местах в компьютерных классах и водителей троллейбусов; разработаны конструкции защитных многослойных экранов и устройство для оценки эффективности защитных экранов от электромагнитных полей.

Связь диссертации с планами НИР. Работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ Казахского национального технического университета имени К.И. Сатпаева.

Реализация результатов работы: разработанные экраны для защиты работника от электромагнитных полей использованы в компьютерных классах и в кабинах водителей троллейбусов.

Апробация работы. Результаты работы доложены на IX-ой Международной научно-технической конференции (МНТК) «Новое в безопасности жизнедеятельности (охрана труда, экология, валеология, защита человека в ЧС, токсикология, экономические, правовые и психологические аспекты БЖД, логистика)», Алматы: КазНТУ, 2007 г;  X МНТК  «Новое в безопасности жизнедеятельности (охрана труда, экология, защита человека в ЧС, экономические, правовые аспекты БЖД, логистика)»», Алматы: КазНТУ, 2008 г;  XI МНТК «Новое в безопасности жизнедеятельности (охрана труда, экология, защита человека в ЧС, логистика, экономика, материаловедение демпфирующих сплавов)», Алматы: КазНТУ, 2009 г.

Публикации по теме диссертации: опубликованы 14 научных трудов, в том числе 2 монографии, 3 статьи в изданиях, рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки РК, 9 тезисов докладов на международных научно-технических конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 115 наименований, содержит 126 страниц компьютерного набора, в том числе 83 рисунков, 27 таблиц, а также 5 приложений.

 

Основная часть

 

При воздействии магнитных полей могут наблюдаться наруше­ния функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной сис­тем, пищеварительного тракта, изменения в составе крови. При локальном действии магнитных полей (прежде всего на руки) по­является ощущение зуда, бледность и синюшность кожных по­кровов, отечность и уплотнения, а иногда ороговение кожи.

Воздействие ЭМИ радиочастотного диапазона определяется плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжитель­ностью воздействия, режимом облучения (непрерывное, преры­вистое, импульсное), размером облучаемой поверхности тела, индивидуальными особенностями организма. Воздействие ЭМИ может проявляться в различной форме — от незначительных из­менений в некоторых системах организма до серьезных наруше­ний в организме. Поглощение организмом человека энергии ЭМИ вызывает тепловой эффект. Начиная с определенного пре­дела организм человека не справляется с отводом теплоты от от­дельных органов, и их температура может повышаться. В связи с этим воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей и органов с недостаточно интенсивным кровообращением (глаза, мозг, поч­ки, желудок, желчный и мочевой пузыри). Облучение глаз может привести к ожогам роговицы, а облучение ЭМИ СВЧ-диапазона - к помутнению хрусталика - катаракте.

При длительном воздействии ЭМИ радиочастотного диапа­зона даже умеренной интенсивности могут произойти расстрой­ства нервной системы, обменных процессов, изменения состава крови. Могут также наблюдаться выпадение волос, ломкость ногтей. На ранней стадии нарушения носят обратимый характер, но в дальнейшем происходят необратимые изменения в состоя­нии здоровья, стойкое снижение работоспособности и жизнен­ных сил.

За последние десятилетия на производстве занял по востребованности  персональный компьютер. Если в восьмидесятых годах компьютером пользовались только профессионалы, то сегодня, когда его функции значительно расширились, он является неотъемлемой частью многих рабочих мест и, более того, он появился в школах, ВУЗах, и в наших квартирах.

Человек сначала создает и применяет техническую новинку, а затем задумывается о последствиях. Поэтому, только накопив статистику последствий негативного воздействия на организм, серьезно начали заниматься их изучением и искать способы нейтрализации и защиты.

Было установлено, что под действием излучений компьютера у пользователей резко менялся состав мочи, причем даже была установлена его зависимость от типа компьютера и защитного фильтра.

Одной из задач исследования было проведение измерений по характеристикам ЭМП на рабочих местах в компьютерных классах и водителей троллейбусов.

Для измерения ЭМП был использован прибор ВЕ-МЕТР-АТ-002.

Измеритель может применяться при проведении санитарно-гигиенического обследования помещений с электрооборудованием (персональные компьютеры, факсимильные аппараты, игровые аппараты и пр.). Типичные применения: общий анализ электромагнитного фона в помещении, поиск источников интенсивного электромагнитного излучения.

Регистрация электрического и магнитного полей проводится одновремен­но во всей частотной полосе измерений. Прибор объединяет в одной кон­струкции два отдельных измерителя напряженности электрического поля и два отдельных измерителя плотности магнитного потока. Все измерен­ные параметры одновременно выводятся в цифровом виде на четырехстрочном жидкокристаллическом экране.

Предельно-допустимый уровень напряженности воздействующего электромагнитного поля устанавливается равным 25 кВ/м.

Пребывание в электрическом поле напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.

Пребывание в электрическом поле напряженностью до 5 кВ/м  включительно допус­кается в течение рабочего дня.

При напряженности электрического поля свыше 20 кВ/м, до 25 кВ/м время пребывания персонала в электрическом поле не должно превышать 10 мин.

