zurück |
2.1 Abgeleitete Werte im Frequenzbereich 0 Hz bis 29 kHz
2.1.1 Zulässige Werte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
Bei der Festlegung der Werte für kurze Expositionszeiten werden die Sicherheitsfaktoren der abgeleiteten Werte für Expositionsbereich 1 verringert. Dies ist aufgrund der Größe der Sicherheitsfaktoren und der kontrollierten Expositionsbedingungen zulässig. Zur Begrenzung von Sekundäreffekten darf beim elektrischen Feld ein Wert von 30 kV/m nicht überschritten werden.
Tabelle 2: Effektivwerte der elektrischen Feldstärke im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
Frequenzbereich f/Hz | Effektivwert der elektrischen Feldstärke in kV/m | |
Expositionsbereich 1 | Bereich erhöhter Exposition 2 h/d | |
0 - 35,53 | 30 | 30 |
35,53 - 66,67 | 1066/f | 30 |
66,67 - 1000 | 1066/f | 2000/f |
1000 - 29000 | 1,066 | 2 |
Der zulässige Wert der magnetischen Flussdichte im Frequenzbereich 0 bis 1 Hz des Expositionsbereiches 1 ist aufgrund von Induktionswirkungen auf bewegte leitfähige Körper im Magnetfeld - festgelegt worden. Zusätzlich ist in diesem Frequenzbereich die Kraftwirkung auf ferromaguetische Teile zu berücksichtigen.
Tabelle 3: Effektivwerte der magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
Frequenzbereich f/Hz | Effektivwert der elektrischen Feldstärke in kV/m | |
Expositionsbereich 1 | Bereich erhöhter Exposition 2 h/d | |
0 - 1 | 67,9(2) | 127,3(2) |
1 - 1000 | 67,9/f | 127,3/f |
1000 - 29000 | 67,9 × 10-3 | 127,3 × 10-3 |
(1) Über Flächenelemente von 100 cm2 zu mitteln (2) Werte oberhalb von 67,9 mT dürfen nur unter Beachtung von § 14 angewendet werden. |
Für Extremitäten dürfen die in Tabelle 3 angegebenen Werte für Magnetfelder um den Faktor 2,5 überschritten werden.
2.1.2 Zulässige Werte im Expositionsbereich 2
Tabelle 4: Effektivwerte der elektrischen Feldstärke und magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 2
Frequenzbereich f/Hz | Effektivwert der elektrischen Feldstärke in kV/m | Effektivwert der magnetischen Flussdichte in mT(1) |
0 - 1 | 20 | 21,22 |
1 - 16,67 | 20 | 21,22/f |
1 - 1000 | 333,3/f | 21,22/f |
1000 - 29000 | 333,3 × 10-3 | 21,22 × 10-3 |
(1) Über Flächenelemente von 100 cm2 zu mitteln |
2.2 Übergangsbereich 29 kHz bis 91 kHz
Die Festlegung für diesen Frequenzbereich berücksichtigen den Übergang von niederfrequenten Reizwirkungen zu hochfequenten Wärmewirkung
2.2.1 Zulässige Werte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Expositionen Tabelle 5: Effektivwert der elektrischen Feldstärke im Expositionsbereich 1 und im ereich erhöhter Exposition.
Frequenzbereich f/ Hz | Effektivwert der elektrischen Feldstärke in kV/m | |
Expositionsbereich 1 | Bereich erhöhter Exposition 2 h/d | |
29 - 48,5 | 1,066 | 2 |
48,5 - 91 | 1,066 | 97/f |
Tabelle 6: Effektivwerte der magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
Frequenzbereich f/ Hz | Effektivwert der magnetscihen Flussdichte in µT(1) | |
Expositionsbereich 1 | Bereich erhöhter Exposition 2 h/d | |
29 - 48,5 | 67,9 | 127,3 |
48,5 - 91 | 67,9 | 6176/f |
(1) Über Flächenelement von 100 cm2 zu mitteln |
2.2.2 Zulässige Werte im Expositionsbereich 2
Tabelle 7: Effektivwerte der elektrischen Feldstärke und magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 2
Frequenzbereich f/ kHz | Effektivwert der elektrischen Feldstärke in V/m | Effektivwert der magnetischen Flussdichte in µT(1) |
29 - 91 | 333,3 | 21,22 |
(1) Über Flächenelemente von 100 cm2 zu mitteln |
2.3 Abgeleitete Werte im Frequenzbereich 91 kHz bis 300 GHz
Für Expositionszeiten größer 6 Minuten (Dauerexposition) gelten die Werte nach Tabelle 8 bzw. 11. Dabei ist über jedes 6-Minuten-Intervall zu mitteln.
Neben der Angabe von zulässigen Werten für Dauerexposition sind für Expositionszeiten t < 6 Minuten wegen der Thermoregulation des Körpers höhere Werte zulässig. Diese sind für jeden Einzelfall mit den in der Tabelle 9 enthaltenen Formeln zu bestimmen. Bei Anwendung der Werte der Tabelle 9 ist zusätzlich sicherzustellen, dass die Spitzenwerte nach Tabelle 10 nicht überschritten werden.
