Эмиссионные требования к дисплеям с электронно-лучевыми трубками

При работе монитор, как и любой телевизор, испускает ряд излучений:

от экрана трубки идет мягкое рентгеновское излучение, которое называется тормозным. Вызывается оно торможением электронного пучка. Понятно, что убрать его полностью невозможно, но уменьшить различными поглощающими слоями, прозрачными для видимых лучей, можно. Кстати, разгоняющее напряжение в монохромных мониторах в три раза меньше, чем в цветных (так как у них только одна электронная пушка), поэтому они гораздо безопаснее с этой точки зрения. Некоторое время назад с излучением боролись съемные защитные фильтры, задерживающие рентген, а заодно повышающие контрастность изображения. Затем стекло экрана монитора стало многослойным, и появился термин low radiation, то есть с низким уровнем излучения. Аналогичный смысл имеет менее распространенный термин low emission. Следует отметить, что в настоящее время все электронно-лучевые трубки выпускаются с условно безопасным уровнем рентгеновского излучения.

многочисленные катушки внутри монитора - катушки строчной и кадровой развертки, силовых трансформаторов и катушки коррекции - генерируют переменное электромагнитное излучение низкой частоты - поле с частотой 15-110 кГц, которое может вредно влиять на здоровье пользователя. Распространяется оно, в основном, в стороны и назад, поскольку экран ослабляет это излучение. Поэтому, кстати, есть определенные правила организации рабочих мест: монитор соседа должен находиться на достаточном удалении. Уменьшение низкочастотного излучения - это сложная инженерная задача, она решается при помощи тщательного экранирования и специальных дополнительных катушек внутри монитора. Выражение low ra-diation относится и к попыткам изготовителя уменьшить эту составляющую излучения монитора.

используемое в электронно-лучевых трубках высокое напряжение приводит к появлению вне монитора электростатического поля, которое по своей природе аналогично создаваемому кинескопами телевизоров. Если в мониторе не применяются специальные технические решения (фильтры), обеспечивающие ослабление внешнего поля, то потенциал накопленного заряда достигает 10-30 кВ. Его можно почувствовать, поднеся руку к карману, - наличие статического электричества приводит к такому же потрескиванию, как при поглаживании кошки. Тело человека может зарядиться до напряжения в несколько киловольт. Уровень заряда зависит от одежды, материала покрытия кресла, волокон, из которых изготовлен ковер, относительно влажности воздуха в помещении и ряда других факторов. Под действием электростатического поля заряженные частицы в зависимости от их знака притягиваются или отталкиваются экраном, причем частицы с положительным зарядом могут попасть в пользователя. Для снятия электростатического заряда на экран наносят специальное антистатическое покрытие, а раньше применялись те защитные экраны. В таблице 1 перечислены основные составляющие компоненты монитора, которые при его включении формируют сложную электромагнитную обстановку.

Таблица 1 - Основные компоненты монитора, создающие электромагнитные поля

По данным российских и зарубежных (в основном шведских) специалистов излучения мониторов могут быть опасными для здоровья, поэтому санитарные нормы развитых стран устанавливают минимальное расстояние от экрана до оператора около 50-70 см (длина вытянутой руки), а ближайших рабочих мест от боковой и задней стенок монитора - не менее 1,5 м, клавиатура и руки оператора также должны быть расположены на максимально возможном расстоянии от монитора. Низко-частотные поля при продолжительном облучении сидящих у монитора людей могут привести к нарушениям самых различных физиологических процессов. К сожалению, сегодня не установлены конкретные количественные связи между уровнями, диапазонами частот излучений ПК и теми или иными заболеваниями. Можно лишь утверждать, что электростатические поля, неизменно существующие у дисплеев с ЭЛТ, безусловно, сказываются на здоровье человека из-за нарушения ионного состава воздуха.

Излучения от 1 Гц до 2 кГц, включая электромагнитные, возникают вследствие работы трансформатора питания постоянного тока, а также из-за вертикальной развертки ЭЛТ. Поля от 2 кГц до 400 кГц возникают в основном из-за строчной развертки ЭЛТ. Процесс подавления электромагнитных полей, излучаемых монитором, реализуется путем экранирования таковых с использованием электропроводящих материалов.

Современные мониторы на электронно-лучевых трубках - в полной ли мере удовлетворяют они действующим в России нормативам безопасности и в полной ли мере обеспечивают условия работы, безопасные для здоровья пользователя ПЭВМ?

На настоящий момент в России действуют все законодательные акты, гарантирующие для потребителя соответствие этих мониторов нормам безопасности, гармонизированным с международными нормативами. Такими нормативными документами являются государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 50948-96 «Дисплеи. Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности» и санитарные нормы СанПиН 2.2.2.542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».

Но является ли это гарантией того, что приобретенный в настоящее время в торговой сети монитор будет реально обеспечивать безопасные условия работы? К сожалению, нет. И здесь идет речь не о покупке продукции с поддельными сертификатами, не о нарушениях в условиях эксплуатации данных технических средств и возникающих в связи с этим проблемами. Вопрос более серьезный. Он связан с нестыковкой требований различных российских нормативных документов системы охраны труда, с нюансами в формулировках требований этих нормативных документов и нюансами введения их (нормативных документов) в действие на территории Российской Федерации.