Допустимые уровни напряженности магнитного поля (амплитудные значения) приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 - Допустимые уровни напряженности магнитного поля в зависимости от времени пребывания работника

 

Время пребывания, ч

Напряженность магнитного поля, кА/м

Непрерывное и преры-вистое МП с tи³0,02 с, tп£ 2 с

Прерывистое МП с 1 с >tи³0,02,  tп> 2 с

Прерывистое МП с 1 с >tи³0,02,

tп> 2 с

До 1,0 (включительно)

1,5

,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

6,0

 

 

5,5

4,9

4,5

4,0

3,6

3,2

2,9

2,5

2,3

2,0

1,8

1,6

1,5

1,4

8,0

 

 

7,5

6,9

6,5

6,0

5,6

5,2

4,9

4,5

4,3

4,0

3,8

3,6

3,5

3,4

10,0

 

 

9,5

8,9

8,5

8,0

7,6

7,2

6,9

6,5

6,3

6,0

5,8

5,6

5,5

5,4

 

Для проведения исследований уровней ЭМП в лабораторных условиях разработали устройство для оценки эффективности материала и конструкции многослойных экранов от ЭМП.

Устройство для оценки эффективности материала и конструкции многослойных экранов состоит из стола (3), на котором установлены изоляционный кожух (1), внутри которого находится источник ЭМП (2) – трансформатор переменного тока. В изоляционном кожухе имеется технологическое отверстие (5) диаметром 20 мм или 20 λ, где λ – длина волны СВЧ на частоте 300 ГГц (λ=1 мм). На расстоянии 0,5 м (500 λ) от технологического отверстия устанавливается измерительный прибор модели ВЕ-МЕТР (4). Исследуемый многослойный экран (6) крепится с помощью механизма крепления (7), состоящего из четырех шпилек со скобами и винтами. Внутренняя поверхность изоляционного кожуха покрыта поролоном толщиной 20 мм (20 λ), прикрепленного к двухслойной пластине из медного сплава (латунь марки ЛК1) и стали 45. Толщина пластины 5 мм (пластина из медного сплава – латунь марки ЛК1 толщиной 2 мм, стальная пластина толщиной 3 мм).

Способ оценки эффективности материала и конструкции экранов от ЭМП состоит в следующем (рисунок 1).

Включается источник ЭМП – трансформатор переменного тока (2) и через 0,5 часа после включения его, замеряется уровень ЭМП, проходящего через технологическое отверстие (5) (без экрана, отверстие открыто). Затем устанавливается исследуемый экран (6) напротив отверстия (5) с помощью скоб и винтов механизма крепления (7). Осуществляется измерение уровней ЭМП при установленном экране прибором модели ВЕ-МЕТР-АТ-002 (4). Затем последовательно меняют экраны для исследования и сравнивают результаты эксперимента.

 

 

1 – изоляционный кожух; 2 – источник излучения; 3 – стол; 4 – прибор для измерения ЭМП; 5 – технологическое отверстие для потока ЭМИ; 6 – экран; 7 – механизм крепления (скобы, шпильки, винты)

 

Рисунок 1 - Устройство для оценки эффективности материала и конструкции экранов от электромагнитных полей

 

На рисунке 2 показан трехслойный Cu-Fe-Al экран от ЭМП в сборе.

Трехслойный экран для защиты от ЭМП состоит из трех частей: Z – образной медной части («зет» - образной), Z и S - образной стальной части экрана и S – образной алюминиевой части экрана. «Зет» – образную часть медного экрана изготавливали фрезеровкой, «зет» и «эс» образную часть стального экран изготавливали фрезеровкой («зет» – образную поверхность) и строганием и шлифовкой («эс» – образную поверхность). «Эс» образную часть алюминиевого экрана изготавливали строганием и шлифовкой. После изготовления механическим путем экрана, осуществляли сборку экрана с помощью специального клея. Сложная конфигурация слоев экрана обеспечивает повышенное поглощение ЭМП (снижение электрической составляющей на 10 кВ/м; магнитной составляющей на 11,6 мкТл).

 

 

Рисунок 2 – Трехслойный защитный экран от воздействия ЭМП

 

В таблице 2 показаны сравнительные характеристики экранов по защите от электромагнитных полей при разных толщинах. Без экрана электромагнитное излучение максимально, трехслойный экран соотношением толщин 1:2:2,5  обладает разным поглощением и отражением, определенной формой слоев.

 

Таблица 2 - Сравнительная характеристика экранов по защите от электромагнитных полей при разных толщинах

 

п/п

Материал

экрана

Соотношение толщины,

мм

ЕI,

кВ/м

ВI,

мкТл

Примечание

1

2

3

4

5

6

1

Без экрана

-

50

4,0

Максимальное ЭМП

2

Cu-Fe-Al

1:1:1

33

3,6

Недостаточное

экранирование

3

Cu-Fe-Al

1:2:1

28

3,0

Недостаточное

экранирование

4

Cu-Fe-Al

1:2:3

26

2,8

Недостаточное

экранирование

 

 

