Методы / Мельникова1

Классификация помещений по степени опасности поражения людей электрическим током

21

Примечания к табл. 1.7

1.При определении наличия того или иного признака опасности в данном помещении следует руководствоваться также данными табл. 1.6.

2.К помещениям без повышенной опасности относятся сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха, изолирующими полами (например деревянными), имеющие очень мало заземленных предметов. Примером помещений без повышенной опасности могут служить обычные жилые комнаты, конторы, лаборатории, а также некоторые производственные помещения.

3.Примером помещений с повышенной опасностью могут служить лестничные клетки различных зданий с проводящими полами, мастерские по механической обработке дерева, даже если они размещены в сухих отапливаемых зданиях с изолирующими полами, поскольку там имеется возможность одновременного прикосновения к корпусу электродвигателя

изаземленному станку и т.п.

4.Особо опасными помещениями являются большая часть производственных помещений, в том числе все цеха машиностроительных и металлургических заводов, электростанций и химических предприятий, водонасосные станции, помещения аккумуляторных батарей, гальванические цехи и т.п. К особо опасным помещениям приравниваются территории размещения наружных электроустановок: трансформаторов, переключателей.

Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Напряжение прикосновения Uпр и сила тока I, протекающего через тело человека при нормальном режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл. 1.8.

Таблица 1.8

Допустимые напряжение Uпр прикосновения и токи для продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки

Разбор ситуации (вопрос 12), когда фазный провод в результате обрыва падает на землю. Нейтраль источника тока заземлена. Можно ли считать, что на схеме, приведенной на рис. 1.17, человек попадает под линейное напряжение Ubc?

22

Из рис. 1.17 следует, что при условии R0 + Rз << Rh ток короткого замыкания на землю

Напряжение поврежденной фазы b относительно земли

Напряжение исправных фаз относительно земли

Приведенный анализ показывает, что 1) в сети с заземленной нейтралью короткое замыкание какой-либо фазы на землю мало изменяет напряжение исправных фаз относительно земли и 2) можно считать, что человек, касающийся исправной фазы, попадает не под линейное, а практически под фазное напряжение.

а

b

с

I3

Рис. 1.17. Схема включения в сеть человека, стоящего на земле и коснувшегося неповрежденной фазы а (поясняющая схема к вопросу 12)

Пример. Дана трехфазная цепь 380 / 220 B, Rз = 18 Ом, R0 = 4 Ом,

Iз = 4220+18 =10 А,

23

тогда

Ub =10 18 =180 B и U0 =10 4 = 40 B ,

Uc =Uà = 2202 + 402 + 220 40 = 242 В.

Полученная величина Uc = Ua = 242 В ближе к фазному напряжению (220 В), чем к линейному (380 В). См. также в разделе «Экспериментальное исследование» задание 6 на стр. 9.

Физиологическое действие электрического тока состоит в воз-

действии его на нервную систему и сердечную деятельность. При протекающих через человеческое тело токах в несколько десятков миллиампер возможен паралич дыхания, затем паралич сердца и смерть. При воздействии высокого напряжения (и, следовательно, больших токов) возникают ожоги и происходит распад тканей. Электрическое сопротивление тела человека при сухой неповрежденной коже находится в пределах 10–100 кОм. При влажной коже оно может снизиться до 1 кОм. При нарушении внешнего рогового слоя кожи сопротивление уменьшается до 0.8 кОм. В местах расположения акупунктурных точек на коже сопротивление еще ниже. Приведенные выше значения сопротивления тела человека получены с помощью электродов с поверхностью 5 см2.

На практике известны случаи травм со смертельным исходом на электроустановках с малым напряжением (U < 42 В). Дело в том, что в этих случаях электрическая цепь замыкалась через акупунктурные точки на коже человека. Эти участки кожи обладают небольшим электрическим сопротивлением (и, следовательно, опасно увеличивается сила тока через тело человека и при небольших напряжениях). Кроме того, раздражение малыми токами, например, каротидного синуса в районе шеи приводит к шоку, а раздражение блуждающего нерва – к остановке сердца, раздражение дыхательных центров нервной системы – к остановке дыхания, асфиксии, удушью.

В расчетах по электробезопасности сопротивление тела человека принимают равным 1 кОм.

24

Лабораторная работа №2. обеспечение комфортных условий жизнедеятельности на рабочем месте и в жилом помещении

Практическая часть

Содержание работы. Исследование параметров микроклимата на рабочем месте. Системы обеспечения микроклимата. Измерение мощности эквивалентной дозы γ-излучения естественного радиационного фона (ЕРФ) на рабочем месте. Косвенная оценка качества воздуха в помещении по содержанию в нем углекислого газа.