2.3.1 Zulässige Werte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
Tabelle 8: Werte im Expositionsbereich 1 bei Expositionszeiten ≥ 6 Minuten
Frequenzbereich f/MHz | Effektivwert der elektrischen Feldstärke in V/m | Effektivwert der magnetischen Feldstärke in A/, | Mittelwert der Leistungsdichte in W/m2 |
0,091 - 0,576 | 1066 | 4,9/f | (-) |
0,576 - 10 | 614/f | 4,9/f | (-) |
10 - 30 | 61,4 | 4,9/f | (-) |
30 - 40 | 61,4 | 0,163 | 10 |
400 - 2000 | 3,07 × √f | 8,14× √f× 10-3 | f/40 |
2000 - 300.000 | 137,3 | 0,364 | 50 |
Tabelle 9: Werte im Bereich erhöhter Exposition (Expositionszeiten < 6 Minuten)
Frequenzbereich f/MHz | Höchstwert von ∑ Ei2 × ti in (V/m) 2 × min | Höchstwert von ∑ Hi2 × ti in (A/m) 2 × min | Höchstwert von ∑ Si × ti in (W/m2) × min | ||||||
1 - 10 | 2,26 × 106/f2 | 143/f2 | (-) | ||||||
10 - 30 | 22,6 × 103 | 143/f2 | (-) | ||||||
30 - 400 | 22,6 × 103 | 0,16 | 60 | ||||||
400 - 2000 | 56,5/f | 0,4 × 10-3 × f | 0,15 × f | ||||||
2000 - 300.000 | 113 × 103 | 0,8 | 300 | ||||||
|
Tabelle 10: Spitzenwerte im Bereich erhöhter Exposition (Expositionszeiten < 6 Minuten)
Frequenzbereich f/MHz | Spitzenwert der elektrischen Feldstärke in V/m | Spitzenwert der magnetischen Feldstärke in A/m | Spitzenwert der Leistungsdichte in W/m2 |
0,091 - 0,1 | 2222 | 10/f | (-) |
0,1 - 0,2 | 22.222 ⋅ f | 10/f | (-) |
0,2- 0,3 | 22.222 ⋅ f | 50 | (-) |
0,2 - 3 | 6667 | 50 | (-) |
3 - 10 | 20.000/f | 150/f | (-) |
10 - 30 | 2000 | 150/f | (-) |
30 - 400 | 2000 | 5 | 10.000 |
400 - 2000 | 100 ⋅ √ f | 0,25 × √f | 25 × f |
2000 - 300.000 | 4472 | 11,2 | 50.000 |
2.3.2 Zulässige Werte im Expositionsbereich 2
Tabelle 11: Werte im Expositionsbereich 2 bei Expositionszeiten ≥ 6 Minuten
Frequenzbereich
f/MHz | Effektivwert der elektrischen Feldstärke in V/m | Effektivwert der magnetischen Feldstärke in A/m | Mittelwert der Leistungsdichte in W/m2 |
0,091 - 0,14 | 333,3 | 16,8 | (-) |
0,14 - 0,826 | 333,3 | 2,35/f | (-) |
0,826 - 10 | 275/f | 2,35/f | (-) |
10 - 30 | 27,5 | 2,35/f | (-). |
30 - 400 | 27,5 | 0,073 | 2 |
400 - 2000 | 1,375 × √f | 3,64 × √f 10-3 | f/200 |
2000 - 300.000 | 61,5 | 0,163 | 10 |
2.3.3 Zulässige Werte für hochfrequente Ströme im Frequenzbereich 10 MHz bis 110 MHz
Im Frequenzbereich von 10 MHz bis 110 MHz können im menschlichen Körper hochfrequente Ströme eingekoppelt werden, durch die die SAR-Werte in den Extremitäten überschritten werden können. Aus diesem Grund werden zusätzlich zu den Feldstärken die Ströme durch die Extremitäten begrenzt.
Tabelle 12: Zulässige Werte für eingekoppelte hochfrequente Ströme
Expositionsbereich | zulässiger Strom in mA |
Expositionsbereich 1 | 100 |
Expositionsbereich 2 | 45 |
2.3.4 Bewertung der Exposition bei elektromagnetischen Feldern mit mehreren Frequenzen
In elektromagnetischen Feldern unterschiedlicher Frequenzen werden unzulässige Expositionen im Frequenzbereich von 91 kHz bis 300 GHz vermieden, wenn die nachfolgenden Bedingungen eingehalten sind.
Darin bedeuten | |
Ek, Hk | gemessene oder berechnete spektrale Effektivwerte der elektrischen bzw. magnetischen Feldstärken gemittelt über jedes 6-Minuten-Intervall |
Sk | Mittelwert der Leistungsdichte gemittelt über jedes 6-Minuten-Intervall |
Ea,k, Ha,k Sa,k | zulässige Werte der elektrischen bzw. magnetischen Feldstärken und der Leistungsdichte nach Tabelle 8 und 11. |
2.4 Zulässige Werte für mittelbare Wirkungen
Die zulässigen Werte für Körperströme und Berührungsspannungen sind in Tabelle 13 angegeben
Tabelle 13: Zulässige Körperströme und Berührungsspannungen
Frequenz f | Zulässiger Körperstrom in mA | Zulässige Berührungsspannung in V |
0 Hz | 10 | 60 |
1 Hz < f < 100 Hz | 3,5 | 25 |
100 Hz < f< 2 kHz | 1,75 × (f/kHz) + 3,3 | 25 |
2 kHz < f< 3,8 kHz | 1,4 × (1/kHz) + 4,2 | 25 |
3,8 kHz < f < 12 kHz | 1,4 × (f/kHz) + 4,2 | 1,05 × (f/kHz) + 20,5 |
12 kHz < f < 28 kHz | 1,75 × (f/kHz) | 1,05 × (f/kHz) + 20,5 |
28 kHz < f< 100 kHz | 50 | 1,05 × (f/kHz) + 20,5 |
100 kHz < f < 1 MHz | 50 | 125 |
Die in Tabelle 13 enthaltenen Werte für zulässige Körperströme und für zulässige Berührungsspannungen gelten nicht für die Beeinflussung von Rohrleitungsnetzen und Netzen der Telekommunikation bzw. der Signaltechnik, in die durch parallel verlaufende Starkstromanlagen der Bahn und der elektrischen Energieversorgung Spannungen eingekoppelt werden.