Продолжение таблицы 2

1

2

3

4

5

6

5

Cu-Fe-Al

2:2:2

23

2,8

Недостаточное

экранирование

6

Cu-Fe-Al

1:2:2,5

15

2,0

Оптимальное

экранирование

7

Cu-Fe-Al

2:1:3

21

2,9

Недостаточное

экранирование

8

Cu-Fe-Al

1,5:1:1,5

30

3,3

Недостаточное

экранирование

9

Cu-Fe-Al

1:1,5:1

32

3,8

Недостаточное

экранирование

10

Cu-Fe-Al

1:2,5:1

30

3,9

Недостаточное

экранирование

11

Cu-Fe-Al

1:2,5:2,5

29

3,0

Недостаточное

экранирование

 

Измерения ЭМП были проведены на троллейбусах № 5 «Skoda» и № 11 «Казахстан» г. Алматы. Маршрут троллейбуса № 5 по ул. Саина, пр. Абая, пр. Абылай хана. Маршрут троллейбуса № 11 по ул. Алтынсарина, пр. Тимирязева, ул. Байтурсынова и пр. Достык. Измерялись ЭМП  возле водителя, в салоне троллейбуса во время движения. Изменения ЭМП при движении троллейбуса вызвано как изменением напряжения электрической сети троллейбусной линии, так и наложением ЭМП других городских источников.   

Исследовали не только ЭМП в городских троллейбусах, но и уровни ЭМП в компьютерных классах. Одной из задач исследования являлась оценка уровней ЭМП в компьютерных классах.

Результаты измерений ЭМП по маршруту троллейбуса № 5 «Skoda» в кабине водителя до и после экранирования представлены в таблице 3.

Как видно, из таблицы 3 уровни ЭМП без экранирования превышают допустимые значения, а после экранирования в кабине водителя троллейбуса наблюдается снижение излучения.

На рисунке 3 представлены измеренные значения уровней ЭМП без экрана и при использовании экрана в кабине водителя троллейбуса.

Защитное действие отражающего слоя экрана обусловлено тем, что воздействующее поле наводит в толще экрана вихревые токи, магнитное поле которых направлено противоположно первичному полю. Результирующее поле очень быстро убывает в экране, проникая в него на незначительную величину.

         На расстоянии, равном длине волны, ЭМП в проводящей среде почти полностью затухает, поэтому для эффективного экранирования толщина стенки должна быть примерно равна длине волны  в металле. Глубина проникновения ЭМП высоких и сверхвысоких частот очень мала, например, для меди она составляет десятые и сотые доли миллиметра, поэтому толщину экрана выбирают по конструктивным соображениям. 

Если рассмотреть магнитную составляющую (рисунок 4), то также видно, что без экранирования уровни магнитной составляющей превышают допустимые значения (25 мкТл), а при экранировании уровни ЭМП снижаются до (0,4-10,1) мкТл.

 

Таблица 3 – Результаты измерений электромагнитных полей по маршруту  троллейбуса № 5 «Skoda» в кабине водителя

 

Время замера

ЕI, кВ/м

Норма

ЕI, кВ/м

ЕII, кВ/м

Норма ЕII, кВ/м

ВI, мкТл

Норма

ВI, мкТл

ВII, нТл

Норма

ВII, нТл

1

2

3

4

5

6

7

8

9

ул. Саина (без экрана)

10:00

28

 

 

25

2,59

 

 

2,5

26,9

 

 

25

258

 

 

250

10:05

29

2,60

26,0

261

10:10

32

2,70

25,2

260

10:15

30

2,62

26,6

259

10:20

29

2,66

26,0

263

с экраном

10:00

22

 

 

25

2,19

 

 

2,5

23,7

 

 

25

245

 

 

250

10:05

24

2,41

24,5

248

10:10

27

2,08

25,0

248

10:15

24

2,30

24,0

252

10:20

22

2,32

24,5

247

пр. Абая (без экрана)

10:22

29

 

 

 

 

25

2,75

 

 

 

 

2,5

33,5

 

 

 

 

25

264

 

 

 

 

250

10:27

33

2,52

32,8

270

10:32

32

2,61

31,2

268

10:37

30

2,69

32,6

273

10:42

31

2,65

31,0

273

10:47

36

3,0

33,0

300

10:52

34

2,55

31,5

287

10:57

35

2,78

27,9

280

11:05

33

2,65

26,8

273

11:10

33

2,62

26,6

269

11:18

30

2,65

25,4

260

с экраном

10:22

22

 

 

 

25

 

 

 

1,60

 

 

 

2,5

 

 

 

21,9

 

 

 

25

 

 

 

250

 

 

 

250

 

 

 

10:27

25

1,43

23,2

248

10:32

24

2,46

23,6

249

10:37

23

2,32

22,5

242

10:42

23

2,22

24,0

238

10:47

26

2,43

23,6

250

10:52

25

2,02

23,5

244

Продолжение таблицы 3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10:57

25

 

25

2,10

 

2,5

24,8

 

25

250

 

250

11:05

24

2,20

25,0

248

11:10

24

2,00

23,0

246

11:18

23

2,09

22,6

243

пр. Абылай хана (без экрана)

11:20

31

 

 

25

3,00

 

 

2,5

26,5

 

 

25

262

 

 

250

11:25

29

3,01

26,8

269

11:30

29

2,62

27,8

274

11:35

30

2,74

26,5

270

11:40

31

2,58

27,0

268

11:45

31

2,68

26,8

282

с экраном

11:20

24

 

