Специальные электрические машины с внедрением в учебный процесс / 7_bjd_ramka

					УИТС.161ХХХ.020 ПЗ	Лист
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

Копировал Формат А4

7 Безопасность жизнедеятельности

7.1 Анализ опасных, вредных факторов и возможных чрезвычайных ситуаций, возникающих при работе на ПЭВМ

Так как данный программный продукт разрабатывается для организации самостоятельной работы студентов, то он будет установлен на рабочее место в учебном заведении. В связи с эти возможно возникновение следующих опасных и вредных факторов воздействующих на человека:

- повышенная запыленность рабочей зоны;

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- повышенная или пониженная влажность воздуха;

- повышенная или пониженная подвижность воздуха;

- недостаточная освещенность рабочей зоны;

- прямая и отраженная блесткость;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- повышенный уровень статического электричества;

- повышенный уровень электромагнитных излучений;

- повышенный уровень ультрафиолетовых излучений;

- повышенный уровень рентгеновского излучения;

- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека;

- повышенная пожароопасность;

Один из факторов воздействия внешней среды - микроклиматические условия.

Для помещений с ПЭВМ учитываются сезон года и тяжесть выполняемой работы, легкая, 1а. Для данного типа работ установлены оптимальные параметры согласно СанПин 2.2.2.542.-96, приведенные в таблице 6. Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятиях машиностроительной промышленности обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. При освещении производственных помещений используют естественное и искусственное освещение. Недостаток естественного света предусматривает применение системы смешанного освещения.

Таблица – 6 Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ПЭВМ учебно-воспитательных учреждений

Период года	Температура воздуха, 0С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с, не более
Теплый	22 - 24	40 – 60	0,2
Холодный	21 - 23	40 – 60	0,1

Недостаточное освещение приводит к напряжению зрения, преждевременной усталости и ослабляет внимание. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочее место может создать резкие тени, блики и дезориентировать работающего. Это может привести к профессиональным заболеваниям.

Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения.

В помещениях с ПЭВМ применяется, как правило, боковое естественное освещение с К е.о. = 1%.

Для общего освещения помещений с ПЭВМ используются люминесцентные лампы.

Их достоинство:

- высокая световая отдача, до 75 лм/Вт и более;

- продолжительный срок службы, до 10000 часов;

- малая яркость светящейся поверхности;

- спектральный состав излучаемого света.

Одним из недостатков таких ламп является высокая стоимость и пульсация светового потока, вызывающая утомление зрения. По этому коэффициент пульсации освещенности регламентирован в пределах 10 - 20 % в зависимости от разряда зрительной работы.

Расчет системы освещения сводится к выбору вида освещения, определению типа и числа светильников. Наиболее простыми методами расчета систем освещения являются методы расчета по световому потоку и удельной мощности. Согласно СниП 23-05-95 освещенность рабочего места светильниками общего назначения ЛЛ для оператора должна быть в пределах 50 лк. Нормируемая минимальная освещенность

(16)

где F_л – световой поток одной лампы, лм;

n – число ламп в помещении;

 - коэффициент использования светового потока, то есть доля светового потока всех ламп, падающих на освещаемую поверхность;

z – коэффициент неравномерности освещения;

S = АВ – площадь пола освещаемого помещения, м²;

К – коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации, загрязнение светильников, старение ламп.

По ГОСТу для ЛЛ с потребляемой мощностью 40 Вт, плафоны потолочные для общего освещения закрытых сухих помещений, световой поток F_л = 424 лм и светоотдача 12 лм/Вт.

Так как в помещении, где будет сидеть оператор, малы выделения, загрязняющие светильники, то коэффициент запаса К принимают равным 1,5. Коэффициент  - это отношение полезного светового потока, достигающего освещаемой поверхности, к полному световому потоку в помещении. Значение коэффициента  зависит от коэффициента отражения стен _с и _п – потолки, а так же показателя помещения 

(17)

где H_р – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью.

