8. Охорона праці

Основною метою розділу охорони праці є уникнення можливості виробничого травматизму, професійних отруєнь і захворювань, пожеж і вибухів, аварій, забруднення довкілля при будівництві та використання об’єкта проектування. У даній магістерській роботі досліджується метод визначення діелектричної проникливості анізотропних матеріалів в діапазонах міліметрових та сантиметрових довжин хвиль для пристроїв телекомунікаційних систем.

Дослідження, що проводяться в дипломі (визначення діелектричної проникливості анізотропних матеріалів в діапазонах міліметрових та сантиметрових довжин хвиль для пристроїв телекомунікаційних систем.) вимагають використання робочого місця, що обладнані ПК та обладнання для експериментів. Тому основний робочий час працівники проводять в приміщені за персональним комп’ютером та вимірювальним обладнанням.

Прикладом робочого приміщення є наукова лабораторія розмірами 3.4х5.2х3.7 м. Виходячи із ДСанПІН 3.3.2.007-98, а також, беручи до уваги характер робіт, відповідно до яких, площа приміщення на одного працівника в приміщенні дорівнює (), приймаємо:

, (8.1)

де – площа приміщення, що відводиться на одного працівника;

–кількість працівників.

Оскільки в приміщенні працює один чоловік, тоді необхідна площа для роботи повинна становити:

; (8.2)

Реальна площа приміщення становить 17.7(при розмірах: довжина –; ширина –; висота –), а отже відповідає вимогам санітарних норм.

На функціональний стан людини (психофізіологічні та емоційні перенапруження, втома, стрес тощо) впливають фізичні фактори виробничого середовища. Всі фактори, які впливають на стан людини, яка працює за комп’ютером, нормуються згідно з «Державними санітарними правилами і нормами роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин» ДСанПІН 3.3.2.007-98, які поширюються на умови й організацію праці при роботі з візуальними дисплейними терміналами (ВДТ) усіх типів вітчизняного і зарубіжного виробництва на основі електронно-променевих трубок (ЕПТ), що використовуються в електронно-обчислювальних машинах (ЕОМ) колективного використання та персональних ЕОМ (ПЕОМ).

Ці правила містять гігієнічні й ергономічні вимоги до організації робочих приміщень та робочих місць, параметрів робочого середовища, дотримання яких дасть змогу запобігти порушенням у стані здоров'я користувачів ЕОМ і ПЕОМ.

При організації робочого місця враховуються дані елементів обладнання в залежності від характеру роботи, яку виконуємо. Робочий стіл має стабільну конструкцію: площина стола складає 180x90 см і регулюватися по висоті в діапазоні 65-85 см, висота від горизонтальної лінії зору до робочої поверхні стола складає 50 см. Під поверхнею стола існує вільний простір для ніг з розмірами по висоті не менш , по ширині –, по глибині –. Висота сидіння регулюється по висоті в межах 42-55 см.

Робочий стілець (крісло) оснащений підйомним поворотним пристроєм, який забезпечує регуляцію висоти сидіння та спинки; його конструкція передбачає також зміну кута нахилу спинки. Підніжка крісла має п'ять опор, щоб запобігти його падінню.

Конструкція робочих меблів (столи, крісла, стільці) забезпечує можливість індивідуального регулювання відповідно зросту працюючого та створювати зручну позу. Предмети праці знаходяться в оптимальній робочій зоні.

Конструкція робочого місця користувача комп’ютера забезпечує підтримання оптимальної робочої пози з такими ергономічними характеристиками: ступні ніг – на підлозі; стегна в горизонтальній площині; передпліччя – вертикально; лікті – під кутом градусів до вертикальної площини; зап’ястя зігнуті під кутом не більшеградусів відносно горизонтальної площини; нахил голови –градусів відносно вертикальної площини. Екран розміщений на відстанівід очей користувача (розмір екрану по діагоналідюймів, частота кадрової розгортки 100 Гц).

Робочі столи розміщено подалі від вікон і таким чином, що вікна знаходяться збоку від працюючих і природне світло падає зліва або справа, – залежно від розташування обладнання. При розміщенні робочого місця поряд з вікном кут між площиною екрану та площиною вікна складає не менше 90⁰.

