Общие положения

Воздействие опасных и вредных производственных факторов на рабочих и служащих предприятий требует разработки мероприятий по технике безопасности; мер, обеспечивающих производственную санитарию и гигиену труда; рекомендаций по профилактике пожаров и взрывов. Разработка комплекса защитных мероприятий должна быть обоснована расчетами, выполненными в соответствии с действующими нормативными и нормативно-техническими документами.

Методические указания по проведению практических занятий по дисциплине «Основы охраны труда» включают в себя: расчеты коэффициентов частоты и тяжести травматизма; вентиляционных систем; нормирования и расчета естественного и искусственного освещения производственных помещений; расчета параметров электрического тока при одно- и двухфазном замыкании цепи через тело человека; защитного заземления; метода экспериментального определения вероятности возникновения пожаров в электрических изделиях; списка нормативной и нормативно-технической литературы.

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей и форм обучения факультета компьютерной и электронной техники и служат целям более глубокого усвоения теоретического материала, излагаемого в лекциях, расширения и углубления познания комплексного представления об основах охраны труда.

Пратические занятия

1. Показатели производственного травматизма и профессиональных заболеваний Расчет коэффициентов частоты и тяжести травматизма.

Промышленность характеризуется большим разнообразием условий производства и труда, поэтому и характер травматизма и профессиональных заболеваний на различных предприятиях неодинаков.

Для того, чтобы можно было проанализировать деятельность предприятий в области создания безопасных и здоровых условий труда существует единый порядок отчётности о пострадавших при несчастных случаях, связанных с производством, а также о профессиональных заболеваниях. В соответствии с этим каждое предприятие и соответствующие органы здравоохранения один раз в год представляют в свой вышестоящий орган и Статистическое управление данные об абсолютном числе происшедших несчастных случаев и профессиональных заболеваний.

Абсолютное число несчастных случаев не даёт полного представления об уровне и динамике травматизма, так как число работающих на различных предприятиях неодинаково. Поэтому для правильного суждения о травматизме и заболеваемости на предприятиях пользуются относительными показателями: коэффициентами частоты К_Ч и тяжести К_Т травматизма. На практике коэффициент частоты травматизма определяют числом несчастных случаев, приходящихся на 1000 работающих:

где Н – число учтённых случаев, приведших к потере трудоспособности;

Р – среднее списочное число работающих за отчётный период.

Коэффициент частоты не характеризует тяжести травматизма. Возможно такое положение, когда на одном предприятии большинство случаев имеет лёгкий исход, а на другом – все случаи тяжёлые. Поэтому вводится ещё коэффициент тяжести травматизма, который характеризует среднюю потерю трудоспособности в днях на одного пострадавшего за отчётный период:

где Д – общее число рабочих дней, потерянных за отчётный период (в учтённых случаях);

Н – число учтённых несчастных случаев, вызвавших потерю трудоспособности.

Кроме показателей К_Ч и К_Т в статистической отчётности по травматизму предусмотрен учёт по основным причинам несчастных случаев и видам травмирующего фактора. К основным причинам несчастных случаев относят:

Конструктивные недостатки машин, механизмов, оборудования, приспособлений и инструментов, оградительных и предохранительных приспособлений и устройств на машинах и другом оборудовании и т. д.

Неисправность машин, оборудования, механизмов, приспособлений и инструментов, автомобильного транспорта, грузоподъёмного оборудования, тракторов, комбайнов, скреперов и т. д.

Неудовлетворительное техническое состояние зданий, сооружений и их элементов.

Несовершенство технологических процессов.

Нарушение технологических процессов, в том числе из-за отсутствия необходимой технологической документации.

Нарушение правил дорожного движения водителями транспорта предприятий и организаций, машинистами, трактористами, машинистами предприятий и организаций.

Неудовлетворительная организация работ (включая нарушения режимов труда и отдыха).

Неудовлетворительная организация и содержание рабочих мест, территории, проездов, проходов, мест отдыха.

Нарушение правил техники безопасности администрацией.

Неприменение средств индивидуальной защиты из-за неисправности, несоответствия или отсутствия спецодежды, спецобуви и средств индивидуальной защиты.

Недостатки в обучении и инструктировании работающих по безопасным приёмам труда.

Использование работающих не по специальности.

Основные виды травмирующего фактора:

приспособления, инструменты, машины, механизмы;

транспортные средства: автотранспорт и грузоподъёмное оборудование;

обрушения, обвалы и падение предметов и их отлетевшие осколки. Обрушения зданий, сооружений и их элементов;

падения человека с высоты (с любой высоты, включая падения с транспортных средств, а также падения в колодец, люк, траншею, яму, канаву);

электрический ток;

термические факторы (взрывы, пламя пожара, расплавленный металл, пар, горячие жидкости, нагретые части оборудования и т.д.);

перемещаемые грузы и предметы;

отравляющие вещества;

животные, пресмыкающиеся и насекомые;

утопление.