 

25

2,36

 

 

2,5

22,0

 

 

25

246

 

 

250

11:25

22

2,43

24,2

246

11:30

22

2,43

23,8

235

11:35

23

2,32

25,0

248

11:40

24

2,48

23,6

237

11:45

24

2,39

24,6

248

 

        

1 – аппроксимированные координаты; 2 – реальные координаты

 

Рисунок 3 – Уровни электрической составляющей ЕI по пр. Абая

в кабине  водителя троллейбуса

 

 

1 – аппроксимированные координаты; 2 – реальные координаты

 

Рисунок 4 – Уровней магнитной составляющей ВI по пр. Абая

в кабине водителя троллейбуса

 

Результаты измерения уровней ЭМП в компьютерном классе аудитории 259 ГМК КазНТУ представлены в таблице 4. как видно из таблицы 4, у компьютеров №№ 4, 5, 7, 8, 11, 12 наблюдается превышение допустимых уровней ЭМП (25 кВ/м). Снижение уровней ЭМП обеспечивается экранированием трехслойным экраном.

 

Таблица 4 – Результаты измерений электромагнитных полей компьютерного класса (аудитория 259 ГМК)

 

Номера компьютеров

Точки замеров

Модель

компьютера

Год

выпуска

ЕI, В/м

ЕII, В/м

Норма ЕIII, В/м

ВI, мкТл

 

ВII, нТл

 

Норма

ВIII,

нТл

 

1

2

3

4

5

 

6

7

8

9

1

спереди

Samtron 56E

1999

12

1,42

 

 

 

 

 

25/2,5

2,25

240

 

 

 

 

 

25/250

сбоку

9

1,38

2,00

232

2

спереди

Samtron 56E

1999

10

2,13

2,19

236

сбоку

6

2,48

2,20

247

3

спереди

Samtron 56E

1999

15

2,08

2,49

228

сбоку

4

2,33

2,39

212

4

спереди

Samtron 56E

1999

26

2,50

2,49

251

сбоку

26

2,52

2,50

258

5

спереди

Samtron 56E

1999

26

2,51

2,52

250

сбоку

28

2,60

2,51

250

Продолжение таблицы 4

1

2

3

4

5

 

6

7

8

9

6

спереди

Samtron 56E

1999

20

2,22

 

 

 

 

 

25/2,5

2,48

231

 

 

 

 

 

25/250

сбоку

23

2,15

2,37

219

7

спереди

Samtron 56E

1999

27

2,61

2,54

254

сбоку

13

2,19

2,51

255

8

спереди

Samtron 56E

1999

27

2,54

2,56

254

сбоку

16

2,28

2,50

234

9

спереди

Samtron 56E

1999

26

2,58

2,49

238

сбоку

20

2,33

2,27

249

10

спереди

Samtron 56E

1999

19

2,17

2,24

241

сбоку

16

2,00

2,12

238

11

спереди

Samtron 56E

1999

14

2,07

2,51

249

сбоку

27

2,52

2,44

250

12

спереди

Samsung

SyncMaster 765MB

1999

27

2,52

2,45

251

сбоку

28

2,51

2,52

256

сзади

20

2,13

2,49

244

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Диссертация является квалификационной научной работой, которая содержит новые научно-обоснованные результаты экспериментальных исследований по защите работника с помощью экранов от электромагнитных полей.

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации, полученные при проведении исследований, заключаются в следующем.

 1. В настоящее время миллионы людей в разных странах имеют контакт с ЭМП и подвергаются постоянному или кратковремен­ному их воздействию. Мировая научная среда стала проявлять серьезную озабоченность по поводу воздействия ЭМП на здоровье человека.

2. Широкое распространение и применение компьютеров вызвало интенсивное электромагнитное излучение на рабочих местах. Не исследованы электромагнитные поля в салонах популярнейшего вида городского транспорта - троллейбусов. Защита человека от электромагнитных полей компьютеров и троллейбусов не решена до сих пор. Поэтому, актуальным является исследование электромагнитных полей в компьютерных классах и в троллейбусах, разработка мер по защите человека от этого вредного фактора.

3. Для измерения уровней электромагнитного излучения использован прибор для измерения параметров электрического и магнитного полей ВЕ-МЕТР-АТ-002. Измерение уровней электромагнитных полей осуществлялся в соответствии с требованием соответствующего государственного стандарта СТ РК 1150-2002. Сравнивали измеренные значения ЭМП с допустимыми нормами.

4. Предложен способ и устройство для исследования эффективности многослойных экранов, состоящее из основания, стола, изоляционного кожуха, отверстия для установки оцениваемых экранов, механизма крепления экранов, аппаратуры для измерения ЭМП. Эффективность устройства заключается в простоте конструкции, удобстве в работе, безопасности при эксплуатации, оптимальное технологическое отверстия диаметром 20 мм позволяет точно оценивать эффективность исследуемых экранов.