При організації праці, що пов’язана з використанням ВДТ ЕОМ і ПЕОМ для збереження здоров’я працюючих, запобігання професійних захворювань і підтримання працездатності передбачені внутрішньо змінні режими при 8-годинному робочому дні в залежності від характеру праці:

• для розробників програм — 15 хвилин перерви через кожну годину роботи;

• для операторів ЕОМ — 15 хвилин через кожні 2 години роботи;

• для операторів комп'ютерного набору — 10 хвилин перерви через кожну годину роботи.

У всіх випадках тривалість безперервної роботи з ВДТ не може перевищувати 4 години.

Згідно з ДСН 3.36.042-99 у приміщенні повинні підтримуватися певні метеорологічні умови, що визначаються температурою, відносною вологістю та швидкістю руху повітря. Для робочої зони приміщення оптимальні і допустимі величини температури, відносної вологості і швидкості руху повітря, встановлюються з врахуванням трудоємкості і складності роботи, яка виконується, а також пори року. Робота працівника за комп’ютером належить до групи 1а – легкі роботи. Відповідно до цього вибираємо необхідні метеорологічні умови (Табл. 8.1).

Таблиця 8.1. Оптимальні і допустимі метеоумови.
Період року	Категорія робіт	Температура t,°C		Відносна вологість повітря, %		Швидкість повітря, м/с
		опти-мальна	допус-тима	опти-мальна	допус-тима	опти-мальна	допус-тима
холодний	легка 1а	22-24	21-25	40-60	<75	0,1	<0,1
теплий	легка 1а	23-25	22-28	40-60	<55	0,1	0,1-0,2

Метеорологічні параметри забезпечуються застосуванням автономного кондиціювання. В зв’язку з тим, що жодних шкідливих викидів у приміщенні лабораторії немає, то передбачається природна вентиляція (відповідає вимогам СНіП 2.04.05-86), яка здійснюється через двері.

Для забезпечення заданих в Табл.8.1 оптимальних метеоумов використовується кондиціонер марки Electrolux EACS/I-12HD. Акуратна передня панель виглядає дуже стильно, завдяки чому кондиціонер зможе вписатися в будь-який інтер'єр. Передню панель можна відкрити вгору на великий кут для зручності чищення фільтру. Дизайн настільки ж зручний, наскільки і естетичний. (СНіП 2.04.05-91)

Рис. 8.1. Зовнішній вигляд кондиціонеру Electrolux EACS/I-12HD.

Технічні характеристики кондиціонера: Electrolux EACS/I-12HD Тип: спліт-система; Інвенторна; Режими роботи: ХОЛОДОвиробництво - 3,7 кВт, ТЕПЛОвиробництво - 4,9 кВт, Затрати повітря - 500 м³/ ч, Розміри: висота * ширина * глибина - 240х770х179 мм, вага - 9/36 кг. Сприятливі умови роботи забезпечують як високу продуктивність праці, так і позитивно впливають на психологічний стан людини, на її працездатність і здоров'я. Особливо важливе біологічне і гігієнічне значення для людини має природне освітлення, тому при проектуванні виробничих приміщень важливо передбачити наявність природного освітлення ДБНВ 2.5.-28-2006.

За розрядом зорових робіт робота в лабораторії, де здійснюється збирання та відлагодженя установки для вимірювання, віднесена до робіт середньої точності. Нормована освітленість згідно зі ДБНВ 2.5.-28-2006 „Природне і штучне освітлення. Норми проектування” для даного розряду робіт становить 300 лк, що забезпечується двома вікнами з розмірами 1.8*1.6м. Таким чином, освітлення в денний період забезпечується за допомогою віконних отворів . Для роботи зранку та ввечері і у зимовий період передбачене штучне освітлення, яке забезпечується двома світильниками ПВЛМ 140 з габаритами 600  250  95 мм.

Рис. 8.2. Схема розміщення світильників.

На робочих місцях основними джерелами шуму є вентилятори системного блоку, накопичувачі, принтери ударної дії. Вимоги до шуму визначаються ДСН 3.3.5-037-99 ("Шум. Загальні вимоги безпеки"), а для вібрації – ДСН 3.3.5-039-99 ("Вібрація. Загальні вимоги безпеки"). Бажаний рівень шуму в приміщенні вдень – до 40 дБ.

