Раздел 4. Защита от вибрации.

Вибрация (по ГОСТу) – движение точки или механической системы при котором происходит поочередное возрастание или убывание во времени значение по крайней мере одной из координат.

Вибрация – сложное колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела.

Параметры, характеризующие вибрацию:

Используют относительные логарифмические единицы. Уровень колебательной скорости:

пороговое значение

Воздействие вибрации на организм человека.

Общая вибрация: в кобание вовлекается все тело человека, предается через опоры поверхности человека.

Локальная вибрация: через руки

При воздействии локальной вибрации в сосудах возникает спазм, начиная от фалагнов пальцев и дальше распространяется на кисть, предплечье и т.д. до сердца. Вследствии этого уменьшается кровоснабжение. Также вибрация воздействует на нервные окончания, на мшцы и костную ткань, что приводит к нарушению чувствительности кожи, окостенение сухожилий, отложение солей в составах, что приводит к боли и потери двигательной способности рук.

Воздействие вибрации высокого уровня приводит к тряске внутри органов, головной боли, болезни нервной и средечно-сосудистой системы.

Собственные колебания плечевого пояса, бедер и головы относительно опоры поверхности стоя 4-6 Гц; головы относительно плеч сидя 25-30 Гц; для большинства внутренних органов 4-9 Гц. – ОПАСНЫ!

Нормирование вибрации: есть нормы для ручных вибро-инструментов и отдельно для общей вибрации.

Нормируемым праметром является среднегеометрическое значение вибро-скорости, вибро-ускорения и уровень колебательной скорости. Эти параметры даются в октавном диапазоне частоты от 2 до 1000 Гц. Для общй вибрации берется 1/3 октавы полосы частот.

Нормы для общей вибрации приведенной для 3 ее видов:

• Транспортная: нормы для вибрации при движении по дороге

• Транспортно-технологическая вибрация: возникновение при движении машин и механизмов по специально подготовленным поверхностям

• Вибрация стационарных механизмов: вибрация рабочего места (вибрация по конструкции здания)

Чем больше частота, тем выше требования.

Методы борьбы с вибрацией.

1. Уменьшение уровня вибрации в источнике его возникновения: Замена кинематических схем на безударные, устранение неуравновешенности вращающихся масс (устранение дисбаланса), уменьшение допуска при изготовлении и сборке деталей, работа в расчетном режиме механизмов и т.д.

2. Уменьшение вибрации на пути ее распространения:

Вибродемпфирование (вибропоглащение) – целенаправленное увеличение потерь колебательной энергии механической системы, заключенной в преобразователь колебаний энергии в тепло; осуществляется за счет упруго-вязких материалов, нанесенных на вибрирующую поверхность, эти материалы обладают большими внутренними потерями.

Вибродемпфирующее покрытие бывает:

• Жесткие – твердые пластмассы, часто с наполнителями, лучше действует на низких и средних частотах.

• Мягкие – резина, мягкие пластмассы и т.д. лучше действуют на высокие частоты.

Расчет эффективности вибродемпфирующего покрытия.

– коэффициент потерь вибрирующей поверхности, до нанесения вибропоглащающего слоя

- коэффициент потерь вибрирующей поверхности, после нанесения вибропоглащающего слоя

– коэффициент потерь в виборопоглащающем слое.

Е – модуль упрегости Юнга покрытия и металла.

H – толщина металла.

Виброизоляция – создание условий на пути распространения колебаний, которые уменьшали бы до допустимой величины предаваемую от источника энергии. Осуществляется с помощью виброизолятора (амортизатора): губчатая резина, параллон, стальные пружины и т.д.

Эффективность виброизоляции: без снижения виброизоляции уменьшение ее передачи на рабочее место. Эффективность виброизоляции: – коэффициент виброизоляции (коэффициент потерь). показывает долю динамической силы механизма, которая передается через амортизатор на объект.

f – частота возмущающей силы

- частота собственных колебаний

Эффективность метода виброизоляции.

K – упругость амортизатора, М – масса механизма

Порядок расчета амортизаторов.

Определяется экспериментально или расчетным путем.

1.

2.

3.

– статический прогиб

Q – вес пружины

Для резиновых амортизаторов:

S – суммарная площадь поверхности амортизаторов, на которой установлен механизм

H – высота амортизаторов

Q – вес машины

Динамическое гашение колебаний.

Этот метод защиты представляет собой дополнительную установку колебательной системы, массой с жесткостью амортизатора . Собственная частота этой системы должна быть настроена на частоту вынужденных колебаний.

Индивидуальные средства защиты от вибрации.

• Рукавицы с виброгасящими вибропрокладками

• Обувь с амортизирующими подошвами

• Плавающие полы или платформы

Профилактические меры.

Для людей, которые работают с виброударным инструментом, должны проводиться регулярные физиотерапефтические процедуры: горячие ванны для рук и гимнастика для рук. Для этого должны выделяться два перерыва по 15 минут, кроме обеденного. Кроме того, люди которые работают с повышенной вибрацией имеют сокращенный рабочий день и увеличенный отпуск, обязательные медицинские осмотры. До таких работ нельзя допускать лиц до 18 лет, люди страдающие сердечнососудистыми заболеваниями, а также лицам с расстройством центральной нервной системы.

<! Пропущена лекция >

Защита от ионизирующих излучений.

Ионизирующим излучением называется – поток частиц и электромагнитных квантов, взаимодействие которых со средой приводит к ионизации ее атомов и молекул.

Ионизация – это образование положительных и отрицательных ионов, а также свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул.

Ионизирующие излучения:

• Корпускулярные (частицы, -частицы, нейтроны)

• Электромагнитные (гамма-частицы, рентгеновские лучи)

Источниками ионизирующих излучений служат радиоактивные вещества.