Первая проблема связана с эффектами нестабильности изображения на экранах мониторов ПЭВМ. Официальное название данного явления - пространственная и временная нестабильность изображения. В таком режиме монитор становится опасным для здоровья пользователя. Причин нестабильности может быть несколько - это и элементарная неисправность мониторов, и влияние собственных магнитных полей звуковых частот в мультимедийных мониторах со встроенными звуковыми колонками. Но на практике часты случаи, когда на рабочем месте заменяется один монитор, второй, третий, а опасная для глаз пользователя нестабильность изображения на экране не исчезает. В этом случае можно однозначно утверждать - причина в высоком уровне внешнего магнитного поля промчастоты 50 Гц в зоне расположения данного рабочего места с ПЭВМ. Фактически прошедший сертификацию и проявивший себя при испытаниях как безопасный монитор становится опасным для здоровья пользователя при использовании его в помещениях с высоким уровнем внешнего магнитного поля и уже не обеспечивает непосредственно на рабочем месте регламентированных требований СанПиН 2.2.2.542-96.

На рисунке 1 представлен механизм влияния магнитного поля на пользователя ПК: 1 - непосредственное влияние магнитного поля на пользователя ПК; 2 - воздействие магнитного поля на электронный луч в трубке монитора, вызывающее нестабильность изображения на экране; 3 - опосредованное влияние на пользователя ПК - заболевание глаз, дискомфорт, повышенная утомляемость.

Рисунок 1 - Механизм опосредованного влияния магнитного поля промчастоты 50 Гц на пользователя ПК

И здесь мы вплотную подходим к обозначенной выше первой проблеме безопасности современных мониторов. Что значит «высокий уровень внешнего магнитного поля», и какими нормативными документами он регламентируется? Проведенные эксперименты показывают, что у 14- и 15-дюймовых мониторов дрожание изображения возникает при значениях внешнего магнитного поля более 1000 нТл (0,8 А/м); для мониторов с размером экрана 17 дюймов и более критическое значение магнитного поля снижается до 500 нТл (0,4 А/м). Причем речь идет именно об экспериментальных исследованиях. Данные нюансы не выявляются (да и не могут быть выявлены) при официальных сертификационных испытаниях мониторов на электромагнитную совместимость (в части требований по восприимчивости их к внешним магнитным помехам). Проверка их устойчивости к воздействию магнитного поля промчастоты 50 Гц с критерием стабильности изображения при таких испытаниях не предусмотрена. Но более серьезна вторая сторона проблемы. Уровни допустимых фоновых магнитных полей промышленной частоты 50 Гц в помещениях регламентированы в России действующими с 1-го января 1999 года санитарными нормами СанПиН 2.2.4.723-98 «Переменные магнитные поля промышленной частоты в производственных условиях». Допустимая норма - 100 тыс. нТл (80 А/м). Исходя из этой нормы проектируются системы энергоснабжения зданий и помещений. Сравнение данной цифры с приведенными выше показывает, что нестабильность изображения на экранах современных мониторов возникает уже при магнитном поле в 100-200 раз меньшем, чем оно (магнитное поле) допускается и может реально существовать в помещениях с компьютерной техникой.

Все это диктует необходимость иного подхода к нормированию фона магнитных полей промчастоты 50 Гц для помещений, предназначенных для эксплуатации компьютерной техники. Как ни печально, но необходима срочная корректировка только что введенных в действие санитарных норм и правил СанПиН 2.2.4.723-98. Требования по допустимым фоновым уровням магнитных полей промчастоты 50 Гц в помещениях, предназначенных для эксплуатации компьютерной техники, должны быть установлены иные (и существенно более жесткие), чем для других производственных помещений. Необходимо также введение при сертификационных испытаниях дисплеев дополнительных проверок по устойчивости их к низкочастотным магнитным полям, пересмотр существующих строительных норм и правил по монтажу систем электропитания в зданиях и помещениях, если они (эти здания и помещения) предназначены для эксплуатации компьютерной техники. По сути дела было бы правильным запрещение эксплуатации рабочих мест с компьютерной техникой в таких помещениях, как потенциально опасных для здоровья операторов ПЭВМ. Однако, законных оснований для этого в настоящее время нет. В данной ситуации не нарушается ни один из действующих в настоящее время в России нормативных документов. Правы производители, выполняющие требования всех нормативных документов, предъявляемых к видеодисплейным терминалам и подтверждающие этот факт получением сертификатов соответствия и гигиенических сертификатов; правы торгующие организации, продающие сертифицированные мониторы; правы строительные организации, осуществляющие монтаж энергосистем зданий в соответствии с действующими санитарными нормами и строительными нормами и правилами. «Крайними» же являются потребители, руководители организаций, которые безо всякой своей вины не могут в такой ситуации обеспечить безопасные условия работы на рабочих местах с компьютерной техникой. Претензий предъявить некому.

