Ohora praci

РОЗДІЛ 7. Охорона праці.

Тема мого дипломного проекту ”Розроблення елементів електрокардіографічного трансивера”. В даній магістерській роботі проведено дослідження можливості реалізації портативного електрокардіографічного трансивера для моніторинга сердця. Розроблено та досліджено структуру та основні вузли портативного електрокардіографічного трансивера. Основною особливістю спроектованого приладу є те, що вимірювання електрокардіосигналу проводиться у 12 відведеннях, а передача даних здійснюється за допомогою Bluetooth пристрою.

Основним завданням охорони праці є забезпечення виконання всіх основних вимог щодо нейтралізації або необхідного зменшення до відповідних допустимих норм шкідливих факторів при виконанні даної роботи.

У приміщенні лабораторії, де проводяться дослідження, працюють троє людей. Розміри цього приміщення наступні: довжина - 6 м; ширина - 4 м; висота - 2,75 м. Тоді площа такого приміщення становить,

6м*4м = 24 м²

а об’єм

6м*4м*2,75м= 66 м³

У відповідності з ДСН 3.3.6.042-99 і ГОСТ 12.1.005-88 та з урахуванням типу робіт, що відносяться до легких - площа приміщення на одного працівника дорівнює (). Необхідна площа приміщення при 3 працівниках:

де – кількість працівників, =3;

– площа приміщення, що відводиться на одного працівника, =6.

В результаті реальна площа приміщення повністю відповідає вимогам санітарних норм ДСН 3.3.6.042-99, оскільки вона є більшою за необхідну. Робоче місце організоване у відповідності до вимог стандартів, технічних вимог і методичних вказівок щодо безпеки праці.

Конструкція робочих меблів забезпечує можливість індивідуального регулювання відповідно до зросту працюючого та створювати зручну позу. Предмети праці знаходяться в оптимальній робочій зоні.

Згідно з ГОСТ 12.2.032-78 (Робоче місце при виконанні робіт у сидячому положені. Загальні ергономічні вимоги.) робочий стіл регулюється по висоті в межах 680-700 мм. Оптимальні розміри робочої поверхні стола 1600-900 мм². Під поверхнею стола існує вільний простір для ніг з розмірами по висоті не менш 600 мм, по ширині - 500 мм, по глибині - 650 мм, що вже забезпечено.

Робоче крісло оснащене підйомним поворотним механізмом, що забезпечує регуляцію висоти сидіння та спинки; його конструкція передбачає також зміну кута нахилу спинки та наявність підлокітників.

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 70‑90 градусів до вертикальної площини зап’ястя зігнуті під кутом не більше 20 градусів відносно горизонтальної площини нахил голови – 15‑20 градусів відносно вертикальної площини. Екран розміщений на відстані 700 мм від очей користувача.

Профілактика порушень стану здоров'я користувачів моніторів, персональних комп’ютерів за допомогою технічних засобів повинна проводиться за двома напрямками:

- вдосконалення конструкції;

- розроблення та застосування захисних засобів.

Вдосконалення конструкції на сьогоднішній день проводяться таким чином:

- екранування корпусів дисплеїв;

- застосування дисплеїв з автоматичною зміною яскравості зображення на екрані, в залежності від умов навколишнього середовища;

-зміна форми екрана на плоску, що менше спотворює зображення;

- застосування рідинно-кристалічних і плазмових екранів.

Такі вдосконалення, перш за все моніторів, можна знизити до фонових значень величину електричного поля, знизити переадаптацію зору і втомлюваність користувача, зменшити відбиття світла, підвищити роздільну здатність, позбутися спотворення зображення, забезпечити високу чіткість, яскравість і якість зображення. Але лишається цілий ряд недосконалостей моніторів, персональних комп’ютерів, які можна поліпшити тільки захисними засобами, до яких відносяться в першу чергу — захисні екрани, хоча, сучасне комп'ютерне обладнання вже їх не потребує. Крім того існують системи, які зменшують інтенсивність електромагнітного випромінення, або працюють за принципом загороджувальної сітки, або захищають біополе людини від випромінювань. У сучасних комп'ютерах більшість з цих питань вирішується на стадії конструювання і виготовлення апаратури.

Метеорологічні умови середовища створюють мікроклімат, який впливає на процес теплового обміну людського організму із зовнішнім середовищем. Тому я наводжу оптимальні та допустимі параметри мікроклімату в робочій зоні виробничих приміщень у теплий та холодний періоди року, у відповідності з ДСН 3.3.5.042-99 та ГОСТ 12.1.005-86.