Радиоактивность это – способность неткорых химических элементов (урана, кобальта, цезия и др.) самопроизвольно и испускать невидимые излучения. Элементы, которые обладают такими свойствами называю радиоактивными элементами. Радиоактивные вещества распадаются строго с определенной скоростью, измеряемой периодом полураспада:

- время в течении которого распада ½ всех атомов

- постоянная распада

Если поместить между полюсами магнита радиоактивный элемент, то часть отклоняется в одну сторону, часть в другую, а часть не отклоняется вовсе.

Фотон – электромагнитная частица, квант электромагнитного излучения. Эйнштейн ввел гипотезу в которой электромагнитное излучение состоит из квантов. Комптон установил, что квант излучения подчиняется тем же кинематическим законам, что и физические вещества.

Параметры, характеризующие корпускулярные виды излучений.

Параметры
Масса аем	4		1
Заряд ээз	+2	-1;+1	Заряда нет
Энергия, МЭВ	До 9	До 16,6	1. Тепловые: до 0.5 эВ 2. Промежуточные: от 0.5 эВ до 200 кэВ 3. Быстрые: от 200 кэВ до 20 МэВ 4. Релятивистские: более 20 МэВ
ЛПИ	60000	100	Нейтроны взаимодействуют только с ядрами вещества. Взаимодействие нейтрона и ядра атома бывают 3 типов: Упругое взаимодействие (по принципу бильярдных шаров): нейтрон можется столкнуться в ядром и выбить его, как бильярдный шар из атома. Если подвижные и неподвижные частицы сталкиваются, то они разлетаются со скоростью . Нейтрон может выбить из атома, если соизмерима Неупругое взаимодействие: ядро может захватывать нейтрон, возбудиться, прийти в спокойное состояние и: Ядро испускает меньшей энергии и квант Выделяется только квант Ядерные реакции: нейтрон раскалывает ядро при этом образуются новые ядра, -частицы и другие частицы, которые в свою очередь могут вести себя по принципу ионизации. При этом происходит изменение природы самих частиц.
Пробег в воздухе	12 см	До 80 м	До 300 м
Пробег в твердом тканях	Доли 1 мм	сантиметры	До 10 см

Масса частицы: единица измерения – атомная единица массы. Атомная единица массы составляется 1/12 массы нуклида углерода или кг

Заряд: единица измерения - элементарный электрический заряд, т.е. заряд электрона

Энергия: м-электрон вольт

Линейная плотность ионизации (ЛПИ): количество пар ионов, которое образуется на пути в 1 см.

Пробег в воздухе и пробег в твердых тканях. Пробег это путь частицы или фотона в данном веществе до выравнивания энергии частицы с энергией теплового движения атомов и молекул, или до исчезновения частицы/фотона.

-частицы - это ядро атома гелия; тяжелая большая частица. Поток -частиц - поток ядер.

-частицы – поток электронов

-нейтроны – частица, которая состоит из двух: протона и электрона.

Электромагнитные ионизирующие излучения.

1. При различных переходах молекул и атомов, когда идет перестройка внешних электронных оболочек из возбужденного состояния в невозбужденное, происходит испускание электромагнитных излучений в виде: видимого света, инфракрасного и ультрафиолетового излучений.

2. Фотонное излучение, испускаемое при перестройке внутренних электронных оболочек атома, называется характеристическим рентгеновским излучением.

3. - это излучение, испускаемое в результате радиоактивного распада или ядерных реакций, а также при изменении энергетического состояния атомов ядер.

4. Фотонное излучение, образующееся при аннигиляции частиц, т.е. превращении в ничто, также называется-излучением.

5. При взаимодействии заряженных частиц с электрическим полем ядра, возникает фотонное излучение, которое называется тормозным рентгеновским излучением.

Электромагнитное излучение с частотами

От до Гц – это -излучение

От до Гц – это рентгеновское излечение

Гамма-лучи: образуются при переходе ядер из возбужденного состояния в нормальное, а также при аннигиляции позитрона и электрона (исчезновение).

Рентгеновские излучение – возникает при изменении кинетической энергии заряженных части и при изменении энергетического состояния атома.

Тормозное рентгеновское излучение – излучение с непрерывным спектром испускания при изменении кинетической энергии заряженных частиц.

Характеристическое рентгеновское излучение – это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома.

Ионизирующее электромагнитное излучение.

Электромагнитное излучение – это поток фотонов. Фотон передает свою энергию электронам. Электроны, получив энергию, могут покинуть пределы атома. ИЛИ фотон может взаимодействовать с электрическим полем ядра, в результате чего из фотона образуются две частицы: электрон и позитрон, а фотон исчезает. Обратный процесс аннигиляции.

Единицы активности и дозы ионизирующих излучений.

Активность радиоактивного вещества (А) - активностью радиоактивного вещества называется число спонтанных (самопроизвольных) ядреных превращений в этом веществе за малый промежуток времени, деленный на этот промежуток времени.

[Бк]/[Кю].

Активность измеряется:

• СИ: Беккерель – одно ядерное превращение в сек

• Внесистемная единица: Кю – Кюри, 1 Кю=3.7* Бк

Поглощенная доза – это средняя энергия, переданная излучением веществу, в некотором элементарном объеме, деленное на массу вещества в этом объеме:

[Гр – Грей]=[Дж/кг]

Внесистемная единица : Рад; 1 Гр = 100 рад

От свойств излучений и свойств поглощающей среды

Мощность поглощенной дозы – это приразение поглащенной до за некоторых промежуток времени, деленный на этот промежуток:

Экспозиционная доза (с 1991 года) – полный заряд ионов одного знака, возникающий в воздухе в данной точке пространства, при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, деленные на массу воздуха в это объеме:

[Кл/кг]

Внесистемная единица: [рентген], 1 рентген = 0.258* Кл/кг

На рабочем месте экспозиционная доза рассчитывается так:

A - активность, -гамма-постоянная, t – время, R – расстояние.

Мощность экспозиционной дозы – есть приращение экспозиционной дозы за малый промежуток времени, деленное на этот промежуток времени.