3 Gepulste Felder
Für gepulste Felder, die aus einer zeitlichen Abfolge von sinus-, trapez-, dreieckförmigen oder exponentiellen Einzel- oder Mehrfachpulsen und Pausen oder Gleichfeldanteilen bestehen, kann eine vereinfachte Bewertung mit den Festlegungen der nachfolgenden Abschnitte vorgenommen werden.
3.1 Frequenzbereich 0 Hz bis 91 kHz
Diese Felder werden durch folgende zusätzliche Kenngrößen beschrieben:
G | Anstelle der Größe G sind die elektrische Feldstärke E, die magnetische Feldstärke H oder die magnetische Flussdichte B einzusetzen. G (t) kennzeichnet die Zeitfunktion, G den Spitzenwert. |
T | Zeitliche Dauer eines Impulses bzw. Impulszuges mit anschließender Pause. |
Tl | Integrationszeit, wobei gilt: Tl = T für T < 1s; 1s sonst |
τp | Zeitdauer einer Feldänderung bei sinus,- dreieick- oder trapezförmigen Signalverläufen von Null auf den positiven oder negativen Spitzenwert bzw. vom positiven oder negativen Spitzenwert auf Null. Die Ermittlung von ,tp bei exponentiellen Signalverläufen ist gemäß obiger Abbildung vorzunehmen. Sind die einzelnen Zeitdauern τpi, unterschiedlich, so sind alle diese Werte τpi für die weiteren Berechnungen heranzuziehen. |
τpmin | Kleinster Wert aller Zeitdauern τpi : τpmin = min (τpi) |
τC | Hilfsgröße zur Beschreibung exponentieller Signalverläufe. Sind die einzelnen Zeitdauern τCi unterschiedlich, so sind alle diese Werte τCi, für die weiteren Berechnungen heranzuziehen |
τD | Zeitliche Summe aller Feldänderungen i im Zeitintervall Τ1.i Es gilt für: - sinus-, dreieck- und trapezförmige Signalverläufe: , τD = ∑i τpi - exponentielle Signalverläufe: τD = ∑i τCi |
fp | Frequenz der Feldänderung, wobei gilt: fp = 1/(4 × τPmin) |
V | Gewichtsfaktor , wobwi gilt: V = (T1 IτD)0,5 für (T1 IτD)0,5 < Vmax; Vmax sonst |
Vmax | maximaler Gewichtungsfaktor. Grundsätzlich gilt: Vmax = 8. |
Unter folgenden Voraussetzungen kann beim Betrieb von Magnetresonanzanlagen in Wissenschaft und Forschung und bei medizinischen Anwendungen der maximale Gewichtungsfaktor vergrößert werden, wenn
Die Werte für die zulässigen zeitlichen Änderungen der magnetischen Flussdichte für gepulste Felder im Frequenzbereich von 0 Hz bis 91 kHz sind in der Tabelle 14 angegeben. Gleichzeitig dürfen die in Tabelle 15 angegebenen, jeweils über die Zeitdauer τpmin gemittelten Werte der zeitlichen Änderungen der magnetischen Flussdichte nicht überschritten werden.
Tabelle 14: Maximal zulässige zeitliche Änderung der magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
Frequenzbereich fp/Hz | Maximal zulässige zeitliche Änderung der magnetischen Flussdichte in T/s | |
Expositionsbereich 1 | Bereich erhöhter Exposition 2h/d | |
0 - 1 | 0,6 × fp × V | 1,1 × fp × V |
1 - 1000 | 0,6 × V | 1,1 × V |
1000 - 48500 | 6 × 10-4 × fp × V | 1,1.10-3 × fp × V |
48500 - 91000 | 6 × 10-4 × fp × V | 55 × V |
Tabelle 15: Mittlere zulässige zeitliche Änderung der magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition, gemittelt über die Zeitdauer τpmin
Frequenzbereich fp/Hz | Maximal zulässige zeitliche Änderung der magnetischen Flussdichte in T/s | |
Expositionsbereich 1 | Bereich erhöhter Exposition 2h/d | |
0 - 1 | 0,38 × fp × V | 0,72 × fp × V |
1 - 1000 | 0,38 × V | 0,72 × V |
1000 - 48500 | 3,8 × 10-4 × fp × V | 1,72 × 10-3 × fp × V |
48500 - 91000 | 3,8 × 10-4 × fp × V | 35 × V |
Für Extremitäten dürfen die in Tabelle 14 und 15 angegebenen Werte um den Faktor 2,5 überschritten werden.
Die maximal zulässigen Spitzenwerte der magnetischen Flussdichte bei gepulsten Magnetfeldern ergeben sich aus den Werten der Tabelle 15 durch Multiplikation mit dem Faktor τpmin bzw. aus den Werten der Tabellen 3 und 6 durch Multiplikation mit dem Ausdruck 20,5 ⋅ V.