Таблиця 7.1.

Оптимальні метеорологічні умови.

Параметри	Холодний Період	Теплий Період
Температура, °С	22-24	23-25
Відносна вологість, %	40-60	40-60
Швидкість руху повітря, м/с	0,1	0,1

Таблиця 7.2.

Допустимі метеорологічні умови.

Параметри	Холодний Період	Теплий період
Температура, °С: верхня границя нижня границя	25 21	28 22
Відносна вологість, %	75	55
Швидкість руху повітря, м/с	0,1	0,1-0,2

Наведені вимоги досягаються за рахунок центрального опалення і природної вентиляції.

Освітленість у приміщеннях з ПК регламентуються згідно ДБН В.2.5-28-2006 "Будівельні норми і правила. Норми проектування. Природне і штучне освітлення" та НПАОП 0. 00-1.31-99 Приміщення має природне та штучне освітлення. Природне освітлення вхідні дані:

Розряд зорової роботи – В-4;

Розміри приміщення – l_nxB = 6x4 м;

Висота приміщення – h = 2,75 м;

Орієнтація світлових прорізів за сторонами горизонту (для вибору m_N): північ;

Вид світлопропускного матеріалу, оправи, конструкції покривів, сонцезахисні пристрої – скло листове, дерев’яна одинарна, залізобетонні й дерев’яні ферми, жалюзі регульовані.

При боковому освітленні робимо попередній розрахунок площі світлових отворів:

, м²

e_N – нормоване значення КПО без врахування коефіцієнта світлового клімату:

e_N=e_н ۬ m , де

m – коефіцієнт світлового клімату m=0,9;

e_н – нормоване значення без врахування світлового клімату

e_N=4.

К_з – коефіцієнт запасу;

К_з =1,4

S_n – площа підлоги;

- загальний коефіцієнт світлопроникнення

- коефіцієнт світлопроникнення матеріалу;

- коефіцієнт, який враховує втрати світла в рамах;

- коефіцієнт, який враховує втрати світла в несучих конструкціях;

- коефіцієнт, який враховує втрати світла в сонцезахисних пристроях;

- втрати світла, які знаходяться в сітці, що встановленні над ліхтарями;

r₂ – коефіцієнт, який враховує підвищення КПО при боковому освітленні завдяки світлу яке відбивається від поверхонь приміщень

r₂ =1,4

К_л коефіцієнт який враховує тип ліхтаря

К_л= 1,1

Ƞ_л – світлова характеристика ліхтаря або світлового прорізу в площині покриття

Ƞ_л = 4

Знаходимо кількість вікон:

Таким чином, для забезпечення КПО (2%) у приміщенні передбачено три вікна розмірами 2 * 1,27 м, загальнею площею 7,65 .

В якості джерел штучного освітлення застосовуються люмінесцентні лампи типу ЛБ. Світильники укомплектовані розсіювачами та екрануючими гратами. Освітленість згідно НПАОП 0. 00-1.31-99 становить 400 лк.

Вибираємо контрольну точку А на робочому місці (столі з клавіатурою). Точка А освітлюється двома “напіврядами", що утворюють світлову лінію, відміченими цифрами відповідно 1 та 2.

Рис.7.1. Розміщення освітлювальної установки в приміщенні.

Значення р, L, р', L' і визначені згідно рис.1 є величинами, що вказані в табл.7.2.

Таблиця 7.2.

Напівряд	Р	L	р'	L'	e
1 і 3	1	1	0.33	0,33	40*2
5	3	1	1	0,33	15
2 і 4	1	3	0.33	1	100*2
6	3	3	1	1	40
					335

Відносні освітленості e1=f(p'1, L'1) та e2=f(p'2, L'2) визначили згідно графіку поданого на рис.7.2.

Рис.7.2. Лінійні ізолюкси для світильників ПВЛМ –Р (підвісні дифузні світильники з лампами ЛБР з граткою)

Визначаємо сумарний світловий потік, необхідний на 1 м довжини приміщення:

(1.)

Приймаючи коефіцієнт 1,2, що враховує дію віддалених світильників, відбиття поверхонь приміщення та характер світлорозподілу та коефіцієнт запасу k=1,5, маємо:

Ф'=(1000*400*1,4*2)/(1,1*335)= 3039,35лм/м

Знаходимо загальний необхідний світловий потік ламп в лінії

Ф = Ф'*L = Ф'*(L1+L2) (2.)