Данные об уровне профессиональных заболеваний в абсолютных цифрах поступают в Министерство здравоохранения, где их обобщают по отраслям промышленности из расчёта на 10.000 работающих; затем эти данные направляют в соответствующие министерства и ведомства для принятия мер.

2. Вентиляция Нормирование и расчет воздухообмена по количеству выделяющихся вредностей, избыткам теплоты, влаги.

Вентиляционные системы и их производительность выбира­ют и проектируют на основе расчета необходимого воздухооб­мена.

Согласно СН 245—71 и СНиП 2.04.05.-91, количество возду­ха, обеспечивающее требуемые параметры воздушной среды в производственном помещении, определяют расчетом, исходя из объема газопаровыделений, выделений пыли, избыточного теп­ла и влаги (их принято называть собирательным термином «вредности»). За окончательное потребное количество возду­ха принимают большее, полученное из расчетов для каждого вида вредности.

Объем V (в м³/ч) подаваемого в помещение свежего возду­ха, необходимого для разбавления вредных веществ, выделяющихся в рабочем помещении, до предельно допустимых концентраций, определяется из следующего соотношения:

где G — масса вредных веществ, выделяющихся в рабочее помещение в еди­ницу времени, г/ч;

С_ПДК — предельно допустимая концентрация (ПДК) вред­ных веществ, мг/м³;

С_ПР — содержание вредных веществ в подаваемом воз­духе, мг/м³.

Согласно СН 245—71, величина С_ПР не должна превышать 30% С_ПДК.

Наибольшую сложность представляет определение величи­ны G. Для этой цели на основе натурных наблюдений определены средние удельные газопаровыделения для различных ви­дов оборудования, уплотнительных устройств, арматуры и дру­гих источников выделений при различных эксплуатационных условиях. Кроме того, газопаровыделения могут быть подсчи­таны по эмпирическим формулам. [6]

Предельно валовые выделения вредных веществ G (г/час) не должно превышать

где V_П – объём помещения, м³;

С_ПДК – предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, г/м³;

С_ПР – содержание вредных веществ в подаваемом воздухе, г/м³.

Если в воздухе рабочей зоны выделяется несколько ве­ществ, не оказывающих однонаправленного действия, то коли­чество воздуха допускается принимать по тому вредному ве­ществу, для которого требуется подача чистого воздуха наибольшего объема. Если вредные вещества оказывают одно­направленное действие, то общеобменную вентиляцию рассчитывают суммированием объемов воздуха, необходимых для разбавления каждого вещества в отдельности до его ПДК с учетом загрязнения приточного воздуха.

Объем V подаваемого в помещение свежего воздуха, не­обходимого для удаления избыточного тепла рассчитывают по формуле:

где Q_ИЗБ — избытки тепла в помещении, Вт;

с — массовая удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·К);

р — плотность воздуха, поступающе­го в помещение, кг/м³;

t_Y и t_П — температура удаляемого и приточного воздуха, К.

В производственных условиях воздухообмен обычно рассчи­тывают одновременно по влаге и теплу. Для этого определяют количество поступающих в воздух водяных паров, подсчиты­вают вносимое ими тепло и к нему прибавляют избыточное тепло Q_ИЗБ, поступающее в результате теплоотдачи от других источников.

Объем удаляемого воздуха V_ВЫТ (м³/ч) при расчете местной вытяжной вентиляции принимается в зависимости от характера вредных выделений, а также от скорости и направления их движения.

где F — площадь открытого сечения вытяжного устройства, м²;

v — скорость, движения всасываемого воздуха в этом проеме (принимается от 0,5 до 1,5 м/с в зависимости от токсичности и летучести газов и паров).

В тех случаях, когда количество выделяемых вредных ве­ществ в воздух помещений трудно определить, допускается рассчитывать количество вентиляционного воздуха по кратностям воздухообмена, установленным ведомственными норматив­ными документами.

Санитарными нормами СН-245-71 и СниП2.04.05-91 регламентируется минимальное количество воздуха, подаваемое в производственные помещения в расчете на одного работающего. Это количество зависит от объёма помещения, приходящегося на одного человека. Если этот объём меньше 20 м³, то следует предусматривать подачу наружного воздуха в количестве не менее 30 м³/час на каждого работающего.

В помещениях, где имеются окна или окна и фонари и на одного работающего приходится более 40 м³, при отсутствии вредных и неприятнопахнущих веществ, допускается предусматривать периодически действующую естественную вентиляцию (проветривание).

В помещениях без естественного проветривания объём подаваемого наружного воздуха должен составлять не менее 60 м³/час на одного работающего, но не меньше однократного воздухообмена.