5. Разработан трехслойный экран, состоящий из медного экрана, имеющего поверхность Z – образную; специальной стали имеющей форму Z – образную - с одной стороны и S – образную форму – с другой стороны, алюминиевый экран, имеющий S – образную форму, с одной стороны и плоскую с другой стороны, при этом толщины слоев экрана Cu-Fe-Al относятся, как 1:2:2,5, а чередование слоев «немагнитный материал» (медный сплав – латунь марки ЛК1) – «магнитный материал» (спецсталь: (0,18% С; 0,30% Si; 0,28% Mn; 0,55% Cr; 0,68% Ni; 0,38% Се; остальное - железо)) – «немагнитный материал» (алюминиевый сплав Ал7), обеспечивает эффективное снижение уровней ЭМП.

6. Использование трехслойного экрана Cu-Fe-Al с плоскими пластинами позволило снизить уровень ЭМП на рабочем месте водителя троллейбуса от 6 кВ/м до 10 кВ/м.

7. Уровни ЭМП, измеренные в компьютерных классах оцениваются значениями 5 кВ/м; 2 мкТл; при этом выбраны участки компьютерного класса, безопасные с точки зрения облучения ЭМП.

8. Для снижения уровня ЭМП в салоне троллейбуса рекомендуется покрытие потолка троллейбуса лакотканью (электрическая прочность: (30-66) кВ/м; удельное объемное сопротивление: (1010-1014) Ом·см; 0,3 мм толщиной ГОСТ 2214-78). 

9. Опытно-промышленная проверка результатов исследования проводили в троллейбусном парке КГП «Алматы электротранс» и ТОО «Контакт».

10. Ожидаемый экономический эффект от внедрения многослойных экранов в кабинах водителя троллейбуса составило 350 000 тенге в год. 

Оценка полноты решения поставленных задач. Задачи, поставленные в диссертации решены полностью, результаты исследования прошли опытно-промышленную проверку и использованы на производстве.

Разработка рекомендаций и исходных данных по конкретному использованию результатов. Результаты работы рекомендуются для предприятий, характеризуемых повышенным уровнем электромагнитных полей, в том числе для компьютерных классов и троллейбусных парков.

Для городских троллейбусов марок «Skoda» и «Казахстана» рекомендуется:

- установка на потолке и по бокам кабины водителя троллейбуса трехслойных защитных экранов от электромагнитных полей из чередующихся немагнитных материалов (медный сплав – латунь марки ЛК1 и алюминиевый сплав Ал7) и магнитного сплава 90,18% С; 0,30% Si; 0,28% Mn; 0,55% Cr; 0,68% Ni; 0,38% Се; остальное – железо), при этом соотношение толщин Cu-Fe-Al должно соответствовать 1:2:2,5;

- трехслойный экран должен иметь конфигурацию слоев: Z – образную («зет»), - медный сплав; Z и S – образную – стальная пластина и S – образную – алюминиевый сплав.

Для снижения уровня ЭМП в салоне троллейбуса рекомендуется покрытие потолка троллейбуса лакотканью (электрическая прочность (30-66) кВ/м; удельное объемное сопротивление (1010-1014) Ом·см; 0,3 мм толщиной ГОСТ 2214-78).        

Для компьютерных классов рекомендуются трехслойные экраны.

Оценка технико-экономической эффективности внедрения. Опытно-промышленная проверка результатов исследований проведена в троллейбусном парке КГП «Алматы электротранс» и ТОО «Контакт». Ожидаемый экономический эффект составил 350 000 тенге в год.

Оценка научного уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в этой области. Научный уровень выполненной работы соответствует лучшим достижениям в области защиты от электромагнитных полей, так как разработан способ оценки эффективности защитных многослойных экранов от электромагнитного поля, разработаны оригинальные модификации многослойных экранов.

 

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

 

1 Утепов Е.Б., Куттыбаев С.К., Исаханова А.Б., Мединский А.И., Уразбахова А. Исследование электромагнитных полей персональных компьютеров // Вестник КазНТУ имени К.И. Сатпаева. – 2007. - № 1/1(58). – С. 15-22.

2   Сулеев Д.К., Суйесинова Г.И., Болатбаева Т., Исаханова А.Б., Утепова А.Б.Электромагнитные поля в учебных аудиториях // Вестник КазНТУ имени К.И. Сатпаева. – 2007. - № 1/1(58). – С. 22-27.

3   Утепов Т.Е., Болатбаева Т., Исаханова А.Б., Урикбаева Г.А., Утепова Г.Е. Методика измерения электромагнитного излучения от мониторов компьютеров. // Девятая Международная научно-техническая конференция «Новое в безопасности жизнедеятельности» (охрана труда, экология, валеология, защита человека в ЧС, токсикология, экономические, правовые и психологические аспекты БЖД, логистика). - Алматы: КазНТУ, 2007. – Ч. 1. – С. 228-231.

4 Утепов Е.Б. , Жараспаев М.Т.,  Исаханова А.Б., Урикбаева Г.А., Тусупова А.А., Мединский А.И., Батыркулов Н.Т. Электромагнитные поля в компьютерных классах университета. Монография. - Алматы: КазНТУ, 2007. – 65 с.

5 Сулеев Д.К., Исаханова А.Б., Утепов Е.Б., Утепова А.Б., Тусупова А.А., Батыркулов Н.Т. Исследование электромагнитного излучения. Монография. -  Алматы: КазНТУ, 2008. – 155 с.