Ф = 3039,35 *(1+3) = 12157,40 лм

Кількість ламп для забезпечення нормованої освітленості Nл ЛБ-65 розраховується наступним чином:

де Фл - світловий потік однієї лампи типу ЛБ-30-4. Отже, згідно таблиці 7.2. Фл = 1120 лм.

Таблиця 7.3.

Технічні дані люмінесцентних ламп

Тип Лампи	Потужність лампи, Вт	Напруга на лампі, В	Світловий потік, Фл, лм	Довжина лампи l1, мм	Діаметр, мм
ЛБ 30-4	20	57	1120	604,0	40

Отже, N_л= 12157,40 /(2 х 1120)=5,42== 6 світильники.

Сумарна довжина світильників в ряді визначається:

L = N_лв*l1=6*0,604 = 3.624 м.

При такому плані та розмірах приміщення (6х4х2.75 м), в наявності якого є 3 робочих місця я отримав результати, які дозволяють розмістити світильники в ряд довжиною 3.624 м.

При лампах більшої потужності ряд мав би розриви. Відстань між світильниками становить l= (4-3.624)/6 = 0,062 м.

Не менш важливим фактором, що впливає на організм людини є шум. Джерелом шуму та вібрацій в даному приміщені є комп’ютери, принтери, трансформатори. Зменшення рівня шуму в приміщені досягається завдяки використанню малошумних охолоджувачів у компютерах і частковим екрануванням їх корпусом приладів. Такі охолоджувачі дають низький рівень вібрацій, а те що ЕОМ встановлені на м’яких вібропоглинаючих підставках усуває можливість негативного впливу на організм людини. Для усунення цих явищ ми вжили засоби захисту від шуму згідно ГОСТ 12.1.003-83 та ДСанПіН3.32.007-98. а саме використали глушники шуму, де зниження шуму відбувається внаслідок його затухання в порах звукопоглинаючого матеріалу. Приміщення відповідає вимогам щодо шуму та вібрацій(ДСТУ 2867 – 94, Дсап ПІП 3.3.2.007-98, ДСН 3.3.6.37-99), тому не потрібно проводити розрахунки на відповідність лабораторії вимогам.Прилади, що використовуються при дослідженні, живляться від мережі змінної напруги 220 В. Правила ОП під час експлуатації ЕОМ, електробезпека регламентуються ДНАОП 0.00-1.31-99.

Підлога приміщення з дерева і не є струмопровідною, ураження електричним струмом можливе тільки при прямому торканні до шин (неізольовані розетки) або при використанні приладів з шнуром з порушеною ізоляцією.

Розраховуємо занулення обладнання в приміщені з ЕОМ. ПК, периферійні пристрої, стільники, кабелі за виконанням та ступенем захисту відповідають класу зони за ПУЕ, мають апаратуру захисту від струму короткого замикання та інших аварійних режимів.

Занулення виконується у випадках , коли є присутня номінальна напруга від 42В до 380В змінного струму , а також при наявності небезпечних умов експлуатації електричного устаткування, можливість одночасного дотику.

Розрахуємо на здатність відключення. Для живлення лінії 1 вибираємо масляний трансформатор потужністю Р_т=63 кВт з первинною напругою 6-10 кВ, з’єднання обмоток (первинна,вторинна) Δ/Y_н ,розрахунковий опір Z_T/3=0,12 Ом. Визначаємо робочий струм лінії 1:

І_р1=І_л1=Р_Т/=63000/(1.73*380)=95.72A

Визначаємо струм короткого замикання та вимикаючу здатність занулення обчислювальної техніки. Вибираю чотирижильний алюмінієвий кабель, прокладений у повітрі з поперечним перетином жили S_1ф=12 мм², для якого допустиме навантаження складає 47 А. Визначаємо робочий струм лінії 2:

І_р2=І_л2=Р_НС/=22000/(1.73*380)=33.46A

Вибираємо чотирижильний алюмінієвий кабель , прокладений у землі з поперечним перетином S_2ф=12 мм²,для якого допустиме навантаження складає 85 А. Визначаємо робочий струм лінії 3:

І_р3=І_л3=Р_Н/=1500/(1.73*380)=2.28A

Вибираємо три одножильних алюмінієвих проводи перетином S_3ф=1 мм²,довжина кабелю l₃=15м, прокладених в одній трубі , для яких допустиме навантаження складає 16 А. Визначаємо значення активних опорів фазних проводів ліній 1,2 і 3 (1,2 і 3 лінії з алюмінієвих проводів,р_м=0.028 Ом*мм²/м):