В рассматриваемой проблеме важен еще один аспект. При отмеченных выше уровнях магнитных полей промчастоты 50 Гц проявляются эффекты опосредованного влияния этого магнитного поля на оператора ПЭВМ.

Безопасное по уровню в обычных условиях магнитное поле (500-1000 нТл) становится уже опасным для рабочих мест с компьютерной техникой. Наличие механизмов неблагоприятного опосредованного влияния магнитных полей на человека является еще одной отличительной особенностью при использовании видеодисплейных терминалов и ПЭВМ в сфере жизнедеятельности человека по сравнению с использованием им других технических средств.

Вторая проблема безопасности современных мониторов связана с нюансами в сроках введения на территории Российской Федерации нормативных документов по безопасности видеодисплейной техники. Как отмечено выше, требования безопасности к видеодисплейной технике установлены в санитарных нормах и правилах СанПиН 2.2.2.542-96 и государственном стандарте ГОСТ Р 50948-96. Эти нормативные документы введены в действие на территории Российской Федерации в 1996 и 1997 годах, соответственно.

Государственный стандарт ГОСТ Р 50948-96 устанавливает также требования к мониторам при их сертификации на безопасность для потребителя. Однако, для целей сертификации он введен в действие только с 1-го октября 1998 г. Данная дата имеет принципиальное значение. Только с этого момента в России начала проводиться сертификационными испытательными лабораториями обязательная проверка видеодисплейной техники по требованиям безопасности, гармонизированным с международными требованиями. До этого сертификация по требованиям ГОСТ Р 50948-96 не была обязательной - она выполнялась добровольно лишь некоторыми поставщиками мониторов.

На первый взгляд кажется, что ничего опасного в данной ситуации нет. Однако не все так просто. В соответствии с положениями «Системы сертификации» действие выданных ранее сертификатов (до 1-го октября 1998 года) не было отменено. Существуют различные «схемы» сертификации. Сертификаты безопасности (как и гигиенические сертификаты) могут выдаваться как на определенную партию товара, так и на определенный срок (до 3-х лет). То есть, например, фирмы-производители, получившие сертификаты в ноябре 1998 года могли совершенно законно до ноября 2001 года поставлять в Россию и реализовывать на рынках России свою видеодисплейную технику, которая не проходила проверку по тем требованиям безопасности, которые предъявляются к ней сейчас.

Проблема третья: защитный экранный фильтр - нужен ли он для современных мониторов на электронно-лучевых трубках? Общепринятое на настоящий момент мнение

однозначно - нет, не нужен, а если и нужен, то не фильтр с защитой от электромагнитных полей, а обычный антибликовый. Данное общепринятое мнение основано на общеизвестном (в общем-то, верном) факте, что у дисплеев на электронно-лучевых трубках благодаря усилиям их производителей в последнее время существенно снизились уровни электромагнитных полей. Это подтверждается и результатами многочисленных независимых сертификационных испытаний.

Однако при изменении характера изображения на экране дисплеев уровни их электромагнитных полей могут изменяться более чем в десять раз.

Таблица 2 - Результаты измерений полей одного из типов современных дисплеев при различном характере изображения на экране

Причем данные эффекты в значительно большей степени проявляются у современных дисплеев, характеризующихся высокой четкостью воспроизведения картинки на своем экране.

Причина подобного явления заключается в том, что экран дисплея создает не только классически известный электростатический потенциал, с которым борются (и успешно) разработчики дисплеев, но и переменное электрическое поле. Данное переменное электрическое поле при определенном характере изображения на экране может значительно превышать поля, создаваемые другими элементами как в низкочастотном диапазоне (5 Гц - 2 кГц), так и в более высокочастотном диапазоне (2-400 кГц).

Предлагаемые методы решения данных проблем

Наиболее сложна для решения и зачастую требует значительных финансовых затрат первая проблема. Вопрос можно решить путем замены мониторов на электронно-лучевых трубках на другие типы мониторов, не подверженные воздействию данного внешнего фактора. Необходимо проявлять осторожность при установке в помещении, где эксплуатируется компьютерная техника, дополнительного оборудования со значительным энергопотреблением (кондиционеры, электронагреватели и т. п.). Не рекомендуется располагать рабочие места с ПЭВМ вблизи энергокабелей, посредством которых питаются другие организации.

Можно избежать и второй проблемы и не совершить ошибки в приобретении в торговой сети монитора, не соответствующего действующим в настоящее время в России требованиям безопасности. При приобретении монитора необходимо тщательно проанализировать сертификат безопасности (сертификат соответствия в системе сертификации ГОСТ Р) на данный монитор. Если в этом сертификате есть ссылка на соответствие монитора требованиям ГОСТ Р 50948-96 - все в порядке.

И, наконец, третью проблему можно решить путем установки на экран монитора защитного экранного фильтра. Результаты исследований показывают (см. выше), что таким образом Вы полностью обеспечите безопасную работу на Ваших компьютерных рабочих местах с современными дисплеями на электронно-лучевых трубках в любых режимах их работы и при любом характере отображаемой на них информации.