Шум, вібрація, ультразвук виникають при роботі машинок, принтерів, розмножувальної техніки, обладнання для кондиціонування повітря, а також вентиляторів систем охолодження і трансформаторів.

Так як у лабораторії немає потужних джерел шуму (шум становить приблизно 30 дБ), то немає потреби використовувати будь-які засоби захисту від шуму.

В основному небезпека виникнення пожежі в приміщенні може походити від ПК. Його загорання може бути спричинене коротким замиканням, загоранням ізоляції, вибухом працюючого монітора та іншими несправностями. За вибухопожежною і пожежною небезпекою приміщення і будівлі згідно ДБНВ 2.5.-13-98 поділяються на категорії А, Б, В, Г, Д. Дане приміщення відноситься до категорії В, оскільки в ньому знаходяться тверді горючі матеріали. Проходи між меблями та обладнанням, а також вихід не загромаджують. У випадку виникнення пожежі перш за все треба відключається джерело живлення. Пожежна безпека приміщень визначається особливостями робіт, що в них виконуються, особливостями застосованих речовин і матеріалів.

Рис. 8.3. Символи класів пожеж.

Для даного приміщення встановлена категорія пожежної небезпеки Д при ступені вогнестійкості ІІ (ДБНВ 1.1.7-2002), що дозволяє використовувати будівлі до 10 поверхів, а при одноповерховому варіанті – площа приміщення не обмежується. Пожежа може виникнути внаслідок причин електричного та неелектричного характеру.

До причин електричного характеру відносяться наступні:

• коротке замикання. Струми короткого замикання достатньо великих величин та супроводжуючі їх теплові і динамічні впливи можуть викликати руйнування електрообладнання та ізоляції. Профілактичними заходами від короткого замикання є правильний вибір провідників, деталей і апаратури, своєчасні профілактичні огляди, ремонти та тренування. Для швидкого відключення пристроїв при виникненні короткого замикання в ланцюгах живлення вбудовані плавкі запобіжники;

• перевантаження провідників струмами, що перевищують допустимі по нормах значення. Для уникнення перевантаження підібрані правильні значення поперечного перерізу провідників та контроль за виконанням нормативів по навантаженню, згідно зазначених в документації на обладнання;

• дія дуги та іскріння. Може виникнути в місцях підключення обладнання та механічного під’єднання струмонесучих частин.

Для уникнення нещільних з’єднань необхідна їх перевірка під час проведення профілактичних робіт. У випадку виникнення пожежі застосовують апаратні засоби гасіння пожеж для електроустановок, що знаходяться під напругою.

Порошкові вогнегасники (згідно вимогам ДСТХ 36.75-98)використовуються для гасіння пожеж класів A, B і C (горіння твердих, рідких та газоподібних речовин).

При гасінні пожежі класу А (горіння твердих речовин) вогнегасний порошок необхідно подавати до осередку пожежі, переміщуючи струмінь з боку в бік з метою збиття полум'я. Після того як полум'я збито, треба наблизитись і покрити всю поверхню речовини, що горить, і особливо окремі осередки шаром порошку, при цьому порошок подається переривчастими порціями.

Під час гасіння пожежі класу B (горіння рідких речовин) струмінь порошку спочатку подають на найближчий край, переміщуючи насадок з боку в бік для покриття пожежі по всій ширині. Подачу порошку слід робити безперервно при повністю відкритому клапані, переміщуючись уперед і не залишаючись позаду й з боків непогашеної ділянки, намагаючись постійно підтримувати у зоні горіння порошкову хмару.

Під час гасіння пожежі класу C (горіння газоподібних речовин) струмінь вогнегасного порошку спочатку необхідно спрямовувати в струмінь газу майже паралельно газовому потоку.

Під час гасіння електроустаткування струмінь вогнегасного порошку слід спрямовувати безпосередньо у джерело полум'я.

До початку гасіння знеструмити електроустаткування.

Рис. 8.4 . Рекомендації щодо застосування порошкових вогнегасників.

Електрична пожежна сигналізація використана для швидкого оповіщення пожежної охорони про виникнення пожежі в приміщенні. Система електричної пожежної сигналізації виявляє початкову стадію пожежі і оповіщає про місце її виникнення, а також автоматично вмикає стаціонарні установки гасіння пожеж. Вона складається з оповіщувачів-давачів, приймальної станції, джерела напруги і електричної мережі, яка з’єднує оповіщувач з приймальною станцією.

