Фізична характеристика і класифікація вібрацій

Фізична характеристика і класифікація вібрацій

 

Захист від виробничих вібрацій в даний час дуже актуальний. Це підтверджується тим, що:

1 Підвищується швидкохідність і одинична потужність машин, в той же час знижується їх металоємність. Таким чином, два прогресивні напрями машинобудування вступають в суперечність. Результат суперечності - виникнення вібрацій.

2 Іноді вібрація - це принцип роботи технологічного устаткування (різні вібробункери, віброгрохоти, віброкиплячий шар, ущільнення бетону і т.п.).

У цьому питанні необхідно знаходити оптимальне співвідношення між "корисністю" машин і її негативними сторонами. За числом своїх жертв віброхвороба займає тверде друге місце після легеневих хвороб (в розвинених індустріальних країнах).

Все це призводить до великих економічних втрат, а також небажаних соціальних результатів (плинність кадрів, низька трудова дисципліна).

Відповідно до наявності у найпростіших одномасових систем 6 ступенів свободи вібрація в загальному випадку реалізується в 6 формах (рис. 6.1).

 

 

 

Рисунок 6.1 - Форми реалізації вібрацій

Вібрація - це рух точки або механічної системи, при якому відбувається почергове зростання або зменшення за часом значень, принаймні, однієї координати.

Причинами вібрації можуть бути:

1) неврівноважені силові дії (зубчасті зачеплення, кривошипно-шатунний механізм в двигунах і компресорах);

2) неврівноважені елементи, які обертаються: нерівномірний розподіл продукту в млинах, центрифугах, сепараторах, що обертаються. Не симетричний знос викликає биття. Дисбаланс через дефекти литва, не симетричний розподіл маси та ін.;

3) вітровий резонанс (на цю причину до 50-х років минулого сторіччя не звертали уваги).

У місті Волгограді є пам'ятник на Мамаєвому кургані - висота 52 метри і ще 28 метрів меч. Стали помічати, що пам'ятник, особливо у вітряну погоду, дзвенить. Верхолази після обстеження помітили, що меч у основи дає тріщину, а амплітуда коливання верхівки меча складає 0,5 метрів. Дослідження показали, що при обтіканні меча повітряними потоками рівномірний ламінарний рух порушувався, завихрення, що зриваються з гострих кромок, спричинюють меч до коливань, частота яких збігалася з власною частотою коливання меча. Виникав резонанс і всі вищезазначені наслідки.

За рекомендаціями вчених меч замінили. Новий меч має закруглені кромки і наскрізні отвори для проходження повітря. Ці заходи ліквідовували явище вітрового резонансу.

Класифікація вібрацій

1 За способом передачі на людину вібрація поділяється на:

Загальну - що передається через опорні поверхні на тіло людини, яка сидить або стоїть.

Локальну - що передається через руки людини.

2 За напрямом дії вібрації поділяються:

а)такі, що діють вздовж осей системи координат Х, У, Z для загальної вібрації, де Z вертикальна вісь;

б) такі, що діють вздовж осей системи координат Хр, Ур, Zр - для локальної вібрації, де вісь Хр - збігається з віссю місць обхвату робочого інструменту, вісь Zр - лежить в площині, створеною віссю Хр і напрямом подачі або прикладання сили.

3 Загальна вібрація за джерелом її виникнення поділяється на:

а) транспортну вібрацію (під час руху машин по місцевості);

б) транспортно-технологічну (при роботі машин, що виконують технологічну операцію в стаціонарному режимі);

в) технологічну - при роботі стаціонарних машин, або передається на робочі місця, що не мають джерел вібрації.

Характеристика вібрацій

Умовно всі найскладніші вібрації або коливання можна подати як суму простих. Найпростішими з коливань є гармонійні коливання, що здійснюються за синусоїдальниму законом.

Основними параметрами вібрації, що здійснюються за синусоїдальним законом, є:

1 Амплітуда вібропереміщення - Х_m.

2 Амплітуда коливальної швидкості – V_m.

3 Амплітуда коливального прискорення – A_m.

4 Період коливань – Т.

5 Частота - f, пов'язана з періодом співвідношенням f=1/T.

Вібропереміщення у разі синусоїдальних коливань визначається за формулою

 

Х = Х_m·sin(ω t + φ), (6.1)

 

де ω - кутова швидкість, ω = 2 ω f;

φ - початкова фаза вібропереміщення.