R_ф=P_м (І₁/ S_1ф+ І₃/ S_3ф) + P_а І₂/ S_2ф

R_ф=0.028*(400/12+15/1) +0.028*200/12=1.82 Ом

Приймаємо значення індуктивного опору повітряної лінії Х2=0.6 Ом/км і внутрішньої Х1=0.3 Ом/км, Х3=0.3 Ом/км, тоді індуктивний опір петлі (фаза-нуль):

Хп=2Х₁І₁+2Х₂І₂+2Х₃І₃

Хп=2*(0.3*0.4+0.6*0.2+0.3*0.015)=0.49 Ом

Згідно вимог R_н≤ R_ф , приймаємо площу перетину нульових проводів виконаних з алюмінію для ліній 1,2 і 3 такими: S_н1=8 мм², S_н2=4 мм², S_н3=0.5 мм² . Тоді значення активного опору нульових проводів:

R_н=P_м (І₁/ S_1н+ І₂/ S_2н+ І₃/ S_3н)

R_н=0.028*(400/8+15/0.5) + 0.028*200/4=3.64 Ом

Комплексний опір петлі (фаза-нуль):

Z_п= ((Rн+Rф)²)^1/2+Xп²=((3.64+1.82)²)^1/2+0.46=5.48Ом

Струм короткого замикання дорівнює:

I_кз =U_ф/((Z_т/3)+Z_п)=220/(0.12+5.48)=39.28 A

Умова безпеки з напруги дотику буде забезпечена при умові , якщо: U_д≤ U_гр , де U_гр – граничний допустимий рівень напруги дотику . Якщо час впливу на людину складає більше 1 с., то гранично допустимий рівень напруги становить U_гр=36В. Для зменшення напруги дотику необхідно зменшити опір нульового провода Z_Н або застосовувати його повторне заземлення.

Розрахунок повторного занулення нульового провода R₀ , виконується аналогічно розрахунку захисного занулення обладнання.

Опір одиничного вертикального електрода дорівнює:

R_ш=0.366*28/11*lg (2*10¹¹/0.004*5.3)=8.69 Ом

R_п=0.366*28/11(lg (2*11/0.025)+0.5*lg ((4*5.3+11)/(4*5.3-11))=6.8 Ом

Загальний опір складається з паралельного з’єднання вертикальних електродів та з’єднувальної штаби:

R_пз = (6.8*8.69) / (6.8*0.695+8.69*5*0.625) =1.85 Ом

Коефіцієнт використання ŋ_ш=0.695 розрахований за методикою визначення коефіцієнта використання ŋ_в.

Напруга дотику при R_пз=1.85 Ом становить:

U_д=(39.28*2.798*1.85)/(4+1.85)=27.47 B

Отже, умова безпеки U_д≤ U_гр виконується , тобто 27.47<36 В.

Занулення призначене для захисту людини від ураження електричним струмом при замиканні фази на корпусі електрообладнання. Конструктивно занулення являє собою навмисне електричне з’єднання з нульовим захисним провідником неструмопровідних частин електроустановки, які можуть бути під напругою.

Робітники - розробники НВЧ-приладів і установок, в більшій мірі зв'язані з мікрохвильовим опроміненням, яке в надмірних кількостях може викликати професійне захворювання.

Проведемо розрахунок електромагнітного випромінювання. Дане електромагнітне поле характеризується довжиною хвилі , яка визначається наступним чином:

м

де с – швидкість світла;

f – частота (максимальна досліджувана частота становить 2,5 ГГц).

Згідно класифікації електромагнітних радіохвиль дане поле відноситься до піддіапазону ультракоротких хвиль.

Визначимо зону електромагнітного поля в якій працює обслуговуючий персонал. В даному випадку ми маємо справу з вузьконапрямленим випромінюванням параболічної антени, для якого ближня зона визначається за формулою:

м

Дальна зона для параболічних антен починається при радіусі

м

Ширину проміжної зони розрахуємо за формулою:

м

Отже, обслуговуючий персонал, що знаходиться на віддалі більшій ніж 0,52 метра працює в проміжній або дальній зонах

На робочих місцях та в місцях можливого знаходження персоналу, який професійно пов’язаний з дією електромагнітного поля, протягом робочого дня частот від 300 до 300000 МГц встановлена граничнодопустима густина потоку потужності з врахуванням часу опромінення (Вт/м) і режиму роботи установки.