[Кл/кг*с] [Кл/c = Ампер]

Керма – отношение суммы начальных кинетических энергий всех заряженных ионизирующих частиц, образовавшихся под действием косвенно ионизирующего излучения в элементарном объеме вещества, к массе вещества в этом объеме.

[Гр]

[Рад]

На рабочем месте керму можно рассчитать:

Мощность кермы:

Гамма эквивалент источника – это условная масса точечного источника создающего на некотором расстоянии такую же мощность экспозиционной дозы как и данный источник [кг-эквивалент Ra]

Применяется для характеристики по эффекту ионизации

Эквивалентная доза. – вводится для оценки опасности хронического облучения, излучением произвольного состава и определяется как произведение поглощенной дозы на средний коэффициент качества: [Зиверт СИ////Бэр – биологический эквивалент рентгена]

1 зиверт = 100 бэр

Методы регистрации ионизирующих излучений.

1. Ионизационный метод – метод регистрации, основанный на измерении непосредственного эффекта взаимодействия излучения с веществом, т.е. степени ионизации среды, через которую прошло излучение.

Для измерения используются ионизационные камеры или счетчики, которые служат датчиками, а также есть чувствительные элементы, которые исполняют роль регистрирующих схем.

2. Сцинтилляционный – метод регистрации, основанный на измерении интенсивности световых вспышек, возникающих в люминесцирующих веществах при прохождении через них ионизирующих излучений.

Для регистрации световых вспышек используют фотоэлектронные умножители с регистрирующей электронной схемой. Счетчики могут быть использованы для измерения мощности доз от бета, гамма, и нейтронных излучений.

3. Колориметрический – метод измерения количества тепла, выделяемого излучением в веществе. Этот метод можно использовать для измерения больших доз ионизирующих веществ.

Воздействие ионизирующих излучений на организм человека.

Человечество привыкло к естественному фону ионизирующего излучения: космическое, изотопы в воздухе, воде, земле; но не привыкло к скачкам этих радиоактивных излучений.

В организме много - перекись водорода.

1. Химические реакции

2. Потеря иммунитета

3. Генетические эффекты от воздействия ионизирующих излучений

Основой ядра клетки являются хромосомы. Основу хромосом составляют ДНК. В ДНК заключена вся наследственная информация клетки. Отдельные участки ДНК называются гены. Гены в хромосомах расположены в определенном порядке. В клетке 23 пары хромосом. В хромосоме до 1000 генов. В каждом гене до 1 миллиона атомов. Ионизирующие излучения вызывают поломку хромосом – процесс абберации. Возникновение стойких хромосом аббераций в половых клетках ведет к мутации. Мутации могут возникать и в результате действия естественного фона радиации.

Последствия одноразового облучения:

1. До 50 Бэр: незначительное, быстро проходит, изменения в крови

2. До 120 Бэр: начальные признаки лучевой болезни

3. До 300 Бэр: острая лучевая болезнь; 50% смерть

4. До 700 Бэр: смерть

Нормирование ионизирующего ионизирующего излучения.

Единицы измерения – мощность эквивалентной дозы.

Категория	Норма		Группы критических органов
			1я группа	2я группа	3я группа
А – люди, непосредственно работающие с радиоактивными элементами	ПДД – предельная допустимая доза		5 бэр/год	15 бэр/год	30 бэр/год
Б – сами не работают, но находятся рядом		ПД – предел дозы; на порядок меньше, чем ПДД	0.5 бэр/год	1.5 бэр/год	3.0 бэр/год
В – остальное население	Естественный фон

Пример задачи.

На рабочем месте человека который работает с излучением, есть 10 миллирентген в час., на другом 20 миллирентген в час. Определить какое удовлетворит нормам.

24 дня в месяц, 12 месяцев, выкидываем 1 месяц в отпуске…

1 рентген = 0.873 рад

Для рентгена коэффициент качества равен 1

Получаем Бэр в час и считаем сколько за год

ПДД – предельно допустимая доза: наибольшее значение индивидуальный эквивалент дозы за год, которая при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызывает в состоянии здоровья персонала не благоприятные изменения, которые могут быть обнаружены современными методами исследования.

Эквивалентная доза, накопленная в критическом органе за несколько лет с начала профессиональной деятельности не должна превышать значения полученного по формуле: H=ПДД*Т; Т – количество лет. Но в любом случае, в 30 года работы эквивалентная доза Н не должна превышать 12 ПДД.

1 группа критических органов: все тело человека, красный костный мозг, половые органы

2 группа критических органов: все органы, которые не вошли в 1ю и 3ю группу

3 группа критических органов: кожный покров, костяная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы.

Методы и средства защиты от ионизирующих излучений.

• Расстояние

• Уменьшение мощности излучения

• Время

• Экранирование

– излучение: защита расстоянием и спец. Одежда

- излучение: поток электронов, пробег -экраны; материалы: чем больше номер элемента (таблица Менделеева), тем больше энергия тормозного излучения (алюминий, цинк) + экран от рентгеновского излучения (свинец, железо, чугун). Специальные костюмы, специальные инструкции, манипуляторы.

Нейтронные излучения: углеводород; углерод как стержни, вода, парафин, т.к. эти вещества имеют ядра, соизмеримые с ядром нейтрона. Но при захвате нейтрона ядром может возникнуть электромагнитное излучение –-лучи, поэтому необходимо использовать 2й экран (свинец, железо).

Защита от рентгеновских лучей. Экраны из материалов с большой атомной массой и высокой плотностью: свинец, вольфрам, сталь, бетон, чугун, свинцовая резина.

Расчет толщины защитных экранов.

Для защиты от электромагнитных излучений используют защитные экраны. из стали, чугуна и прочих, а также бетонных и железобетонных. Ширина этих материалов различна. необходимо определить кратность экрана - во сколько раз надо ослабить излучение.

1. Кратность ослабления по графику

Определим кратность по соответствующим графикам для свинца и железа.

2. По таблицам

По энергии и кратности ослабления можно определить толщину бетона.

