Лабораторная работа № 1 «Исследование эффективности производственного освещения»

Лабораторная работа № 1 «Исследование эффективности производственного освещения»

Лабораторная работа № 2 «Исследование эффективности производственного освещения»

Лабораторная работа №3 «Исследование микроклимата производственных помещений»

Лабораторная работа №4 «Исследование эффективности методов и средств защиты от шума на производстве»

Лабораторная работа №5«Исследование радиационного фона и основных методов защиты от воздействия внешнего ионизирующего излучения»

Измеритель мощности дозы ИМД-5

Цель работы - ознакомиться с методами обнаружения и измерения ионизирующих излучений; получить практические навыки работы с приборами ИМД- 5, ИД- 1 и ВПХР, изучить основные технические характеристики и состав приборов.

Приборы и оборудование:

- приборы ИМД- 5, ИД- 1, ВПХР в комплекте;

- выпрямитель на 12 В (с 220В);

- соединительные провода (два) с наконечниками и штекерами;

- источники питания (свежие) А- 343 (два);

- рабочие столы;

- отвертка

Методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений

Принцип обнаружения ионизирующих (радиоактивных) излучений (нейтронов,гамма-лучей,бета и альфа-частиц) основан на способности этих излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются. Ионизация, в свою очередь, является причиной физических и химических изменений в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены.

Для обнаружения и измерения ионизирующих излучений используют следующие методы: фотографический, сцинтилляционный, химический и ионизационный.

Фотографический метод основан на степени почернения фотоэмульсии. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. сравнивая плотность по чернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой. На этом принципе основаны индивидуальные фотодозиметры.

Сцинтилляционный метод. Некоторые вещества под воздействием ионизирующих излучений светятся. Количество вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов- фотоэлектронных умножителей.

Химический метод. Некоторые вещества под действием ионизирующих излучений меняют свою структуру. Составные части, на которые разлагается данное вещество, смешанные с красителем, при облучении дают цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основано действие химических дозиметров.

В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Под воздействием излучений в изолированном объеме происходит ионизация газа: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между ними создается электрическое поле. При наличии электрического поля в ионизированном газе проходит электрический ток, называемый ионизационным. Измеряя величину ионизационного тока, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений.

В газоразрядных счетчиках используется принцип усиления газового разряда. В отсутствии радиоактивного излучения свободных ионов в объеме счетчика нет, а следовательно, в цепи счетчика тока нет. При воздействии радиоактивных излучений в рабочем объеме счетчика образуются заряженные частицы. Электроды, двигаясь в электрическом поле к аноду,дополнительно ионизируют газовую среду, что вызывает лавинообразный процесс, возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов тока, возникающих в единицу времени, можно судить об интенсивности радиоактивных излучений.

Дозиметрические приборы предназначены:

- для контроля облучения-получения данных о поглощенных или экспозиционных дозах облучения людьми, сельскохозяйственными животными;

- контроля радиоактивного заражения людей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов;

- радиационной разведки-определение уровня радиации на местности;

- определения наведенной радиоактивности в технических средствах, предметах, грунте, облученных потоками нейтроном.

Для радиоактивной разведки и дозиметрического контроле используют дозиметры и измерители мощности экспозиционной дозы.

Обнаружение и определение степени заражения отравляющими веществами (ОВ) и СДЯВ воздуха, местности и находящихся на ней предметах производится в полевых условиях с помощью приборов.

Принцип обнаружения и определения типа ОВ и СДЯВ этими приборами основан на изменении окраски индикаторов при взаимодействии их и ОВ и СДЯВ.

В зависимости от того, какой был взят индикатор и как он изменил свою окраску, определяют тип ОВ, а сравнение интенсивности полученной окраски с цветным эталоном позволяет судить о приблизительной концентрации ОВ в воздухе или о степени заражения местности и предметов.

Измеритель мощности дозы ИМД-5

Измеритель мощности дозы ИМД-5 предназначен для измерения уровней радиации на местности и радиоактивной зараженности различных предметов по гамма-излучению. Мощность гамма-излучения определяется в мрад/ч или рад/ч для той точки пространства, в которую помещен при измерении счетчик прибора. Диапазон измерений по гамма- излучению от 0,05 мрад/ч до 200 рад/ч в диапазоне энергии гамма-квантов от 0,084 до 1,25 Мэв.

Отсчет показаний проводится по шкале прибора с последующим умножением на соответствующий коэффициент поддиапазона. Рабочим является участок шкалы, очерченный сплошной линией.

Прибор имеет звуковую индикацию гамма- и бета- излучения на всех поддиапазонах, кроме первого. Звуковая индикация прослушивается с помощью головных телефонов.

