Оценка параметров электростатического излучения от производственного оборудования, ПЭВМ и одежды в процессе контроля их биологически допустимых уровней (90

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Транспортные средства и техносферная безопасность»

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ПЭВМ И ОДЕЖДЫ В ПРОЦЕССЕ КОНТРОЛЯ ИХ БИОЛОГИЧЕСКИ ДОПУСТИМЫХ УРОВНЕЙ

Методические указания к лабораторной работе

Составители: В.В. Поляков А.С. Бочарников А.И. Федонов

Липецк Липецкий государственный технический университет

2012

1

Общие указания

Целью лабораторной работы является изучение и практическое усвоение методики исследования и гигиенической оценки параметров электростатических излучений на рабочих местах в производственных условиях, от одежды и на рабочих местах пользователей ПЭВМ в рабочей зоне производственных и офисных помещений.

Осуществляя экспертную оценку рабочего места с точки зрения воздействия электростатических полей от технических устройств на персонал и окружающую среду, необходимо с помощью измерений оценить уровень излучения в расчетной точке, сравнить его с нормами, применить экранирование излучения и проверить его эффективность.

Нормативные значения параметров оценки состояния облучения электростатическим полем назначаются для рабочей зоны, за которую принимают про - странство производственного помещения площадью на одно рабочее место не менее 6 м 2 и объемом не менее 20 м 3 .

Электростатические поля возникают при работе с легко электризующимися материалами и изделиями, а также при эксплуатации высоковольтных электроустановок постоянного тока. Источниками электростатического поля являются видеодисплейные терминалы ПЭВМ и экраны телевизионных приемников на электронно-лучевых трубках, используемые как в промышленности, научных исследованиях, так и в быту.

Воздействие электростатического поля (статического электричества) на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможны механические травмы при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падение с высоты и т.д.

Исследование биологических эффектов показало, что наиболее чувствительны к электростатическому полю центральная нервная система,

3

сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди, работающие в зоне воздействия электростатических полей, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью, неустойчивость показателей пульса и артериального давления.

Данные методические указания содержат описание лабораторного оборудования и средств измерения параметров электростатических излучений, а также порядок выполнения и другие необходимые сведения для проведения лабораторной работы.

Для успешной работы кроме данных методических указаний необходимо изучить материалы лекций по теме лабораторной работы, соответствующие разделам нормативной литературы и других учебников и учебных пособий, рекомендованных для каждой специальности рабочими программами и библиографическим разделом данных методических указаний.

Приступать к выполнению работы разрешается лишь после допуска и получения задания от преподавателя, проводившего занятия.

1. Требования к параметрам электростатических излучений на рабочих местах

Согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» в разделе 3.2 (Предельно допустимые уровни электростатического поля) предписано, что оценка и нормирование электростатических полей (ЭСП) осуществляется по уровню электрического поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника в смену. Уровень ЭСП оценивают в единицах напряженности электрического поля (Е) в кВ/м.

Предельно допустимый уровень напряженности ЭСП (Е ПДУ ) при воздействии 1 ч за смену устанавливается равным 60 кВ/м.

4

При воздействии ЭСП более 1 ч за смену Е ПДУ определяется по формуле

где Е ФАКТ - измеренное значение напряженности ЭСП (кВ/м).

При напряженностях, превышающих 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается.

При напряженностях ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется

Контроль за соблюдением вышеуказанных требований должен осуществляться на рабочих местах персонала: обслуживающего оборудование для электростатической сепарации руд и материалов, электрогазоочистки, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов; обеспечивающего производство, обработку и транспортирование диэлектрических материалов в текстильной, деревообрабатывающей,

целлюлозно-бумажной, химической и других отраслях промышленности; эксплуатирующего энергосистемы постоянного тока высокого напряжения.

В соответствии с СанПиН 2.2.4/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к ПЭВМ и организация работы», приложением 2 (обязательным), таблицей 1 предписано значение напряженности электростатического поля от видеодисплейного терминала не более 15 кВ/м.

СанПиН 2.4.7/1.1.1286-03 «Гигиенические требования к одежде для детей, подростков и взрослых» в разделе 3.3 (Требования к физикогигиеническим показателям), таблица 2, предписывают электризуемость одежды в зависимости от класса (I-IV) соответственно не более 2; 3; 4,5 и 7 кВ/м (I класс – для детей младенческого возраста, IV класс – для детей от 16 лет и взрослых, II и III классы – в промежутке).