При высоте потолка h_пот = 3 м и высоте расположения ПЭВМ h_ст = 1 м

H_р = h_пот -h_ст = 3-1 =2 м (18)

При светлых тонах стен и потолка принимаем _с = 0,5, _п = 0,7

Отсюда

(19)

Определяем по ГОСТу  = 0,39.

Обычно коэффициент неравномерности освещения z для люминесцентных ламп принимают равным 0,9.

Определив все коэффициенты и подставив их в формулу 16 для определения нормируемой минимальной освещенности можно найти число ламп

=10

Достаточно 10 люминесцентных ламп, чтобы обеспечить нормальное освещение.

При установке десяти ламп в два ряда необходимое расстояние между ними в одном ряду приблизительно должно быть L_л = 0,75 м. Расстояние от лампы до стены составит L_ст = 1 м. Расстояние между рядами составит 1 м, при условии, что длина лампы 1 м, и расстояние от лампы до стены 1 м.

В соответствии с расчетами устанавливаем десять люминесцентных ламп, устанавливаем их в два ряда в требуемое помещение, стены которого окрашиваем в светлые тона.

Одним из наиболее распространенных факторов внешней среды, неблагоприятно воздействующих на организм человека, является шум.

Источником шума в машинном зале ВЦ являются механические устройства ЭВМ: вентиляторы, дисководы, устройства чтения CD-ROM, жесткие диски принтеры и плоттеры. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушается процесс пищеварения, происходит изменение объема внутренних органов. Эти вредные последствия шума тем больше, чем сильнее шум и продолжительнее его действие. Поэтому, уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50 дБ согласно СанПиН 2.2.2. 542-96.

Во всех учебных помещениях с ПЭВМ фоновый уровень звука не должен превышать 40 дБА, при работе систем воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования - 35 дБА.

Источником наиболее вредных излучений, неблагоприятно влияющих на здоровье операторов, является монитор ПЭВМ с электронно-лучевой трубкой. Систематическое воздействие электромагнитных полей, превышающих допустимую величину, может оказать неблагоприятное воздействие на человека, выражающееся в функциональных нарушениях нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой системы. По результатам измерений ЭМП составляет 28-64 В/м в зависимости от модификации монитора. Эти значения снижаются до 0,3-2,4 В/м на расстоянии 30 см от экрана. Уровень электромагнитного поля в области частот 10 кГц-18кГц колеблется в пределах от 1 до 5 Вт/м², что в 20 раз ниже допустимой величины, 100 Вт/м², а напряженность электрического поля составляет 0,01-1,8 кВ/м.

Технические характеристики дисплеев (разрешающая способность, яркость, контрастность, частота кадровой развертки) в том случае, если на них не обращают внимания при выборе устройства или неправильно устанавливают, могут крайне отрицательно сказаться на зрении.

Поэтому для мониторов существуют следующие нормы:

- мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0.05 м от экрана и корпуса мониторов при лю­бых положениях регулировочных устройств не должна превышать 0,1 мбэр/час.

- уровень ультрафиолетового излучения на рабочем месте поль­зователя в длинноволновой области, 400-315 нм, должен быть не бо­лее 10 Вт/м, в средневолновой области, 315-280 нм, не более 0,01 Вт/м² и отсутствовать в коротковолновой области, 280-200 нм;

- напряженность электромагнитного поля на рабочем месте пользователя по электрической составляющей должна быть не более 50 В/м и по магнитной составляющей не более 5 А/м.

К опасным производственным факторам относятся: повышенное напряжение в электрической сети и повышенная пожароопасность.

Персональный компьютер питается от сети напряжением 220В с частотой 50 Гц. Здесь используется трехфазная цепь с изолированной нейтралью.

Помещение, где установлен ПК, относится ко второму классу – помещение с повышенной опасностью, из-за опасности прикосновения человека, не изолированного от земли, к корпусу ПК, оказавшемуся под напряжением. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновений и тока даются в ГОСТ 12.1.038-82.