3.2 Frequenzbereich 91 kHz bis 300 MHz
Bei gepulsten Feldern sind bei Anwendung der Tabelle 9 für Effektivwerte und Tabelle 10 für Spitzenwerte die Basiswerte der Tabelle 1 eingehalten.
4 Anwendung der Basiswerte
Bei Verzicht der Anwendung der abgeleiteten Werte für Ganzkörperexposition ist sicherzustellen, dass unter allen auftretenden Bedingungen die Basiswerte eingehalten sind. Dabei werden die Basiswerte der Tabelle 1 als zusätzliche Sicherheit mit den Faktoren der nachfolgenden Tabelle 16 multipliziert.
Tabelle 16: Reduktionsfaktoren zur Bewertung mit Basiswerten
Frequenz | Expositionsbereich 1 | Expositionsbereich 2 |
0 Hz - 91 kHz | 0,6 | 0,2 |
91 kHz - 300 GHz | 1,0 | 0,2 |
Im Bereich erhöhter Exposition sowie für Teilkörperexposition sind die Basiswerte nach Tabelle 1 sicher einzuhalten.
Zulässige Werte für Anlagen mit hohen statischen Magnetfeldern | Anlage 2 |
Tabelle 1: Zulässige Werte für die statische magnetische Flussdichte
Exposition | Magnetische Flußdichte |
Mittelwert für 8 h (gemittelt über den ganzen Körper | 212 mT |
Spitzenwert für Kopf und Rumpf | 2 T |
Spitzenwert für Extremitäten | 5 T |
Im Bereich von Wissenschaft und Forschung und im Einzelfall bei medizinischer Anwendung dürfen die Werte in Tabelle 2 angewendet werden, wenn der Betreiber der Anlage sicherstellt, dass
Tabelle 2: Zulässige Werte für die statische magnetische Flussdichte unter Berücksichtigung besonderer Voraussetzungen
Exposition | Magnetische Flußdichte |
Spitzenwert für Kopf und Rumpf (maximal 2 h/d) Bei Exposition größer 2 h/d gilt Tabelle 1 | 4 T |
Spitzenwert für Extremitäten | 10 T |
Messverfahren | Anhang 1 |
1 Messverfahren
Für Mess- und Berechnungsverfahren siehe z.B. DIN VDE 0848-1, "Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern; Teil 1: Definitionen, Mess- und Berechnungsverfahren".
Weitere Normen hierzu sind in Vorbereitung.
1.1 Messgeräte
Messgeräte zur Beurteilung von elektromagnetischen Feldern müssen je nach Frequenzbereich so eingerichtet sein, dass sie die elektrische Feldstärke E, die magnetische Feldstärke H, die magnetische Flussdichte B oder die Leistungsdichte S messen. Die gesamte Messunsicherheit sollte ± 20 % nicht überschreiten.
Messunsicherheiten können z.B. entstehen durch:
1.2 Hinweise zur Vorbereitung und Durchführung von Messungen
Zur Messvorbereitung empfiehlt sich folgende Vorgehensweise:
Die Messungen sind bei der betrieblich maximal auftretenden Leistung durchzuführen. Ist dies nicht möglich, sind die Werte entsprechend hochzurechnen.
Gemessen wird grundsätzlich am unbesetzten Arbeitsplatz. Die Beurteilung der Messergebnisse erfolgt auf der Basis der maximalen, in der gedachten Körperachse des Versicherten gemessenen Werte der Feldstärke oder Leistungsflussdichte am Messort. Die das Messgerät bedienende Person hat darauf zu achten, dass sie sich während der Messung nicht zwischen Feldquelle und Feldsonde bzw. Messantenne befindet und sich alle nicht mit der Messung beauftragten Personen aus dem Bereich des Messortes entfernen.
Feldsonden mit isotroper Empfangscharakteristik, die durch eine orthogonale Anordnung von drei Messwertaufnehmern im Sondenkopf erzielt wird, liefern einen von Einfallsrichtung und Polarisation des zu messenden Feldes weitgehend unabhängigen Messwert.
Feldsonden mit nur einem Messwertaufnehmer oder Messantennen weisen eine Richtcharakteristik auf und erfordern eine Orientierung der Sonde bzw. Antenne im Feld auf Maximumanzeige am Messgerät. Dieser Maximalwert entspricht in vielen Fällen dem Spitzenwert der Feldstärke. Zur Bestimmung des Effektivwertes der Feldstärke ist die Sonde nacheinander in x-, y- und z-Richtung auszurichten und aus den Einzelmesswerten die Feldstärke zu berechnen.
Treten am Arbeitsplatz gleichzeitig Felder von mehr als einer Feldquelle auf, ist Folgendes zu berücksichtigen:
1.3 Besonderheiten in den einzelnen Frequenzbereichen
1.3.1 Frequenzbereich bis 100 kHz
Bei zeitabhängiger Richtung der Feldvektoren, z.B. Drehfelder von dreiphasigen Leiteranordnungen, ist die mit eindimensionalen Messwertaufnehmern (Feldsonden mit Richtcharakteristik) gemessene maximale Feldstärke immer kleiner als der Feldstärkewert, der aus Messungen in drei orthogonalen Achsen berechnet werden kann. In diesem Fall muss in drei orthogonalen Achsen gemessen und aus den Einzelmesswerten die Feldstärke berechnet werden.