СИЗ – средства индивидуальной защиты:

• респираторы,

• комбинезоны,

• халаты,

• бахилы,

• шапки

(белые, трехслойные; 2 и3 = хлопчатобумажная ткань, 1 = фильтр Потрянова).

<! Конец материала для 2-го рубежного контроля >

Для второго контроля: вибрация (характеристики волны(было в шуме)), электромагнитные излучения радиочастот, ионизирующие излучения.

Задачи для домашней работы.

В задаче 4 P1 = 240.

<! Третий рубежный контроль >

Производственное освещение.

При плохом освещении снижается воспринимающая способность глаз, увеличивается число ошибок при считывании. При длительной работе в плохом освещении может развиться заболевания глаз и неприятные ощущения – резь в глазах.

Параметры, характеризующие освещение.

1. F – световой поток, часть лучистого потока, которая воспринимается зрением как свет. [люмен = лм]

2. E – освещенность, это отношение светового потока, падающего на элемент поверхности к площади этой поверхности.

[люкс = лк]

3. I – сила света, это отношение светового потока исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри элементарного телесного угла к величине этого угла.

4. L - Яркость элемента поверхности под углом относительно нормали этого элемента, есть отношение силы света к произведению площади на cos этого угла.

5. Коэффициент отражения: есть отношение светового потока отраженной от поверхности к потоку падающему на эту поверхность

6. Коэффициент светопоглощения

7. Коэффициент светопропускания

8. Объект различения – это наименьший размер рассматриваемого предмета или его части, которой необходимо различить в процессе работы.

9. Фон – это поверхность примыкающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается.

10. K – контрастность объекта с фоном, это отношение разности яркости объекта и фона по абсолютной величине, к яркости фона

11. Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – это отношение освещенности данной точки внутри помещения к одновременно измеренной освещенности снаружи, умноженное на 100%

ПЕРВЫЙ РУБЕЖ 36

ВТОРОЙ РУБЕЖ 39

Количественные характеристики: световой поток, сила света, освещенность, яркость.

Качественные параметры: коэф. Пульсации, показатель осветленности, показатель дискомфорта, спектральный состав света, контраст объекта с фоном, видимость объекта.

Классификация производственного освещения.

Освещение бывает

• естественным светом

• искусственным светом.

• Совмещение двух этих видов является совмещенным видом освещения

Освещение делится на виды:

• Естественное боковое

• Естественное верхнее освещение

• Естественное Комбинированное

Искусственное освещение делится

• На то как расположены лампы

• Местное (одно не применяется)

• общее

• Комбинированное

По функции искусственное производственное освещение подразделяется на :

• Рабочее

• Аварийное

• Эвакуационное

• Охранное

• Дежурное

В зависимости от типа применяемых ламп, искусственное освещение делится на:

• Освещение лампами накаливания

• Освещение газоразрядными лампами (обладают большей светоотдачей, но имеют ряд недостатков: лампа пульсирует, гудение, использовать такие лампы нельзя там, где есть вращающиеся части)

Газоразрядные лампы из-за содержания свинца необходимо определенным образом утилизировать.

Нормирование естественного освещения.

Нормируемым параметром является КЕО – коэффициент естественной освещенности, это отношение освещенности внутри помещения к освещенности снаружи, умноженной на 100%.

В нормах, нормируемое значение естественной освещенности вычисляется по формуле:

- коэф. Для третьего пояса освещенности

m – коэффициент светового климата

с – коэффициент солнечности климата

e – в зависимости от характеристики зрительной работы, есть 8 разрядов, в каждом по 4 подразряда. Контрастность может быть указана большая, малая, средняя. Фон может быть светлый, темный, средний. В зависимости от размера возможны различные сочетания.

Существуют другие, графические методы получения КЕО. Графический метод Данилюка.

Полусферу небосклона, разбили на 10 тыс. участков равной световой активности и подсчитывают, какое число участков видно из данной точки помещения.

- число лучей, прошедших по вертикали через одно окно

- число лучей, прошедших по горизонтали (по ширине) всех оконных проемов

Нормирование искусственного освещения.

В нормах искусственного освещения, нормируемым параметром является величина минимальной освещенности. Кроме того в нормах учитывается показатель ослепленности и дискомфорта и глубина пульсации освещенности, но основным параметром является величина минимальной освещенности. Минимальная освещенность приводится в зависимости от характеристики зрительной работы.

Расчет производственного освещения.

Рассмотрим естественное освещение – боковое. Самое главное – какие у нас оконные проемы.

- нормируемое значение коэф. Естественной освщенности

– коэффициент запаса

- коэффициент затенения близко расположенным зданием

- коэф. Определяющий световую характеристику проемов. В зависимости от ширины и глубины проникновения света (от проема, до противоположной стены).

– коэффициент светопропускания оконных проемов

- коэффициент отражения от стен, потолка и пола.

Расчет искусственного освещения.

При расчете искусственного освещения ставится цель выбрать и разместить светильники так, чтобы достигнуть нормируемого освещения.

Способы расчета:

Метод коэффициента использования светового потока

Этот полный поток, распределяясь по площади помещения создает полную освещенность.

Коэффициент неравномерности освещения:

Минимальная освещенность должна равняться нормируемому значению:

Точечный метод.

Метод позволяет определять освещенность в точке горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскостях, создаваемую светильниками с известными параметрами: силой света, светораспределением и геометрическими характеристиками.

Метод удельной мощности.

Наименее точный метод, и малоиспользуемый.

N – количество ламп

P – удельная мощность

S – площадь пола.

Освещенность должна отвечать следующим требованиям:

• Освещенность рабочих мест должна соответствовать характеру зрительной работы согласно нормам.

• Освещенность должна быть равномерной, не должно быть резких переходов от освещенной поверхность к затемненной, поэтому не применяется одно местное освещение.

• Рабочая поверхность не должна обладать блесткостью.

• Источник не должен иметь чрезмерную яркость.