Участок ПЭВМ по пожарной опасности относится к категории пожароопасных «В». Пожар на производстве может возникнуть вследствие причин неэлектрического и электрического характера. К причинам неэлектрического характера относятся:

- неисправность производственного оборудования и нарушение технологического процесса;

- халатное и неосторожное обращение с огнем, курение, оставление без присмотра нагревательных приборов;

- неправильное устройство и неисправность вентиляционной системы;

- самовоспламенение или самовозгорание веществ.

К причинам электрического характера относятся:

- короткое замыкание;

- перегрузка проводов;

- большое переходное сопротивление;

- искрение;

- статическое электричество.

7.2 Разработка мер безопасности

Для предотвращения повышенной запыленности рекомендуется устанавливать пылеуловители, вытяжные устройства, а также проводить влажную уборку помещения, где находится компьютер, проветривать помещение, что обеспечит улучшение качественного состава воздуха.

Для уменьшения уровня шума в помещении вычислительного цен­тра можно применять отделочные материалы с шумопоглощаю­щим эффектом, шумопоглощающие потолки.

Для уменьшения прямой и отраженной блесткости, следует ограничивать отраженную блескость на рабочих поверхностях: экран, стол, клавиатура за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отноше­нию к источникам естествен­ного и искусственного освещения.

Для предотвращения образования и защиты операторов ЭВМ от статического электричества в помещениях, где установлены ПЭВМ будем использовать нейтрализаторы и увлажнители воздуха, а полы должны иметь антистатическое покрытие.

Очень вредное воздействие оказывают на операторов ПЭВМ мониторы. В настоящее время появились мониторы на основе жидкокристаллических дисплеев с активной матрицей. У них отсутствуют электромагнитные, рентгеновские и ультрафиолетовые излуче­ния. Поэтому вместо обычных мониторов с электронно-лучевой трубкой желательно бы использовать эти жидкокристаллические мониторы, но сейчас они довольно дороги. Поэтому о реальном применении таких мониторов можно будет говорить только через несколько лет, а на сегодняшний день приходится выбирать среди мониторов с электроннолучевой трубкой. Они должны соответствовать самым современным требованиям и стандартам. Поэтому для решения проблемы облучения оператора ПЭВМ необходимо:

- использовать дисплеи с высокой разрешающей способностью, размер пикселя 0,28, лучше 0,25 и размером экрана не менее 15”, Hi-Resolution, Non-Interlaced, Low-Radiation, удовлетворяющих требова­ниям MPR II, TCO95, TCO99;

- установить видеоадаптеры с высоким разрешением и частотой кадровой развертки не менее 75-85Гц;

- обязательно ставить на дисплеи экранные фильтры с антистатическим покрытием, в несколько раз снижающие утомляемость глаз и концентрацию пылевых частиц в близи экрана монитора;

- сидеть не ближе 70 см от дисплея;

- экран дисплея должен быть ориентирован таким образом, чтобы исключить блики от источников света;

- не следует располагать дисплей непосредственно под источником освещения или вплотную с ним;

- желательно, чтобы освещенность рабочего места оператора не превышала 2/3 нормальной освещенности помещения;

- стена позади дисплея должна быть освещена примерно так же, как его экран;

При выполнении основных работ на ПЭВМ согласно СанПиН 2.2.2 542-96 в конце каждого часа работы необходимо делать 5-минутный перерыв, а через 2 часа – на 15 минут выключать монитор и покидать рабочее место. Продолжительность непрерывной работы с ПЭВМ без регламентированного перерыва не должна превышать 2-х часов. Согласно нормам суммарное время, которое студент старших курсов может находиться за компьютером не может превышать 2 часов в сутки.

Данный курс рассчитан на 6 часов, исходя из этого, существует два варианта работы студента:

- самостоятельно, благодаря чему студент сможет освоить материал за 3 дня.

- при проведении курса лекций с помощью проектора, исходя из норм, согласно ГОСТ курс будет освоен за день

Электрооборудование ВЦ относится к установкам напряжением до 1000 В. В помещении машинного зала основными техническими средствами, обеспечивающими безопасность работ, являются:

- обеспечение недоступности токоведущих частей;

- заземление;

- отключение.

