BUITYJE NAUDOJAMŲ ELEKTROS PRIETAISŲ ELEKTROMAGNETINIO LAUKO TYRIMAS

BUITYJE NAUDOJAMŲ ELEKTROS PRIETAISŲ ELEKTROMAGNETINIO LAUKO TYRIMAS
Studentai: Jurgita Jankauskienė, Roman Repič, darbo vadovė: lektorė Daiva Stanelytė
Klaipėdos valstybinė kolegija
ANOTACIJA
Atliktas administracinių patalpų, kurioje sumontuota IT įranga, elektromagnetinio lauko tyrimas. Matavimai atlikti 40-60 Hz dažnių diapazone, buvo pasirinkta penkiolika taškų, išmatuotas elektrinis ir magnetinis laukas. Gauti duomenys palyginti su pramoninio dažnio (50 Hz) elektrinio ir magnetinio laukų stiprių didžiausiomis leidžiamomis skaitinėmis vertėmis darbo vietose priklausomai nuo poveikio trukmės. Nustatyta elektromagnetinio lauko parametrų įtaka žmogaus sveikatai taikant higienos normą HN 110:2001.
Pagrindiniai žodžiai: elektrinio lauko stipris, magnetinio lauko stipris, elektromagnetinis laukas.
ĮVADAS
Pagal biologinį poveikį elektromagnetinė spinduliuotė skirstoma į jonizuojančią, kurios energijos pakanka biologinių junginių molekulėms jonizuoti ir nejonizuojančią, kurios spinduliai biologinių junginių nejonizuoja. Šiandien elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniai naudojami įvairiose mokslo ir technikos srityse: fizikoje, medicinoje, biologijoje, informatikoje bei buitinėje elektronikoje. Nuo 1960 m. buvo labai susidomėta ir pradėta plačiau tyrinėti nejonizuojanti spinduliuotė, t. y., regimosios šviesos, ultravioletinių bei infraraudonųjų spindulių, monochromatinių lazerio spindulių, radijo bei pramoninio dažnio spindulių, mikrobangų bei žemo dažnio elektromagnetinių laukų poveikis žmogaus sveikatai.
Dėl didelio elektromagnetinių laukų šaltinių daugėjimo ir intensyvumo didėjimo, elektromagnetinių laukų šaltinių poveikis tapo reikšmingas ne tik laboratorijų ar gamyklų darbuotojams, bet ir visiems gyventojams. Gyvename apsupti visomis kryptimis sklindančių įvairaus ilgio (dažnio) elektromagnetinių laukų, kurie sklisdami erdvėje neša aktyvią energiją – elektromagnetinę spinduliuotę, tačiau yra mažai atliekama mokslinių tyrimų šioje srityje, kokį poveikį šios spinduliuotės daro žmogui.
JAV mokslininkų tyrimai rodo kad ilgas silpnų elektromagnetinių laukų poveikis, kuriuos skleidžia paprasti buitiniai prietaisai, skatina galvos smegenų ląstelių DNR ardymą (Morozionkov.J, 2007). Atliekant eksperimentus su laboratorinėmis žiurkėmis buvo pastebėta, kad esant magnetinio lauko 60 Hz dažnio poveikiui 24 valandų bėgyje vyksta galvos smegenų DNR pažeidimas, o esant poveikiui 48 val. poveikiui – DNR ardymas (Morozionkov.J, 2007).
Darbo tikslas: buityje naudojamų elektros prietaisų elktromagnetinio lauko analizė.
Darbo uždaviniai:

1. Išskirti elektromagnetinio lauko šaltinius buityje.
2. Išmatuoti buitinių įrenginių elektrinį ir magnetinį lauką.
3. Palyginti gautus rezultatus su Lietuvos higienos norma HN 110:2001.
4. ELEKTROMAGNETINIO LAUKO ŠALTINIAI BUITYJE
   Erdvėje aplink nejudančius elektros krūvius yra elektrinis laukas, o aplink judančius krūvius (elektros srovę) atsiranda magnetinis laukas. Kintantys laiko atžvilgiu elektriniai ir magnetiniai laukai tarpusavyje yra susiję. Elektromagnetinė banga apibūdinama šiais parametrais: virpesių dažniu (Hz), bangų ilgiu, amplitude, sklidimo greičiu, spinduliuotės stiprumu, poliarizacijos plokštuma (www.gid.lt).
   Nustatyta, kad elektromagnetinio lauko energija daro įtaka žmogaus psichinei ir fiziologinei būklei ir skirtingai veikia organus (Baltrėnas, 2009).
   Priklausomai nuo elektromagnetinės spinduliuotės dažnio pasireiškia skirtingas žmogaus organizmo audinių elektrinės savybės – jie gali veikti ir kaip laidininkai, ir kaip dielektrikai. Įvertinus radiofizikines charakteristikas, radijo dažniai sąlyginai skiriami į penkis dažnių diapazonus:

1. nuo vienetų iki 9 kHz;
2. 9 kHz – 30 MHz;
3. 30 MHz – 10 GHz;
4. 10 GHz – 200 GHz;
5. 200 GHz – 3000 GHz (www.gid.lt).
   
   Elektriniai ir magnetiniai laukai egzistuoja priklausydami vienas nuo kito. Elektrinis laukas be magnetinio arba magnetinis be elektrinio gali egzistuoti tik tam tikros atskaitos sistemos atžvilgiu. Kintamojo elektrinio lauko ir nenutrūkstamai su juo susijusio kintamojo magnetinio lauko visuma yra vadinama elektromagnetiniu lauku (Baltrėnas, 2009).
   Pramoninio dažnio (50 Hz) elektromagnetinio lauko poveikis charakterizuojamas elektrinio lauko stipriu E (V/m). Kenksmingas poveikis pasireiškia prie atvirų aukštos įtampos elektros perdavimo linijų. Žmogui dirbant visą darbo dieną, maksimalus elektrinio lauko stipris yra 5 kV/m, gyvenamosiose patalpose 0,5 kV/m (www.gid.lt).
   Daugumas buitinių elektros įrenginių generuoja elektromagnetinius laukus net ir tada, kai jie išjungti. Norint to išvengti reikia išjungti prietaisų šakutes iš elektros kištukinių lizdų. Reikia vengti kabelių kilpų (prailgintuvų) susidarymo. Nustatyta, kad elektromagnetinio lauko energija daro įtaka žmogaus psichinei ir fiziologinei būklei ir skirtingai veikia organus (Baltrėnas,2009).
   Kartu registruojami apoptoze procesai arba ląstelių žuvimas, kurios savaime ardomos ir praranda regeneracijos gebėjimą. Toks pat rezultatas buvo gautas, kai poveikio intensyvumas buvo 10 kartų stipresnis, o jo trukmė sudarė tik dvi valandas. Tai leidžia teigti, kad magnetinio lauko neigiamos įtakos pasekmės gali kauptis, o jo poveikio trukmė tiek pat svarbi, kaip ir intensyvumas (Morozionkov, 2007).

1. EKSPERIMENTINIAI ELEKTROMAGNETINIO LAUKO MATAVIMAI
   Analizuojama priklausomybė elektrinio ir magnetinio lauko pasiskirstymo administracinėse patalpose - darbo kabinete. Kabinete yra įrengti ir funkcionuoja 2 stacionarių kompiuterių sisteminiai blokai, 2 monitoriai, 1 spausdintuvas, 1 ryšio įranga, 1 elektrinis virdulys. Matavimai atliekami naudojant prietaisą Spectran NF-5035, 2 pav. Elektromagnetinio lauko bendras fonas buvo nustatomas matuojant elektros lauko ir magnetinio srauto tankį, esant 50Hz elektros tinklo dažniui, 1,1 m aukštyje nuo grindų paviršiaus įvairiuose patalpos taškuose.
   Pateikiamas KVK Technologijų fakulteto Nr. 312 auditorijos planas, kuriame nurodyti matavimo taškai bei parodyta, kuriose vietose yra sumontuota įranga.