6 Исаханова А.Б. Исследование уровней электромагнитных полей в учебных аудиториях // Научный журнал министерства образования и науки «Поиск». -  Алматы, 2009. - №  4. – С. 236-241.

7  Сулеев  Д.К., Исаханова А.Б., Тусупова А.А., Батыркулов Н. Электромагнитные поля на рабочих местах. // Десятая Международная научно-техническая конференция «Новое в безопасности жизнедеятельности» (охрана труда, экология, защита человека в ЧС, экономические, правовые аспекты БЖД, логистика). – Алматы: КазНТУ, 2009. – С. 14-16.

8 Утепов Е.Б., Тусупова А.А., Мединский А.И., Исаханова А.Б. Воздействие электромагнитного поля компьютера. // Десятая Международная научно-техническая конференция «Новое в безопасности жизнедеятельности» (охрана труда, экология, защита человека в ЧС, экономические, правовые аспекты БЖД, логистика). – Алматы: КазНТУ, 2009. – С.19-21.

9 Утепова А.Б., Тусупова А.А., Исаханова А.Б., Батыркулов Н. Вредные факторы на рабочих местах. // Десятая Международная научно-техническая конференция «Новое в безопасности жизнедеятельности» (охрана труда, экология, защита человека в ЧС, экономические, правовые аспекты БЖД, логистика). – Алматы: КазНТУ, 2009. – С. 22-25.

10 Сулеев Д.К., Утепова А.Б., Тусупова А.А., Исаханова А.Б. Исследование воздействия электромагнитных полей на организм человека. // Одиннадцатая Международная научно-техническая конференция «Новое в безопасности жизнедеятельности». - Алматы: КазНТУ, 2009. – Т. 1. – С. 190-191

11 Сулеев Д.К., Утепова А.Б., Тусупова А.А., Исаханова А.Б. Методы защиты от электромагнитных полей. // Одиннадцатая Международная научно-техническая конференция «Новое в безопасности жизнедеятельности». - Алматы: КазНТУ, 2009. – Т. 1. – С. 191-192.

12 Сулеев Д.К., Утепова А.Б., Тусупова А.А., Исаханова А.Б. Здоровье человека и электромагнитное поле. // Одиннадцатая Международная научно-техническая конференция «Новое в безопасности жизнедеятельности». - Алматы: КазНТУ, 2009. – Т. 1. – С. 192-193.

13 Исаханова А.Б., Турлыбекова М.Р., Мединский А.И. Экранирование от электромагнитных полей в троллейбусе. // Одиннадцатая Международная научно-техническая конференция «Новое в безопасности жизнедеятельности». - Алматы: КазНТУ, 2009. – Т. 2. – С. 5-6.

14 Исаханова А.Б., Турлыбекова М.Р., Мединский А.И. Электромагнитное излучение городского транспорта. // Одиннадцатая Международная научно-техническая конференция «Новое в безопасности жизнедеятельности». - Алматы: КазНТУ, 2009. – Т. 2. – С. 6-7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Түйін

 

Исаханова Әсел Болатқызы

 

Электрмагниттік сәулелерге ұшырайтын жұмысшылардың

еңбек жағдайын жақсарту

 

05.26.01 – Еңбек қорғау

 

Техника ғылымдарының кандидаты дәрежесін алу үшін

дайындалған диссертация

 

Зерттеулерді жүргізу өзектілігі. Электр қуатын кеңінен қолданатын техникалық прогресс, адамның іс-әрекетінің барлық саласына бойлай енді. Қазіргі заманғы адам тұрмыста да, көлікте де, өндірісте де электр қуатынсыз қадам баса алмайды. Қалалар мен кенттер, тұрғын үйлер мен өндірістік орындар электр сымдарына толы.  Өмірдің барлық саласына енетін және жыл сайын күшейе түсетін радио- және телесигналдар, радарлар мен байланыс құралдары шығаратын сәулелер жер шарын және жерден тысқары кеңістікті толтырып тұр.

Компьютерлердің кең таралуы мен оларды  пайдалану жұмыс орындарында қарқындылығы жоғары электрмагниттік сәулелер таратуда. Сонымен қатар троллейбус жүргізушілерінің жұмыс орындарындағы электрмагниттік өрістер зерттелмеген.

Компьютерлер мен троллейбустар тарататын электрмагниттік өрістерден адамды қорғау әлі күнге дейін шешімін тапқан жоқ. Сондықтан,  компьютерлік сыныптар мен троллейбустардағы электрмагниттік өрістерді зерттеу, адамды осы зиянды факторлардан қорғау  өзекті болып табылады.

Зерттеу объектісі  компьютер техникасын пайдаланушылар мен троллейбус жүргізушілерінің жұмыс орындары.

Жұмыстың мақсаты көпқабатты экрандарды пайдаланған себепті электрмагниттік сәулелерге ұшырайтын жұмыскерлердің еңбек жағдайын жақсарту.

Зерттеу әдістері. Жұмыста кешенді зерттеу әдістері қолданылған, сараптамалық шолу, патенттік зерттеу және электрмагниттік өрістердің деңгейін төмендетудегі отандық және шет елдік тәжірибені талдау, физикалық моделдеу, нақты сынау, сонымен қатар математикалық статистиканы қолдану.