Кратность воздухообмена К показывает, сколько раз в те­чение часа воздух в помещении должен быть заменен пол­ностью

где К— кратность воздухообмена, ч^-1;

V — объем воздуха для вентиляции помещения, м³/ч;

V_П— объем помещения, м³.

Для большинства помещений производств при нормальном ведении технологического процесса К колеблется от 3 до 10.

3. Освещение производственных помещений.

3.1. Естественное освещение. Нормирование и расчет.

Источник естественного (дневного) освещения — солнечная ра­диация, т. е. поток лучистой энергии солнца, доходящей до зем­ной поверхности в виде прямого и рассеянного света. Естествен­ное освещение является наиболее гигиеничным и предусматри­вается, как правило, для помещений, в которых постоянно пре­бывают люди. Если по условиям зрительной работы оно оказы­вается недостаточным, то используют совмещенное освещение.

Естественное освещение помещений подразделяется на боко­вое (через световые проемы в наружных стенах), верхнее (через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах перепада высот здания), комбинированное — сочетание верхнего и бокового освещения.

Систему естественного освещения выбирают с учетом сле­дующих факторов:

назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно-пространственного и конструктивного решения зданий;

требований к естественному освещению помещений, выте­кающих из особенностей технологической и зрительной работы;

климатических и светоклиматических особенностей места строительства зданий;

экономичности естественного освещения.

В зависимости от географической широты, времени года, часа дня и состояния погоды уровень естественного освещения может резко изменяться за очень короткий промежуток време­ни и в довольно широких пределах. Поэтому основной величи­ной для расчета и нормирования естественного освещения внут­ри помещений принят коэффициент естественной освещенности (КЕО) — отношение (в процентах освещенности) в данной точке помещения Е_ВН к наблюдаемой одновременно освещенности под открытым небом Е_НАР.

Нормы естественного освещения промышленных зданий, све­денные к нормированию КЕО, представлены в СНиП II-4—79. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точности делятся на восемь раз­рядов.

СНиП II-4—79 устанавливают требуемую величину КЕО в зависимости от точности работ, вида освещения и географиче­ского расположения производства. В табл. 1. приведены зна­чения КЕО для зданий, расположенных в III поясе светового климата (е_НIII).

Таблица 1. Значения коэффициента естественной освещенности для производственных помещений

Разряд работ	Характеристика зрительной работы		Значение КЕО
	виды работы по степени точности	наименьший paзмер объекта различения, мм	при верхнем или комбинированном освещении	при боковом освещении в зоне с устойчивым снежным покровом на остальной территории СССР
I	Наивысшей точности	менее 0,15	10	2,8/3,5
II	Очень высокой точности	0,15—0,3	7	2,0/2,5
III	Высокой точности	0,3—0,5	5	1,6/2,0
IV	Средней точности	0,5—1,0	4	1,2/1,5
V	Малой точности	1,0—5,0	3	0,8/1,0
VI	Грубая	более 5,0	2	0,4/0,5
VII	Работы со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах	более 0,5	3	0,8/1,0
VIII	Общее постоянное наблюде­ние за ходом производст­венного процесса	-	1	0,2/0,3

Для определения соответствия естественной освещенности в производственном помещении требуемым нормам освещенность измеряют при верхнем и комбинированном освещении — в раз­личных точках помещения с последующим усреднением; при бо­ковом — на наименее освещенных рабочих местах. Одновременно измеряют наружную освещенность и определенный расчет­ным путем КЕО сравнивают с нормативным.

Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов для помещения. Расчет ведут по следующим формулам:

при боковом освещении

при верхнем освещении

где S_О, S_Ф — площадь окон и фонарей, м²;

S_П — площадь пола, м²;

е_Н— нор­мированное значение КЕО;

К_З — коэффициент запаса (К₃=l,2—2,0);

η_О, η_Ф — световые характеристики окна, фонаря;

τ_О — общий коэффициент светопропускания (учитывает оптические свойства стекла, потери света в переплетах, из-за загрязнения остекленной поверхности, в несущих конструкциях, солнцезащитных устройствах);

r₁, r₂ — коэффициенты, учитывающие отражение света при боковом и верхнем освещении;

k_ЗД—1—1,7— коэффициент, учиты­вающий затемнение окон противостоящими зданиями;

k_Ф — коэффициент, учи­тывающий тип фонаря.

Значения коэффициентов для расчета естественного освеще­ния принимают по таблицам СНиП II-4—79.

3.2 Искусственное освещение. Нормирование и расчет.

Расчет электрического освещения выполняют при проектиро­вании осветительных установок для определений общей установленной мощности и мощности каждой лампы или числа всех светильников.

Существует несколько методов расчета освещения, наиболее простой — метод удельной мощности, но он менее точен и им пользуются только для ориентировочных расчетов.

Удельную мощность вычисляют по формуле

где n — число светильников;

Р — мощность лампы, Вт;

S — освещаемая площадь, м².