Защитное отключение - система защиты, автоматически отключающая электроустановку при возникновении опасности поражения электрическим током. Для участка персональных компьютеров наиболее приемлемым вариантом является защитное заземление, так как корпуса компьютеров и периферии обычно выполнены из токопроводящих материалов, на также имеются специальные клеммы для подключения заземления.

Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защитой. Понятие о пожарной профилактике включает комплекс мероприятий, необходимых для предупреждения возникновения пожара или уменьшения его последствий. Под активной пожарной защитой понимаются меры, обеспечивающие успешную борьбу с возникающими пожарами или взрывоопасными ситуациями.

Профилактические методы борьбы с пожарами на участке ПЭВМ предусматривают:

Организационные: правильное содержание помещений, противопожарный инструктаж служащих, издание приказов по вопросам усиления пожарной безопасности.

Технические: соблюдение противопожарных правил, норм при проектировании помещений, при устройстве электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения.

Режимные: запрещение курения в неустановленных местах, производство пожароопасных работ в помещении машинного зала ВЦ.

Эксплуатационные: своевременные профилактические осмотры, ремонты оборудования.

Необходимо предусмотреть безопасную эвакуацию людей на случай возникновения пожара. При пожаре люди должны покинуть помещение в течение минимального времени. В соответствии с СНиП 21-01-97 число эвакуационных выходов из зданий, помещений должно составлять не менее двух.

Для тушения пожаров в помещениях с ПЭВМ необходимо применять углекислотные и порошковые огнетушители, которые обладают высокой скоростью тушения, большим временем действия, возможностью тушения электроустановок, высокой эффективностью борьбы с огнем, углекислотные огнетушители типа ОУ-5, ОУ-8, или порошковые огнетушители - ОК-10.

7.3 Повышение устойчивости работы информационно – вычислительных центров

При оценке устойчивости работы объекта оценивается устойчивость к поражающим факторам:

- ударной волне,

- световому излучению,

- проникающая радиация,

- воздействие электромагнитного импульса.

7.3.1 В о з д е й с т в и е у д а р н о й в о л н ы. Для измерительных приборов и различных систем управления, содержащих весьма чувствительные радиоэлектронные элементы, опасными будут большие ускорения, приобретаемые этими элементами при воздействии ударной волны, т.е. необходима оценка устойчивости прибора.

Смещение оборудования. Для электронного оборудования, быстро обтекаемых ударной волной: электронные шкафы, тумбы, пульты, блоки, наибольшую опасность представляет скоростной напор воздуха, движущийся за фронтом ударной волны. Давление скоростного напора Р_ск зависит от избыточного давления Р_ф, которое определяется по формуле, кПа

(20)

При воздействии скоростного напора на объект возникает смещающая сила Р_см , которое может вызвать: смещение оборудования относительно основания или его отбрасывания; опрокидывание оборудования; ударные перегрузки, то есть мгновенное инерционное разрушение элементов оборудования.

Смещение оборудования, вызываемое действием ударной волны, может привести к слабым, а в ряде случаев и средним разрушениям. Степень разрушения оборудования резко повышается, если оно отбрасывается на какое-то расстояние, сопровождается ударами о другие предметы и вызывает дополнительные разрушения. Оборудование, электронные шкафы, тумбы, пульты, блоки, сдвинутся со своего места, если смещающая сила Р_см будет превосходить силу трения F_тр .

Определим предельное значение избыточного давления, не вызывающее смещение системного блока относительно металлического основания Р_{ф lim см}.

Длина блока: а = 0,5 м, ширина b = 0,25 м, высота h = 0,4 м, масса m = 15 кг.

Определяем предельное значение скоростного напора, не приводящее к смещению блока, по формуле

(21)

где f – коэффициент трения корпуса системного блока по столу;

ah – наибольшая площадь поверхности блока м²;

g – ускорение свободного падения, м²/с;

С_х – коэффициент аэродинамического сопротивления, для системного блока в форме параллелепипеда С_х = 1,3.

