5. Нормирование освещённости рабочих мест

Основной целью нормирования освещённости рабочих мест является обеспечение оптимальных условий зрительной работы.

Восприятие наблюдаемого объекта определяется угловым размером объекта различения, контрастом объекта различения с фоном, яркостью фона. Для заданного зрительного восприятия объектов с различными размерами различения яркость должна быть тем больше, чем меньше их угловые размеры и контрасты с фоном.

Из-за трудностей, возникающих при расчёте и измерении яркости, на практике нормирование осуществляется не по яркости, а по освещенности при одновременной регламентации коэффициента отражения фона.

В настоящее время искусственное освещение нормируется согласно Строительным Нормам и Правилам (СНиП 23-05-95 [1]) в зависимости от характеристик зрительной работы: наименьшего размера объекта различения, фона и контраста объекта с фоном. Нормы регламентируют наименьшую освещённость рабочих поверхностей для комбинированного и общего освещения, показатель ослеплённости (P) и коэффициент пульсаций освещённости (K_п).

Согласно СНиП 23-05-95 все зрительные работы по точности разделены на 6 разрядов (табл. 1) в зависимости от наименьшего размера объекта различения при условии, что расстояние между объектом и органами зрения не превышает 0,5 м. Например, при работе с печатным или рукописным текстом объектом различения является буква или символ с наименьшим размером различения, равным толщине самых тонких линий.

Кроме того, предусмотрены: VII разряд – для работ со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах и VIII разряд – для работ, связанных с общим наблюдением производственных процессов.

Первые 5 разрядов зрительных работ СНиП 23-05-95 регламентируют точные работы и, в свою очередь, делятся на 4 подразряда в зависимости от характеристик фона и контраста объекта с фоном.

Таблица 1

Разряды зрительных работ

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы
Наивысшей точности	Менее 0,15	I
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	II
Высокой точности	От 0,30 до 0,50	III
Средней точности	От 0,50 до 1,0	IV
Малой точности	От 1,0 до 5,0	V
Грубая (очень малой точности)	Более 5,0	VI

В табл. 2 приведены нормативные значения минимально допустимых уровней освещенности рабочих поверхностей в производственных помещениях для I – III разрядов.

Определённые по табл. 1 и 2 нормативные уровни освещенности не являются окончательными и могут быть повышены или, наоборот, понижены на один уровень, в зависимости от наличия дополнительных признаков, осложняющих, или облегчающих зрительную работу, или требующих улучшенных санитарных условий.

Повышение или понижение нормативных уровней освещенности осуществляется в соответствии с общей шкалой их значений: 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000 лк.

Нормативные значения освещённости, определённые по табл. 2, следует повышать на один уровень в следующих случаях:

- для зрительных работ I – V разрядов, если продолжительность зрительной работы составляет больше половины рабочего дня;

- при повышенной опасности травматизма, если создаваемая общим освещением освещённость не превышает 150 лк;

- при повышенных санитарных требованиях, если освещённость, создаваемая общим освещением, не превышает 500 лк;

- при работе или производственном обучении подростков, если

Таблица 2

Нормативные уровни искусственного освещения

Разряд и подразряд зритель­ной работы	Контраст объекта с фоном	Характе­ристика фона	Искусственное освещение
			Освещенность, лк			Сочетание нормируе­мых величин P и Kп
			Комбинированное освещение		Общее осве­щение
			Всего	В том числе от общего		P, %	Kп , %
Iа	Малый	Тёмный	5000 4500	500 500	– –	20 10	10 10
Iб	Малый Средний	Средний Тёмный	4000 3500	400 400	1250 1000	20 10	10 10
Iв	Малый Средний Большой	Светлый Светлый Средний	2500 2000	300 200	750 600	20 10	10 10
Iг	Средний Большой “	Светлый “ Средний	1500 1250	200 200	400 300	20 10	10 10
IIа	Малый	Тёмный	4000 3500	400 400	– –	20 10	10 10
IIб	Малый Средний	Средний Тёмный	3000 2500	300 300	750 600	20 10	10 10
IIв	Малый Средний Большой	Светлый Средний Тёмный	2000 1500	200 200	500 400	20 10	10 10
IIг	Средний Большой “	Светлый Светлый Средний	1000 750	200 200	300 200	20 10	10 10
IIIа	Малый	Тёмный	2000 1500	200 200	500 400	40 20	15 15
IIIб	Малый Средний	Средний Тёмный	1000 750	200 200	300 200	40 20	15 15
IIIв	Малый Средний Большой	Светлый Средний Тёмный	750 600	200 200	300 200	40 20	15 15
IIIг	Средний Большой “	Светлый “ Средний	400	200	200	40	15