У більшості випадків початкова фаза у завданнях охорони праці значення не має і може не враховуватися.

Через специфічні властивості органів чуття людини визначальними є не амплітудні, а діючі значення параметрів, що характеризують вібрацію.

Так, діюче значення віброшвидкості є середньоквадратичне миттєвих значень швидкості V(t) за час усереднювання T_y.

Математично це виглядає так:

 

. (6.2)

 

Враховуючи, що абсолютне значення даних параметрів вібрації змінюються в дуже широкому діапазоні (до 16 порядків) у практиці віброакустичних досліджень (як і при дослідженні шумів), використовуються логарифмічні рівні відповідних параметрів.

Рівень будь-якого параметра вібрації також позначається L з відповідним індексом. Наприклад:

рівень віброшвидкості, дБ:

 

, (6.3)

 

де V - фактичне значення параметра віброшвидкості;

V_гр - граничне значення параметра швидкості.

Міжнародною угодою прийнято V_гр = 2·10^-8 м/с.

У віброакустиці вібрації досліджують в октавах з такими середньогеометричними частотами, Гц: 1, 2, 4, 8, 16, 31, 5, 63,125,..., 2000. Частоти, більше 31,5 Гц, враховують і звукові коливання.

Частоти до 63 Гц найбільш небезпечні, оскільки вони збігаються з власною частотою коливань різних органів людини.

 

Види віброізоляторів

1 Віброізоляція між стаціонарним устаткуванням і фундаментом здійснюється за допомогою гумових прокладок, пружин і гумовометалевих амортизаторів (рис.6.4).

 

 

Рисунок 6.4 - Віброізолюючі опори (амортизатори):

а - пружинні; б - гумові віброізолятори

 

Пружинні віброізолятори в порівнянні з гумовими мають ряд переваг: вони можуть застосовуватися для ізоляції як низьких, так і високих частот, довше зберігають постійність пружних властивостей в часі, добре протистоять дії мастил і високої температури, відносно малогабаритні. Але вони можуть пропускати коливання високих частот, оскільки матеріал пружин (сталь) має малі внутрішні втрати. Тому пружинні віброізолятори в цьому випадку рекомендується встановлювати на прокладки з пружних матеріалів типу гуми (комбінована амортизація).

2 Акустичні шви фундаментів будівель (за фундаментом будівлі залишають пустоти).

3 Віброізоляція фундаменту від ґрунту.

На Каунаському заводі прецизійних верстатів свого часу не могли добитися необхідної точності виготовлення деталей для точних верстатів. Вихід: самі фундаменти верстатів поставили на віброопори.

4 Пружні вставки між несучими елементами будівель і конструкцій (вентилятори відокремлені пружною вставкою від повітроводів).

5 При роботі з ручним механізованим інструментом застосовуються засоби індивідуального захисту рук від дії вібрації. До індивідуальних засобів захисту відносять:

а) віброізолюючі рукавиці або рукавички;

б) віброізолюючі прокладки або пластини, які забезпечені кріпленнями до рукояток;

в) спеціальне взуття на високій пружній підошві.

Для профілактики вібраційної хвороби для працівників з вібруючим устаткуванням рекомендується проводити комплекс профілактичних заходів:

1) водні процедури;

2) масаж;

3) лікувальну гімнастику;

4) вітамінізацію та ін.

При роботі з вібруючим устаткуванням у робочий цикл включаються технологічні операції, не пов'язані з дією вібрації. Якщо це неможливо, потрібно передбачити 10-15-хвилинні перерви після кожної години роботи.

Помічено, що несприятливі наслідки дії вібрації посилюються в холодних умовах. Тому в зимовий час робітників потрібно забезпечувати теплими рукавицями.

 

Тести для самоконтролю

 

Серед запропонованих варіантів знайдіть та обґрунтуйте правильну відповідь.

 

1 Що таке вібрація:

· це рух механічної системи або точки, при якому відбувається почергове зростання або спадання в часі хоча б однієї з координат;

· це циклічний рух механізмів;

· це неврівноважений зовнішній силовий вплив елементів, що обертаються;

· це не керовані періодичні рухи робочого місця або інструмента, що проводять до швидкого стомлення працівників?

2 За якими ознаками класифікуються вібрації:

· за способом передачі, напрямком дії, джерелом виникнення;

· за джерелом виникнення, частотою, амплітудою;

· за напрямком, швидкістю, частотою;

· за способом передачі, джерелом виникнення, за призначенням?