Es ist bei der Messung der elektrischen Feldstärke besonders darauf zu achten, dass die Messergebnisse nicht durch die feldverzerrende Wirkung von Personen oder Gegenständen, z.B. Messleitungen, unzulässig beeinflusst werden. Deshalb werden die Geräte zur Messung der elektrischen Feldstärke entweder an einer Isolierstange ins Feld gehalten oder das Messgerät befindet sich auf einem Stativ, und die Messwertübertragung erfolgt über einen Lichtwellenleiter zu einem abgesetzten Anzeigeteil (potentialfreie Messung). Auf diesbezügliche Angaben des Geräteherstellers ist zu achten.
Bei inhomogenen elektrischen Feldern sind Messverfahren, die den Gesamtkörperableitstrom erfassen, zulässig.
Siehe auch Abschnitt 1.7 "Bewertungsverfahren" dieser BG-Regel.
Bei inhomogenen magnetischen Feldern dürfen die maximalen Feldstärken, gemittelt über eine kreisförmige Fläche von 100 cm2, den abgeleiteten Wert nicht überschreiten. Verzerrungen des magnetischen Feldes sind nur durch Gegenstände aus Metall (Stahlträger, Armierungen, Blechtüren und -bedachungen, Fahrzeuge) zu erwarten. Personen beeinflussen das magnetische Feld nicht, so dass die Messgeräte vom Messenden direkt ins Feld gebracht werden dürfen.
1.3.2 Frequenzbereich ab 100 kHz
Für die Beurteilung der Exposition ist zu unterscheiden, ob Nah- oder Fernfeldbedingungen vorliegen.
Das Fernfeld einer Strahlungsquelle ist dadurch gekennzeichnet, dass dort die Vektoren der elektrischen und magnetischen Feldstärke senkrecht aufeinander und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung stehen und keine gegenseitigen Phasendifferenzen vorliegen. Die elektrische und die magnetische Feldstärke sind direkt über den Feldwellenwiderstand Z0 = 377 Ohm verknüpft. Unter Fernfeldbedingungen genügt die Messung einer Größe (elektrische oder magnetische Feldstärke). Die andere Größe kann für Vergleichszwecke berechnet werden.
Im Nahfeld gelten diese Bedingungen nicht mehr. Die elektrischen und magnetischen Feldstärken haben im Allgemeinen verschiedene gegenseitige Phasendifferenzen. Eine einfache Umrechnung zwischen den Feldgrößen ist nicht möglich. Im Nahfeld müssen daher die elektrische und magnetische Feldstärke bzw. die magnetische Flussdichte einzeln ermittelt und bewertet werden.
In der Praxis kann aufgrund der teilweise komplexen Struktur der Strahlungsquellen und durch Umgebungseinflüsse häufig keine zuverlässige Entscheidung getroffen werden, ob am Messort Nah- oder Fernfeldbedingungen vorliegen. Deshalb sollten in diesen Fällen im Frequenzbereich bis 1 GHz die elektrische und die magnetische Feldstärkekomponente getrennt mit einem dafür geeigneten Messwertaufnehmer ermittelt werden. Im Frequenzbereich von 30 MHz bis etwa 1 GHz ist es auch möglich, aus der Messung des Maximums der elektrischen Feldstärke, das durch Reflexionen entstehen kann, die maximale magnetische Feldstärke über den Feldwellenwiderstand zu berechnen:
Hmax = Emax / Z0
Oberhalb von 1 GHz ist es ausreichend, die elektrische Feldstärke bzw. die Leistungsdichte zu betrachten.
Dem Einfluss auf die Anzeige des Messgerätes durch Sendeart (Modulationsart) und Vorhandensein mehrerer Frequenzen muss Rechnung getragen werden.
Siehe DIN VDE 0848-1 "Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern; Teil 1: Definitionen, Mess- und Berechnungsverfahren".
Der Spitzenwert nach Tabelle 10 der Unfallverhütungsvorschrift "Elektromagnetische Felder" (BGV B11) stellt den Effektivwert dar, der während der höchsten Spitze der Modulationshüllkurve über eine HF-Periode ermittelt wird. Spitzenwerte können oberhalb von 2 GHz mit breitbandigen Spitzenwertmessgeräten direkt ermittelt werden, auch wenn mehrere unterschiedlich modulierte Frequenzen vorhanden sind.
Effektivwerte können von breitbandigen Messgeräten mit echter Effektivwertanzeige auch bei Vorhandensein mehrerer unterschiedlicher Frequenzen direkt gemessen werden. Bei selektiven Messungen müssen die Einzeleffektivwerte für die jeweiligen Frequenzen zur Ermittlung des Gesamteffektivwertes quadratisch addiert werden.
Die elektrische Feldstärke in einer Raumrichtung kann mit einem Monopol oder Dipol gemessen werden, der kurz gegen die Wellenlänge sein sollte. Die Fußpunktspannung solcher Messantennen ist ein Maß für die elektrische Feldstärke.
Die magnetische Feldstärke in einer Raumrichtung kann mit einer Rahmenantenne gemessen werden, deren Abmessungen ebenfalls klein gegen die Wellenlänge sein sollten. Die Klemmenspannung der Rahmenantenne ist ein Maß für die magnetische Feldstärke senkrecht zur Rahmenfläche.
Mit Geräten, die zur Bestimmung der elektrischen Feldstärke im Fernfeld einen Dipol benutzen und deren Anzeige in Einheiten der elektrischen Feldstärke erfolgt, kann durch Umrechnung die magnetische Feldstärke im Fernfeld ermittelt werden.