Значение удельной мощности указано в таблицах справочников по светотехнике в зависимости от типа светильника, его подвеса, площади пола и требуемой освещенности. [13]

Обычно при расчете задаются всеми параметрами установки и числом светильников n, по таблице находят W и выбирают мощность лампы, ближайшей к определяемой из выражения .

Основной метод расчета — по коэффициенту использования светового потока, которым определяется поток, необходимый для создания заданной освещенности горизонтальной поверхности при общем равномерном освещении с учетом света, отраженного стенами и потолком. Расчет выполняют по следующим формулам:

для ламп накаливания и ламп типов ДРЛ, ДРИ и Днат

для люминесцентных ламп

где F — световой поток одной лампы, лм;

Е — нормированная освещённость, лк;

S — площадь помещения, м²;

z — поправочный коэффициент светильника (для стандартных светильников 1,1 — 1,3);

k — коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности при эксплуатации (k=1,1-1,3);

n — число светильников;

u — коэффициент использования, зависящий от типа светильника, показателя (индекса) помещения, отраженности и т. д., нахо­дится в пределах 0,55—0,60;

m — число люминесцентных ламп в светильнике.

Таблица 2. Световые и электрические параметры ламп накаливания (по ГОСТ 2239—79) и люминесцентных ламп (по ГОСТ 6825—74)

Лампы накаливания, 220 В			Люминесцентные лампы
тип лампы	мощность, Вт	световой поток, лм	тип лампы	мощность, Вт	световой поток, лм
В, Б	25	230	ЛДЦ (ЛБ)	15	600 (820)
Б (БК)	40	415 (460)	ЛДЦ (ЛД)	30	1500 (1800)
Б (БК)	60	715 (790)	ЛХБ (ЛТБ)	30	1940 (2020)
Б (БК)	75	950 (1020)	ЛБ	30	2180
Б (БК)	100	1350 (1450)	ЛДЦ (ЛД)	40	2200 (2500)
Б, Г	200	2920	ЛХБ (ЛБ)	40	3000 (3200)
Г	300	4610	ЛД (ЛБ)	65	4000 (4800)
Г	500	8300	ЛДЦ (ЛД)	80	3800 (4300)
Г	1000	18600	ЛХБ (ЛБ)	80	5040 (5400)

После расчета светового потока по табл.2 выбирают бли­жайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощ­ность всей осветительной установки.

По окончании монтажа системы освещения обязательно про­веряют освещенность. Если фактическая освещенность отлича­ется от расчетной более чем на —10 и +20%, то изменяют схе­му расположения светильников или мощность ламп.

4. Электробезопасность Расчет параметров электрического тока при замыкании цепи через тело человека. Расчет защитного заземления.

При работе радиоэлектронной аппаратуры, средств вычислительной техники, а также электроинструмента возможны случаи перехода напряжения на части установок, не находящиеся в нормальных условиях под напряжением. Это происходит вследствие снижения сопротивления изоляции проводов, повреждения их изоляции, а также в результате поломок и аварий. Прикосновение человека к оборудованию или инструменту в этих случаях опасно из-за возможности поражения электрическим током.

Опасность такого прикосновения, оцениваемая величиной тока, проходящего через тело человека, или же напряжением прикосновения, зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали (т.е. заземлена или изолирована нейтраль), степени изоляции токоведущих частей от земли, а также от значения емкости токоведущих частей от­носительно земли и т.п.

Наиболее типичными являются два случая замыкания цепи тока че­рез тело человека: когда человек касается одновременно двух проводов и когда он касается лишь одного провода.

Применительно к сетям переменного тока первую схему обычно на­зывает двухфазным прикосновением, а вторую - однофазным.

Двухфазное прикосновение более опасно, поскольку к телу чело­века прикладывается наибольшее в данной сети напряжение - линейное и поэтому через человека пойдет больший ток:

В сети с линейным напряжением U_Л = 380 В (U_Ф = 220 В) при сопротивлении тела человека R_Ч = 1000 Ом ток через человека будет:

Этот ток для человека является смертельно опасным. При двух­фазном прикосновении ток, проходящий через человека, практически не зависит от режима нейтрали сети. Опасность поражения не умень­шится и в том случае, если человек будет надежно изолирован от земли.

Причинами прикосновения человека к двум фазам являются: рабо­ты под напряжением, применение неисправных индивидуальных защитных средств, эксплуатация электрического оборудования с неогражденными оголенными токоведущими частями и др.

Однофазное прикосновение происходит во много раз чаще, чем двухфазное прикосновение, но является менее опасным, поскольку нап­ряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, т.е. меньше линейного в 1,73 раза. Соответственно меньше оказыва­ется и ток, проходящий через человека. Кроме того, на этот ток большое влияние оказывают режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции проводов сети относительно земли, сопротивление по­ла, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.