3 Які з перелічених параметрів характеризують вібрацію:

· амплітуда вібропереміщення;

· амплітуда коливальної швидкості;

· амплітуда коливального прискорення;

· амплітуда частоти;

· амплітуда періоду?

4 Від чого залежить результат впливу вібрації на організм людини:

· від величини коливальної енергії, поглиненої тілом людини;

· від рівня віброшвидкості робочого місця, де працює людина;

· від виду виконуваних робіт;

· від виду інструмента, яким працює людина?

5 Які з перелічених симптомів є симптомами вібраційної хвороби:

· атрофія м'язів;

· утрата чутливості сухожиль;

· утрата чутливості нервових закінчень;

· підвищена ламкість волосся, нігтів?

· утрата пружності кровоносних судин і рухливості сухожиль?

6 Які параметри вібрації нормуються:

· віброприскорення;

· віброшвидкість;

· вібропотужність;

· віброчастота?

7 Що являє собою коливальна система із зосередженими параметрами:

· це система, у якій елементи пружності, маси і тертя відділені одне від іншого;

· це система, у якій коливальні елементи обов'язково взаємодіють;

· це система, у якій коливальні елементи не залежать одне від одного;

· це система, у якій можливий резонанс між коливальними елементами?

8 Від яких з названих показників залежить амплітуда коливальної швидкості в коливальній системі:

· від імпедансу коливальної системи;

· від величини сили, що діє;

· від активності подразника;

· від часу впливу?

9 У якому з названих методів зниження вібрації використовується явище перетворення енергії механічних коливань в інші види енергії:

· вібродемпферування;

· віброгасіння;

· віброізоляція;

· боротьба з вібрацією у джерелі виникнення?

10 У якому з названих методів зниження вібрації користуються введенням у коливальну систему додаткового пружного зв'язку:

· віброізоляція;

· віброгасіння;

· боротьба з вібрацією в джерелі виникнення;

· вібродемпферування?

11 У якому з названих методів зниження вібрації здійснюється за рахунок введення в систему додаткових реактивних ампедансів:

· віброгасіння;

· боротьба з вібрацією в джерелі виникнення;

· віброізоляція;

· вібродемпферування?

12 Які віброізолятори застосовуються для ізоляції високих частот:

· гумові;

· пружинні?

13 Чим підтверджується актуальність захисту від виробничих вібрацій:

· зниженням металоємності машин;

· підвищенням швидкохідності машин;

· підвищенням одиничної потужності машин;

· підвищенням продуктивності машин?

Лекція 7

Характеристика іонізуючого випромінювання (ІВ)

У даний час діють норми НРБ-76/87 (нормування радіаційної безпеки) і основні санітарні правила ОСП 72/87.

Іонізуючі випромінювання (ІІ) застосовуються:

а) в медицині;

б) промисловості (прилади для вимірювання товщини матеріалів, вологоміри, сигналізатори рівня, різні сигнальні пристрої), в дефектоскопії;

в) біології (селекція рослин);

г) сільському господарстві (опромінювання насіння перед посівом і т.п.);

д) стерилізації продуктів.

Вони можуть бути наслідком аварії на АЕС та інших об'єктах.

Основними видами іонізуючих випромінювань є:

1 Корпускулярні випромінювання (α-, β-промені, нейтронне випромінювання).

2 Електромагнітні випромінювання (γ, рентгенівське, космічне випромінювання).

Названі ІВ відрізняються одне від одного глибиною проникнення та іонізуючою здатністю:

α - проникаюча здатність мала, а іонізуюча велика;

γ - навпаки: іонізуюча здатність мала, а проникаюча велика.

Одиниці активності і дози ІВ

 

1 Активність радіоактивної речовини (А):

 

(7.1)

 

показує кількість самовиникаючих ядерних перетворень (розпадів) в радіоактивній речовині за одиницю часу.

Розмірність - одне ядерне перетворення за секунду називається бекерель (Бк).

Існує спеціальна одиниця активності - кюрі (Ки):

1 Ки = 3,7х10¹⁰ Бк; 1Бк=0,027нКи

Використовується для оцінки внутрішнього опромінювання за наявності радіоактивних речовин всередині організму.