Негізгі конструктивті, технологиялық және техникалық- пайдалану сипаттамалары: материалдың және электрмагниттік өрістерден қорғану экрандарының тиімділігі мен  конструкциясын бағалауға арналып жасалған құрылғы үстелден, технологиялық ұңғылы бар оқшаулайтын қаптамадан, сәуле шығару көзінен, ВЕ-МЕТР-АТ-002 өлшеу аспабынан, бекіту механизмінен тұрады. Және оқшаулау қаптамасының технологиялық ұңғылының диаметрі 20 мм(20 λ) құрайды, ал экранды өлшеу аспабына бекіту орнынан қашықтығы (250-750) мм. Жасалған үшқабатты экран мыс қабатынан (мыс балқымасы – ЛК1 маркалы жез (78-81 % Сu; 3,0-4,5 % Si; 1% Mn; 0,5 % Pb; 0,3% Sn; 0,6% Fe; 0,04% Al; қалғандары- мырыш), (σв=343 МПа; НВ=64; аМ=16 кДж/м²; λ=144 Вт/см·град); болат қабаты ( арнайы болат: 0,18% С; 0,30% Si; 0,28% Mn; 0,55% Cr; 0,68% Ni; 0,38 % Се; қалғандары- темір) және Ал7 маркалы алюминий қабаты (σв=206 МПа; НВ=58,8; δ=6%; γ=2,8 г/см³; λ=138 Вт/см·град; tлитья = 700-750°С) тұрады.

Және мыс-темір-алюминий қабаттары қалыңдығының ара қатынасы 1:2:2,5 құрайды.

 Енгізу дәрежесі. Зерттеу нәтижелері өндірісте және оқу орнында енгізілген.

Қолдану саласы. Зерттеу нәтижелері (үшқабатты экрандар, материал мен электрмагниттік өрістерден қорғану экрандарының конструкцияларын бағалауға арналған құрылғы) электрмагнитті өріс деңгейі жоғары болуымен сипатталатын кәсіпорындар мен оқу орындарына ұсынылады.

Жұмыс нәтижелері. Қолданылған әдебиеттерді сараптау, патенттік ізденіс пен эксперименталды зерттеулер электрмагниттік өрістерден қорғану экрандарының тиімділігін  бағалауға арналған және көпқабатты қорғаныс экрандарын жасауға мүмкіндік берді. Электрмагниттік өріс деңгейін өлшеу үшін  электр және магниттік өрістерді өлшеуге арналған ВЕ-МЕТР-АТ-002 аспабы қолданылды.

«Алматы электротранс» КГП тиесілі «Skoda» және «Қазақстан» маркалы троллейбустардағы (Алматы қаласы № 5 және № 11 маршруттағы троллейбустар) электрмагниттік өрістердің деңгейі өлшенді. Электрмагниттік өріс деңгейі троллейбус жүргізушісі кабинасын экрандау және экрандаусыз бағаланды. Экран ретінде  мыстан (ЛК1 жезі), арнайы болаттын және алюминийден (Ал7 балқымасы) жасалған, көлемі (750х520х5) мм, (850х580х5) мм болатын,  үшқабатты жалпақ экрандар  пайдаланылды. Бұл экрандар жүргізуші кабинасының төбесіне және бүйіріне орнатылды.

Электрмагнитті өрістер әсерінен қорғайтын үшқабатты мыс-темір-алюминий  экрандарын компьютер кластарын пайдаланушыларды қорғау үшін де қолданылды.

Үшқабатты экрандарды қолдану троллейбус жүргізушісінің жұмыс орнындағы электрмагниттік өріс деңгейін 10 кВ/м (электрлік құрамдасын), 1,16 мкТл ( магниттік құрамдасын) азайтуға мүмкіндік берді.

Университеттің компьютер сыныптарындағы электрмагниттік өріс деңгейін өлшеу  рауалы норма деңгейінің 0,11 В/м, 0,06 мкТл артқанын көрсетті.

Экономикалық тиімділігі. Техникалық-экономикалық есептеулер нәтижесінде  электрмагниттік өрістерден қорғану экрандарын енгізудің жылдық экономикалық тиімділігі 350 000тг/жыл құрайды.

Зерттеу объектісін дамыту туралы болжамдық ұсыныстар:  электрмагниттік өрістер әсерінен қорғайтын көпқабатты қорғаныс экрандарын қолдану троллейбус жүргізушілерінің жұмысын және компьютерлік техниканы пайдаланушылардың еңбек жағдайын жақсартады. Жұмыс орындарында электрмагниттік өріс деңгейін азайту есебінен еңбек жағдайын жақсарту еңбек өнімділігін арттыруға, жұмыскерлердің сырқатты болуын төмендетуге, еңбекке уақытша жарамсыздығын азайтуға мүмкіндік береді, бұл экономикалық тиімділікті арттырары сөзсіз.