Питание прибора осуществляется от сухих элементов типа А-343, напряжением не более 3 В, которые обеспечивают непрерывность работы в нормальных условиях в течение 100 ч. Прибор может подключаться к внешним источникам постоянного тока напряжением 27 и 12 В, имея для этой цели делитель напряжения с кабелем длиной 10 м.

1. Мощность дозы гамма- излучения измерить следующем порядке:

- поставить экран блока детектирования в положение «γ»;

- снять отсчет (на поддиапазоне 1- по шкале 0-200, на остальных поддиапазонах- по шкале 0- 5 и умножаются на коэффициент соответствующего диапазона).

2. Определяем зараженность РВ на различных поверхностях путем измерения мощности дозы гамма- излучения этих поверхностей на расстоянии 1-1,5 см между блоком детектирования и объектом. (Допустимые нормы- на крыше футляра).

3. Индикация β- излучения:

- поставим экран блока детектирования в положение «β»;

- поднести блок детектирования к обследуемой поверхности на расстояние 1,5 см, установить ручку переключателя поддиапазонов последовательно в положения х100, х1000, х10000 до отклонения стрелки микроамперметра в пределах шкалы;

- поставим экран блока детектирования в положение «γ» (измеряется доза суммарного бета-, гамма- излучения);

- увеличение показаний прибора в положение экрана «γ» по сравнению с показаниями в положении «β» не менее чем на 20% сигнализирует о наличии β- излучения.

Измеритель дозы ИД-1

Подготовка к работе и проведение измерений. Перед работой ИД-1 не­обходимо зарядить следующим образом:

- извлечь зарядное устройство из футляра;

- ручку зарядного устройства повернуть против часовой стрелки до упора;

- прикоснуться пинцетом к штырю зарядно-контактного гнезда;

- с помощью трехгранника, находящегося на ручке зарядного устрой­ства, отвинтить защитную оправу на измерителе дозы ИД-1;

- вставить дозиметр в зарядное гнездо ЗД-6, наблюдая в окуляр, до­биться максимального освещения шкалы, направляя для этого зеркало на внешний источник света;

- добиться максимального освещения шкалы поворотом экрана;

- нажать на дозиметр и наблюдать в окуляр, поворачивать ручку за­рядного устройства по часовой стрелке до тех пор, пока изображение на шкале дозиметра не установится на “0”;

- вынуть дозиметр из зарядно-контактного гнезда.

Общие сведения

Стекание тока в землю происходит только через проводник, находящийся в непосредственном контакте с землей. Протекающий при этом через место замыкания электрический ток называется током замыкания на землю. Ток, проходящий через заземлитель в землю, преодолевает сопротивление, называемое сопротивлением заземлителя растеканию тока или просто сопротивлением растеканию. Это сопротивление состоит из трех частей: сопротивления самого заземлителя, переходного сопротивления между заземлителем и землёй, сопротивления земли. Две первые части по сравнению с третьей весьма малы, поэтому под сопротивлением заземлителя растеканию тока понимают сопротивление земли растеканию тока. Поскольку плотность тока в земле на расстоянии больше 20 м от заземлителя весьма мала, можно считать, что сопротивление стекающему с заземлителя току оказывает лишь соответствующий объем земли. Однако при различных формах и размерахзаземлителя сопротивление этого объёма грунта различно (например, при одиночном полушаровом заземлителе поле растекания тока замыкания ограничивается полусферой радиусом 20 м). Наибольшее сопротивление растеканию тока замыкания на землю оказывают слои земли, находящиеся вблизи электрода, в них происходят наибольшие падения напряжения. С удалением от электрода сопротивление току замыкания на землю уменьшается, уменьшается и падение напряжения.

Защитное заземление-это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрического и технологического оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряди молнии и т.п.). Защитное заземление следует отличать от рабочего заземления и заземления молниезащиты.

Назначение защитного заземления- устранение опасности поражения током в случае прикосновения к нетоковедущим металлическим частям электроустановок, оказавшимся под напряжение.

Заземление называют одиночные или объединенные вместе металлические проводники, находящиеся в грунте и имеющие с ними электрический контакт. Объединенные одиночные заземлители называют контуром заземления. В таблице 6.1. приводятся формулы для расчета сопротивления заземлителей.

Заземляющими проводниками являются металлические проводники, соединяющие корпуса электроустановок с заземлителем. В качестве одиночных вертикально закладываемых заземлим елей используют стальные труб (некондиционные) длиной от 2 до 3 м с толщиной стенок не менее 4 мм, прутковую сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до10 м, а иногда и более.

Для связки вертикальных электродов и в качестве самостоятельно электрода применяется полосовая сталь сечением не менее 4х12 мм и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.

Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею глубиной 0,7- 0,8 м, после чего производят забивку заземлителей. Верхние концы электродов соединяют стальной полосой с помощью сварки.

Сопротивление контура заземления растеканию тока зависит от удельного сопротивления грунта (ρ), климатических условий, размеров, числа и условий размещения одиночных заземлителей в грунте. Удельное сопротивление грунта находится в большой зависимости от характера и строения грунта, температуры и содержания в ней влаги и солей. Поэтому в качестве рас четного необходимо брать наибольшее возможное в течение года значение удельного сопротивления грунта, получаемое в результате умножения ρ на соответствующий коэффициент сезонности ψ (табл. 6.2).

Согласно требованиям правил устройства электроустановок сопротивление заземляющего устройства должно составлять не менее 4 Ом в электроустановках напряжением до 1000 В при мощности трансформатора (генератора) выше 100 кВА и не более 10 Ом при мощности трансформатора менее 100 кВА. В электроустановках напряжением выше 1000 В сопротивление заземляющего устройства принимают в зависимости от величины тока замыкания.

Исходными данными для расчета заземляющего устройства являются: величина сопротивления заземляющего устройства R₃, нормируемая правилами, удельное сопротивление грунта ρ, тип, размеры и условия размещения в грунте одиночных заземлителей, а также план заземляемого оборудования, характеристика электроустановки. Контуром заземления является периметр здания. Сопротивление одиночных заземлителей, объединенных в один контур заземления, определяется в общем случае так.

1. Определяется сопротивление одиночного заземлителя по формулам, приведенным в таблице 6.1. Для одиночного стержневого (трубчатого) заземлителя, заглубленного в землю на расстояние h^’ от поверхности грунта, оно определяется по формуле

(6.1)

где R_CB- сопротивление стержневого одиночного вертикального заземлителя, Ом;

ρ- удельное сопротивление грунта, Ом*м (табл. 6.3);

ψ_B- коэффициент сезонности для вертикальных заземлителей (см. табл. 6.2);

l_c- длина стержневого заземлителя, м;

d_c- диаметр заземлителя, м;

h^’- расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м.

2. Определяется сопротивление растеканию тока соединительной полосы по формуле

(6.2)

где l_n- длина полосы, м;

b- ширина полосы, м;

ψ_г- коэффициент сезонности горизонтального заземления (см. табл. 6.2);

h- глубина заложения полосы

3. Имея в виду, что принятый заземлитель контурный, и выбрав расстояние между заземлителями а=l*l_c, 2*l_c, 3*l_c, определяем их ориентировочное количество, зная периметр контура (согласно варианту).

4. По табл. 6.4. находим η (зная отношение расстояния между электродами к их длине и h, определённое по периметру).

5. По формуле находим окончательное значение n:

(6.3)

6. Общее сопротивление контура заземления R₃ (Ом) из стержневых заземлителей, соединенных полосой, определяется по формуле

(6.4)

где η_г- коэффициент использования горизонтального заземлителя (табл. 6.5).

7. Полученное значение сопротивления заземляющего устройства не должно превышать наибольшего сопротивления, допустимого правилами устройства электроустановок, т.е.

R₃≤R_з.доп,R_з≤4 Ом.

При расчете заземления следует учитывать возможность использования естественных заземлителей (водопроводных труб, металлических и железобетонных конструкций зданий и сооружений, имеющих соединения с землей и т.п.).

6.2 Расчетная часть:

Ом*м (удельное сопротивление грунта- табл. 6.3.);

м (коэффициент сезонности для вертикальных заземлителей- табл. 6.2.);

м (длина стержневого заземлителя;

м (расстояние от поверхности земли до середины заземлителя);

м (диаметр заземлителя)

Рассчитываем сопротивление для одиночного стержневого заземлителя, заглубленного в землю на расстояние h^’от поверхности грунта:

Ом

м (коэффициент сезонности для горизонтального заземления- та6л. 6.2.);

м (длина полосы);

м (глубина заложения полосы);

м (ширина полосы)

Рассчитываем сопротивление растеканию тока соединительной полосы:

Ом

Ом;

Ом (сопротивление стрежневого одиночного заземлителя);

(коэффициент использования вертикальных электродов)

Рассчитываем окончательное значение n:

Рассчитываем общее сопротивление контура заземления из стержневых заземлителей, соединенных полосой:

(коэффициент использования горизонтального заземлителя- табл. 6.5.)

Ом

 

Вывод: В данной работе было изучено назначение защитного заземления, сопротивление заземлителя растекания тока и сопротивление растеканию. Полученное значение сопротивления заземляющего устройства не превысило наибольшего сопротивления, допустимого правилами установки электроустановок: Ом.

Лабораторная работа № 1 «Исследование эффективности производственного освещения»