6.2 Характеристика помещения

Промышленное помещение, в котором установлена рассматриваемая система автоматического регулирования с электрогидроусилителем, по характеру окружающей среды относится к классу сухих помещений.

Создаваемое давление на выходе ЭГУ с МЖС может подаваться на форсунки, поршни, гидравлические цилиндры станков и прочие исполнительные устройства.

В производственном помещении имеется большое выделение пыли, поэтому стены и потолки сооружены из малотеплопроводных материалов, не задерживающих осаждение пыли, а уборку помещений проводится при помощи пылесосов или гидросмыва. Полы в помещении теплые, эластичные, ровные и нескользкие, не пропускают грунтовые воды и вредные газы. Так как рабочее место обслуживается стоя, то полы сделаны теплопроводными. Кроме того, в помещении имеются вредные и агрессивные вещества, поэтому полы изготовлены из материалов, устойчивых в отношении химического действия этих веществ (из метлахской плитки). Для отведения пролитых на пол агрессивных и вредных жидкостей предусматриваются стоки в промышленную канализацию. В помещении имеется устройства отопления и вентиляции.

6.2.1 М е т е о р о л о г и ч е с к и е у с л о в и я. "Метеорологическое обеспечение в области безопасности труда" ГОСТ 12.1.005-88. Под метеорологическими условиями (микроклиматом) понимают несколько факторов, воздействующих на человека: температуру, влажность и скорость движения воздуха, а также тепловое излучение. Эти факторы отдельно или в совокупности влияют на организм человека, определяя его самочувствие.

Оптимальные и допустимые метеорологические условия для рабочих зон помещения устанавливает ГОСТ 12.1.005 - 88, который учитывает: время года, тяжесть выполняемых работ и избыток явного тепла.

Соблюдаемый в помещении тепловой режим соответствует оптимальным нормам, задаваемым ГОСТ 12.1.005 - 88, как для холодного, так и для теплого времени года. Это осуществляется за счет имеющихся в помещении батарей водяного отопления и кондиционеров. Поддержание на заданном уровне температуры, влажности и подвижности воздуха - осуществляется постоянной вентиляцией помещения, в котором эксплуатируется разрабатываемое устройство.

Электрогидравлический усилитель не содержит источников теплоты, которые могут существенно повлиять на температуру воздуха в помещении, где он эксплуатируется. Поэтому особые меры к ЭГУ с МЖС по защите от теплового излучения, такие как экранирование, устранение источника тепловыделений, меры индивидуальной защиты, не требуются.

6.2.2 О с в е щ е н и е. " СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение". Зрение является важнейшим источником информации, поступающей в мозг человека из внешней среды. Недостаточное освещение вызывает преждевременное утомление, притупляет внимание работающего, снижает производительность труда, ухудшает качественные показатели и может оказаться причиной несчастного случая.

Естественное освещение положительно влияет не только на зрение, но также тонизирует организм человека в целом и оказывает благотворное психологическое воздействие. В связи с этим в помещении в соответствии с санитарными нормами и правилами имеется естественное освещение, которое осуществляется комбинированным светом – через световые проемы в покрытиях и стенах, через прозрачные ограждения покрытий и стен.

В помещении используется два вида освещения – естественное и искусственное.

Нормирование естественного и искусственного освещения осуществляется СНиП 23-05-95 в зависимости от характера зрительной работы. При работе с рассматриваемой установкой необходимым является различение объектов размером 0,5...1 мм (фиксация показаний измерительных приборов), что соответствует разряду зрительной работы 4г.

Расчет системы освещения производится методом коэффициента использования светового потока, который выражается отношением светового потока, падающего на расчет­ную поверхность, к суммарному потоку всех ламп. Его величина зависит от харак­теристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемой коэффициентами отражения стен и потолка.

Общий световой поток определяется:

, (…)

где Е_Н=300 лк – нормируемая освещенность;

S – освещаемая площадь, м²;

k=1,5 – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильников;

z=1,1 – коэффициент, учитывающий неравномерность освещения;

 – коэффициент использования светового потока.

Площадь помещения

(…)

где L_Д=4.5 м – длина помещения;

L_Ш= 4 м – ширина помещения.