1 pav. Tiriamos patalpos įrangos išdėstymo planas

Tiriamos patalpos įrangos išdėstymo planas pateikiamas 1 pav. Matavimo taškų duomenys pateikti 1 lentelėje.
1 lentelė
Matavimo duomenys
Matavimo taškas Elektrinis laukas
(V/m) Magnetinis laukas (mA/m)
1 27 194
2 16 135
3 30 116
4 40 83
5 2.5 65
6 5.7 74
7 11 75
8 25 93
9 5.4 94
10 4.1 285
11 2.5 162
12 17 120
13 6.1 111
14 6.5 89
15 28 229

Atlikus matavimus ir surašius duomenis į lentelę pastebėta, kad didžiausias elektrinis laukas susidaro matavimo taškuose 1; 3; 4; 8; 15, ten kur yra daugiausia elektros kištukinių lizdų, bei didelio galingumo prietaisai (el.virdulys). Iš 1 lentelės duomenų matosi, kad didžiausias magnetinis laukas susidaro matavimo taškuose 1; 2; 10; 11; 12; 15, t.y. ten kur sumontuota elektroninė įranga, kompiuterių sisteminiai blokai, maršrutizatorius, el.virdulys ir toje vietoje, kur susidaro kilpos iš elektros prailgintuvo kabelio.

2 pav. Matavimo prietaisas Spectran NF-5035

Atliekant matavimus elektrinis virdulys buvo įjungtas. Kompiuterio PC1 sisteminis blokas ir monitorius 1 buvo išjungti.

1. INFORMACIJĄ APIE APSAUGOS PRIEMONES ESANT ELEKTROMAGNETINIAM SPINDULIAVIMUI
   Apsaugoti nuo elektromagnetinių laukų žalingo poveikio gali specialūs ekranai. Ekranai skirti elektromagnetinio lauko sumažinimui bangų sklidimo kryptimi. Sumažinimo laipsnis priklauso nuo ekrano konstrukcijos ir spinduliavimo parametrų. Svarbi įtaka saugos efektyvumui daro taip pat medžiaga, iš kurios pagamintas ekranas (Morozionkov, 2007).
   Pramoninio dažnio (50 Hz) elektromagnetinio lauko intensyvumo parametrų skaitinės vertės neturi būti didesnės kaip 2 lentelėje nurodytos leidžiamos skaitinės vertės. Draudžiama dirbti darbo vietoje, kurioje pramoninio dažnio (50 Hz) elektrinio lauko stipris viršija 25 kV/m ir (ar) magnetinio lauko stipris viršija 5,1 kA/m (www.e-tar.lt).
   2 lentelė
   2 Lentelė. Pramoninio dažnio (50 Hz) elektrinio ir magnetinio laukų stiprių didžiausios leidžiamos skaitinės vertės darbo vietose priklausomai nuo poveikio trukmės
   Poveikio trukmė, min. Elektrinio lauko stiprio leidžiama skaitinė vertė, kV/m Magnetinio lauko stiprio leidžiama skaitinė vertė, kA/m
   Iki 10 25,0 5,1
   11–30 23,0 4,7
   31–60 20,0 4,3
   61–90 16,7 3,9
   91–120 14,3 3,5
   121–150 12,5 3,2
   151–180 11,1 2,8
   181–210 10,0 2,5
   211–240 9,1 2,3
   241–270 8,3 2,0
   271–300 7,7 1,8
   301–330 7,1 1,6
   331–360 6,7 1,4
   361–390 6,3 1,3
   391–420 5,9 1,2
   421–450 5,6 1,1
   451–480 5,3 1,0
   481 ir ilgiau 5,0 0,9