В сети с заземленной нейтралью цепь тока, проходящего через человека, включает в себя, кроме, сопротивления тела человека, еще и сопротивление его обуви, сопротивление пола, на котором стоит человек, а также сопротивление заземления нейтрали источника тока. Причем все эти сопротивления включены последовательно.

Тогда ток, проходящий через человека, будет равен

где U_Ф - фазовое напряжение сети, В;

R_Ч - сопротивление тела человека, Ом;

R_ОБ - сопротивление обуви человека, Ом;

R_П - сопротивление пола, Ом;

R_O - сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

В наиболее неблагоприятном случае (токопроводящая обувь - сырая или подбитая металлическими гвоздями и человек стоит на сырой земле или на металлическом полу, т.е. R_ОБ=0; R_П=0; а R_O≤ 100м)

т.е. при однофазном включении ток через человека в 1,73 раза меньше, чем при двухфазном прикосновении.

Однако при этих условиях и однофазное включение является весь­ма опасным, т.к. ток через человека будет

что также смертельно опасно для человека.

В случае если у человека на ногах непроводящая ток обувь (резиновые галоши, R_ОБ=45кОм), и стоит он на изолирующем осно­вании (деревянном полу, R_П=100кОм), то

Этот ток не является опасным для человека, что показывает, ка­кое исключительное значение для безопасности лиц, работающих в электроустановках, имеет непроводящая ток обувь и в особенности изолирующий пол.

В сети с изолированной нейтралью ток, проходящий через чело­века в землю, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, которая в исправном состоянии обладает большим сопротивлением.

Для этого случая ток, проходящий через человека, будет равен

где R_ИЗ - сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли, Ом.

При наиболее неблагоприятном случае, когда человек имеет про­водящую ток обувь и стоит на токопроводящем полу ( R_ОБ= 0 и R_П= 0);

Если U_Ф = 220 В и R_ИЗ= 90 кОм, ток через человека будет

т.е. в сети с изолированной нейтралью условия безопасности находятся в прямой зависимости от сопротивления изоляции проводов относитель­но земли.

Если учесть R_ОБ = 45 кОм и R_П = 100 кОм, то

Таким образом, при прочих равных условиях прикосновение чело­века к одной фазе сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью.

Это справедливо лишь для нормальных (безаварийных) условий ра­боты сетей.

В случае же аварии, когда одна из фаз замкнута на землю, сеть с изолированной нейтралью может оказаться более опасной, т.к. в этом случае напряжение неповрежденной фазы относительно земли может оказаться более опасным и может возрасти с фазного до линейного, в то время как в сети с заземленной нейтралью повышение напряже­ния может быть незначительным.

Выбор схемы сети, а, следовательно, и режима нейтрали источни­ка тока производят, исходя из технологических требований и из ус­ловий безопасности.

Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) предусмотрено при­менение при напряжениях до 1000 В лишь двух схем трехфазных: трехпроводной с изолированной нейтралью и четырехпроводной с заземлен­ной нейтралью.

По технологическим требованиям предпочтение отдается четырехпроводной сети, поскольку она позволяет использовать два рабочих напряжения - линейное и фазное.

По условиям безопасности в период нормального режима работы сети более безопасной является, как правило, сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период - сеть с заземленной нейтралью.

Основными мерами защиты от поражения током являются:

• обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения;

• контроль за состоянием изоляции электроустановок;

• защитное разделение сети;

• применение специальных защитных средств;

• организация безопасной эксплуатации электроустановок;

• устранение опасности поражения током при появлении напряжения на корпусах, кожухах и других нетоковедущих частях электрооборудования и др.

Эта опасность устраняется с помощью

• защитного заземления,

• зануления,

• защитного отключения,

• выравнивания потенциала,

• двойной изоляции, а также благодаря применению малых напряжений.

Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических токоведущих частей, кото­рые могут оказаться под напряжением при замыкании на корпус и по другим причинам.

Задача защитного заземления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим токоведущим металлическим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением. За­щитное заземление применяется в трехфазных сетях с изолированной нейтралью.

Принцип действия защитного заземления - снижение напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением и землей до безопасно­го значения.

Если корпус электрооборудования не заземлен, и он оказался в контакте с фазой, то прикосновение к такому корпусу равносильно прикосновению к фазе. В этом случае ток, проходящий через челове­ка (при малом соприкосновении обуви, пола и изоляции проводов от­носительно земли), может достигать опасных значений.

Если же корпус заземлен, то ток, проходящий через человека при R_ОБ=0, R_П=0, можно определить из уравнения:

где R_З - сопротивление заземления. В соответствии с ПУЭ оно не должно превышать 4 Ом.

При весьма малом значении R_З по сравнению с R_Ч и R_ИЗ, что обычно имеет место в практике, это выражение упростится

Тогда ток через человека будет

Эта величина является безопасной для человека.

