Порядок проведения эксперимента.

Задание 1. Измерить спектр шума в камере без средств шумопоглощения и звукоизоляции.

Как отмечалось выше, измерения проводить при максимальном уровне шума порядка 115 дБ; использовать градуировочную кривую.

Прибором Шум – 1м измерить общий уровень шума.

Результаты эксперимента нанести на график приложения и сделать выводы.

Задание 2. Вставить преграду 7 в камеру 1 и повторить эксперимент.

 

Примечание. В этом эксперименте исходный уровень сигнала, определяемый генератором шума 3, не изменяется.

Задание 3. Вынуть преграду 7; уложить поглощающие шум прокладки; повторить эксперимент.

Задание 4. Сравнить графики рисунка приложения 3.1 и сделать выводы.

Задание 5. Найти экспериментальные значения коэффициентов ослабления шума (вычесть из исходного уровня шума по заданию 1 уровни, полученные при выполнении заданий 2 и 3).

Задание 6. Найти расчетные значения коэффициентов ослабления шума (по формулам (3 – 4)).

 

Результаты измерений спектра шума в камере
без средств шумопоглощения

Частота, Гц									Шум 1 м
Уровень L,дБ

Результаты измерений спектра шума в камере
со звукоизолирующей преградой

Частота, Гц									Шум 1 м
L пр, дБ
L - L пр, дБ
∆L расч, дБ

 

Примечание.

1. L _пр, дБ – шум с преградой.

2. L - L _пр, дБ – экспериментальное ослабление шума.

3. ∆L _расч, дБ – расчетное ослабление шума.

 

Выводы: …

 

Результаты измерений спектра шума в камере с облицовкой

Частота, Гц									Шум 1 м
L обл, дБ
L-L обл, дБ
∆L обл, дБ
ПС-80

S ₁=… м² ; S ₂ =… м²; A ₁=…; A ₂=…; α ₁=…; α ₂=…

 

Выводы: …

Приложение

Графическая обработка результатов эксперимента.

 

Примечание. Построить L, L _пр, L _обл; сделать выводы.

Рекомендуемая литература.

1. Безопасность жизнедеятельности (под ред. С.В.Белова). 3-е изд. – М.: Высш. шк., 2001. – 485 с.

 

Дополнительная литература.

1. Инженерная экология и экологический менеджмент (под ред. Н.И. Иванова и И.М. Фадина.) – М.: Логос, 2002. – 528 с.

2. Техническая акустика транспортных машин: Справочник / Под ред. Н.И. Иванова. СПб.: Политехника, 1985, 400с.

3. Борьба с шумом на производстве: Справочник / Под ред. Е.Я. Юдина. М.: Машиностроение, 1985. 400 с.

4. Иванов Н.И., Никифоров А.С. Основы виброакустики: Учебник. СПб.: Политехника, 2000. 482 с.

5. Охрана труда в машиностроении. / Под ред. Е.Я. Юдина. – М.: Машиностроение, 1976, с. 120 – 157.

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ШАГА

Цель работы – исследовать параметры напряжения прикосновения и напряжения шага в зоне растекания тока замыкания на землю и определить опасные зоны.

Теоретические положения

Рассмотрим распределение потенциала вдоль поверхности грунта на примере простейшего заземлителя полусферической формы (рис. 1).

Рис. 1. Распределение потенциала на поверхности земли вокруг полушарового заземлителя

Примем, что земля однородна и ток растекается равномерно и симметрично. При постоянном токе и токе промышленной частоты 50 Гц поле растекания тока можно считать стационарным.

Для этого случая применим закон Ома в дифференциальной форме: , где Е – напряженность электрического поля растекания тока в грунте с удельным сопротивлением ρ.

Плотность тока δ в земле на расстоянии χ от центра полушара определяется как отношение тока замыкания I ₃ к площади поверхности полусферы - 2πх²: .

Для определения потенциала поверхности с радиусом х выделим элементарный слой толщиной dx. Падение напряжения в этом слое - . Отсюда

.

Максимальное значение потенциала будет при х = r:

.

Минимальное значение потенциала φ_х=0 будет иметь точка
х = ∞.

Как следует из приведенных выше выражений потенциал вдоль поверхности земли вокруг полушарового заземлителя изменяется по закону двухсторонней гиперболы:

. (4.1)

В реальных условиях уже при расстоянии от заземлителя x ≥ 20 метров плотность тока в грунте мала за счет большой поверхности стекания тока и можно считать – = 0.

 

Напряжением прикосновения U _пр называется разность потенциалов между двумя точками электрической цепи, которых одновременно касается человек. Для человека, который стоит за земле и касается оказавшегося под напряжением заземленного корпуса (рис. 2) напряжение прикосновения определяется разностью между потенциалом корпуса (заземлителя) φ_з, которого касается рука человека и потенциалом точки поверхности земли φ_х, на которой находятся ноги человека.

(4.2)

где - коэффициент напряжения прикосновения.

Таким образом, напряжение прикосновения зависит от тока замыкания в землю I _з, удельного электрического сопротивления грунта, геометрии заземляющего устройства и расстояния х человека от места замыкания (заземлителя).

Чем дальше от заземлителя находится человек, тем больше U _пр и наоборот. Так, при х ≥20 м (случай 1 на рис. 2) потенциал основания φ_х ≈ 0 и U _пр=φ_з, а коэффициент α=1. Это наиболее опасный случай прикосновения.

При наименьшем значении х, т.е. когда человек стоит непосредственно на заземлителе (случай 2 на рис. 2) и коэффициент напряжения прикосновения α = 0. Это безопасный случай.

Рис. 2. Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе:
I – потенциальная кривая; II – кривая, характеризующая изменение напряжения прикосновения U _пр при изменении расстояния от заземлителя х

При нахождении человека на грунте вблизи заземлителя или провода, с которого стекает ток I _з (рис. 3), он оказывается в поле растекания тока и попадает под напряжение шага.

Напряжение шага – это разность потенциалов между двумя точками цепи тока замыкания, находящимися на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

(4.3)

где - коэффициент напряжения шага (0≤ β ≤1).

Наибольшие значения U _ш и β будут при наименьшем расстоянии от заземлителя, когда человек одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой – на расстоянии шага а от него (случай 1 рис. 3).

Наименьшие значения U _ш и β будут за пределами поля растекания тока при х ≥ 20 м (случай 3 рис. 3).

 

Напряжения прикосновения и шага определяют падение напряжения в теле человека – I_h ^. R_h.

 

Рис. 3. Напряжение шага при одиночном заземлителе