Коэффициент использования, (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (Рс) и потолка (Рп)), значение коэффициентов Рс и Рп определим по таблице зависимостей коэффициентов отражения от характера поверхности: Рс=30%, Рп=50%. Значение  определим по таблице коэффициентов использования различных светильников. Расчетная длина подвески светильника:

(…)

где Н = 2,5 м – высота помещения;

Н_R = 0,8 м – высота от пола до уровня рабочей поверхности;

Н_С =0,2(Н–Н_Г)=0,2(2,5–0,8)=0,34 м – расстояние от светильника до потолка.

Тогда:

H_p=2.5– 0.34– 0.8 = 1.36 (м)

Индекс помещения

Тогда =28 %. Общий световой поток

Для помещения выбираются люминесцентные лампы ЛБ40 (белого света) мощностью 40 Вт.

Световой поток одной лампы ЛБ40 составляет F₁=3000 Лм, следовательно, для получения светового потока F_общ=21978 Лм необходимо N ламп, число которых определяется:

Выбираем N=11 ламп ЛБ40. Электрическая мощность всей осветительной системы:

=4011=440 (Вт),

где Р₁=40 Вт – мощность одной лампы.

При выборе осветительных приборов используем светильники типа ОД. Каждый светильник комплектуется двумя лампами. Размещаются светильники двумя рядами, по четыре в каждом ряду.

Расчет местного светового потока не производится, так как в данном случае рекомен­дуется система общего освещения во избежание отраженной бликов от поверхности стола и экрана монитора.

Для нормального восприятия изображения на экране контраст со стенами должен составлять отношение 3:1 соответственно. Освещенность экрана Е_о составляет четыреста люкс, тогда освещенность фона Е_ф.в составляет сто люкс. Для обеспечения такой освещенности стены освещенность горизонтальной поверхности должна быть

166,14 Лк,

где 30  – угол, в направлении которого распространяется сила света источника.

Общий световой поток:

Для получения такого светового потока необходимо следующее количество ламп:

Выбираем N₁ = 6 ламп. Следовательно, необходимо включать:

N - N₁ = 11 - 6 = 5 ламп.

Для обеспечения нормальных условий работы оператора в соответствии с нормативными требованиями необходимо использовать 5 ламп указанной мощности для освещения рабочего помещения.

6.2.3 Ш у м. "Гигиенические требования к организации технологических процессов производственному оборудованию и рабочему инструменту" СниП-11-12-77. Шум определяют как совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. Интенсивный шум на производстве оказывает на человека вредное физиологическое воздействие, которое заключается в притуплении слуха, нарушении ритма сердечной деятельности, замедлении психологических реакций, ослаблении памяти и внимания, увеличении числа ошибок при выполнении работы.

Электрогидравлический усилитель не является источником шума, в отличие от электродвигателя, насоса и прочего производственного оборудования. Для защиты от шума согласно СниП-11-12-77 предусмотрены следующие строительно-акустические меры: звукопоглощающие конструкции и экраны, звукоизоляция ограждающих конструкций, звукопоглощающие облицовки в газовоздушных трактах вентиляционных систем с механическим побуждением и систем кондиционирования воздуха.

Нормируемые параметры шума определены ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» и СНиП 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». Допустимые уровни звукового давления на рабочем месте в производственном помещении указаны в таблице …..