• Величина освещенность должна быть постоянной во времени

• Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками освещения, в системе комбинированного освещения должна составлять не менее 10% нормируемого значения.

• Спектральный состав света

• Установка должна быть безопасной, простой и удобной

• Прибор для измерения освещенности называется люксметр.

Электробезопасность.

- это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля промышленной частоты и статического электричества. По статистике количество несчастных случаев в результате воздействия электрического тока, в промышленности 1-3%. Доля во всех смертельных случаях – 40%.

Причины поражения человека электрическим током.

• Нарушение изоляции

• Непосредственное прикосновение или опасное приближение к токоведущим частям, находящимся под напряжением

• Несогласованность действия.

Действие электрического тока на организм человека:

• Термическая (ожоги и перегрев внутренних органов)

• Электролитическое действие (электролиз крови)

• Механическое действие (разрыв и расслоение мышц при судорогах)

• Биологическое действие (нарущение биологических процессов)

<! Пропущена лекция >

Вставить картинку «Трехфазная, трехпроводная сеть с изолированной нейтралью»

- условное изображение сопротивления изоляции

Между фазой и землей и фазой и нулевой (нейтральной) точкой – фазное напряжение.

Между двумя фазами – линейное напряжение.

Вариант однофазного включения

Н.Р. (нормальный режим работы сети)

А.Р. (аварийный режим - человек касается фазы, а другой фазный провод касается земли, следовательно через человека пойдет линейное напряжение)

– сопротивление провода, замкнутого на землю.

Вариант двухфазного включения.

Дв. Ф.

Трехфазная, четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью.

<вставить картинку>

- условное изображение сопротивления изоляции

- сопротивление заземляющего устройства (не более 4 Ом).

человек касается одной фазы

Н.Р.

А.Р. (в зависимости от того, к чему ближе расположен человек, к заземлителю или оборванному проводу, может быть два пути)

Человек касается двух фаз

Дв.ф.

Выводы по схемам включения.

1. Наиболее опасным является двухфазное включение.

2. Опасность однофазного включения зависит от режима нейтрали и в аварийном или нормальном режиме работает сеть.

3. При нормальном режиме работы сети наиболее безопасным является сеть с изолированной нейтралью.

4. При аварийном режиме работы сети опасность меньше в сетях с заземленной нейтралью.

5. Если имеется большая вероятность повреждения изоляции (например, под действием температуры и влаги воздуха) то рекомендуется применять сети с заземленной нейтралью. Если опасности нет – то с изолированной нейтралью.

Физические явления растекания электрического тока в земле.

Стекать ток в землю может через проводник, который ее касается. Контакт может быть случайным или преднамеренным. Преднамеренный контакт проводника с землей происходит тогда, когда в землю помещают заземляющий электрод (заземлитель). Рассмотрим случай, когда имеется одиночный заземлитель полушаровой формы, радиусом r. Полушаровая форма выбрана для простоты формул. Накладываются следующие ограничения – грунт однородный и изотропный. Удельное сопротивление грунта – . Линии тока совпадают с радиусом. Плотность тока, который протекает по земле, равна . Втекающий ток, создает электрическое поле, напряженность которого определяется следующим образом: . Электрическое поле наводит на поверхности земли потенциалы:

При

При

Уже на расстоянии 20 м от электрода потенциал на поверхности земли, практически равен 0.

Рассмотрим случаи, когда у нас несколько электродов включено параллельно.

Суммарное сопротивление контурного заземлителя, это параллельно включенные сопротивления.

– коэффициент использования (коэффициент взаимного влияния)

Рассмотрим случай прикосновения человека к металлическим частям оборудования или к земле.

<вставить картинку>

Имеется три вида оборудования, они все соединены и заземлены одним электродом. Почва однородна. Третий рабочий находится на расстоянии от электрода 20 метров, первый стоит на электроде, второй посередине. Если у второго произошел пробой (металлический корпус оказался под напряжением). Кто пострадает больше всех?

1. Напряжение прикосновения это разность двух потенциалов

Для первого:

Для второго:

Для третьего:

Следовательно пострадает больше тот, кто дальше всего от электрода. Если бы был групповой заземлитель – хуже тем кто между ними.

Напряжение шага.

Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

Пусть а – расстояние шага.

Рассмотрим второй случай, когда человек идет в зоне оборванного провода.

Т.е. чем меньше шаг – тем меньше шаговое напряжение.

Мероприятия по защите человека от поражения электрическим током.

1. Организационные мероприятия

   1. Для профилактики электротравматизма на предприятиях

- разрабатываются документы, по вопросам эксплуатации и проектирования электроустановок и сетей

- проводят подбор кадров

- обучение и инструктаж персонала, которому предстоит эксплуатация электроустановок, а также организуют безопасное ведение работ на установках и электросетях.

Основными нормативными документами являются ГОСТы, СНИПы, а также следующие документы: «Правила производства и приемки работ электротехнических устройств», «Правила устройства электроустановок», «Правила техники безопасности при монтажных и электроналадоыных работах», «Правила техники безопасности при эксплуатации электрооборудования».

2. Технические мероприятия

Использовать пониженное напряжение

Увеличить сопротивление участка цепи, в которую подключился человвекю

Уменьшить ток через человека. Путем разветвления тока, например, параллельно человеку подлючается заземляющее устройство с малым сопротивлением.

Уменьшить время воздействия.

• Устранение возможности прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям. Обеспечение безопасности достигается применением надежной изоляции токоведущих частей, ограждением токоведущих частей или расположение токоведущих частей на недоступной высоте.

• Установка реле и плавких предохранителей, которые срабатывают, когда ток превышает какое-то значение.

• Применение блокировок и сигнализаций на опасных участках.

• Применение маркировки и специальной окраски для распознавания частей электроустановок по напряжению, току и по назначению.

• Применение понижающего напряжения, например, электромонтажный инструмент, который питается от сети не может превышать 36 В, а в опасном помещении не более 12 В.