Небезпека, викликана дією радіоактивного випромінювання на організм людини буде тим більшою чим більше енергії передасть тканинам це випромінювання. Кількість такої енергії називається дозою.

Розрізняють три дози опромінювання (вони пов'язують кількісну і якісну дію):

2 Експозиційна доза: Д_екс - характеризує джерело випромінювання за ефектом іонізації.

Д_екс - це повний заряд іонів одного знака dQ, що виникає в малому об’ємі повітря масою dm при його іонізації рентген або γ-променями:

 

, (7.2)

 

де dQ - повний заряд іонів одного знака;

dm - маса повітря.

Одиниця вимірювання - Кл/кг .

Позасистемна одиниця (стара) рентген (Р):

,

(1P = 0,88 рад).

 

3 Поглинена доза (доза опромінювання).

Доза опромінювання - це енергія dЕ, яка передана випромінюванням одиниці маси речовини, що опромінюється dm (у тому числі тілу людини):

 

. (7.3)

У системі СІ одиниця вимірювання називається Грей (Гр): 1 Гр = 100 рад.

Позасистемна одиниця – рад; 1 рад = 0,01 Гр.

Окрім терміна "поглинена доза", існує термін "потужність дози":

 

() (). (7.4)

 

Вона показує величину поглиненої дози за одиницю часу.

Позасистемна одиниця (рад/с).

4 Еквівалентна доза.

Введена для оцінки радіоактивної небезпеки хронічного зовнішнього опромінювання випромінюваннями різних видів (при роботі із закритими джерелами):

 

Д_екв = Д·К, (7.5)

 

де К - коефіцієнт якості, показує, у скільки разів відрізняється небезпека даного випромінювання від прийнятого за базове γ-випромінювання.

Декілька конкретних значень

 

Оцінення радіаційної обстановки за величиною еквівалента проводять тільки в умовах до 25 бер (0,25 Зв).

 

Вид випромінювання К

γ- 1

нейтрони 3

протони 10

α- 20

Одиниця еквівалентної дози - Зіверт (Зв).

Позасистемна одиниця еквівалентної дози бер (біологічний еквівалент рада):

1 Зв = 100 бер.

 

Тести для самоконтролю

Серед запропонованих варіантів знайдіть та обґрунтуйте правильну відповідь.

 

1 Які з перелічених діапазонів радіочастот відносяться до ультрависокочастотних:

· 30 мГц - 300мГц;

· 300 мГц - 300 ГГц;

· 100 кГц - 30 мГц?

1 Які з названих пристроїв можуть бути джерелами не-безпечних електромагнітних полів:

· електропривід виробничого устаткування;

· високочастотні елементи електронного устаткування;

· антенні системи;

· генератори і блоки СВЧ-пристроїв.

2 При якій щільності потоку енергії електромагнітного поля настає т.зв. тепловий поріг, при якому починається підвищення температури тіла людини:

· 10 Вт/м²;

· 20 Вт/м²;

· 2,5 Вт/м²;

· 5 Вт/м²?

3 Від яких із зазначених характеристик електромагнітного поля залежить результат впливу його на організм людини:

· час впливу;

· відстань від джерела до робочого місця;

· індивідуальні особливості людини;

· локалізація на поверхні тіла;

· напруженість складових полів;

· інтенсивність потоку енергії;

· частота коливань?

4 На які зони поділяється простір навколо джерела електромагнітного поля:

· зона випромінювання;

· зона індукції;

· зона трансформації;

· зона відображення?

5 З урахуванням яких параметрів здійснюється нормування електромагнітного поля:

· напруженість електричного поля;

· напруженість магнітного поля;

· щільність потоку енергії;

· тривалість роботи з джерелом;

· професія працівників?

6 Які з перелічених заходів є методами захисту від впливу електромагнітних полів:

· збільшення відстані від джерела випромінювання до робочого місця;

· зменшення потужності генератора;

· застосування засобів індивідуального захисту;

· заміна режиму роботи співробітників;

· заземлення електроустаткування;

· установка екранів?

7 Яка щільність випромінювання може бути досягнута на поверхні, що опромінюється лазером:

· 10¹⁴ Вт/м²;

· 10²⁵ Вт/м²;

· 10¹⁸ Вт/м²;

· 10²⁰ Вт/м²?

8 Яка щільність лазерного випромінювання може бути достатньою для випаровування найбільш твердих матеріалів:

· 10⁹ Вт/м²;

· 10³ Вт/м²;

· 10⁷ Вт/м²;

· 10⁵ Вт/м²?