Таблица … - Нормирование шума

Рабочее место			Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
Предельно-допустимые уровни тока (мА) при заданном времени протекания (с)2505001000200040008000Постоянное рабочее место и рабочая зона в производственных помещениях и на территории предприятий1109992868380787674 В качестве индивидуальных средств защиты от шума рекомендуется использовать специальные наушники, вкладыши в ушную раковину, противошумные каски, защитное действие которых основано на изоляции звука. 6.2.4 В и б р а ц и я. " Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий" СН 245-71. Вибрации – это колебания твердых тел – частей аппаратов, машин, оборудования, сооружений, воспринимаемые организмом человека как сотрясения. Вибрации неблагоприятно воздействуют на организм человека: они могут быть причиной функциональных расстройств нервной и сердечно-сосудистых систем, а также опорно-двигательного аппарата. Согласно СН 245-71 нормирование уровня вибрации предусмотрено для ограничения общей вибрации, передаваемой на рабочие места в производственных помещениях через пол, рабочую площадку, и вибраций, передаваемых на руки работающего от ручного электро- и пневмоинструмента. Электрогидравлический усилитель не является источником вибрации, в отличие от электродвигателя, насоса и прочего производственного оборудования. В качестве меры защиты от вибрации предусмотрена виброизоляция, представляющая собой упругие элементы (пружинные амортизаторы), размещенные между электродвигателем, насосом и основанием. В качестве индивидуальной защиты от вибрации рекомендуется носить виброгасящие перчатки и обувь на войлочной или толстой резиновой подошве. 6.2.5 Э л е к т р о б е з о п а с н о с т ь. "Электробезопасность термины и определения" ГОСТ 12.1.009-76. Электробезопасность - система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12.1.009-76). Действие электрического тока на организм человека и животного проявляется в сложных и своеобразных формах. Проходя через организм, электрический ток оказывает химическое, тепловое и биологическое действия. На исход поражения организма электрическим током оказывает влияние ряд факторов: сила тока, сопротивление тела человека, частота и род тока, путь тока, продолжительность действия, а также индивидуальные особенности человеческого организма. Можно выделить следующие примерные пороговые значения силы тока: – ощутимый ток (до 2 мА) - вызывает при прохождении через организм ощутимые раздражения; – неотпускающий ток (10...25 мА) - вызывает при прохождении тока непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник; – фибрилляционный ток (свыше 65 мА) - вызывает при прохождении через организм фибрилляцию сердца. ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно-допустимые уровни напряжений прикосновений и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов защиты и средств защиты людей при взаимодействии с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока с частотой 50 Гц таблица ….. Таблица … – Нормативные величины токов по ГОСТ 12.1.038-82 Род тока		31,5
0,10,20,30,40,50,663125
Переменный, 50 Гц0,08		650		500	250	165	125	100	85
Постоянный		650		500	400	350	300	250	240

За величину электрического тока, опасного для жизни человека, принимается ток 40 мА.

Существует три способа защиты от поражения электрическим током. За-нуление - соединение всех металлических корпусов и конструкций с заземленной нейтралью трансформатора через нулевой провод или специальный защитный проводник. Благодаря этому всякое замыкание на корпус превращается в короткое замыкание и аварийный участок отключается предохранителем или автоматом. Применение только одного зануления в данной установке не обеспечивает полной защиты, так как в случае обрыва нулевого провода и замыкания фазы на корпус сохраняется возможность поражения электрическим током.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус. Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения человека током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим частям.

Защитное отключение - быстродействующее отключение аварийного участка или сети в целом при возникновении замыкания на корпус или непосредственно на землю, а также при прикосновении к частям находящимся под напряжением. Защитное отключение требует постоянного контроля за поддержанием работоспособности устройства защитного отключения, что весьма затруднительно, а также при отказе устройства защитного отключения электроустановка остается без всякой защиты.

Для питания установки используется четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В с частотой 50 Гц. По технологическим требованиям такая сеть предпочтительней, так как она позволяет использовать два рабочих напряжения – линейное и фазное. Четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью питает как силовую нагрузку (электродвигатель, насос), включенную между фазными проводами на линейное напряжение 380 В, так и источник напряжения ЭГУ с МЖС, подключаемый между фазным и нулевым проводами, то есть на напряжение 220 В. Кроме того по условиям безопасности в случае прикосновения к фазному проводу такая сеть более безопасна.

В целях ликвидации опасного поражения электрическим током при нарушении изоляции и появлении на корпусах оборудования опасного напряжения используется защитное зануление. Физическая сущность зануления состоит в том, что, благодаря преднамеренно выполненной с нулевого защитного проводника металлической связи корпусов оборудования с глухозаземленной нейтралью источника питания, любое замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание.

При зануления должны быть выполнены следующие условия:

Iкз ≥ к ∙ Iном, (…)

где к – коэффициент кратности номинального тока плавкой вставки предохранителя, к =3;

Iном - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А.

