Файл: В. А. Власов Доктор технических наук, профессор тгасу.pdf

108
К
ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
4. Что такое вибрация?
5. Что может явиться причиной вибрации?
6. Что является основным документом, регламентирующим параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием?
7. Что является основными параметрами вибрации?
8. Что такое уровни виброскорости и виброускорения и для чего они введены?
9. Что такое резонанс и в чем его опасность для оборудования и для человека?
10. По каким параметрам классифицируется вибрация?
11. Что такое общая и локальная вибрация, в чем их отличие?
12. Какие методы используются для нормирования вибрации?
13. Физиологическое воздействие вибрации на организм человека.
14. Какие патологии могут возникать под воздействием вибрации?
15. Какие параметры определяют вредность и опасность воздействия вибрации?
16. В чем особенность воздействия общей и локальной вибрации?
17. Что относится к коллективным методам защиты?
18. Что такое виброгашение и как оно проводится?
19. Что такое виброизоляция и как она проводится?
20. Какие средства индивидуальной защиты от вибрации применяются на производстве?
Литература
1. Колесников А.Е. Шум и вибрация. Учебник/Л:. Судостроение. 1988.-248 с.
2. Артамонова, В.Г., Профессиональные болезни: Учебник.-4-е изд., перераб. и доп./ В.Г. Артамонова, Н.А. Мухин. - М.: Медицина, 2004.- 480 с.
3. Глебова, Е.В. Производственная санитария и гигиена труда: Учебное пособие для вузов/ Е.В. Глебова.-М.: Высш.шк., 2005.-383 с. Девисилов В.А. Охрана труда:Учебник.-2-е изд.. испр. и доп. М.:ФОРУМ:ИНФРА-М, 2005.-448 с
4. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования»
5. СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
6. ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений.
Единицы величин
7. СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных
8. ГОСТ 12.4.010-75 «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации.
Общие технические требования».
9. ГОСТ 12.4.024-76 «Обувь специальная виброзащитная»
10. ГОСТ 12.1.012-90. «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования»
11. ГОСТ 12.1.046-78. «ССБТ. Методы и средства вибрационной защиты.
Классификация»

109
ИССЛЕДОВАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА
Ц
ЕЛЬ
Изучить основные факторы, влияющие на тяжесть поражения человека электрическим током. Исследовать сопротивление тела человека в зависимости от площади контакта при различной частоте электрического тока.
О
СНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Электрическое сопротивление тела человека
Тело человека является проводником электрического тока. Проводимость живой ткани в отличие от обычных проводников обусловлена не только ее физическими свойствами, но и сложнейшими биохимическими и биофизическими процессами, присущими лишь живой материи. Следовательно, сопротивление тела человека является переменной величиной, имеющей нелинейную зависимость от множества факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды.
Электрическое сопротивление различных тканей тела человека неодинаково: кожа, кости, жировая ткань, сухожилия и хрящи имеют относительно большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа и особенно спинной и головной мозг – малое сопротивление. Например, удельное сопротивление сухой кожи составляет 3×103 – 2×104 Ом м, а крови 1 – 2 Ом м.
Из этих данных следует, что кожа обладает очень большим удельным сопротивлением, которое является главным фактором, определяющим сопротивление тела человека в целом.
Сопротивление тела человека можно условно считать состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений: двух одинаковых сопротивлений наружного слоя кожи (эпидермиса), которые в совокупности составляют так называемое наружное сопротивление тела человека), и внутреннего сопротивления тела Rв.
Рис. 29. К определению сопротивления тела человека:
1 – электроды; 2 – наружный слой кожи – эпидермис (роговой и ростковый слои);
3 – внутренние ткани тела (включая внутренний слой кожи – дерму).
Сопротивление наружного слоя кожи z состоит из активного и емкостного сопротивлений, включенных параллельно. Внутреннее сопротивление тела считается чисто активным, хотя, строго говоря, оно также обладает емкостной составляющей. Внутреннее сопротивление Rв практически не зависит от площади электродов, частоты тока, а также от значения приложенного напряжения.
Эквивалентная схема сопротивления тела человека для рассмотренных условий показана на рис. 30.

110
Рис. 30. Эквивалентная схема замещения сопротивления тела человека.
На основании этой схемы выражение для определения полного сопротивления тела человека в комплексной форме Z
h
, Ом, имеет вид h
н в
в н
н
2 2
1
Z
Z
R
R
j C
R






(0.5)
В целом, значение полного сопротивления тела человека зависит от ряда факторов: состояния кожи, параметров электрической цепи, места приложения электродов к телу человека, значений тока, приложенного напряжения, рода и частоты тока, площади электродов, длительности воздействия, физиологических факторов окружающей среды.
Расчетное электрическое сопротивление тела человека переменному току частотой 50 Гц при анализе опасности поражения человека током принимается равным 1 кОм.