9 У якому з перелічених методів захисту від лазерного випромінювання використовується рясне штучне освітлення в робочому приміщенні:

· інженерно-технічних;

· планувальних;

· організаційних;

· застосування засобів індивідуального захисту?

10 Які з перелічених небезпек можуть виникати при експлуатації лазерних установок, крім небезпеки ураження випромінюванням:

· вибухи;

· електромагнітні поля;

· підвищений шум;

· ультрафіолетове випромінювання імпульсних ламп;

· забруднення повітряного середовища хімічними речовинами;

· висока напруга зарядних пристроїв;

· пожежі?

Лекція 8

Захист від дії електромагнітних полів

 

Питання:

 

1 Характеристика і класифікація електромагнітних полів.

2 Дія змінних електромагнітних полів на людину.

3 Нормування електромагнітних полів.

4 Методи захисту.

5 Захист від лазерного випромінювання.

 

Методи захисту

Ослаблення потужності ЕМ поля на робочому місці можна досягти:

1) шляхом збільшення відстані від джерела;

2) зменшенням потужності випромінювання генератора;

3) установкою оточуючого або поглинаючого екранів між антеною і робочим місцем;

4) вживанням ЗІЗ.

1 Захист "відстанню" - найпростіший і ефективний метод. Приміщення, де проходять роботи з СВЧ елементами, повинні бути достатніх розмірів, і може бути застосовано дистанційне керування.

2 Зменшення потужності випромінювання може бути досягнуто за рахунок застосування поглинаючих навантажень – еквівалентів антен або ослаблювачів потужності (атенюаторів). Поглинаючі навантаження можуть бути коаксіальними і хвиле провідними.

3 Поглинати енергію може графітна суміш, спеціальна вуглецева суміш, а також різні діелектрики з втратами.

Екранувати можна або саме джерело випромінювання, або робоче місце.

Типи екранів - відбиваючі і поглинаючі (суцільні, сітчасті), замкнуті, незамкнуті, плоскі, граничний хвилевід, коаксіальні.

Ті екрани, що відбивають, виготовлять з алюмінію, сталі, міді, латуні. Захисна дія обумовлена тим, що поле, яке екранується, створює в екрані так звані струми Фуко, що наводять в ньому вторинне поле, за амплітудою майже таке саме, а за фазою протилежне полю, що екранується. Результуюче поле, що утворюється при складанні цих двох полів, дуже швидко затухає в екрані, проникаючи в нього на незначну глибину.

Для захисту працівників від ЕМ випромінювання слід також застосовувати заземлені екрани у вигляді камер або шаф, в яких цілком розміщується передавальна апаратура.

Для оцінки якості екрана користуються поняттям ефективності:

 

Е=Е_о/Е_е (8.3)

 

де Е_о - напруженість поля до екранування;

Е_е - напруженість поля після екранування.

Для попередження небезпечної дії ЕМ в промислових установках застосовують автоматичне блокування, аварійне відключення або захисні автомати для здійснення заборони роботи при знятому огородженні.

4 До ЗІЗ відносять халати, комбінезони, окуляри. Халати і комбінезони виробляють з трьох шарів тканини - зовнішній і внутрішній з бавовняної діагоналі або ситцю, а середній - з радіотехнічної тканини РТ арт.155I/2I58, що в своєму складі має металеву струмопровідну сітку.

Для більшої упевненості в неможливості ураження ЕМ-полями можна заземляти такий одяг.

Очі захищають окулярами марки ОРЗ-5, вмонтованими в капюшони або ж такими, що використовуються окремо. Скельця окулярів покриті напівпровідниковим оловом (SnO₂).

Тести для самоконтролю

 

Серед запропонованих варіантів знайдіть та обґрунтуйте правильну відповідь

 

1 При якому виді ураження людини електричним струмом спостерігається судомне скорочення м'язів тіла:

· біологічному:

· електролітичному;

· термічному?

2 При якому виді зазначених електротравм спостерігаються жовті плями на тілі людини:

· електричні знаки;

· електроофтольмія;

· механічні ушкодження;

· металізація шкіри;

· електроопік?

3 При якій величині струму, що проходить через тіло, людина не може самостійно звільнитися від струмопровідних частин:

· 10-15 мА;

· 70-80 мА;

· 100 мА;

· 1 мА?