Aus den Feldstärkekomponenten der drei zueinander senkrechten Raumrichtungen ergibt sich für jede Frequenz der Betrag der elektrischen bzw. magnetischen Feldstärke durch geometrische Addition.
Eine direkte Messung ist möglich, indem die Fußpunktspannungen von drei senkrecht zueinander angeordneten Messantennen zusammengefasst und angezeigt werden.
Für Teilkörperexposition im Nahfeld, z.B. bei Mobiltelefonen, Handsprechfunkgeräten, ist sinnvollerweise ein Vergleich mit den Basiswerten der Tabelle 1 der Anlage 1 zur Unfallverhütungsvorschrift vorzunehmen. Die Festlegungen der Unfallverhütungsvorschrift sind beim Betrieb solcher Geräte erfüllt, bei denen der Hersteller bzw. Händler den Nachweis erbracht hat, dass die zulässigen Werte der Tabelle 1 der Anlage 1 zur Unfallverhütungsvorschrift eingehalten sind. Die europäischen Normen prEN 50 360 und 50 361 sowie die deutsche Norm E DIN VDE 0848 T1 -2 beschreiben Mess- und Berechnungsverfahren für Telekommunikationsgeräte, mit denen die erforderliche Beurteilung vorgenommen werden kann.
Bei der Messung pulsmodulierter Felder mit Frequenzen größer 300 MHz mit Thermokoppler-Feldsonden, insbesondere an Radaranlagen, sollte 1/10 des maximalen Messbereichs nicht überschritten werden, da die Impuls-Spitzenleistung den Detektor zerstören kann (Warnhinweis des Herstellers beachten!). Das gilt auch für Messungen mit Kombinationen aus Höchstfrequenz-Leistungsmessern und angepassten Antennen, sofern nicht zum Schutz des Leistungsmesskopfes und zur Messbereichserweiterung zwischen Antenne und Leistungsmesskopf Dämpfungsglieder geschaltet wurden.
Die Messung der Exposition im Strahlungsbereich einer Radaranlage ist wie folgt vorzunehmen:
1.4 Messorte und Messpunkte
Messorte und Messpunkte werden nach Erfordernis am Arbeitsplatz und im Aufenthaltsbereich von Versicherten festgelegt.
Die Lage des Messortes sollte durch Entfernungsangaben zu mindestens zwei Bezugspunkten und/oder Bezugslinien in horizontaler Ebene angegeben werden.
Um die Vergleichbarkeit der Messergebnisse für identische Anlagen zu gewährleisten, sollten einheitliche Messpunkthöhen über der Standfläche entsprechend den ergonomischen Maßen für Sitz- und Steharbeitsplätze (jeweils Kopf-, Brust- und Beckenhöhe) verwendet werden. Bei Steharbeitsplätzen wird empfohlen, in Höhen von ca. 1,90 m, 1,55 m, 1,20 m und 0,90 m und bei Sitzarbeitsplätzen von 1,20 m, 0,90 m und 0,45 m über Standfläche zu messen.
Im Bereich bis 100 kHz ist ein Mindestabstand von 20 cm zwischen dem Mittelpunkt des Messwertaufnehmers und berührbaren und zugänglichen Oberflächen einzuhalten.
Bei Messungen niederfrequenter Felder im Freien, insbesondere unter Hochspannungsleitungen, genügt im Allgemeinen an einem Messort ein Messpunkt in einer Höhe von 1 m bis 1,5 m über der Standfläche.
1.5 Messprotokoll
Das Messprotokoll enthält, soweit zutreffend, folgende Angaben:
1.6 Kontrollmessungen und Nachkalibrierungen
Nach technischen und organisatorischen Veränderungen an den Anlagen, die einen Einfluss auf die Absolutwerte von Feldstärke bzw. Leistungsflussdichte und/oder deren räumliche Verteilung haben können, ist die Einhaltung der zulässigen Grenzwerte durch Kontrollmessungen nachzuweisen.
Zur Sicherung korrekter Feldstärke- bzw. Leistungsflussdichte-Messergebnisse sind in regelmäßigen Abständen Nachkalibrierungen der Messgeräte durch ein anerkanntes Kalibrierlabor zu veranlassen.
1.7 Bewertungsverfahren
Die Einhaltung eines zulässigen Wertes gilt als nachgewiesen, wenn das Messergebnis mindestens um die Kalibrierunsicherheit unter dem zulässigen Wert liegt.
Aus dem Unterschied zwischen der Kalibriersituation und der konkreten Messsituation kann sich ergeben, dass vom Messenden weitere Messunsicherheiten abzuschätzen und zu berücksichtigen sind.
Bei Expositionen durch EM-Felder mit mehreren Frequenzen im Frequenzbereich bis 91 kHz werden die Spektralanteile einzeln und unabhängig von einander nach Anlage 1 bewertet.
1.7.1 Bestimmung der Exposition in inhomogenen elektrischen Feldern durch Messung des Gesamtkörperableitstromes
Abbildung 1: Ersatzschaltbild kapazitive Kopplung
Für inhomogene Felder ist ein Verfahren zulässig, das durch Vergleich des Gesamtkörperableitstroms in einem homogenen elektrischen Feld eine Beurteilung der Exposition in stark inhomogenen Feldern zulässt. Der Gesamtkörperableitstrom ist der Körperstrom, der durch Influenzwirkung auf eine im elektrischen Wechselfeld befindliche Person zwischen deren Füßen und der Bodenfläche auftritt. Die Kapazität CE (siehe Abbildung 1) wird über ein Strommessgerät praktisch kurzgeschlossen, so dass der influenzierte Strom durch den Messpfad fließt (siehe Abbildung 2). Die Person muss hierzu gut isoliert vom Erdboden stehen, damit der Strompfad über die Füße vernachlässigt werden kann. Der Gesamtkörperableitstrom ist ein Maß für die mittlere Feldstärke, in der sich eine Person aufhält. Aus ihm kann die Ersatzfeldstärke des äquivalenten homogenen Feldes berechnet werden.