Номинальным током плавкой вставки называется ток значение, которого указано непосредственно на вставке заводом-изготовителем в виде набивки. Номинальный ток Iном = 60А. Значение I_кз зависит от фазного напряжения сети сопротивления цепи, в том числе от полного сопротивления трансформатора Zт, фазного проводника Zф, нулевого защитного проводника Zнз, внешнего индуктивного сопротивления петли «фазный провод - нулевой защитный провод» (петли «фаза-нуль») ХП, активного сопротивления заземлений нейтрали обмоток трансформатора R0.

Выражение для Iкз будет иметь вид:

, (…)

где Z_П = Zф+ Zнз+Хп - комплексное полное сопротивление петли «фаза-нуль».

Удельное сопротивление фазного провода:

(…)

Для фазного провода: Ом*мм²/м, м, мм².

Отсюда сопротивление фазного провода:

.

Удельное сопротивление нулевого провода:

(…)

Для нулевого провода: Ом*мм²/м, м, мм².

Отсюда удельное сопротивление нулевого провода:

.

Значения Хф и Хнз малы, ими можно пренебречь. Значение Х_П можно определить по формуле:

, (…)

где к – коэффициент кратности внешнего индуктивного сопротивления петли «фаза-нуль», к =0,3894;

dcp - расстояние между проводниками, м;

dф - геометрический диаметр, м.

Расчеты дают значение: Х_П=0,556 (Ом), R_Д = 0,02 (Ом)

В соответствии с мощностью трансформатора:

, =0,0127 (Ом).

Полное сопротивление петли «фаза нуль»:

, (…)

.

При использовании зануления по требованиям ПУЭ должно выполняться условие: .

, следовательно условие выполняется.

Следовательно, ток короткого замыкания для ЭГУ с МЖС:

.

Ток короткого замыкания для силовой нагрузки:

.

Для плавкой вставки должно выполняться условие.

Для напряжения 220 В: Условие выполняется.

Для напряжения 380 В: Условие выполняется.

При попадании фазы на зануленный корпус электроустановки должно произойти автоматическое отключение.

Если автоматическое отключение не произойдет, то тогда перегорит плавкая вставка тем самым обеспечивается дополнительная защита.

Так как 301,6120; 417,6120, то защитное зануление выполнено и отключающая способность системы обеспечена.

В качестве дополнительной меры защиты к занулению принято устройство защитного отключения (УЗО), реагирующее на потенциал корпуса. УЗО рассматриваемого типа устраняет опасность поражения людей током при возникновении на зануленном корпусе повышенного потенциала.

Принципиальная схема УЗО, реагирующего на потенциал корпуса для ЭГУ с МЖС и электродвигателя, представлена на рисунке ….

1 – корпус ЭГД с МЖС; 2 – предохранители; 3 – корпус электродвигателя;

R₀ – сопротивление заземления нейтрали; R_в – сопротивление вспомогательного заземления; R_нз – сопротивление повторного заземления нулевого защитного провода; РН – реле максимального напряжения; ОК – отключающая катушка автоматического выключателя

Рисунок … – Схема защитного зануления с устройством защитного

отключения, реагирующим на потенциал корпуса

Датчиками в этой схеме служат реле максимального напряжения. При замыкании фазы на корпус реле сработает, вызвав перегорание предохранителей, то есть отключение потребителя от сети.

При замыкании фазы на корпус вначале проявляется защитное свойство зануления, снижающее потенциал корпуса до некоторого предела _к. Если _к превышает _к.доп, сработает УЗО, то есть произойдет отключение поврежденной установки от сети. В данном случае вставкой _уст, обеспечивающей безопасность прикосновения к корпусу поврежденной установки, является потенциал _к.доп, при котором напряжение прикосновения не превышает допустимого U_пр.доп.

_уст ≤ _к.доп

Выразим _уст через известное U_пр.доп. С учетом того, что U_пр.доп = _к.доп α₁ α₂, выражение для уставки:

_уст ≤ U_пр.доп /α₁ α₂,

где ₁ и ₂ – коэффициенты напряжения прикосновения.