Цель работы. Освоение методик определения параметров микроклимата на рабочем месте и оценки их соответствия санитарным нормам. Освоение методики и определение мощности дозы естественного радиационного фона на рабочем месте и оценка ее соответствия радиационным нормам. Освоение методики и определение концентрации углекислого газа в воздухе помещения.

Приборы и вспомогательные материалы: аспирационный пси-

хрометр и психрометрические таблицы; термоанемометр ЭА-2М; барометр-анероид; дозиметр-радиометр ИРД-02Б1; медицинский шприц на 80 мл; свежеприготовленный 0.005 % водный раствор соды Na2CO3, подкрашенный индикатором фенолфталеином, 100 мл; номограмма для определения эффективной температуры по показаниям сухого и мокрого термометров и скорости ветра; калибровочные кривые для определения температуры воздуха и скорости ветра по показаниям термоанемометра.

Порядок выполнения работы

1.Определятся температура воздуха на рабочем месте с помощью ртутного термометра. Соответствует ли температура на рабочем месте гигиеническим нормам (с учетом тяжести работы и сезона).

2.Определяется относительная влажность воздуха с помощью аспирационного психрометра и психрометрических таблиц. Соответствует ли относительная влажность гигиеническим нормам.

3.С помощью термоанемометра определяется скорость и направление ветра. Соответствует ли скорость ветра на рабочем месте гигиеническим нормам.

4.С помощью номограммы (рис. 2.12) определяется эффективная температура воздуха на рабочем месте, используя показания сухого и влажного термометров и скорости ветра. Попадают ли параметры микроклимата на рабочем месте студента в зону комфор-

25

та. Если не попадают, то какие параметры микроклимата нужно изменить и как, чтобы улучшить положение.

5.С помощью дозиметра-радиометра ИРД-02Б1 измеряется мощность эквивалентной дозы ионизирующего γ-излучения на рабочем месте. Сильно ли она отличается от мощности эквивалент-

ной дозы естественного радиационного фона в районе г. Обнинска

( ≈ 0.1 мкЗв/ч).

6.Измеряется концентрация углекислого газа в помещении. Используя полученный результат, оцените санитарное состояние воздуха в аудитории с точки зрения наличия в нем вредных газообразных продуктов жизнедеятельности человека (их более двухсот).

Описание приборов. Определения используемых понятий

Аспирационный психрометр

Действие психрометра основано на существовании определенной зависимости между относительной влажностью воздуха и разностью показаний сухого ТС и мокрого Тм термометров (см. формулу (2.1)). Сухой термометр показывает температуру воздуха, мокрый термометр – температуру влажной тряпочки, обернутой вокруг баллончика со ртутью. В результате испарения воды температура влажной тряпочки тем сильнее отличается от температуры воздуха, чем меньше его относительная влажность. Скорость испарения (а, следовательно, и уменьшение температуры жидкости) увеличивается при уменьшении относительной влажности воздуха и при увеличении скорости ветра над поверхностью испаряющейся жидкости. В бытовых психрометрах скорость ветра не контролируется и поэтому определение относительной влажности с помощью этих приборов имеет повышенную погрешность. В аспирационных психрометрах с помощью вентилятора поддерживается определенная скорость потока измеряемого воздуха над поверхностью влажной тряпочки, и именно для этой скорости в психрометрической формуле (2.1) определен психрометрический коэффициент 0.5.

Абсолютная и относительная влажности воздуха

Формула для расчета относительной влажности В по показаниям аспирационного психрометра, в котором поддерживается постоянная объемная скорость (или линейная скорость u) продуваемого воздуха через каналы с сухим и мокрым термометрами, имеет вид

26

где ТС – показания сухого термометра °С; Тм – показания мокрого термометра °С; Р – атмосферное давление, мм рт. ст.; 755 – усредненное по времени атмосферное давление в Московской области, мм рт. ст.; Р(Н2О,ТС) – парциальное давление паров воды во влажном воздухе при температуре ТС, мм рт.ст.; PS(Н2О,ТС) – парциальное давление насыщенных паров воды в воздухе при температуре ТС, мм рт.ст., значения PS(Н2О, ТС) см. в табл. 2.1; 0.5 – психрометрический коэффициент, мм рт.ст. / °С.

В соответствии с (2.1), если ТМ → TC, то В → 100%.

Если ТС – ТМ = const, но Р увеличивается, то В уменьшается.

В расположенной на лицевой панели бытового психрометра психрометрической таблице для приближенного определения В с помощью показаний TC и ТМ нет информации об атмосферном давлении Р и о линейной скорости u воздуха около баллончика со ртутью мокрого термометра, т.е. данные этой таблицы предполагают, что B = f (TC, TM) и не зависит от Р и от u.

Сравним результаты определения относительной влажности с помощью аспирационного и бытового психрометров в предположении, что и тот и другой показывают одинаковые значения ТС и ТМ (что возможно, если одинаковы u и Р).