Використовуються оповіщувачі ручної та автоматичної дії. Ручні оповіщувачі кнопкової дії ПКИЛ‑7 розташовані у примітних місцях. Для виклику пожежної команди треба розбити скло на корпусі оповіщувача і натиснути кнопку, таким чином буде подано сигнал про пожежу.

Автоматичні оповіщувачі здійснюють посилку сигналу при різних ознаках пожеж. В приміщенні розміщуються оповіщувачі типу АТИП‑3, в них замикання відбувається в наслідок теплової деформації біметалічних пластинок. Вони працюють при заданій температурі 80 - 100 C^o і мають розрахункову площу обслуговування в приміщеннях до 15м². Таким чином, необхідна кількість таких оповіщувачів становить 1 шт.

Рис. 8.5. План евакуації при виникненні пожежі.

–шлях евакуації;

–вогнегасник;

–телефон;

–пристрій пожежної сигналізації;

–ручний вмикач пожежної сигналізації;

–пожежний щит.

Дисплеї сучасних комп’ютерних моніторів на основі ЕПТ є джерелом випромінювання електромагнітного спектра: рентгенівського та електромагнітного.

Існуючими нормами встановлено граничні допустимі рівні випромінювання ЕПТ:

– експозиційні дози рентгенівського випромінювання на відстані 5 см від екрану становлять 0,1 мбер/год = 100 мкР/год;

– допустима поверхнева кількість потоку енергії (інтенсивність потоку енергії) для різних типів УФ випромінювання становить:

• для УФ-С – 0,001 Вт/м²;

• для УФ-В – 0,01 Вт/м²;

• для УФ-А – 0,10 Вт/м²;

• для видимих випромінювань – 10,0 Вт/м²;

• для інфрачервоних випромінювань – 35,0 – 70,0 Вт/м²;

– електростатичність поверхневого потенціалу відеотерміналу – 500 В;

• напруженість електростатичного поля – 20 кВ/м.

Вміст озону в повітрі робочої зони не повинен перевищувати 0,1 мг/м³, вміст оксидів азоту — 5 мг/м³, вміст пилу — 4 мг/м³.

ЕПТ сучасних моніторів не перевищують допустимих норм. В ході виконання науково-дослідної роботи використовувався монітор моделі Samsung SyncMaster 940NF, що має сертифікат відповідності стандарту TCO’03, а отже, випромінювання даного монітору не перевищує допустимих норм.

В даній дипломній роботі застосовується випромінювач на діодах Ганна, робота якого пов'язана з утворенням випромінювань в діапазоні міліметрових хвиль. Робота персоналу по обслуговуванню установки в склад якої входить ПА, а також осіб, які знаходяться поблизу цієї установки, пов'язана з впливом цих випромінювань на організм людини. Тому питання захисту від шкідливої дії випромінювання набувають особливого значення. Випромінювання відбуваються на частоті 28ГГц з гостронапрямленою діаграмою направленості. Тому в даному розділі необхідно вжити ряд заходів по захисту від електромагнітного випромінювання.

Випромінювання на частоті f=28ГГц (мм) відноситься до випромінювання у міліметровому діапазоні.

Робочі місця обслуговуючого персоналу можуть опинитися в наступних зонах ЕМП: ближній, проміжній і дальній, в залежності від частот електромагнітного поля, параметрів і типів системи, яка випромінює та віддалі від джерела випромінювання до робочого місця.

При спрямованому випромінюванні для параболічних антен радіус ближньої зони визначається з виразу:

, (8.3)

де d — діаметр відбивача, м.

Для параболічних відбивачів дальня зона починається при радіусі:

. (8.4)

Ширину проміжної зони визначають за формулою:

. (8.5)

Таким персонал по обслуговуванню установки в склад якої входить випромінювач на діодах Ганна може знаходитись у проміжній зоні електромагнітного поля даного випромінювача.