Если в период прикосновения к корпусу человек может стоять вне поля растекания тока с защитного заземления и при этом сопротивление основания, на котором он стоит, невелико, то необходимо принять ₁=₂=1. Тогда вставка:

_уст ≤ U_пр.доп (…)

Напряжение U_пр.доп не должно превышать длительно 60 Вольт: _уст ≤ 60В.

Напряжение срабатывания реле U_ср должно быть меньше U_пр.доп, поскольку потенциал корпуса _к.доп оказывается приложенным не только к сопротивлению обмотки реле Z_p, но и к сопротивлению вспомогательного заземления R_в:

_к.доп = Ip (Zp + Rв)

Заменив в этом уравнении _к.доп на U_пр.доп/₁₂ и выразив ток реле I_p через U_ср/Z_р , получим выражение для требующегося напряжения срабатывания реле в комплексной форме:

В действительной форме

, (…)

где R_p и X_p – активное и индуктивное сопротивления обмотки реле, Ом.

Отсюда:

(…)

Это уравнение при известных параметрах реле, а также U_пр.доп, ₁, ₂ позволяет определить наибольшее значение R_в, при котором обеспечивается срабатывание защиты.

В УЗО применено реле напряжения, у которого напряжение срабатывания U_ср= 30 В, активное сопротивление обмотки R_p = 400 Ом, индуктивное сопротивление обмотки X_p = 200 Ом. Предположим, что человек, касающийся корпуса, стоит на сырой земле вне зоны растекания тока с заземлителей, то есть считаем, что ₁= ₂=1. Подставим соответствующие значения находим сопротивление вспомогательного заземления:

(Ом)

Итак, при сопротивлении вспомогательного заземления R_в = 470 Ом УЗО будет срабатывать, если напряжение прикосновения достигнет 60 Вольт.

6.2.6 П о ж а р н а я б е з о п а с н о с т ь. "Правила и устройства электроустановок" ПУЭ-85. Неправильная эксплуатация приборов и оборудования может привести к пожару или взрыву. Пожарная безопасность предусматривает такое состояние объекта, при котором бы исключалось бы возникновение пожара, а в случае его возникновения предотвращалось бы воздействие на людей опасных факторов пожара, и обеспечивалась защита материальных ценностей.

Согласно ПУЭ-85 помещения по пожаро- и взрывоопасности подразделяются на пожароопасные и взрывоопасные. Так как при эксплуатации установки в качестве рабочей жидкости используется топливно-смазочная жидкость с температурой вспышки более 120 С, то помещение относится к взрывоопасным (класс В–а). Устройство в соответствии с ПУЭ-85, по пожароопасным зонам относится к классу П–.

Пожар может возникнуть как вследствие причин электрического, так и не электрического характера. К причинам электрического характера относятся короткое замыкание, перегрузка, большое переходное сопротивление, статическое электричество. К причинам не электрического характера можно отнести нарушение режимов эксплуатации, курение, оставление без присмотра нагревательных приборов, неисправность оборудования, самовоспламенение и самовозгорание веществ, и другие факторы.

Пожарная безопасность обеспечена с помощью систем предотвращения пожара и систем пожарной защиты.

К системам предотвращения пожара в помещении можно отнести: предотвращение образования источников зажигания; поддержание температуры горючей среды ниже максимально допустимой по горючести; правильный выбор сечений проводов и проводников по допустимой плотности тока; обеспечение пожарной безопасности оборудования, электроустановок, систем отопления и вентиляции. К мероприятиям по пожарной защите относятся: изоляция горючей среды; предотвращение распространения пожара за пределами очага; применение средств пожаротушения и пожарной сигнализации; применение средств противо-пожарной защиты и пожаротушения; своевременное оповещение о пожаре и эва-

куация людей.

Поскольку в помещении присутствует электрооборудование под напряжением то для тушения пожаров рекомендуется использовать двуокись углерода для прекращения подачи кислорода к очагу возгорания. Возможно применение огнегасительных порошков. Первичными средствами пожаротушения в данном случае могут послужить ручные огнетушители типа ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8, ОУБ-3, ОУБ-7 или передвижные типа ОУ-25, ОУ-80.

В качестве средств обнаружения пожара применена противопожарная сигнализация с дымовыми датчиками.