4 Який опір електричному струмові здійснює тіло людини:

· 1000 Ом;

· 6000 Ом;

· 100 Ом;

· 500 Ом?

5 Зазначте припустимі значення змінного струму при дії на людину протягом 0,5 с:

· 100 мА;

· 50 мА;

· 250 мА;

· 500 мА.

6 До яких за ступенем електричної небезпеки відносяться приміщення, в яких наявні струмопровідний пил і струмопровідна підлога:

· особливо небезпечні;

· без підвищеної небезпеки;

· з підвищеною небезпекою?

7 Які із зазначених явищ відбуваються при стіканні електричного струму в землю:

· зниження потенціалу струмопровідної частини, що заземлилася;

· виникнення потенціалу на заземлювачі;

· виникнення потенціалу на поверхні ґрунту навколо місця проходження струму в землю;

· виникнення максимального потенціалу на поверхні землі на відстані 20 м від заземлювача?

8 Що таке крокова напруга (напруга кроку):

· це різниця потенціалів двох точок поверхні землі, на яких одночасно стоїть людина в зоні проходження електричного струму;

· це різниця потенціалів двох точок поверхні землі, розміщених на відстані кроку в зоні проходження електричного струму;

· це різниця потенціалів двох точок поверхні землі на відстані менше 20 метрів від місця проходження електричного струму в землю;

· це різниця потенціалів двох точок, на яких одночасно стоїть людина на відстані більше 20 м від місця проходження електричного струму в землю?

9 У який із зазначених електричних мереж вище небезпека ураження людини електричним струмом при двофазному включенні:

· рівнонебезпечні;

· тридротяна електрична мережа з ізольованою від землі нейтраллю;

· чотиридротяна електрична мережа з глухо заземленою нейтраллю?

10 У якій із зазначених електричних мереж вище небезпека ураження людини електричним струмом при однофазному включенні:

· чотиридротяна електрична мережа з глухо заземленою нейтраллю;

· рівнонебезпечні:

· тридротяна електрична мережа з ізольованою від землі нейтраллю?

11 У якому з названих засобів захисту від ураження електричним струмом використовують як принцип дії зниження до безпечних значень напруги дотику:

· захисне заземлення;

· подвійна ізоляція;

· захисне відключення;

· занулення?

12 У якому з названих засобів захисту від ураження електричним струмом використовується як принцип роботи перетворення замикання на корпус в однофазне коротке замикання:

· занулення;

· використання малих напруг;

· захисне відключення;

· захисне заземлення?

13 У якому з названих засобів захисту від ураження електричним струмом одним з основних вимог є селективність дії:

· захисне відключення;

· захисний поділ мережі;

· занулення;

· захисне заземлення?

14 Як змінюється потенціал у поверхні землі при проходженні електричного струму в землю:

· за законом гіперболи;

· за логарифмічним законом;

· за законом параболи;

· прямо пропорційно?

15 Що таке напруга дотику:

· це різниця потенціалів між устаткуванням, до якого доторкнулася людина, і підлогою, на якій вона стоїть;

· це різниця потенціалів між двома точками на устаткуванні, до яких одночасно доторкнулася людина;

· це різниця потенціалів між двома одиницями устаткування, розміщеними на відстані, до яких одночасно може доторкнутися людина;

· це різниця потенціалів між устаткуванням і фундаментом?

16 Які з названих електрозахисних засобів, які застосовуються персоналом при експлуатації електроустановок, відносять до основних ізолюючих:

· інструмент з ізольованими рукоятками;

· ізолюючі підставки;

· діелектричні боти;

· діелектричні килимки?

17 Як називається система заходів, спрямованих на нейтралізацію атмосферної електрики:

· блискавкозахист;

· електрозахист;

· грозозахист;

· громовідводи?

18 Залежно від яких зазначених показників будівлі і спорудження захищаються від прямих ударів блискавки:

· від очікуваної питомої щільності ударів блискавки в землю 1/км²*рік;

· від інтенсивності грозової діяльності в районі їхнього розташування;

· від категорії будинку;

· від габаритів?

19 Який тип захисту від блискавки має ступінь захисту 99,5%:

· А;

· Б;

· У;

· Г?