У результаті довготривалого перебування в зоні дії електромагнітних полів настає передчасна стомлюваність, сонливість або порушення сну, болі голови, розлад нервової системи тощо. При систематичному опроміненні спостерігається зміна кров'яного тиску, сповільнення пульсу, нервово-психічні захворювання і трофічні явища (випадіння волосся, ламкість нігтів і т. ін.).

Дослідженнями встановлено, що біологічна дія одного і того ж по частоті електромагнітного поля залежить від напруженості його складових або густини потоку потужності для діапазону більше 300 МГц. Це є критерієм для визначення біологічної активності електромагнітних випромінювань. Для цього електромагнітні випромінювання з частотою до 300 МГц розбиті на діапазони, для яких установлені граничнодопустимі рівні напруженості електричної (В/м) і магнітної (А/м) складової поля. Для населення ще враховують його місцезнаходження в зоні забудови або житлових приміщень.

На робочих місцях та в місцях можливого знаходження персоналу, який професійно пов'язаний з дією електромагнітного поля, протягом робочого дня граничнодопустима напруженість цього поля, згідно ДСН 239-96 та ГОСТ 12.1.006-84 «Электромагнитные поля радиочастот. Требования безопасности», не повинна перевищувати значень наведених в (Табл. 8.2).

Таблиця 8.2. Граничнодопустима напруженість складових електромагнітного поля на робочих місцях.

Електрична складова		Магнітна складова
Частота поля, Гц	Граничнодопустима напруженість, В/м	Частота поля, Гц	Граничнодопустима напруженість, В/м
0	20000	0	30000
50	5000	103−3∙104	100
6∙104−3∙106	50	6∙104−1.5∙106	5
3∙106−3∙107	20	3∙107−5∙107	0.3
3∙107−5∙107	10
5∙107−3∙108	5

Для електромагнітного випромінювання з частотою 28 ГГцвстановлена граничнодопустима густина потоку потужності з врахуванням часу опромінення (Вт/м) і режиму роботи установки.

Граничнодопустима густина потоку енергії електромагнітного поля в на частоті 28 ГГц і час перебування на робочих місцях і в місцях можливого знаходження персоналу, який професійно пов'язаний з дією ЕМП тільки при настройці та обслуговуванні заданої установкинаведені у Табл. 8.3. У робочому режимі установки антена постій обертається, тобто сканує в певному азимутальному куті.

Таблиця 8.3. Граничнодопустима густина потоку енергії ЕМП при неперервному опроміненні (ГОСТ 12.1.006-84).

Густина потоку енергії, Вт/м2	Час перебування	Примітка
До 0.1	Робочий день
0.1−1.0	Не більше 2 год.	Решта робочого часу густина потоку енергії не повинна перевищувати 0.1Вт/м2.
1−10	Не більше 20 хв.	За умови користування захисними окулярами. Решта робочого часу густина потоку енергії не повинна перевищувати 0.1 Вт/м2.

На стадії проектування радіоелектронної апаратури необхідно виконувати попередній розрахунок можливої інтенсивності електромагнітного поля на робочому місці.

При спрямованому випромінюванні густину потоку енергії, Вт/м², в ближній зоні по осі діаграми спрямованості випромінювання визначаємо за формулою:

, (8.6)

де Р_ср– середня потужність випромінювання, Вт;

­– геометрична площа випромінювача, м².

Оскільки дана установка працює в імпульсному режимі, середню потужність визначаємо за формулою:

, (8.7)

де Р_імп– потужність випромінювання в імпульсі, Вт;

t– тривалість імпульсу, с;

Т – період проходження імпульсів, с;

– щілинність імпульсів.

У проміжній зоні визначаємо за формулою:

, (8.8)

де r – віддаль від центра розкриву антени до точки, яка розташована у проміжній зоні, м. Приймаємо, що обслуговуючий персонал знаходиться на відстані r=3м від центра розкриву антени.

У дальній зоні для м по осі випромінювання визначаємо з виразу:

. (8.9)

Це означає, що згідно Табл.7.2 перебування у дальній зоні на відстані мпо осі випромінювача має бути не більшим 20 хв.

Розраховуємо відстань при якій густина потоку енергії ЕМП буде менше 0.1:

м (8.10)

Розрахунок показав, що на відстані більше ніж м дозволяється перебування на протязі робочого дня.