Защита человека от воздействия опасного напряжения прикосновения при замыкании токоведущих частей на металлические не токоведущие части установки. (замыкание на корпус)

Есть три метода защиты:

• Защитное заземление

• Защитное зануление

• Защитное отключение

Защитное заземление.

- это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей конструкции, которые могут оказаться под напряжением.

Назначение защитного заземления: снижение до безопасного значения напряжения прикосновения, обусловленного замыканием на корпус.

Область применения: в сетях, напряжением до 1000 В. Это сети с изолированной нейтралью. В сетях с напряжением выше 1000 В, применяется с любым режимом нейтрали.

Принципиальная схема для сетей до 1000 В. <вставить картинку>

Принцип действия заключается в снижении напряжения прикосновения обусловленного замыканием на корпус. Достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования, а также путем выравнивания потенциала основания, на котором стоит человек и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

Заземляющее устройство состоит из заземляющего проводника и заземляющего электрода. Заземляющий проводник может быть искусственным и естественным. Искусственный заземляющий проводник – специально проложенный провод по зданию. Естественный заземляющий проводник , это когда для нужд заземляющего проводника используются какие-то металлические конструкции здания (например батареи). Металлический электрод может быть естественным и искусственным. Если это искусственный электрод – то это закопанный металлический предмет, самое главное чтобы верхний уровень был на 0.5 метра глубже уровня промерзания грунта. Используют свинцовые обмотки кабелей или железобетонные стержни зданий в качестве естественных заземлителей.

Заземляющие устройства в зависимости от того как они расположены могут быть выносными и контурными. Выносные это когда выбирается грунт с наименьшим сопротивлением – туда и закапывают электрод. Контурное заземление лучше. Наибольшее допустимое значение заземляющего устройства устанавливается правилами устройства электроустановок (ПУЭ), не более 4 Ом для сетей с напряжением меньше 1000 В, если мощность сети неизвестна или больше 100 КилоВольтАмпер. (В ЗАДАЧАХ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ВСЕГДА 4 ОМ).

Защитное зануление.

- это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей конструкции, которые могут оказаться под напряжением, с заземленной нейтральной точкой.

Назначение защитного зануления: устранение опасности поражения человека электрическим током в случае прикосновения к металлическим нетоковедущим частям, которые оказались под напряжением в следствии замыкания на корпус.

Принцип действия: превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, т.е. замыкание между фазным и нулевым проводом, с целью вызвать большой ток, который обеспечит срабатывание защиты и тем самым автоматически отключит поврежденную электроустановку от сети. Такой защитой является предохранители, автоматы тока и другие устройства. Поскольку через зануленный провод корпус заземлен, то до автоматического отключения проявляется свойство защитного заземления.

Область применения: сети с напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью.

Принципиальная схема: <вставить картинку>

Через каждые 3-5 метра нейтральный провод заземляют. Отключающее устройство – например, предохранитель.

Назначение повторного заземления: в случае обрыва защитного провода, зануление работать не будет, а повторное заземление будет обеспечивать защитное заземление.

Защитное отключение.

- это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека током. Защитное отключение предусматривает защиту человека при прикосновение к фазным проводам, находящимся под напряжениям, а также к металлическим нетоковедущим частям, которые оказались под напряжением в случае замыкания на корпус. Если при прикосновении человека к корпусу оборудования или к фазному проводу, напряжение прикосновения или ток через человека превысит допустимые значения и возникнет угроза поражения человека током, то одним из способов защиты мот быть быстрый разрыв цепи тока через человека, т.е. отключение участка цепи, в которой находится человек.

Область применения: любая сеть. Но особенно целесообразно применять тогда, когда

1. Невозможно устроить защитное заземление (переносная установка, скальный грунт)

2. Если в установках с заземленной нейтралью невозможно подсоединиться к нулевому проводу

3. Если имеется большая вероятность прикосновения человека к открытым токоведущим частям.

Основные элементы защитного отключения: прибор, который воспринимает входную величину, реагирует на ее изменение и при определенных значениях дает сигнал на отключение выключателю. Еще один основной исполнительный орган – автоматический выключатель.

Принцип работы: произошло замыкание на корпус, реле замкнулось.. и пошла свистопляска!

….забил на лекцию!

Пожарная безопасность.

….

Параметры, которые характеризуют опасности пожаров и взрывов.

1. Не всякая молекула может вступить в химическую реакцию, а только активная молекула, т.е. молекула, обладающая достаточным запасом энергии для того чтобы сблизиться с другой частицей не смотря на действие сил отталкивания. Эта энергия называется энергией активации. С точки зрения энергии, все химические реакции делятся на два типа: эндотермические, идущие с поглощением тепла, и экзотермические, выделяющие тепло (опасные).

2. Температура горючей смеси. Скорость химической реакции

коэффициент, R – газовая постоянная, T – температура воспламеняющейся жидкости.

Пламенное горение, без стороннего источника, происходит самовоспламенение как результат возрастания скорости экзотермической реакции. Скорость образования тепла, в результате экзотермической химической реакции, пропорциональна скорости химической реакции:

- скорость теплообразования в результате химической реакции

Скорость теплоотдачи в окружающую среду зависит от следующих параметров:

- коэф. теплопроводности

Температура самовоспламенении , это такая температура, при которой:

3. Концентрационные пределы: НКП, ВКП. Зависимость температуры самовоспламенения от концентрации

Тсв

Область горения

НКП ВКП С%

НКП – нижний концентрационный предел, это минимальная концентрация горючего в горючей смеси, с которой возможно воспламенение.

ВКП – верхних концентрационный предел, это максимальная концентрация горючего в горючей смеси, с которой возможно вопспламенение.

Ниже НКП и выше ВКП то не горит. Чем ниже НКП, тем более опасно с точки зрения пожара – горючее вещество.

4. Температура вспышки . Пусть имеется резервуар с горючей жидкостью, и жидкость в нем находится в точке замерзания (паров над ней нет). Мы начинаем греть этот резервуар, а сверху поджигаем. За счет того, что мы греем – идут пары, но не поджигается. Потом вспыхивает и тутже гаснет. Вспыхнуло такак достигли температуры НКП.