Тогда

Па (22)

По формуле (20) найдем Р_{ф lim см}=267.88 Па.

7.3.2 В о з д е й с т в и е с в е т о в о г о и з л у ч е н и я. Световое излучение – вид лучистой энергии, источником которых является светящаяся область ядерного взрыва.

Световое излучение поражение людей и является причиной пожаров, которая, в свою очередь, являются одной из основных причин вывода из строя объектов.

Световое излучение может существенно изменить физические свойства материалов и элементов аппаратуры. В результате воздействия светового излучения на ЭВМ может произойти коробление, оплавление, растрескивание или воспламенение корпуса и элементов, входящих в аппаратуру.

Окраска корпуса в светлые тона являются надежной защитой приборов от светового излучения. Провода и кабели защищают от светового излучения при помощи металлической крышки и защитных экранов.

7.3.3 В о з д е й с т в и е п р о н и к а ю щ е й р а д и а ц и и. Ввиду малой проникающей способности альфа- и бета-частиц их воздействиями на радиоэлектронную аппаратуру обычно пренебрегают.

Наиболее подвержены действию проникающей радиации электронное оборудование, электронно-вычислительные машины.

В результате такого воздействия на аппаратуру повышается проводимость материалов, увеличивается утечка тока и снижается сопротивление. Эти изменения могут надолго вывести из строя ЭВМ, короткие замыкания, пробои.

Если прибор работает в какой-либо системе, то его защита складывается из защиты системы и собственного прибора. По наиболее слабому элементу определяется коэффициент ослабления гамма-излучения, исходя из отношения критериальной поглощенной дозы гамма-излучения при радиоактивном заражении и поглощенной дозы гамма-излучения, который выдерживает данный элемент. Наиболее подвержены действию проникающей радиации в ЭВМ микросхемы, для которой Д = 10⁴. Для устойчивости работы информационно-вычислитель­ных центров уровень радиоактивного заражения не должен превышать 10⁴ рад. Так как при этом уровне радиоактивности выходят из строя такие элементы как микросхемы и полупроводниковые приборы. Максимально возможная экспозиционная доза радиационного заражения составляет 10⁶ рад. Здание должно ослабить уровень радиоактивности в К_осл раз, где К_осл – коэффициент ослабления, находящийся по формуле:

должно выполняться условие:

Общий коэффициент защиты:

К_защ = К_зд  К_пр;

где К_зд – коэффициент защиты здания;

К_пр - коэффициент защиты прибора.

Коэффициент ослабления дозы гамма – излучения для здания от радиоактивного заражения равен 7.

Чтобы защитить приборы от воздействия радиации, необходимо увеличить коэффициент защиты в 14 раз. При радиоактивном заражении с целью защиты выполняются следующие мероприятия:

- эксплуатация ЭВМ с коэффициентом защиты здания К_защ >100;

- не включать ЭВМ;

- экранировать чувствительные элементы.

7.3.4 В о з д е й с т в и е э л е к т р о м а г н и т н о г о и м п у л ь с а. Электромагнитный импульс представляет собой электрические и магнитные поля, возникающие в результате воздействия гамма-излучения на атомы окружающей среды и образования потока электронов и положительных ионов. Продолжительность его действия составляет несколько десятков миллисекунд.

Наведенный в проводах электромагнитный импульс может распространяться на большие расстояния и вызывать изменения электрических характеристик электронных приборов. При отсутствии специальных мер защиты электромагнитный импульс может вызвать повреждение радиоэлектронной аппаратуры и нарушение работы электрических устройств. Особенно подвержены воздействию электромагнитный импульс полупроводниковые приборы, конденсаторы, сопротивления.

Защитой от ЭМИ являются способы, подобные применяемым для защиты от грозовых разрядов:

- системы автоматических устройств от перенапряжений, разрядники;

- отключающие устройства;

- экранирование электрических схем;

- заземление.

118