Пусть

ТС = 20 оС, ТМ = 16 оС, Р = 760 мм рт. ст.; PS(Н2О, 20 оС) = 17.54 мм рт.ст. (табл. 2.1); PS(Н2О, 16 оС) = 13.63 мм рт.ст. (табл. 2.1).

По формуле (2.1) находим

Впсихрометрической таблице на лицевой панели бытового психрометра дано значение В = 63 %.

Втабл. 2.2 дано В = 66 %. Как видно, бытовой психрометр дает заметную погрешность при измерениях влажности (относительная погрешность 5 % в разобранном примере).

27

Полупроводниковый термоанемометр типа ЭА-2М

Термоанемометр предназначен для измерения температуры, скорости и направления воздушных потоков в производственных

Принцип действия и схема прибора ЭА-2М

В приборе используется зависимость электрического сопротивления терморезистора (термосопротивления) от его температуры. Сопротивление терморезистора определяется с помощью измерительного моста постоянного тока (рис. 2.1). В приборе в качестве терморезистора Rt используется платиновая проволочка диаметром

0.01–0.15 мм.

u Rt

Рис. 2.1. Упрощенная электрическая схема прибора ЭА-2М

При определении температуры воздуха терморезистор не подогревается, его температура должна совпадать с температурой воздуха.

При определении скорости воздушного потока терморезистор подогревается электротоком до температуры большей, чем температура окружающей среды (до 500 °С при отсутствии ветра). На

28

рис. 2.1 схема подогрева термосопротивления, используемая при измерении скорости ветра, не показана.

Набегающий поток воздуха охлаждает терморезистор тем сильнее, чем больше его скорость. Зависимость силы тока I (по показаниям прибора) от скорости u охлаждающего нить потока имеет вид

т.е. чем больше u, тем меньше I.

Датчик прибора представляет собой штангу с ручкой на одном конце и терморезистором − на другом. Терморезистор можно изолировать от окружающего воздуха заслонкой (датчик открыт или закрыт).

Последовательность операций при измерении температуры воздуха прибором ЭА-2М (рис. 2.2).

1. Датчик с терморезистором закрыть и расположить горизонтально.

2

Рис. 2.2 Внешний вид лицевой панели термоанемометра ЭА-2М:

1 – гнездо для подключения датчика с терморезистором, 2 – клеммы для подключения внешнего источника постоянного тока

2.Переключатель П2 перевести в положение «Т» (температура).

3.Переключатель П1 перевести в положение «Контроль».

4.Ручкой резистора «Напряжение» установить стрелку миллиамперметра в положение 50 мА.

5.Переключатель П1 перевести в положение «Измерение».

6.Открыть датчик и через 10 секунд снять показания миллиамперметра.

7.По калибровочному графику определить температуру. Калибровочный график приведен на рис. 2.7.

Последовательность операций при определении направления и скорости ветра.

29

1.Датчик закрыть и расположить горизонтально.

2.Переключатель П2 перевести в положение «А».

3.Переключатель П1 перевести в положение «Контроль».

4.Ручкой резистора «Напряжение» установить стрелку миллиамперметра в положение 50 мА.

5.Переключатель П1 перевести в положение «Измерение».

6.Ручкой резистора «Подогрев» установить стрелку миллиамперметра в положение 50 мА. При этом резистор нагревается до

температуры 500 °С в условиях неподвижной газовой среды (датчик закрыт).

7.Открыть датчик и соориентировать его в пространстве таким образом (перпендикулярно к вектору потока), чтобы получить максимальноеотклонение стрелки миллиамперметраотположения 50 мА.

8.По калибровочному графику (рис. 2.7) определить линейную скорость воздушного потока. По ориентации датчика определить направление потока.

Методику косвенной оценки загрязнения воздуха в помещении продуктами метаболизма см. в приложении 1.

Методику определения мощности эквивалентной дозы γ-излу- чения на рабочем месте см. в приложении 2.

Вопросы

Ответить на вопросы, используя лекции или данное методическое пособие.

1.Приведите классификацию видов вентиляции по трем признакам: 1) способ перемещения воздуха; 2) направление потока воздуха; 3) зона действия вентиляции (рис. 2.8).

2.К каким видам относятся 1) вентиляция аудитории 2-310 (в стенах есть два вентиляционных отверстия: для приточной вентиляции (ПВ) и для вытяжной вентиляции (ВВ); 2) вентиляция в лаборатории химии (есть вентиляционные отверстия ПВ и ВВ и есть вытяжные шкафы); 3) вентиляция на кухне студенческой столовой (есть вентиляционные отверстия ПВ и ВВ и есть вытяжные кожухи над плитами)?

3.Приведите схемы приточной, вытяжной, приточно-вытяжной,

общеобменной, локальной (местной) вентиляции (рис. 2.9−2.11).

30