Lietuvoje, kaip ir kitose ES šalyse, buitinės elektrotechnikos gaminiams taikomi direktyvų (1999/5/EB, 73/23/EEB) reikalavimai - jei produktas, jo pakuotė ženklinama „CE“ ženklu, tai reiškia, kad šis gaminys atitinka ES saugumo, sveikatos ir aplinkos apsaugos reikalavimus. Elektromagnetinę spinduliuotę skleidžiančių prietaisų gamintojams, taip pat ir savanoriškai pasirinkusiems teisės aktų nustatyta tvarka deklaruoti, kad gaminiai atitinka Lietuvos standartus, ES ar tarptautinius standartus, deklaruotų standartų techniniai reikalavimai tampa privalomi (Lietuvos Respublikos standartizacijos įstatymo 7 straipsnio 2 dalis).
IŠVADOS

1. Tyrimas buvo atliktas KVK administracijos patalpoje Nr. 312. Įrenginių (du kompiuterio sisteminiai blokai, du monitoriai, vienas spausdintuvas, vienas el.virdulys, viena ryšio įranga (maršrutizatorius) bendras elektromagnetinis fonas skleidžiasi visoje patalpoje. Elektrinis laukas didžiausias toje vietoje, kurioje yra sumontuota daugiausia elektros kištukinių lizdų. Magnetinis laukas didžiausias tose matavimo vietose, kur sumontuota tinklo, kompiuterinė įranga bei patalpos viduryje, kur ant žemės yra padėtas elektros prailgintuvas, susidaro kabelio kilpos. Kuo didesni gauti duomenys tuo didesnis elektrinis ir magnetinis laukas.
2. Gauti duomenys palyginti su higienos normomis HN 110-2001. Didžiausias išmatuotas elektrinis laukas yra 40 V/m, leistina mažiausia norma 5 kV/m. Didžiausias išmatuotas magnetinis laukas yra 285 mA/m, leistina mažiausia norma 0,9 kA/m. Nustatyta, kad gauti duomenys neviršija leistinų higienos normų prie maksimalios elektromagnetinio lauko poveikio trukmės.
3. Norint sumažinti elektromagnetinį spinduliavimą reikia naudoti specialius ekranus bangų sklidimo kryptimi, naudoti elektrotechninę įrangą ženklintą CE ženklu.
   SUMMARY
   We decided to make a research to prove if there are any conection between electromagnetic field and human health. We took an office room with two computers, printer and some other devices to measure electric and magnetic fields. The results were compared with Lithuanian Higienic standart „HN 110:2001“.We did not found any risks to human health ,but there is still a lot of work left in this sector ,a lot of other frequencies need to be measured .
   LITERATŪRA
4. DIKUN.J., JANKŪNAS.V. Elektromagnetinio lauko tyrimas studijų laboratorijoje. Technologijos mokslo darbai Vakarų Lietuvoje, 2014, nr. 5.
5. BALTRĖNAS P., BUCKUS R. Kopijavimo aparatų elektromagnetinių laukų tyrimai ir įvertinimas. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 2009, nr. 17.
6. MOROZIONKOV J. Elektromagnetinių laukų keliamas žmogui pavojus. KTU, 2-osios Tarptautinės konferencijos elektros ir valdymo technologijos, 2007, nr. 2.
7. Dėl Lietuvos higienos normos HN 110:2001 „Pramoninio dažnio (50Hz) elektromagnetinis laukas darbo vietose. Parametrų leidžiamos skaitinės vertės ir matavimo reikalavimai“ [interaktyvus]. Lietuvos Respublikos sveikatos apsaugos ministerija [žiurėta 2017-05-22]. Prieiga per internetą: www.e-tar.lt, https://www.e-tar.lt/portal/lt/legalAct/TAR.078B90BF750E.
8. Elektromagnetinis spinduliavimas ir apsauga nuo jo [interaktyvus] [ziureta 2017-05-05]. Prieiga per interneta: www.gid.lt, http://mediapro.lt/elektromagnetinis-spinduliavimas-ir-apsauga-nuo-jo/.
9. Lietuvos Respublikos standartizacijos įstatymas [interaktyvus] [ziureta 2017-05-22]. Prieiga per interneta: www.e-tar.lt, https://www.e-tar.lt/portal/lt/legalAct/TAR.2F1D65EFB0C9.