2.3 Магнитное поле промышленной частоты и мероприятия по защите от него
На основании результатов научных исследований, выполненных в настоящее время в различных странах мира, пока не удается четко определить предельно допустимые величины или другие обязательные ограничения интенсивности низкочастотного магнитного поля (менее 0 до 3 кГц) в условиях продолжительного (хронического) воздействия на людей, профессионально не связанных с обслуживанием и эксплуатацией электроустановок, являющихся источником электромагнитного поля (условия непрофессионального воздействия). Тем не менее, уже имеющиеся данные о биологическом действии магнитного поля промышленной частоты 50 Гц (МП ПЧ), а также существенное повышение средней общей интенсивности фонового МП ПЧ в местах постоянного пребывания человека привлекают пристальное внимание гигиенистов к этой разновидности Эл/м поля как к новому, потенциально опасному фактору окружающей среды.
В октябре 2001г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) признает, что в свете современных научных представлений МП ПЧ со значениями плотности магнитного потока, превышающими 0,3-0,4 мкТл, в условиях продолжительного воздействия, возможно, является канцерогенным фактором окружающей среды. Поэтому ВОЗ рекомендует придерживаться предупредительного принципа, т. е. всеми доступными средствами ограничивать воздействие МП ПЧ на организм человека.
Впервые предупредительный принцип в отношении МП ПЧ был сформулирован в 1996 г. при этом как безопасный или «нормальный» уровень для условий постоянного воздействия, не связанных с профессиональной деятельностью в электроэнергетике, рекомендовано значение плотности магнитного потока 0,2 мкТл. В США исследователями из Университета Карнеги был сформулирован подход к проблеме действия МП ПЧ, названный «благоразумное предотвращение». Они считают, что пока наши знания относительно связи между состоянием здоровья и воздействием поля остаются неполными, но существуют подозрения относительно неблагоприятных последствий, необходимо предпринимать меры по обеспечению безопасности, которые не принесут значительных материальных расходов или других неудобств.
Обобщение результатов исследований указывает на возможное наличие корреляции между развитием опухолевых процессов и продолжительным воздействием МП ПЧ на организм человека. Еще одна проблема заключается в возможности развития нейродегенеративных болезней и нейрологических расстройств. К этим видам патологии в настоящее время относят депрессивный синдром, прогрессирующую мышечную атрофию, болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также учащение случаев самоубийств.
В связи с вышесказанным особенно актуальным является выявление источников продолжительного воздействия МП ПЧ и внедрение эффективных мероприятий по снижению интенсивности МП ПЧ в условиях непрофессионального воздействия, т. е. в ситуации, когда отсутствует регулярный инструментальный контроль Эл/м обстановки и надзор за состоянием здоровья людей, подвергающихся воздействию.
Результаты исследований свидетельствуют о значительном увеличении числа источников МП ПЧ. Это объясняется, с одной стороны, резким увеличением количества и единичной мощности электрического и электронного оборудования, используемого как в производственных, так и в бытовых целях, а с другой стороны, организационно-техническими недостатками в проектировании, монтаже и эксплуатации распределительных сетей 0,4 кВ в зданиях промышленного и гражданского назначения в нашей стране.
Невозможно четко выделить группы профессий, представители которых подвергаются долгому воздействию МП ПЧ. Их всех объединяет то, что они, как правило, имеют постоянное рабочее место, находящееся в зоне повышенного уровня МП ПЧ. Т.о. человек может подвергаться воздействию МП ПЧ в течение всего рабочего дня. В условиях непрофессионального воздействия в подавляющем большинстве случаев источниками МП ПЧ являются элементы системы передачи и распределения электроэнергии, а также устройства конторского и бытового назначения. При этом наибольший вклад в создание продолжительного воздействующего МП в городских условиях вносят кабельные сети и электротехническое оборудование зданий, в том числе силовые трансформаторы и электродвигатели, разнесенные в пространстве системы шин электрощитов, металлические строительные конструкции и системы трубопроводов, гальванически связанные с системой зануления-заземления зданий. Режимом работы этих источников невозможно управлять ни по интенсивности, ни по продолжительности воздействия.