20 Які із зазначених негативних наслідків можуть викликати розряди статистичної електрики:

· запалювання і вибухи пожежонебезпечних речовин;

· можуть стати причиною виробничого травматизму;

· порушення роботи електричного устаткування;

· викликати перешкоди радіо і телевізійного прийому?

21 Які із зазначених рідин є найбільш небезпечними за діелектричними властивостями з точки зору нагромадження зарядів статичної електрики:

· бензин;

· етиловий спирт;

· дизельне паливо;

· вода дистильована?

22 Який струм більш небезпечний для людини в установах з напругою 220В:

· змінний;

· постійний?

Лекція 9

Електробезпека

 

Питання:

 

1 Дія електричного струму на організм людини.

2 Явища, які виникають при проходженні електричного струму в землю.

3 Основні заходи для захисту людей від дії струму.

4 Захист від дії статистичної електрики.

5 Захист від блискавки будівель та споруд.

 

Основні нормативні документи:

ГОСТ 12.1.019-79. ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

ГОСТ12.1.018-86. Пожарная безопасность. Электростатическая искробезопасность. Общие требования.

ГОСТ12.1.030-81. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.

РД.34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

ГОСТ12.1.038.82. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжения прикосновения и токов.

 

З підвищеною небезпекою.

Їх ознаки такі:

а) підвищена температура (> 30 ^оС);

б) підвищена вологість (w > 75%);

в) наявність струмопровідного пилу;

г) наявність струмопровідної підлоги;

д) можливість одночасного дотику, з одного боку, до струмопровідних елементів, а з другого боку – до металевих елементів, що мають контакт із землею.

Вистачає однієї ознаки.

2 Особливо небезпечні.

Їх ознаками є:

а) наявність особливої вогкості (φ близько 100 %);

б) наявність хімічно активного середовища, що руйнує ізоляцію;

в) наявність двох або більше ознак підвищеної небезпеки.

3 Без підвищеної небезпеки, де немає перелічених ознак.

Основними причинами ураження людини електричним струмом можуть бути:

1 Дотик або наближення на небезпечну відстань до струмопровідних елементів.

2 Дотик людини до металевих корпусів електроустаткування, які можуть виявитися під напругою при пробої ізоляції.

3 Попадання людини під крокову напругу.

4 Організаційні причини (подача напруги на установку в період ремонту).

Улаштування занулення

 

Це навмисне електричне з'єднання з нульовим захисним провідником металевих не струмопровідних елементів, які можуть опинитися під напругою.

Сфера застосування - 3-фазні 4-провідні мережі напругою до 1000 В (з глухозаземленою нейтраллю).

Принцип дії - перетворення замикання на корпус в однофазне коротке замикання.

Через 250 м нульовий провід повинен мати повторне заземлення.

Захист забезпечується швидким відключенням установки від мережі, тому що перегоряє плавка вставка.

Провідність нульового дроту повинна складати не менше 50 % провідності фазного провідника.

Контроль занулення - контролюється опір петлі "фаза-нуль" за допомогою приладу М-417. Періодичність - один раз на 5 років.

Рисунок 9.9 – Принципова схема занулення:

1 – корпус; 2 – апарати для захисту (АЗ) від струмів короткого замикання (плавкі запобіжники, автомати і т.п.); R_о – опір заземлення нейтралі джерела струму; R_п – опір повторного заземлення нульового захисного провідника; I_k – струм короткого замикання

 

Захисне відключення (ЗВ)

Це швидкодійний захист, що забезпечує автоматичне відключення електроустановки при виникненні в ній небезпеки уражень струмом. Застосовується захисне відключення в будь-яких мережах з будь-якою U (напругою).

Воно може бути самостійним і може бути доповненням до захисного заземлення або занулення.

Захисне відключення (ЗВ) складається з двох частин:

а) приладу захисного відключення, що реагує на зміну параметрів мережі - датчика від мережі;

б) безпосередньо автоматичний вимикач.

Основні вимоги до ЗВ:

1) висока чутливість;

2) швидкодія (не більше 0,2 с);

3) селективність дії (саме відключення пошкодженої установки);

4) самоконтроль справності;

5) достатня надійність.

Існує цілий ряд ЗВ, наприклад, якщо через ЗВ в наслідок аварії піде струм, його контакти розмикаються і аварійна установка відключається від мережі.

Застосовується в пересувних електроустановках і в ручних машинах.

Переваги - простота, чіткість спрацьовування, селективність.

Недолік - при відриві проводу для заземлення ми позбавляємося всього захисту.