Примечание. Для разрядов I – III зрительной работы в качестве нормативного может приниматься один из возможных числовых наборов, приведённых в соответствующей строке для каждого из подразрядов.

освещённость, создаваемая общим освещением, не превышает 300 лк;

- при отсутствии в помещении естественного света и при постоянном пребывании там работающих, если освещённость, создаваемая общим освещением, не превышает 750 лк;

- при наблюдении деталей, вращающихся со скоростью не менее 500 об/мин, или объектов, движущихся со скоростью не менее 1,5 м/мин;

- при постоянном поиске объектов различения на поверхностях с площадью не менее 0,1 м²;

- в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.

При одновременном наличии нескольких признаков нормативные значения освещённости следует повышать не более чем на один уровень.

В случае использования ламп накаливания нормативные уровни освещённости следует снижать на один уровень по шкале их значений, определяемых для общего и комбинированного освещения.

При определении нормативных уровней освещённости необходимо иметь в виду, что на рабочем месте может быть несколько объектов различения, “подозреваемых” как элементы, требующие максимальных уровней освещённости для данного рабочего места.

Для определения нормативных уровней освещенности на рабочих местах согласно табл. 1 и 2 необходимо определить:

• наименьший размер объекта различения;

• характеристику фона;

• уровень контраста объекта с фоном;

• разряд и подразряд зрительной работы;

• тип используемого освещения и тип осветительных ламп.

Показатель ослеплённости P от светильников общего освещения не должен превышать значений, указанных в табл. 2.

При питании газоразрядных ламп от сети переменного тока осветительные установки кроме нормативных уровней освещенности должны также удовлетворять требованию приемлемого уровня пульсаций освещенности.

Для общего и комбинированного освещения коэффициент пульсаций освещенности в зависимости от разряда зрительных работ не должен превышать значений, приведенных в табл. 2. Допускается повышение значений коэффициента пульсаций освещенности до 30 % в помещениях, где выполняются работы IV – VI разрядов при отсутствии в них условий для возникновения стробоскопического эффекта.

Экспериментальная часть

Исследование искусственной освещенности производится с помощью измерительного стенда, содержащего набор люминесцентных ламп и ламп накаливания, люксметр и осциллограф для измерения пульсаций светового потока.

Порядок выполнения работы приведен на измерительном стенде.

Содержание отчёта

Отчет должен содержать результаты измерений, необходимые расчёты, графические зависимости и выводы.

Контрольные вопросы

1. Основные светотехнические величины и их характеристики.

2. Особенности субъективного восприятия света.

3. Виды искусственного освещения.

4. Сравнительные характеристики осветительных ламп.

5. Принципы нормирования искусственного освещения.

Библиографический список

1. CHиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. М. 1995.

2. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».

3. Искусственное освещение: Метод. указания к дипломному проектированию /В.Е. Болтнев, Л.Н. Юдаева; РГРТА; Рязань, 2002. (№ 3265)

4. Гуторов М. М. Основы светотехники и источники света. М.: Энергоатомиздат, 1983.

5. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов /Под ред. С.В. Белова. М.: Высшая школа, 2004.

Лабораторная работа № 6

ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА

В ТРЁХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Цель работы: изучить методику оценки и экспериментально оценить опасность поражения человека электрическим током в трехфазных сетях с рабочими напряжениями до 1000 В в различных ситуациях.

Теоретическая часть

1. Трёхфазные сети и их основные характеристики

Т

рёхфазные электрические сети представляют собой совокупность трёх источников напряжения переменного тока (с частотой 50 Гц для промышленного или бытового применения), соединённых по схеме электрической звезды (рис. 1,а), и линий электропередач, необходимых для подключения потребителей электроэнергии.