Расчет заземляющего контура проводится исходя из условия, что общее сопротивление заземляющего устройства

где R_З - сопротивление заземлителя (стержня, трубы, уголка и т.д.), Ом;

R_П - сопротивление полосы, соединяющей заземлители, Ом;

n - количество заземлителей;

η_З и η_П - коэффициенты экранирования соответственно заземлителя и соединяющей полосы ( η_з= 0,2 ÷ 0,9; η_П=0,1 ÷ 0,7).

Сопротивление заземлителя

где ρ - удельное сопротивление грунта (взять из справочной литературы);

l - длина заземлителя (для труб 2-3 м, для стержней до 10 м), м;

d - диаметр заземлителя (для стержней 0,01 - 0,03 м, для труб 0,03 - 0,05 m);

t - расстояние от середины забитого в грунт заземлителя до уровня земли (необходимо учитывать, что расстояние от верхнего конца заземлителя до поверхности земли должно быть не менее 0,5), м.

Сопротивление полосы, соединяющей заземлители,

где L - длина полосы, соединяющей заземлители (при контурном заземлении она примерно равна периметру производствен­ного здания), м;

b - ширина полосы (0,03 - при прокладке внутри здания и 0,05 - при прокладке вне здания), м;

t - глубина заземления от уровня земли (0,5 м.).

Необходимое число заземлителей

где 4 - допустимое общее сопротивление;

2 - коэффициент сезонности.

В качестве заземляющих проводников допускается использовать различные металлические конструкции: фермы, шахты лифтов, подъем­ников, стальные трубы электропроводок, открыто проложенные стацио­нарные трубопроводы различного назначения (кроме трубопроводов го­рючих и взрывоопасных газов, канализации и центрального отопления),

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

Задача зануления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металличес­ким частям электроустановок, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус. Решается эта задача быстрым отключением поврежденной электроустановки от сети. Так как корпус оказывается заземленным через нулевой защитный провод, то в аварийный период, т.е. с момента возникновения замыкания на корпус и до отключения установки от сети, проявляется защитное свойство этого заземления подобно тому, как это имеет место при защитном заземлении.

Принцип действия зануления - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежден­ную установку от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители; магнитные пускатели с встроенной тепловой защитой; контакторы в сочетании с тепловыми реле; автоматы, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания (к.з.) и от пере­грузки. Зануление применяется в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью.

Назначение нулевого защитного провода в схеме зануления - соз­дание для тока однофазного к.з. цепи с малым сопротивлением, чтобы этот ток был достаточным для быстрого срабатывания защиты. Если же ток срабатывания защиты будет больше тока, проходящего через землю, то отключения не произойдет, и корпус электроустановки будет нахо­диться под напряжением относительно земли до тех пор, пока установ­ку не отключат вручную. При этом возникает угроза поражения людей током в случае прикосновения к поврежденному оборудованию. Чтобы устранить эту опасность, надо обеспечить автоматическое отключение установки, т.е. увеличить ток, проходящий через защиту, что дости­гается уменьшением сопротивления цепи за счет введения в схему за­щитного нулевого провода.

Согласно ПУЭ нулевой защитный провод должен иметь проводимость не меньше половины проводимости фазного провода (). В этом случае ток однофазного к.з. будет достаточным для быстрого отключения поврежденной установки.

В качестве нулевых защитных проводов применяются различные про­водники, металлические конструкции зданий, стальные трубы электро­проводок, трубопроводы и т.п.

Назначение заземления нейтрали - снижение до безопасного значе­ния напряжения относительно земли нулевого защитного провода (и всех присоединенных к нему корпусов) при случайном замыкании фазы на землю.

Занулению подлежат те же металлические конструктивные нетоковедущие части электрооборудования, которые подлежат защитному заземлению: корпуса машин, аппаратов и др. В сети, где применяется зануление, нельзя заземлять корпус приемника, не присоединив его к нулевому защитному проводу.

Одновременное зануление и заземление одного и того же корпуса, а точнее сказать - заземление зануленного корпуса не только не опас­но, а наоборот, улучшает условия безопасности, так как создает до­полнительное заземление нулевого защитного провода.

5. Метод экспериментального определения вероятности возникновения пожара в (от) электрических изделиях

Настоящий метод распространяется на электротехнические изделия, радиоэлектронную аппаратуру и средства вычислительной техники (электрические из­делия) и устанавливает порядок экспериментального определения вероятности возникновения пожара в (от) них.

Параметры и условия испытаний для конкретного изделия должны содер­жаться в нормативно-технической документации на изделие.