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

Вт/м²

де P_ср – середня потужність випромінювання, Вт, S – площа антени.

Для зменшення рівня випромінювання в лабораторії здійснено екранування робочих місць.

Екранування джерел випромінення проведено за допомогою металевих суцільних екрануючих пристроїв та екранів з поглинальним покриттям.

Суцільні металеві екрани, як відбивачі, забезпечують надійне екранування генераторів НВЧ. Враховуючи, що повне відбиття електромагнітної хвилі забезпечується матеріалами з високою електропровідністю (метали), суцільні екрани виготовлені з тонкої металевої фольги. Так, при товщині металевого екрану в 0,01 м в установках Р2-65 та Я2Р-67 поле НВЧ послаблюється приблизно на 50 дБ, тобто в 100000 разів. Суцільні металеві екрани використовуюся і як захисні кожухи на ці прилади.

Необхідності у застосуванні сітчастих екранів немає, оскільки суцільні забезпечують необхідний захист, являючись одночасно і кожухами приладів.

Для екранування вікон камер, кабін, устаткування і приміщень застосоване прозоре скло, яке покрите відбивальним шаром - напівпровідниковим двоокисом олова (SnO₂), що послаблює НВЧ-потужність у діапазоні довжини хвилі від 0,8 до 150 см на 30 дБ.

Екранування робочого місця біля джерела здійснене щитами. З боку випромінювального джерела, з метою уникнення відбивання і розсіювання, екран покритий радіопоглинальним матеріалом.

Згідно до правил пожежної безпеки в Україні ДБН В.1.1-7-2002 у виробничому приміщенні застосовано такі заходи пожежної безпеки, зокрема:

– носії інформації зберігаються в металевих касетах на негорючих стелажах і шафах, які разом з перфокартами, магнітними стрічками, пакетами магнітних дисків розміщено у відокремлених приміщеннях;

– звукопоглинальне облицювання стін та стелі виготовлено з негорючих матеріалів;

– для промивання деталей використовую мийні препарати;

– приміщення обладнане системою автоматичної пожежної сигналізації з димовим пожежним сповіщувачем та вуглекислотними вогнегасниками типу ВВК-2 з розрахунку 2 шт. на 24 м² площі, з урахуванням гранично допустимих концентрацій вогнегасної речовини.

Будівля має ІІ ступінь вогнестійкості (СНіП ІІ-90-81). У приміщенні, де експлуатується персональні комп’ютери здійснюються профілактичні, протипожежні заходи, які визначені Правилами пожежної безпеки в Україні, ДНАОП 0.00-31.99 та іншими нормативними документами.

Пожежно-профілактичні засоби розробляються та використовуються не окремо, а в тісному взаємозв’язку з усіма проектними, будівельними та експлуатаційними роботами.

Згідно ДБНВ 2.5-13-98 «Пожежна автоматика будівель і споруд» у приміщенні, для швидкого сповіщення пожежної охорони при виникненні пожежі встановлена комбінована пожежна безпека: автоматична електрична пожежна безпека та ручна. Можливість швидкої ліквідації пожежі залежить від своєчасного оповіщення про неї, для цього використовується система пожежної сигналізації, яка призначена для виявлення пожежі на її початковій стадії , передачі інформації про місце і час її виникнення, а при необхідності – введення в дію автоматичних систем пожежогасіння. В даному приміщені встановлені комбіновані теплові і димові оповіщувачі типу КИ-1 (рис.7.3), згідно ДБНВ 25-13-98, з’єднані з приймальною станцією пожежної сигналізації.

Рис.7.3. Автоматичний сповіщувач типу КИ-1.

Температура спрацювання такого сповіщувача 50-80 ºС, а площа обслуговування – 100 м². В даному приміщені автоматичний сповіщувач встановлений в центрі кожної робочої кімнати. Автоматика продубльована ручним оповіщувачем пожежі, який знаходиться на коридорі, біля пожежного щита.

Пожежно-профілактичні засоби розробляються та використовуються не окремо, а в тісному взаємозв’язку з усіма проектними, будівельними та експлуатаційними роботами.

У випадку виникнення пожежі перш за все треба відключити джерело живлення, використовувати вуглекислотний вогнегасник, а також здійснити евакуацію людей та матеріальних цінностей. Пожежна безпека приміщень визначається особливостями технічного процесу, що в них виконується, особливостями речовин та матеріалів.

Рис. 7.4. План евакуації з приміщення лабораторії при пожежі.