Температура горючей жидкости при которой концентрация паров над ее поверхностью достигла нижнего концентрационного предела называется температурой вспышки. Температура жидкости, при которой скорость выгорания паров равна скорости образования горючей смеси называется температурой воспламенения.

Жидкости по температуре вспышки делятся на 2 класса: на те у кого температура вспышки меньше 45 и больше 45 градусов.

Когда может вспыхнуть жидкость? Если температура жидкости >= температуры вспышки.

Если температуры ниже она не вспыхнет.

Если температура источника зажигания больше или равна температуры самовоспламенения, тогда можно поджечь.

5. Горючие пыли. . Если то это взрывоопасные горючие пыли. Если больше 65 грамм на кубич. Метр, то это опасные горючие пыли.

Основные причины пожаров.

1. Неосторожное обращение с открытым огнем

При проведении электро-, газосварочных работ, работ с паяльными лампами, курения в неположенных местах и т.д.

2. Неисправность или перегрузка электрооборудования и электросетей

3. Неисправность производственного оборудования и нарушение технологических процессов

4. Взрывы газовоздушных и паровоздушных смесей и других веществ

5. Самовозгорание горючих веществ

6. Возгорание материалов в следствии грозовых разрядов, разрядов статического электричества и т.п.

Оценка пожарной опасности.

Основной характеристикой строительных конструкций является способность сохранять несущие или ограждающие функции в условиях пожара. Эта способность, согласно ГОСТу, оценивается в пределах огнестойкости и пределах распространения пламени. Предел огнестойкости – это время, в течение которого произойдет одно из следующих состояний. К основным предельным состояниям относятся:

• R_количество минут, - потеря несущей способности в следствии обрушения конструкций или возникновение предельных деформаций

• E_количество минут, - потеря целостности в результате образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя.

• I_количество минут, - Потеря теплоизолирующей способности, вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных для данной конструкции значений. Если температура противоположной от огня стены прогрелась на 140 градусов, по сравнению с нормальным состоянием, – то это предельное состояние.

Классификация производств по степени пожаро и взрывоопасности.

Обозначается заглавными русскими буквами

Классификации пожаров – латинскими буквами.

К категории А относится производство, на котором хранятся, транспортируются или используются горючие газы с НКП <= 10 об%. Об% это проценты по отношению к объему помещения. Либо жидкости с температурой вспышки паров <= 28 градусов по цельсию. Или вещества, воспламеняющиеся от действия воды, света, кислорода, воздуха. Категория А – самая пожароопасная категория.

Категория Б. относится производство, на котором хранятся, транспортируются или используются горючие газы с НКП > 10 об%. Либо жидкости с температурой вспышки паров от 28 до 61 градусов по цельсию. Горючие пыли с НКП <= 60 грамм на метр кубический

Категория В, относится производство, на котором хранятся, транспортируются или используются жидкости с температурой вспышки паров больше 61 градусов по цельсию. Горючие пыли с НКП > 65 грамм на метр кубический

Категория Г, относятся производства в которых используются твердые несгораемые вещества или материалы в расплавленном или раскаленном состоянии.

Категория Д, -- твердые несгораемые материалы при нормальной температуре.

Классификация пожаров.

Класс A – пожары связанные с горением твердых веществ, не содержащих в своем составе окислителя.

Класс B – горение горючих жидкостей.

Класс C – горение газов.

Класс D - пожары связанные с электрооборудованием и электросетями.

Класс E – горение веществ, выделяющих кислород и другие окислители.

Способы борьбы с пожарами.

Тушение возможного пожара и проведение спасательных работ обеспечивается комплексом конструктивных и инженерно-технических мероприятий. К ним относятся устройство пожарных проездов и подъездных путей. Устройство средств и пожарных подразделений на этажи и кровлю зданий.

Устройство пожарного водопровода и других питательных сетей.

Противодымная защита путей следования пожарных внутри здания.

Оборудование уставки обеспечивающие эффективное тугшение пожара.

Способы предотвращения пожара.

Способы могут быть физические и химические. Физические: охлаждение, разбавление, изоляция. Химические: ингибирование (вещество ингибирующее не дает соединиться окислителю с горючим). Изоляция происходит за счет негорючих материалов и веществ, за счет противопожарных разрывов. А также изоляция проводится взрывной волной, или продуктами взрыва.

Водяное тушение.

Эффект достигается за счет охлаждения зоны пожара. Благодаря тому что вода обладает большой теплоемкостью. Дополнительное действие воды разбавляющее и изолирующее, под действием водяных паров.

1л воды = 1700 л пара

Из-за пара горючая смесь оказывается сильно разбавленной.

Вода применяется для тушения пожаров классов А и В, т.е. тушение твердых веществ и тлеющих материалов, а также горючих жидкостей с температурой кипения больше 80 градусов.

Эффективность тушения может быть повышена за счет введения различных добавок. Эти добавки бывают двух типов: в виде смачивателей или загустителей. При обычной температуре эти добавки никак себя не проявляют, а попадая в очаг возгорания, где высокая температура – свойство воды с добавками сильно меняются. Если добавлены добавки повышающие текучесть, то проникающая способность воды увеличивается в 10 раз. С такими добавками вода может проникнуть даже в торфяник. Если добавлены загустители, то при высокой температуре, попадая в область воспламенения, вода превращается в желе, охлаждая очаг, и повышается изолирующая способность.

Недостатки водяного тушения.

• Вода замерзает при довольно высокой температуре

• Не для всех веществ вода применима

• Электропроводность воды

Организация водяного тушения пожаров. На предприятии, где организуется водяное тушение, подключается к источнику воды трубопроводы. Далее есть несколько способов:

1. Есть раздаточные пункты с разворачивающимися рукавами

2. Спринклер (в этой головке имеется клапан, закрывающий отверстие поступления воды. Этот клапан держится на трех пластинах, пластины спаяны лекгоплавящимся припоем. Когда в помещении возникает пожар, температура повышается, припой расплавляется, пластины рассоединяются, клапан выпадает, и в помещении с повышенной температурой начинает литься вода)

3. Дренчлер (головка-дренчлер – головка разбрызгиватель поливает все отделы)

Тушение газами.