Da der Ableitstrom hauptsächlich durch die Koppelkapazität CK zwischen Leiter und Person bestimmt wird, ist der Proportionalitätsfaktor von der Körpergeometrie abhängig. Eine genaue Berechnung kann durch die Bestimmung eines personenbezogenen Faktors erreicht werden.
Abbildung 2: Messung des Gesamtkörperableitstromes
Um die Ableitströme in eine äquivalente homogene Feldstärke umrechnen zu können, muss der Gesamtkörperableitstrom I von den Personen, mit denen die Messungen vorgenommen werden, in einem bekannten bzw. vermessenen homogenen Feld E, z.B. dem unter der Sammelschiene einer Umspannanlage oder eines Prüffeldes, ermittelt werden. Aus der Messung wird dann für jede Person der jeweilige körperbezogene Faktor k = E/I bestimmt. An den entsprechenden Arbeitsstellen mit inhomogenem elektrischen Feld wird dann aus diesem körperbezogenen Faktor k und dem gemessenen Gesamtkörperableitstrom I die Ersatzfeldstärke des äquivalenten homogenen Feldes Ee bestimmt:
Ee = k × I | (1) |
Folgende Punkte sollten bei Messungen berücksichtigt werden:
Falls eine Ermittlung des körperbezogenen Faktors k nicht möglich ist, kann hilfsweise auch folgende Näherungsformel benutzt werden:
E / kV/m ≈ 5,6 × I/A × Hz/f × m/h | (2) |
Gleichung (2) wurde abgeleitet aus den körperbezogenen Faktoren für eine aufrecht stehende Person einer Größe h von 1,65 m. Da nicht allein die Körpergröße h den körperbezogenen Faktor bestimmt, kann die Anwendung dieser Näherung in speziellen Fällen zu größeren Abweichungen führen. [1].
[1] Dörnemann, C.; Gehlen, C.; Steimel, A.: "Untersuchung der elektrischen Feldexposition von Personen in Anlagen der Energieversorgung", Elektrizitätswirtschaft, Jg. 98 (1999), Heft 9, S. 45-49
Begriffsbestimmungen | Anhang 2 |
In den in der BG-Regel enthaltenen Begründungen und Erläuterungen werden neben den Begriffsbestimmungen des § 2 der Unfallverhütungsvorschrift folgende Begriffe verwendet:
Siehe auch DIN VDE 0848-1 "Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern; Teil 1: Definitionen, Mess- und Berechnungsverfahren".
1 EM-Felder
sind elektrische, magnetische oder elektromagnetische Felder, die durch ihre Feldstärke und Phasenbeziehung beschrieben werden und von Quellen (z.B. Antenne, Elektrodenanordnung, Leiter, Spule) verursacht werden. Sie sind Funktionen des Raumes und können statisch oder zeitlich veränderlich sein.
2 Elektrische Feldstärke
2.1 Spitzenwert der elektrischen Feldstärke
Der Spitzenwert der elektrischen Feldstärke stellt den tatsächlich auftretenden maximalen Betrag des elektrischen Feldstärkevektors dar. Er wird aus den Komponenten Ex (̄r, t), Ey (̄r, t) und Ez (̄r, t) der elektrischen Feldstärke gebildet. Die Komponenten sind dabei bezüglich dreier orthogonaler Einheitsvektoren zu ermitteln. Aus den drei Feldstärkekomponenten in zueinander senkrechten Raumrichtungen x, y und z ergibt sich der Spitzenwert der elektrischen Feldstärke an einem Ort 1 zu:
(1) |
statt der Augenblickswerte nur die Spitzenwerte der einzelnen Komponenten der elektrischen Feldstärke bekannt, so lässt sich der Spitzenwert der elektrischen Feldstärke wie folgt abschätzen:
(2) |
Im Gegensatz zu Gleichung (1) bleiben hier die Phasenbeziehungen der Komponenten der elektrischen Feldstärke unberücksichtigt. Aus diesem Grund stellt der nach Gleichung (2) berechnete maximal mögliche Spitzenwert der elektrischen Feldstärke eine obere Abschätzung für den im konkreten Fall auftretenden Spitzenwert der elektrischen Feldstärke dar.
2.2 Effektivwert der elektrischen Feldstärke
Der Effektivwert der elektrischen Feldstärke ergibt sich aus den Effektivwerten der einzelnen Komponenten der elektrischen Feldstärke zu:
(3) |
Gleichung (3) gilt unabhängig von den Phasenbeziehungen zwischen den einzelnen Komponenten der elektrischen Feldstärke.