5.1. Сущность метода

5.1.1. Метод разработан в соответствии с приложением 5. (ГОСТ 12.1.004-91)

5.1.2. Вероятность возникновения пожара в (от) электрическом (го) изделии(я) является интегральным показателем, учитывающим как надежность (интенсивность отказов) самого изделия и его защитной аппаратуры (тепловой и электрической), так и вероятность загорания (достижения критической температуры) частями изделия, поддерживающими конструкционными материалами или веществами и материалами, находящимися в зоне его радиационного излучения либо в зоне поражения электродугой или разлетающимися раскаленными (горя­щими) частями (частицами) от изделия.

5.1.3. Изделие считается удовлетворяющим требования ГОСТ 12.1.004-91, если оно прошло испытание в характерном пожароопасном режиме и вероятность возникновения пожара в нем (от него) не превысит 10^-6 в год.

Комплектующие изделия (резисторы, конденсаторы, транзисторы, транс­форматоры, клеммные зажимы, реле и т. д.) допускаются к применению, если они отвечают требованиям пожарной безопасности соответствующих нормативно-технических документов и для них определены интенсивности пожароопасных отказов, необходимые для оценки вероятности возникновения пожара в конечном изделии.

5.1.4. Характерный аварийный пожароопасный режим (далее — характерный пожароопасный режим) электротехнического изделия — это такой режим работы, при котором нарушается соответствие номинальных параметров и нормальных условий эксплуатации изделия или его составных частей, приводящий его к вы­ходу из строя и создающий условия возникновения загорания.

5.1.5. Характерный пожароопасный режим устанавливают в ходе предварительных испытаний. Он должен быть из числа наиболее опасных в пожарном отношении режимов, которые возникают в эксплуатации и, по возможности, имеют наибольшую вероятность. В дальнейшем выбранный пожароопасный режим указывают в методике испытания изделия на пожарную опасность.

В зависимости от вида и назначения изделия характерные испытательные пожароопасные режимы создают путем:

• увеличения силы тока, протекающего через исследуемое электрическое изделие или его составную часть (повышение напряжения, короткое замыкание, перегрузка, двухфазное включение электротехнических устройств трехфазного тока, заклинивание ротора или других подвижных частей электрических машин и аппаратов и др.);

• снижения эффективности теплоотвода от нагреваемых электрическим током деталей и поверхностей электрических устройств (закрытие поверхностей горючими материалами с малым коэффициентом теплопроводности, отсутствие жидкости в водоналивных приборах, выключение вентилятора в электрокалориферах и теплоэлектровентиляторах, понижение уровня масла или другой диэлектрической жидкости в маслонаполненных установках, снижение уровня жидкости, используемой в качестве теплоносителя и др.);

• увеличения переходного сопротивления (значение падения напряжения, выделяющейся мощности) в контактных соединениях или коммутационных элементах;

• повышения коэффициента трения в движущихся (вращающихся) элементах (имитация отсутствия смазки, износ поверхностей и т. п.);

• воздействия на детали электроустановок электрических дуг (резкое перенапряжение, отсутствие дугогасительных решеток, выход из строя элементов, шунтирующих дугу, круговой огонь коллектора);

• сбрасывания раскаленных (горящих) частиц, образующихся при аварийных режимах в электроустановках, на горючие элементы (частиц от оплавления никелевых электродов в лампах накаливания, частиц металлов, образующихся при коротких замыканиях в электропроводках, и т. п.);

• расположения горючих материалов в зоне радиационного нагрева, создаваемого электроустановками;

• пропускания тока по конструкциям и элементам, которые нормально не обтекаются током, но могут им обтекаться в аварийных условиях;

• создания непредусмотренного условиями работы, но возможного в аварийном режиме нагрева за счет электромагнитных полей.

5.2. Расчет вероятности возникновения пожара от электрического изделия

5.2.1. Вероятность возникновения пожара в (от) электрических изделий и условия пожаробезопасности (п. 1.3) записывают следующим выражением:

где Q_П.Р. — вероятность возникновения характерного пожароопасного режима в составной части изделия (возникновения КЗ, перегрузки, повышения переходного сопротивления и т. п.), 1/год;

Q_П.З.— вероятность того, что значение характерного электротехнического параметра (тока, переходного сопротивления и др.) лежит в диапазоне пожаро­опасных значений;

Q_Н.З — вероятность несрабатывания аппарата защиты (электрической, тепловой и т. п.);

Q_B —вероятность достижения горючим материалом критической темпе­ратуры или его воспламенения.

5.2.2. За положительный исход опыта в данном случае в зависимости от вида электрического изделия принимают: воспламенение, появление дыма, достижение критического значения температуры при нагреве и т. п.

5.2.3. Вероятность возникновения характерного пожароопасного режима Q_П.Р определяют статистически по данным испытательных лабораторий предприятий-изготовителей и эксплуатационных служб.

При наличии соответствующих справочных данных Q_П.Р может быть определена через общую интенсивность отказов изделия с введением коэффициента, учитывающего долю пожароопасных отказов.