Схеми здійснюють самоконтроль справності. Найтиповішим промисловим зразком є прилад типу РВ (реле витоку).

Малі напруги - теж захист (42 В і нижче). Вони застосовуються в таких електроустановках: переносні лампи, переносний електроінструмент і т.п.

Подвійна ізоляція - це означає, що, окрім робочої ізоляції, є ще додаткова (пластмасові корпуси в електродрилях).

Забезпечення недоступності струмопровідних елементів: спеціальні огородження, ізоляція дротів.

Ізоляція дротів перевіряється періодично і повинна бути по 500 кОм на кожну фазу (тобто відносно землі і між фазами).

Захисне розділення мережі - за допомогою відокремлюючих трансформаторів (коефіцієнт трансформації К=1), тобто мережу з довгої роблять більш короткою. Це зменшує небезпеку виникнення ємнісного струму.

У знижувальних трансформаторах є небезпека переходу високої напруги на сторону низької. Застосовують пробивні запобіжники.

Експлуатація електроустановок повинна проводитися відповідно до правил ПТЕ (ПТБ) і ПУЕ.

Тести для самоконтролю

 

Серед запропонованих варіантів знайдіть та обґрунтуйте правильну відповідь.

 

1 При якому виді ураження людини електричним струмом спостерігається судомне скорочення м'язів тіла:

· біологічному:

· електролітичному;

· термічному?

2 При якому виді зазначених електротравм спостерігаються жовті плями на тілі людини:

· електричні знаки;

· електроофтольмія;

· механічні ушкодження;

· металізація шкіри;

· електроопік?

3 При якій величині струму, що проходить через тіло, людина не може самостійно звільнитися від струмопровідних частин:

· 10-15 мА;

· 70-80 мА;

· 100 мА;

· 1 мА?

4 Який опір електричному струмові здійснює тіло людини:

· 1000 Ом;

· 6000 Ом;

· 100 Ом;

· 500 Ом?

5 Зазначте припустимі значення змінного струму при дії на людину протягом 0,5 с:

· 100 мА;

· 50 мА;

· 250 мА;

· 500 мА.

6 До яких за ступенем електричної небезпеки відносяться приміщення, в яких наявні струмопровідний пил і струмопровідна підлога:

· особливо небезпечні;

· без підвищеної небезпеки;

· з підвищеною небезпекою?

7 Які із зазначених явищ відбуваються при стіканні електричного струму в землю:

· зниження потенціалу струмопровідної частини, що заземлилася;

· виникнення потенціалу на заземлювачі;

· виникнення потенціалу на поверхні ґрунту навколо місця проходження струму в землю;

· виникнення максимального потенціалу на поверхні землі на відстані 20 м від заземлювача?

8 Що таке крокова напруга (напруга кроку):

· це різниця потенціалів двох точок поверхні землі, на яких одночасно стоїть людина в зоні проходження електричного струму;

· це різниця потенціалів двох точок поверхні землі, розміщених на відстані кроку в зоні проходження електричного струму;

· це різниця потенціалів двох точок поверхні землі на відстані менше 20 метрів від місця проходження електричного струму в землю;

· це різниця потенціалів двох точок, на яких одночасно стоїть людина на відстані більше 20 м від місця проходження електричного струму в землю?

9 У який із зазначених електричних мереж вище небезпека ураження людини електричним струмом при двофазному включенні:

· рівнонебезпечні;

· тридротяна електрична мережа з ізольованою від землі нейтраллю;

· чотиридротяна електрична мережа з глухо заземленою нейтраллю?

10 У якій із зазначених електричних мереж вище небезпека ураження людини електричним струмом при однофазному включенні:

· чотиридротяна електрична мережа з глухо заземленою нейтраллю;

· рівнонебезпечні:

· тридротяна електрична мережа з ізольованою від землі нейтраллю?

11 У якому з названих засобів захисту від ураження електричним струмом використовують як принцип дії зниження до безпечних значень напруги дотику:

· захисне заземлення;

· подвійна ізоляція;

· захисне відключення;

· занулення?

12 У якому з названих засобів захисту від ураження електричним струмом використовується як принцип роботи перетворення замикання на корпус в однофазне коротке замикання:

· занулення;

· використання малих напруг;

· захисне відключення;

· захисне заземлення?

13 У якому з названих засобів захисту від ураження електри