Рис. 1. Система напряжений трёхфазной электрической сети

Общую точку, соединяющую выводы генераторов напряжения трёхфазной электрической сети (общую точку электрической звезды), называют нейтралью (N) электрической сети, а их другие выводы, к которым подключаются проводники линий электропередач, называют фазами (A, B, C). Напряжения переменного тока, генерируемые каждым источником трёхфазной электрической сети, называются фазными напряжениями (Ú_A , Ú_B , Ú_C).

Напряжения переменного тока фазных источников сдвинуты по фазе друг относительно друга на 120 градусов (векторная диаграмма трёхфазного напряжения на рис. 1,б). Напряжения, действующие между любыми парами фаз электрической сети, называют линейными (Ú_AB, Ú_BC, Ú_CA). При равенстве модулей фазных напряжений (|Ú_A| = |Ú_B| = |Ú_C| = U) равными будут и модули линейных напряжений: |Ú_AB|= |Ú_BC| = |Ú_CA| = U_л = U .

Источниками питания трехфазных сетей служат трансформаторы или генераторы.

Линии электропередач в электрических сетях, подключаемые к источнику трёхфазного напряжения, могут быть воздушного или кабельного типа. В том и другом случае проводники электрической сети линий электропередач обладают некоторым активным и ёмкостным сопротивлением изоляции относительно земли: R_A, R_B, R_C и C_A, C_B, C_C .

В дальнейшем с целью упрощения расчётов будем полагать, что R_A = R_B = R_C = R и C_A = C_B = C_C = C.

Комплексное сопротивление изоляции каждой фазы электрической сети относительно земли определяется как результат параллельного соединения активной R и ёмкостной Z_C = 1/jC составляющих: Z = R || Z_C = R (1 + j R C)^–1 .

Модуль комплексного сопротивления изоляции фазных проводников электрической сети относительно земли определяется по формуле

где  = 2 f ; f = 50 Гц – частота электрической сети.

Ёмкость фаз относительно земли определяется типом линии (воздушная, проводная, кабельная), её длиной, высотой подвеса проводов, толщиной фазной изоляции жил кабеля, диаметром его оболочки, т.е. геометрическими параметрами линии, и не может быть уменьшена. Особенно большой ёмкость фаз может быть в кабельных линиях большой протяженности, при этом соответственно уменьшается величина модуля комплексного сопротивления изоляции фаз и ослабляется ее защитное действие.

В зависимости от вида нейтрали различают два типа трехфазных электрических сетей:

• трёхпроводная сеть с изолированной нейтралью (СИН);

• четырёхпроводная сеть с заземленной нейтралью (СЗН).

Нейтраль в СИН хорошо изолирована от земли.

Нейтраль в СЗН подключена к заземляющему устройству с малым сопротивлением. Согласно требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ) [1] сопротивление заземления нейтрали R₀ в любое время года не должно превышать 4 Ом для фазного напряжения 220 В.

В СЗН четвёртый (нулевой) проводник подключен к нейтрали N и наряду с фазными проводниками A, B и C является рабочим проводником электрической сети.

При анализе опасности поражения человека током в трехфазной сети различают однофазное и двухфазное прикосновение человека. При двухфазном прикосновении человек одновременно прикасается к двум фазам сети и попадает под полное линейное напряжение. При однофазном прикосновении человек, стоящий на основании, электрически связанном с землей, прикасается к одной из фаз сети. В этом случае ток через тело человека зависит от вида нейтрали и режима работы сети.

О бщая схема трёхфазной электрической сети при однофазном прикосновении человека показана на рис. 2, где для случая СИН следует условно полагать R₀  .

Рис. 2. Общая схема трёхфазной электрической сети

В схеме на рис. 2 с помощью трёхпозиционного переключателя S моделируются режим нормальной работа сети (НР) и аварийные режимы (АР1 и АР2), соответствующие замыканию одной из фаз электрической сети на землю через сопротивление R_ЗМ. Возможное прикосновение человека к фазному проводнику на рис. 2 моделируется с помощью сопротивлений тела человека R_h и дополнительного R_доп (включает сопротивления обуви, пола и др.), в сумме составляющих сопротивление R_hп..