Известно, что МП в окружающем пространстве создается проводниками с током. Т.о. причина появления МП ПЧ вблизи силовых трансформаторов, электродвигателей и т.п. очевидна. Более сложная ситуация с системой кабельных линий здания. Суммарный ток по линиям питания однофазных и трехфазных нагрузок при отсутствии токов утечки тождественно равен нулю при любом распределении нагрузок по фазам, и МП, создаваемое протекающими в таких (без утечек) кабельных линиях токами в проложенных рядом друг с другом проводниках, также пренебрежимо мало, при появлении в кабельной линии тока утечки возникает дисбаланс, т. е. неравенство нулю суммарного тока по кабельной линии, что и создает в окружающем пространстве магнитное поле, медленно убывающее с увеличением расстояния от рассматриваемого кабеля, кроме того, наличие токов утечки в системе электроснабжения здания приводит к протеканию по металлоконструкциям и трубопроводным системам, что также является причиной увеличения уровней МП ПЧ. Аналогичная ситуация возникает и в случае, когда токоведущие (фазные и нулевые рабочие) проводники разнесены в пространстве (даже при отсутствии тока утечки в кабельной линии). Указанные источники являются доминирующими в России. Дело в том, что национальные стандарты, основанные на рекомендациях Международной электротехнической комиссии (МЭК) и определяющие принципы построения кабельных сетей и опосредованно исключающие возможность появления токов утечки, приняты в 1997 году (ГОСТ Р 50571.10-96) и 2000г. (Правила устройства электроустановок, ГОСТ Р 50571.10-96) и пока не нашли массового применения на практике.
Методика диагностирования состояния электромагнитной обстановки, в том числе МП ПЧ, разработанная и внедренная в практику ЦЭМБ, позволяет с помощью составления карт распределения интенсивности МП ПЧ в помещении локализовать источники поля и оптимизировать размещение рабочих мест по критерию воздействия поля на персонал и технические средства. В зависимости от имеющейся задачи и типа источника составляются однослойные или многослойные карты. Реализация методики требует использования специализированных средств измерения. Наиболее совершенными для контроля МП ПЧ являются анализаторы Эл/м поля серии EFA производства компании «Narda Safety Test Solutions» .
Своеобразным индикатором повышенного уровня МП ПЧ в помещении являются видеомониторы компьютеров, сконструированные на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). если величина плотности магнитного потока В внешнего МП ПЧ превышает значение 0,9-1,1 мкТл для дисплеев с диагональю экрана 15 дюймов и 0,4-0,6 мкТл для 19-ти дюймовых моделей, на экранах мониторов возникает заметный глазу эффект пространственной нестабильности изображения («дрожание» по амплитуде). Это явление свойственно всем дисплеям с ЭЛТ. Оно исчезает после перемещения видеомонитора в зону с уровнем ниже порогового, приведенного выше.
Уместно напомнить, что в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.2.542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» предельно допустимое значение плотности магнитного потока В МП ПЧ, создаваемое компьютером, на рабочем месте пользователя на должно превышать 0,25 мкТЛ в диапазоне частот 5-2000Гц, т.е. наличие «дрожания» видеомонитора свидетельствует как минимум о 2-4 кратном превышении данных требований. При работе в таких условиях кроме эффектов непосредственного воздействия МП ПЧ на организм чрезвычайно быстро развиваются утомляемость, а затем и заболевания зрительного анализатора.
При выборе мероприятий по защите от воздействия МП ПЧ необходимо исходить из того, что выбор их крайне ограничен. Защита временем принципиально не может быть использована в условиях непрофессионального воздействия. Метод защиты расстоянием, как правило, также трудно реализуем, поскольку подавляющее большинство источников выявляются на уже введенных в эксплуатацию объектах и принципиальные изменения в инженерной инфраструктуре крайне сложны, а зачастую трудно даже изменить конфигурацию рабочих мест. Таким образом, наиболее реальное решение – уменьшение величин МП ПЧ. Технически для этого могут быть использованы следующие способы: применение магнитного экранирования, использование системы активной компенсации магнитного поля, уменьшение создающего МП ПЧ тока.
Как правило, при выявлении источника повышенного уровня МП ПЧ первой реакцией является желание «заэкранировать» источник. Однако, несмотря на кажущуюся простоту, при попытках реализации этого способа защиты приходится столкнуться с рядом серьезных проблем, способных существенно сократить область его реального применения.
Для реализации способа необходимо выполнить длительные мониторинг величин плотности магнитного потока МП ПЧ в помещениях, поскольку магнитные поля значительно изменяются с течением времени вследствие изменения нагрузок электропотребителей и соответственно токов в системе электроснабжения. Затем по полученным данным рассчитать параметры магнитного экрана. К сожалению, в настоящее время использование данного метода в России является экономически неоправданно.