 Электрамгниттік өрістерден қорғайтын экрандардың тиімділігін бағалауға арналған құрылғы  электрмагниттік өрістен қорғайтын материалдар мен конструкцияларды сараптау кезінде қолданыла алады, бұл  нақты зерттеулермен салыстырғанда шығынды азайтуға мүмкіндік беретіні анық.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Resume

 

Issakhanova Assel Bolatovna

 

Improvement of labour of employees, exposed to conditions of

electromagnetic radiation

 

05.26.01 - A labour safety

 

The dissertation on competition of the degree of candidate technical science

 

Actuality of research. Technical progress, which is based on the widest use of electricity, has deeply penetrated all spheres of activity of human being. Modern person cannot live without usage of electricity in culture, transport, manufacture. Municipal, rural administrative units, dwelling houses and manufacturing premises are surrounded by electric wire networks. All-pervading and increasing from year to year radio- and TV-signals, radiations of radars and communications facilities penetrate all earth and near-Earth spaces, literally. The intensity of cultural, magneto-electric emissions has increased significantly, during recent years in large cities.

Wide usage of computers has become a reason of magneto-electric in work places. Also, magneto-electric fields in places of trolley busses have not been researched.

Protection of human being from magneto-electric fields of computers and trolley busses has not been resolved yet. Therefore, researches on magneto-electric fields in computer classes and trolley busses, development of measures on human being protection from this harmful factor are of current interest.

Objects of research are work places of computer techniques and drivers of trolley busses.

The work purpose is improvement of labour of employees, who are exposed to magneto-electric radiation at the account of usage of multilayer screens.

Methods of researches. Work is based on complex methodises of research including analytical review, patent search and summarisation of native and foreign experience on reduction of levels of magneto-electric fields, physical modelling, field tests, as well as, application of mathematical statistics.

Basic constructive, technological and technological and exploitation characteristics. The developed equipment on efficiency of material and construction of screens protecting from magneto-electric fields consists from the table, isolative mantel with technological hole, source of radiation, «VE-METR-AT-002» measuring device, fixing mechanism. Diameter of technological hole is 20 mm (20 λ), аnd the distance from a place of fastening of the screen to the measuring device makes (250-750) mm. The developed three-layer screen consists from copper layer (copper alloy – brass of «LK1» mark (78-81% Cu; 3,0-4,5% Si; 1% Mn; 0,5% Pb; 0,3% Sn; 0,6% Fe; 0,04% Al; zink is the rest), (σВ=343 MPa; НВ=64; аМ=16 kJ/m2; λ=144 Wtт/sm·hailstones); steel layer (special steel: 0,18% C; 0,30% Si; 0,28% Mn; 0,55% Cr; 0,68% Ni; 0,38Ce; iron is the rest) and aluminium layer of «Al7» mark (σВ=206 MPa; НВ=58,8; δ=6%; γ=2,8 g/sm3; λ=138 Wt/sm·hailstones; α=23·106 1/hailstones; t foundry=700-750ºС). 

Correlation of thicknesses of layers: copper-iron-aluminium of 1:2:2,5.

Degree of introduction. The results of the research have been introduced in manufacture and educational institution.

Sphere of application. The results of research (three-layer screen, device for estimation of efficiency of material and screen constructions, which protect from magneto-electric field) are recommended for enterprises and educational institutions, which are characterised by a higher level of magneto-electric radiation.

Results of work. Analysis of literature sources, patent search and experimental research have allowed to develop a device fro evaluation of efficiency of magneto-electric radiation protection screens and protective multilayer screen constructions. “VE-METR-AT-002” device on measuring of parameters of electric and magnetic fields for the purpose of measuring of levels of magneto-electric field.

Levels of magneto-electric fields of «Skoda» and «Kazakhstan» marks trolley busses belonged to «Almaty Electrotrans» CSE (routes of trolley busses № 5 and № 11 of Almaty. The levels of magneto-electric field have been measured with screening of trolley bus driver cabin and without this procedure. Three-layer, flat screens, consisting from copper («LK1» brass), special steel and aluminium («AL7» alloy), which had sizes (750x520x5) mm, (850x580x5) mm. These screens were fixed on the ceiling and sideways of the driver’s cabin.

Three-layer copper and iron and aluminium screens, which protected from magneto-electric field have been used for protection of users of computers.

Usage of three-layer screens has allowed to reduce the electromagnet field (magneto-electric field) in the work place of the trolley bus driver for 10 Vt/m (electric component), 1,16 mkTl (magnetic  component).

Measuring of magneto-electric field in the university computer classes has showed the increase of permissible norms for 0,11 Vt/m, 0,06 mkTl.

Economic efficiency. The annual economic effect from introduction of the developed screens has been 350 000 tenge/year as a result of technical and economic calculation.

Prognostic proposals on development of the research object: Usage of multilayer screens, which protect from magneto-electric field, will improve the work conditions of trolley bus drivers and computer technique users. Improvement of labour conditions at the account of reduction of the level of work place magneto-electric field will result in increase of productivity of labour, reduction of morbidity, temporary incapacity to labour, which will guarantee economic effect.

The developed device for evaluation of screens protecting from magneto-electric field may be used in expertise of materials and constructions, which protect from magneto-electric field, which will ensure reduction of expenses as compared with field observations.

 

 

 

 

 

Вы 20386905-й посетитель.
Powered by Drupal
Copyright © KazNRTU, 2007-2016