–коефіцієнт підсилення антени по потужності, який в напрямку випромінювання визначаємо зі співвідношення

, (8.11)

де k = 3 − 10 — коефіцієнт;

S₀ – ефективна площа, м², антени, яка пов'язана з її геометричною площиною S залежністю:

, (8.12)

де = 0.4− 0.7 – коефіцієнт.

Крім трьох заданих зон існує так звана „мертва зона”, в якій поля немає. Розміри „мертвої зони” визначають експериментально.

Наведений розрахунок є орієнтовним і підлягає перевірці після встановлення радіоелектронних пристроїв. Даний випромінювач відноситься до класу випромінювачів, вплив вище розрахованих густин потоку енергії буде значно меншим, бо опромінюватися людина буде лише в момент направлення ДН на неї. Однак при розробці, налагоджувані та обслуговуванні необхідно дотримуватись правил захисту від електромагнітного випромінювання.

Захист часом передбачає обмеження часу перебування людини в електромагнітному полі.

Оскільки густина потоку енергії ЕМП у ближній зоні перевищує граничнодопустиму, то забороняється перебувати у цій зоні. Всі роботи по обслуговуванні у ближній зоні повинні проводитись тільки при вимкнутій установці.

У зв’язку з тим, що неможливо послабити інтенсивність опромінення в дальній зоні іншими способами, в нашому випадку застосовується захист віддаллю. У цьому випадку необхідно збільшують віддаль від джерелом випромінювання по осі випромінювання до віддалі більш ніж 56 м. Цей захист є прийнятним для населення, яке живе на певній віддалі від даного випромінювача.

Лабораторне приміщення, в якому проводять роботи по настроюванню і випробуванню випромінювальних установок влаштоване так, що при вмиканні установки на повну потужність випромінювання не проникає в суміжні приміщення. Стіни і стелю покриті пінопластом, який поглинає електромагнітну енергію. Отвори і оглядові вікна екрановані оптично прозорим склом з відбивальними властивостями.

Як засоби індивідуальні захистузастосовують халати і захисні скляні окуляри, які покриті тонким шаром двооксиду олова. Для захисту людини використовуємо матеріал з спеціальної радіотехнічної тканини, в структурі якого є тонкий металевий дріт, скручений з бавовняними нитками (утворює сітку з кроком комірки 0.8x0.5 мм).

Наступною важливою складовою забезпечення технічної безпеки працівників є електробезпека. Загальні вимоги електробезпеки нормуються згідно ГОСТ 12.1.030-81.ССБТ.

Електричні установки вимагають дотримання правил електробезпеки, оскільки в процесі експлуатації, або проведення профілактичних робіт людина може доторкнутись до частин, що знаходяться під напругою використовується живлення напругою 220 В, тому виникає необхідність в захисті персоналу від ураження електричним струмом.

Дуже важливе значення для запобігання електротравматизму має правильна організація експлуатації і обслуговування системи. При цьому під правильною організацією розуміється точне виконання ряду організаційних та технічних міроприємств і заходів які встановлені діючими „Правилами технічної експлуатації електроустановок споживачів і правил техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачів” (ПТЕ і БЕЕС споживачів) і „Правилами побудови електропристроїв” (ППЕ).

Заземлення корпусів електрообладнання, що споживає електроенергію від мережі напругою до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю джерела, неефективне, бо при замиканні фази на корпус напруга на ньому відносно землі досягає значення більшого чи рівного половині фазного, а струм замикання на землю недостатній для спрацьовування максимального струмового захисту. Тому в таких мережах застосовується занулення корпусів електроустаткування.

Коефіцієнт кратності k визначається залежно від типу запобіжника: для теплових автоматів і топких вставок ; для вибухонебезпечних приміщень.

Опір заземлення нейтралі джерела струму R₀ повинен бути 2, 4, 6 Ом при трифазній напрузі джерела 660, 380 і 220В відповідно ГОСТ 12.1.030-81, ССБТ „Электробезопасность. Защитное заземления, зануление”. Ці вимоги продиктовані умовою, щоб повний опір кола „фаза-нуль” забезпечував в аварійній ситуації струм короткого замикання .