5.2.4. Вероятность (Q_H.3) в общем виде рассчитывается по формуле

где Р — вероятность загрубления защиты (устанавливается обследованием или принимается как среднестатистическое значение, имеющее место на объектах, где преимущественно используется изделие);

λ_э —эксплуатационная интенсивность отказов аппаратов защиты, 1/ч;

λ_р — рабочая (аппаратная) интенсивность отказов защиты, (определяется по теории надежности технических систем), 1/ч;

λ_з—интенсивность отказов загрубленной защиты, 1/ч;

t — текущее время работы, ч.

Для аппаратов защиты, находящихся в эксплуатации более 1,5—2 лет, для расчета (Q_H.₃) может быть использовано упрощенное выражение:

5.2.5. Характерный пожароопасный режим изделия определяется значением электротехнического параметра, при котором возможно появление признаков его загорания. Например, характерный пожароопасный режим — короткое замыкание (КЗ); характерный электротехнический параметр этого режима — значение тока КЗ. Зажигание изделия возможно только в определенном диапазоне токов КЗ. В общем виде:

где N_П , N_Э— соответственно диапазоны пожароопасных и возможных в эксплуатации значений характерного электротехнического параметра.

В случае использования для оценки зажигательной способности электротехнических факторов их энергетических характеристик — энергии, мощности, плотности теплового потока, температуры и т. п. определяется вероятность того, как часто или как долго значение соответствующего энергетического параметра за определенный промежуток времени (например в течение года) будет превышать его минимальное пожароопасное значение. Нахождение минимальных пожароопасных значений производится в ходе выполнения экспериментальных исследований при_: определении Q_B.

5.2.6. Вероятность Q_В положительного исхода опыта (воспламенения, появле­ния дыма или достижения критической температуры) определяется после проведения лабораторных испытании в условиях равенства Q_П.Р=Q_Н.З=Q_П.З=1

где m — число опытов с положительным исходом;

n — число опытов.

В случае принимаютQ_В=1.

При использовании в качестве критерия положительного исхода опыта достижение горючим материалом критической температуры Q_В определяется из формулы

где — безразмерный параметр, значение которого выбирается по табличным данным, в зависимости от безразмерного параметра  в распределении Стьюдента.

где T_К -—критическая температура нагрева горючего материала, К;

Т_СР —среднее арифметическое значение температур в испытаниях в наиболее нагретом месте изделия, К;

σ — среднее квадратическое отклонение.

В качестве критической температуры, в зависимости от вида изделия, условий его эксплуатации и возможных источников зажигания может быть принята тем­пература, составляющая 80 % температуры воспламенения изоляционного (конст­рукционного) материала.

5.2.7. Допускается при определении Q_B заменять создание характерного по­жароопасного режима на использование стандартизованного эквивалентного по тепловому воздействию источника зажигания, т. е. с эквивалентными параметра­ми, характеризующими воспламеняющую способность (мощность, площадь, пери­одичность и время воздействия).

Литература.

1. Денисенко Г.Ф. Охрана труда. – М.: Выс. шк., 1985. – 319 с.

2. Макаров Г.В. Охрана труда в химической промышленности. – М.: Химия, 1989. – 496 с.

3. Охрана труда в электроустановках. Под ред. Князевского Б.А. – М.: Энергоатомиздат, 1983.

4. Техника безопасности в электроэнергетических установках: Справ. пособие / Под ред. П.А.Долина. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 400 с.

5. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 823 с.

6. Эльтерман Е.М. Вентиляция химических производств. – М.: Химия, 1980. – 250 с.

7. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. СН 245-71. – М.: Стойиздат, 1971. – 96 с.

8. СНиП II-4-79. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования.

9. СНиП 2-04-05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 64 с.

10. ГОСТ 12.1.004-91. ССТБ. Пожарная безопасность. Общие требования.

11. ГОСТ 12.1.019-79. ССБТ. Электробезопасность. Общие требования. – М.: Стандарты, 1979. – 4 с.

12. ГОСТ 12.1.030-81. ССТБ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. – М.: Стандарты, 1981. – 9 с.

13. Иванов А.Н., Сапранов В.П. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Охрана труда». Харьков, 1989.

14. Симиков В.Г., Степанян А.А. и др. Методические рекомендации к выполнению раздела «Охрана труда и окружающей природной среды» в дипломных проектах (работах). ДХТИ Днепропетровск, Рубежанский филиал, 1992.

15. Маринина Л.К., Светлова Л.М. и др. Методические указания «К лабораторному практикуму по курсу «Охрана труда» (под ред. проф. Макарова Г.В.). МХТИ им. Д.И.Менделеева, Москва, 1985.

26

3

4

25

5

24

6

23

7

22

8

21

9

20

10

19

11

18

12

17

13

16

14

15

14