5

2. Применяемые приборы и методы измерения

Для измерения параметров электростатических полей в работе на лабораторном стенде применены: источник электростатических излучений – генератор Ван де Граафа (два шкива с диэлектрическим ремнем, приводимые в действие вручную или электромотором); компьютер с электронно-лучевым дисплеем; стальная экранирующая сетка с проводником заземления; штатив для установки измерительного прибора по высотам 0,5, 1,0 и 1,5 м, причем прибор должен иметь возможность измерять электромагнитные поля в трех взаимно - перпендикулярных направлениях по осям X,Y,Z. Схема стенда представлена на рис. 1.

2.1. Измеритель параметров электростатического поля СТ-01

предназначен для измерений напряженности поля при обеспечении контроля за биологически опасными уровнями электростатических полей в соответствии с требованиями вышеуказанных санитарных правил и норм. Применяют измеритель при проведении комплексного санитарно-гигиенического обследования помещений, рабочих мест, детских игрушек и одежды детей, подростков и взрослых.

Диапазон измерения напряженности электростатического поля от 0,3 до 180 кВ/м; пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения напряженности ЭСП 15%; время установления рабочего режима не более 1 мин; длительность непрерывной работы измерителя без подзарядки аккумулятора не менее 6 ч; рабочее напряжение на аккумуляторной батарее (8 1,5) В; мощность измерителя не более 0,6 Вт.

Рабочие условия эксплуатации: температура окружающего воздуха от +5 до 40 0 С; относительная влажность до 90% при температуре окружающего воздуха +25 0 С; атмосферное давление от 70 до 106 кПа.

Предел допустимой дополнительной относительной погрешности при изменениях температуры от +5 до +40 0 С - 5% на каждые 10 0 С.

Время установления показания измерителя при внесении преобразователя напряженности электростатического поля в исследуемое поле, не более 5 с.

6

2.2. Устройство и работа измерителя ЭСП

Измеритель выполнен в виде портативного прибора с автономным питанием. Конструктивно измеритель состоит из преобразователя напряженности электростатического поля, блока управления и сетевого блока питания (рис. 2).

Основным элементом блока преобразования является модулятор, представляющий собой металлическую пластинку (лепесток модулятора), асимметрично закрепленную на оси вращения микроэлектродвигателя и электрически изолированную от оси двигателя. При вращении лепестка модулятора в однородном электростатическом поле потенциал лепестка модулятора относительно земли изменяется по синусоидальному закону с частотой, равной частоте вращения лепестка, а амплитуда этого переменного потенциала пропорциональна проекции напряженности электростатического поля на плоскость вращения. Переменный потенциал через скользящий контакт передается на вход предусилителя. Частота модуляции Fм=35 Гц поддерживается постоянной путем стабилизации скорости вращения микроэлектродвигателя с помощью электронного регулятора скорости.

Блок преобразования выполнен в виде выносной антенны и может подключаться к блоку управления и индикации непосредственно с помощью разъема.

Блок управления и индикации имеет встроенный микропроцессор и размещен в корпусе из алюминиевых сплавов, на котором расположены элементы управления и индикации (см. рис. 2).

С выхода предусилителя переменное напряжение через фильтр, настроенный на частоту Fм=35 Гц, поступает на вход амплитудно-цифрового преобра-

зователя (АЦП) и далее обрабатывается микропроцессором (рис. 3). По выбору пользователя может быть установлен режим непрерывного измерения проекции вектора напряженности электростатического поля на плоскость вращения лепестка модулятора и режим измерения модуля напряженности электростатического поля, включающий измерение трех ортогональных

7

компонент вектора напряженности электростатического поля и последующее вычисление его модуля. Кроме того, предусмотрены режимы, позволяющие контролировать напряжение на аккумуляторной батарее амплитудноцифрового преобразователя.

Режим работы блока управления и индикации устанавливается кнопками посредством меню-организованного интерфейса.

На лицевой панели блока управления и индикации установлены (см. рис. 2): а) жидкокристаллический матричный индикатор; б) гибкая пленочная клавиатура с кнопкой «#» и набором цифр от 0 до 9.