При короткому замиканні фази на корпус до спрацювання захисту на всіх елементах ланцюга занулення з’явиться напруга. Внаслідок того, що в контурі протікання струму короткого замикання (джерело струму, коли „фаза-нуль”, нульовий захисний дріт) знаходяться елементи, які мають певний індуктивний і активний опір, то за місцем замикання на всіх металевих частинах електрообладнання, які приєднані до нульового дроту, може утворитися небезпечна напруга, наприклад, в мережі 380/220В вона може досягати 147В.

Рис. 8.6. Схема занулення.

Повторні заземлення R_ппризначається для зниження цієї напруги як при суцільному (цілому), так і з неполадками (має розрив) нульовому дроті. Тобто, основні вимоги до нульового дроту: малий активний опір і відсутність можливих точок від’єднання або розриву.

У ролі нульових провідників ПУЕ рекомендують використовувати неізольовані або ізольовані провідники, a також металеві конструкції будівель, підкранову рейки, сталеві труби електропровідників і т.п. Рекомендується використовувати нульові робочі дроти одночасно і як нульові захисні. При цьому нульові робочі дроти повинні мати достатню провідність (не меншу за 50% провідності фазового дроту) і не повинні мати запобіжників і вимикачів.

Згідно з ПУЕ повторному заземленню піддаються лише нульові робочі провідники повітряних ліній (велика ймовірність розриву дроту). При цьому повторне заземлення використовують на відстані понад 200м, а також на вводах повітряних ліній в електроустановки, які піддаються зануленню. Опір повторних заземлювачів згідно з ССБТ не повинен перевищувати 15, 30, 60Ом відповідно для 220, 380 і 660В трифазної напруги живлення.

Принцип дії занулення, як зазначалося вище, полягає в перетворені замикання фази на корпус в однофазне коротке замикання, тобто замикання між фазним і нульовим провідниками, з метою одержання великого струму, здатного забезпечити спрацьовування максимального струмового захисту. Внаслідок цього електроустановка автоматично вимикається апаратом захисту від струмів короткого замикання. Сила цього струму обумовлюється фазною напругою та повним опором ланцюга короткого замикання (петля фаза – нуль) і визначається за формулою:

, (8.13)

де Z_п= – модуль повного опору петлі „фаза-нуль”; Z_Т– модуль повного опору обмоток джерела живлення; R_Ф – активний опір фазного провідника, Ом; R_п – активний опір нульового провідника, Ом.

Значення R_Фта R_Н.З. для провідників із кольорових металів (мідь, алюміній) визначають за відомими даними: переріз S мм², довжина 1м і матеріал провідника.

Активний опір визначають:

, (8.14)

де ρ – питомий опір провідника.

Значення Z_Т залежить від потужності трансформатора і схеми з’єднання його обмоток, а також від конструктивного виконання трансформатора.

Значення Х_ф і Х_Н.З. для мідних і алюмінієвих провідників порівняно малі (близько 0.0156 Ом/км), тому ними можна знехтувати.

Значення Х_п можна визначити за формулою (для ліній, прокладених у повітрі):

(8.15)

де D – віддаль між проводами; d – діаметр.

За наближеними розрахунками зовнішній індуктивний питомий опір Х_п’ для внутрішньої проводки становить 0.3 Ом/км і 0.6 Ом/км для повітряних ліній (при віддалі між проводами, що відповідають нормам)

За довідником знаходимо повний опір трансформатора Z_Т =0.906Ом.

Визначаємо опір фазного і нульового захисних провідників R_Ф, R_Н.З., Х_ф, Х_Н.З на ділянках:

; (8.16)

; (8.17)

. (8.18)

Оскільки фазовий провід алюмінієвий, приймаємо Х_ф=0.

; (8.19)

(8.20)

тому приймаємо: ,і: (8.21)

; (8.22)

. (8.23)

Для фазного проводу(алюмінієвий) приймаємо Х_Н.З=0.

Зовнішній індуктивний опір 1км петлі „фаза-нуль” приймаємо , тоді

; (8.24)

; (8.25)

. (8.26)

Опір петлі проводів „фазний-нульовий”:

Z_п== . (8.27)

Струм короткого замикання

; (8.28)

, (8.29)

де k≥3 для плавкого запобіжника.

Вибираємо запобіжник НПИ 15 на I_ном=6А. (з Табл.7.3).