3 Magnetische Feldstärke
3.1 Spitzenwerte der magnetischen Feldstärke
Der Spitzenwert der magnetischen Feldstärke stellt den tatsächlich auftretenden maximalen Betrag des magnetischen Feldstärkevektors dar. Er wird aus den Komponenten Hx (̄r, t), Hy (̄r, t) und Hz (̄r, t) der magnetischen Feldstärke gebildet. Die Komponenten sind dabei bezüglich dreier orthogonaler Einheitsvektoren zu ermitteln. Aus den drei Feldstärkenkomponenten in zueinander senkrechten Raumrichtungen x, y und z ergibt sich der Spitzenwert der magnetischen Feldstärke an einem Ort 'r zu:
(4) |
Sind statt der Augenblickswerte nur die Spitzenwerte der einzelnen Komponenten der magnetischen Feldstärke bekannt, so lässt sich der Spitzenwert der magnetischen Feldstärke wie folgt abschätzen:
(5) |
Im Gegensatz zu Gleichung (4) bleiben hier die Phasenbeziehungen der Komponenten der magnetischen Feldstärke unberücksichtigt. Aus diesem Grund stellt der nach Gleichung (5) berechnete maximal mögliche Spitzenwert der magnetischen Feldstärke eine obere Abschätzung für den im konkreten Fall auftretenden Spitzenwert der magnetischen Feldstärke dar.
3.2 Effektivwert der magnetischen Feldstärke
Der Effektivwert der magnetischen Feldstärke ergibt sich aus den Effektivwerten der einzelnen Komponenten der magnetischen Feldstärke zu:
(6) |
Gleichung (6) gilt unabhängig von den Phasenbeziehungen zwischen den einzelnen Komponenten der magnetischen Feldstärke.
4 Magnetische Flussdichte
Die magnetische Flussdichte B in T kann über die Formel
B = µ 0 × µ r × H | (7) |
mit | |
µ 0 × 4π × 10-7 Vs/Am | magnetische Feldkonstante |
und | |
µ r | Permeabilitätszahl (für Luft: µ r = 1) |
berechnet werden.
5 Leistungsdichte
Die Leistungsdichte S in W/m2 ist der Quotient aus elektromagnetischer Leistung und einer Fläche senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, durch die diese Leistung hindurchtritt, bzw. das Produkt aus den zur Ausbreitungsrichtung transversalen Feldkomponenten des elektromagnetischen Feldes.
Zulässige Werte für Personen mit Körperhilfen | Anhang 3 |
1 Zulässige Werte für Personen mit Herzschrittmacher
1.1 Allgemeines
Für Personen mit Herzschrittmachern gelten die Festlegungen der Norm E DIN VDE 0848-3-1 "Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern; Teil 3-1 Schutz von Personen mit aktiven Körperhilfsmitteln im Frequenzbereich 0 Hz bis 300 GHz".
2 Zulässige Werte für Personen mit anderen Körperhilfen
In Vorbereitung.
Beispiele für Kennzeichnungen | Anhang 4 |
Warnzeichen:
Warnung vor elektromagnetischem Feld | |
Warnung vor magnetischem Feld | |
Warnung vor elektrischem Feld |
Verbotszeichen:
Verbot für Personen mit Herzschrittmacher | |
Zutritt für Unbefugte verboten |
Hinweiszeichen:
| Bereich erhöhter Exposition mit Aufenthaltsbeschränkung von 2 Stunden pro Arbeitsschicht | |
| Gefahrbereich | |
| Hinweiszeichen mit Angabe des erforderlichen Sicherheitsabstandes |
Zonenkonzept: Beispiel für Kennzeichnung und Sicherung Sicherheitsabstandes
Betriebsanweisungen | Anhang 5 |
Eine Betriebsanweisung gemäß Unfallverhütungsvorschrift "Elekromagnetische Felder" BGV B11 sollte z.B. folgende Punkte berücksichtigen:
Vorschriften und Regeln | Anhang 6 |
Nachstehend sind die in dieser BG-Regel aufgeführten Vorschriften und Regeln zusammengestellt:
1. Gesetze, Verordnungen
Bezugsquelle: | Buchhandel oder Carl Heymanns Verlag KG, Luxemburger Straße 449, 50939 Köln. |
Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG),
Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSGV),
Verordnung über elektromagnetische Felder (26. BImSchV),
Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV).
2. Berufsgenossenschaftliche Vorschriften, Regeln und Informationen für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit
Bezugsquelle: | Buchhandel oder Carl Heymanns Verlag KG, Luxemburger Straße 449, 50939 Köln. |
Unfallverhütungsvorschrift "Grundsätze der Prävention" (BGV A1),
Unfallverhütungsvorschrift "Elektrische Anlagen und Betriebsmittel" (BGV A3),
Unfallverhütungsvorschrift "Sicherheits- und Gesundheitsschutzkennzeichnung am Arbeitsplatz" (BGV A8).
3. Normen
Bezugsquelle: | Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin. |
DIN EN 294 | Sicherheit von Maschinen; Sicherheitsabstände gegen das Erreichen von Gefahrstellen mit den oberen Gliedmaßen, |
DIN EN 954-1 | Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen - Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze, |
DIN 31051 | Instandhaltung; Begriffe und Maßnahmen, |
DIN 32780-100 | Schutzkleidung; Teil 100: Schutz gegen hochfrequente elektromagnetische Felder im Frequenzbereich 80 MHz bis 1 GHz, Anforderung und Prüfung, |
DIN VDE 0228 | Maßnahmen bei Beeinflussung von Fernmeldeanlagen durch Starkstromanlagen, |
DIN VDE 0848-1 | Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern; Teil 1: Definitionen, Mess- und Berechnungsverfahren; 2000-08, |
E DIN VDE 0848-3-1 | Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern; Teil 3-1 Schutz von Personen mit aktiven Körperhilfsmitteln im Frequenzbereich 0 Hz bis 300 GHz; 1999-06 mit Änderung 1 2001-02. |
ENDE |