Газовое тушение используется для создания в защищаемом объекте такой среды, которая не поддерживает горение – объемное тушение. Используются газы, которые не поддерживают горение – углекислый газ, инертные газы и продукты сгорания. При наличии в горючей смеси какого-либо газа не поддерживающего горения, по мере увеличения концентрации этого инертного газа возрастает нижний концентрационный предел и снижается верхний концентрационный предел. В определенной точке, называемой точкой флегматизации, оба предела сливаются. Эта точка носит название – экстремальная точка области воспламенения. Содержание разбавителя в воздухе, соответствующее этой точке называется флегматизирующей концентрацией, а содержание кислорода – минимально возможным содержанием кислорода. Наибольшее применение получил углекислый газ – СО2. Это связано с тем что СО2 может храниться в сжиженном состоянии при приемлемом давлении и имеет достаточно высокий коэффициент газообразования. Кроме этого он химически инертен, некорозионно активен, неэлектропроводен. Снежная углекислота, про подаче в очаг пожара мгновенно испаряется минуя жидкое состояние – процесс сублимации. Эту смесь нельзя применять для тушения элементов, которые горят в атмосфере углекислого газа, поэтому для тушения этих пожаров применяют либо аргон либо азот. Используются огнетушители и стационарные, передвижные установки. Основное действие – разбавляющее, дополнительных нет. Применяется для тушения пожаров класса D, а также A, B, C, но особенно рекомендуется там, где есть ценности.

Пенное тушение пожаров.

Используется в основном для тушения твердых и жидких горючих, т.е. для классов A, B. Огнетушащее действие пены состоит в изоляции горючего от кислорода воздуха. В каждой пене есть 3 фазы: жидка фаза, газовая фаза (воздух поступает под давлением), твердая фаза. Дополнительное действие – охлаждающее. Охлаждается зона пожара, за счет жидкой фазы. Способы получения пены: химический способ, в результате соединения веществ и хим. Реакции; механически получаемая пена.

Параметры, которые характеризуют эффективность пенного тушения:

• Кратность пены. Под кратностью пены понимают отношение объема пены к объему жидкой фазы, т.е. к объему жидкости.

• Стойкость пены. Это способность противостоять процессу разрушения пены и оценивается временем выделением из пены 50% жидкой фазы.

• Изолирующее действие. Проявляется в способности пены препятствовать образованию горючей смеси.

Методы оценки эффективности тушения жидких горючих. Оценивается временем, в течении которого пары горючего проходят сквозь слой пены определенной толщины и образуют над ним горючую смесь, способную воспламеняться. Тушение пожаров пеной производится следующими установками: передвижные огнетушители, тушение ручными пенными стволами и тушение пеногенераторами, полустационарные пено-установки (пенно-камеры, стационарные генераторы и т.п.), автоматические стационарные установки, которая состоит из нескольких секций. Используется данный метод для классов A,B.

Тушение порошковыми составами.

Обычные порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли, карбонаты и би-корбоныты натрия калия. Основное действие ингибирующее, не дают соединяться горючему и окислителю. Порошки специального назначения это особо приготовленные порошки, предназначенные для тушение щелочных, щелочно-земельных металлов, алюминий и литий органических соединений (единственный способ тушения таких пожаров). Дополнительное действие: изолирующее, разбавление горючей смеси газообразными продуктами разложения или непосредственно порошковым облаком, охлаждение зоны горения в результате затрат тепла на нагрев частиц порошка, их испарение и разложение в пламени. Эффективность порошка определяется его огнетушащими и эксплуатационными свойствами (слеживаемость).

Недостатки порошкового тушения:

• Высокая стоимость

• Сильное запыление помещения

• Трудности при хранении

• Возможно повторное воспламенение из-за незначительно снижения температуры в зоне пожара

Тушение голойдо-углеводородными составами или тушение фреонами, хладонами, галогенами, голонами.

Эти составы относятся к классу углеводородов, в основном это метан и этан, в которых атомы водорода замещены атомами гологенов, а именно фтором, хлором, бромом или йодом. Основное действие – ингибирующее. Огнетушащая эффективность возрастает в следующей последовательности: фтор, хлор, бром, йод. Можно тушить все классы пожаров. Хладоны имеют высокую плотность как в жидкой, так и в газообраном состоянии, что обеспечивает высокое проникновение глубоко в пламя, а также позволяет удерживать пламя около очага горения. Низкие температуры замерзания, дают возможность применять их при минусовых температурах. Не электропроводны, следовательно можно применять для тушения электрооборудования.

Недостатки:

• Негативное воздействие на окружающую среду и человека

• Некоторые, особенно хлор – содержащие фреоны, разрушают озоновый слой, поэтому их использование ограничено Монреальской конвенцией. Хладоны действуют на организм как слабые наркотические вещества. Но продукты их термического разложения более токсичны, и при этом обладают высокой коррозионной активностью.

Особенно эффективно тушение нефтепродуктов, твердых материалов органического происхождения, для водорода и др. не рекомендуется для тушения металлов, некоторых метало-органических соединений, гибридов металлов, а также для тушения веществ, у которых окислитель – не кислород.

Анализ пожаро и взрывоопасности технологических процессов.

• Определить пожаро- и взрывоопасность свойства веществ в данном производстве.

• Установить степень пожаро и взрывоопасности среды внутри аппаратов и оборудования

• Выявить по каким причинам возможен выход горючих веществ из аппаратов и трубопроводов в помещении.

• Установить Основные источники воспламенения и условия их контакта с горючими веществами.

• Установить возможные причины и пути распространения пожара

• Определить основные направления разработки средств защиты