Напруга на корпусі буде максимальною при струмі короткого замикання I_к, де .

Ця напруга на корпусі не повинна перевищувати допустиму напругу дотику (42В, а особливо несприятливих умовах 12В) , де– допустима напруга дотику.

Для зниження напруги корпусу необхідно зменшити опір нульового провідника (збільшити його переріз або прокласти паралельно кілька провідників) або застосувати повторне заземлення нульового провідника. За наявності повторного заземлення нульового захисного провідника напруга відносно землі на корпусі обладнання:

, (8.30)

де – опір повторного заземлення, Ом;– опір нейтралі трансформатора, Ом.

При значних перевантаженнях електричних приладів чи при короткому замиканні відбувається швидке виділення такої кількості теплоти, що виникає загроза порушення працездатності приладу і навіть можливість виникнення пожару. Для обмеження струму споживаного пристроєм використовують різноманітні запобіжники, які відмикають пристрій від джерела електроенергії. Струм при якому спрацьовує запобіжник повинен бути заздалегідь визначений. При цьому запобіжник не повинен спрацьовувати при нормальній роботі пристроїв, тобто коли немає перевантажень.

Найпростішим запобіжником є плавкий запобіжник. Такий запобіжник представляє собою ділянку кола, струм в якому потрібно контролювати, зі штучно зменшеною технічною стійкістю. Крім плавких запобіжників часто використовують запобіжники автомати. Струм в такому запобіжнику проходить через котушку з малим активним опором намотану на осердя. При збільшенні струму в котушці до деякого критичного значення створюється магнітне поле в осерді, яке розмикає контакти через які протікає струм в колі. Для відновлення роботи такого запобіжника потрібно зовнішнім механічним зусиллям замкнути контакт.

Для захисту від короткого замикання в мережі встановлено плавкий запобіжник біля загального вимикача. Його розрахунок наведено нижче.

Напруга живлення 220 В, мережа чотирьох провідна, довжиною 400 м, переріз фазного проводу S_ф=30 мм², нульового проводу S₀=20 мм². Проводи мідні r = 0,0185 Ом·мм²/м.

Визначаємо опір фазного проводу:

Ом, (8.31)

де ρ – питомий опір провідника в Ом·мм²/м,

l – довжини провідника, м.

Визначаємо опір нульового проводу:

Ом. (8.32)

Визначаємо струм короткого замикання:

А. (8.33)

З умови I_к.з.>3·I_п.з. необхідна сила струму плавкого запобіжника дорівнюватиме:

А. (8.34)

Тому із стандартного ряду номінальних значень сили стуму для запобіжників вибираємо найближчий запобіжник із силою струму 125 А.

Проаналізувавши перераховані вище заходи можна зробити наступні висновки:

Для забезпечення належних умов працізгіднодовимогДСанПІН 3.3.2.007-98, було вибране приміщення з розмірами3.4х5.2х3.7 м. Площа приміщення —17.7, в якому для підтримки потрібних метеоумов встановленокондиціонер.За проведених розрахунків освітлення було визначено, що дане приміщення відповідає всім вимогам для проведення заданих досліджень, тобто містить2 вікнаі2світильника. Запропоновано заходи пожежної безпеки, зокрема застосуванняпорошкових вогнегасників. Також були поставлені вимоги до застосування протипожежної сигналізації кнопкової дії типу ПКИЛ‑7 іавтоматичних оповіщувачів АТИП‑3 в кількості 1шт.

Штучне освітлення при роботі за монітором необхідне при паралельній роботі з паперовими матеріалами. А також як фон (як і при перегляді телевізора), оскільки монітор проектується на сітківку ока як маленька цятка і при роботі в темряві нести повне навантаження і вигорати буде тільки ділянка сітківки – тому штучне світло потрібне для рівномірного розподілу цього навантаження на все око;

Дотримання перерахованих вимог необхідне для безпечної роботи за персональним комп’ютером в заданому приміщенні.

Передбачені нами заходи з охорони праці в першу чергу призначені для уникнення нещасних випадків, що можуть виникнути на підприємстві, а також для створення комфортних умов праці.

Також передбачені заходи з охорони праці відповідають вимогам нормативних документів і актів та забезпечують нормальну, ефективну і безпечну для здоров’я людини виробничу діяльність.