На торце корпуса блока управления и индикации установлены: а) тумблер включения и выключения напряжения ПИТАНИЕ; б) разъем для подключения блока преобразования; в) разъем для подключения сетевого блока зарядки аккумулятора.

Питание всех узлов измерителя осуществляется от автономного источника – 6 аккумуляторов типа GP 85 AAK, расположенных в отсеке,

крышка которого размещена со стороны обратной лицевой панели блока управления и индикации.

После извлечения измерителя из футляра осмотрите его на отсутствие внешних повреждений. ПОМНИТЕ, что к работе с измерителем

допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроизмерительными приборами. Следует соблюдать меры предосторожности при работе вблизи оголенных токоведущих цепей электрических устройств. Во избежание поражения электрическим током запрещается касаться преобразователем напряженности ЭСП или корпусом блока управления индикации электрических цепей под напряжением.

Измеритель является точным прибором и требует бережного обращения. Не допускается деформация лепестка модулятора. Не допускается попадание химически агрессивных жидкостей и их паров на составные части измерителя.

8

Не допускается открывать крышку блока питания БП-ЕИ 220/12 с включенной в сеть вилкой.

Присоедините преобразователь напряженности ЭСП к блоку управления и индикации с помощью разъема с накидной гайкой согласно с расположением ключа разъема. Преобразователь при этом жестко связан с блоком управления.

Включить питание измерителя переключателем ПИТАНИЕ, поставив его в положение «1» (край переключателя с цифрой 1 утоплен). При этом на матричном жидкокристаллическом дисплее (далее мониторе) появится сопровождаемая кратковременными звуковыми сигналами надпись:

St – 01

Readi

00: 00:00

На нижней строке отображается текущее время работы прибора. Долее измеритель автоматически входит в рабочий режим и ожидает команду от пользователя.

Выбор режима работы измерителя осуществляется путем нажатия одной из кнопок 1-9 на лицевой панели (см. рис. 2). Остановка соответствующего режима работы осуществляется при вторичном нажатии данной кнопки.

Контроль напряжения на аккумуляторной батарее осуществляется после нажатия кнопки 4. Режим выполняет вспомогательную функцию и контролирует состояние автономного источника питания. На мониторе фиксируется величина напряжения на аккумуляторной батарее.

Напряжение на аккумуляторной батарее

- 4 – Batt 00:17:45

U (m) = 07,03 B

U (t) = 07,00 B

Battery Control

Рабочее напряжение на аккумуляторной батарее должно находиться в пределах (8,0 1,5) В.

9

Вслучае разряда батареи при уменьшении напряжения питания до значения 6,5 В и менее, следует прекратить работу и подключить измеритель к зарядному устройству, в качестве которого используется блок питания БП-ЕИ 220/12. Установите вилку блока питания в розетку сети переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц, включите в разъем 5 (см. рис. 2) шнур блока питания. При этом независимо от положения переключателя ПИТАНИЕ происходит зарядка аккумулятора. НЕ ДОПУСКАЕТСЯ длительная зарядка батареи свыше 5 часов. Контроль напряжения на батарее осуществляется через 3 мин после включения измерителя при отключенном блоке питания.

Контроль работы АЦП осуществляется после нажатия кнопки 3 (режим 3- Test). На мониторе выводятся показания тест-кода. При нормальной работе преобразователя, значение числа, полученного на мониторе, должно совпадать

впределах погрешности с данными, указанными в паспорте (23262 500).

3.Использование измерителя

Визмерителе предусмотрено два режима работы:

измерение значения проекции вектора напряженности ЭСП на плоскость вращения лепестка модулятора; измерение модуля напряженности ЭСП, включающее измерение трех

ортогональных компонент вектора напряженности ЭСП, с последующим вычислением его модуля.

Результаты измерений напряженности ЭСП выдаются на мониторе в единицах кВ/м (киловольт на метр).

Работа в режиме измерения

1 – Mode 1. Режим непрерывного измерения значения проекции вектора напряженности ЭСП на плоскость вращения лепестка модулятора с последующей индикацией текущего и наибольшего значения из зарегистрированных. Режим целесообразно использовать для общего обследования рабочих помещений: определения среднего уровня напряженности ЭСП в помещении, поиска возможных источников излучения (по увеличению уровня напряженности полей при приближении к источнику).

10