111 непосредственно по эти тканям, и рефлекторным, т.е. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей.
Исход воздействия тока зависит от множества факторов, в том числе от значения и длительности протекания через тело человека тока, рода и частоты тока и индивидуальных свойств человека. Электрическое сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через тело человека.
Электрическое сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожи и сопротивления внутренних тканей. Кожа, вернее ее верхний слой, называемый эпидермисом, имеющий толщину до 0,2 мм и состоящий в основном из мертвых ороговевших клеток, обладает большим сопротивлением, которое и определяет общее сопротивление тела человека. Сопротивление нижних слоев кожи и внутренних тканей человека незначительно. При сухой чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека колеблется в пределах 2 кОм – 2 МОм. При увлажнении и загрязнении кожи, а также при повреждении кожи (под контактами) сопротивление тела оказывается наименьшим – около 500 Ом, т. е. доходит до значения, равного сопротивлению внутренних тканей тела. При расчетах сопротивление тела человека принимается равным 1 кОм.
Значение тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше ток, тем опаснее его действие. Человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты (50 Гц) относительно малого значения: 0,6–1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым током.
Ток 10–15 мА (при 50 Гц) вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц рук, которые человек преодолеть не в состоянии, т. е. он не может разжать руку, которой касается токоведущей части, не может отбросить провод от себя и оказывается как бы прикованным к токоведущей части. Такой ток называется пороговым неотпускающим.
При 25–50 мА действие тока распространяется на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При длительном воздействии этого тока – в течение нескольких минут – может наступить смерть вследствие прекращения работы легких.
При 100 мА ток оказывает непосредственное влияние также и на мышцу сердца; при длительности протекания более 0,5 секунд ток может вызвать остановку или фибрилляцию сердца, т.е. быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос. В результате в организме прекращается кровообращение и наступает смерть.
Этот ток называется фибрилляционным.
Длительность протекания тока через тело человека влияет на исход поражения вследствие того, что со временем резко повышается ток за счет уменьшения сопротивления тела и накапливаются отрицательные последствия воздействия тока на организм. Род и частота тока в значительной степени определяют исход поражения. Наиболее опасным является переменный ток с частотой 20–100 Гц. При частоте меньше 20 или больше 100 Гц опасность поражения током заметно снижается.
Токи частотой свыше 0,5 МГц не оказывают раздражающего действия на ткани и поэтому не вызывают электрического удара. Однако они могут вызвать термические ожоги. При постоянном токе пороговый ощутимый ток повышается до

112 6–7 мА, пороговый неотпускающий ток – до 50–70 мА, а фибрилляционный при длительности воздействия более 0,5 секунд – до 300 мА.
Индивидуальные свойства человека – состояние здоровья, подготовленность к работе в электрической установке и другие факторы – также имеют значение для исхода поражения. Поэтому обслуживание электроустановок поручается лицам, прошедшим медицинский осмотр и специальное обучение [2].
М
ЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Внешний вид установки по исследованию сопротивления тела человека представлен на рис. 31. Установка изготовлена и эксплуатируется в соответствии с требованиями нормативной документации [1], [3], [4], [5]
Рис. 31. Внешний вид лабораторного стенда по исследованию сопротивления тела
человека (слева — в режиме задания частоты, справа — в режиме задания
амплитуды)
П
ОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1.
И
ССЛЕДОВАНИЕ
ЗАВИСИМОСТИ
СОПРОТИВЛЕНИЯ
ТЕЛА
ЧЕЛОВЕКА
ОТ
НАПРЯЖЕНИЯ
Исследование зависимости сопротивления тела человека от напряжения проводят при фиксированной частоте 1 кГц в диапазоне напряжений от 0 до 7 В.
Экспериментально полученные данные заносят в табл. 33.
Таблица 33
Исследование зависимости сопротивления тела человека от напряжения при f=1кГц
Напряжение U, В при f=1 кГц
Сила тока при S=1250 мм
2 при S=2500 мм
2 0
1 2
3 4
5 6
7

113
Ладони рук порознь прикладываются к двум электродам с площадью контактной поверхности S=1250 мм
2
и записывается величина тока I, протекающего через тело человека. Затем ладони рук порознь прикладываются к двум электродам с площадью контактной поверхности S=2500 мм
2
и записывается соответствующая величина тока. По табличным данным построить графики.
Рис. 32. Зависимость силы тока от напряжения при частоте 1 кГц
По тангенсу угла наклона рассчитывается электрическое сопротивление тела человека при различной площади контактных поверхностей.
U
U
R
I
I




(0.6)
На основании расчетов делается вывод о влиянии площади контактной поверхности на сопротивление человека.
2.
И
ССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА ОТ ЧАСТОТЫ
Исследование зависимости сопротивления тела человека от частоты проводят при фиксированной амплитуде напряжения 7 В в диапазоне частот от 100 Гц до
1 кГц. Ладони рук порознь прикладываются к двум электродам с площадью контактной поверхности 1250 мм
2
и фиксируется величина тока, протекающего через тело человека. Затем ладони рук порознь прикладываются к двум электродам с площадью контактной поверхности 2500 мм
2
и в таблицу записывается сила тока I, протекающего через тело человека. По результатам измерения заполняется табл. 43
Таблица 34.
Исследование зависимости сопротивления тела человека от частоты
Частота f, Гц при U=7 В
Сила тока при S=1250 мм
2 при S=2500 мм
2 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

114
По табличным данным построить графики зависимости силы тока от частоты.
Сделать выводы.
К
ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Действие электрического тока на организм человека и виды поражений.
2. Основные причины поражения электрическим током.
3. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током.
4. Классификация помещений по опасности поражения электрическим током (ПУЭ).
5. Сравнительная оценка опасности поражения электрическим током в трехфазной сети с изолированной и с заземленной нейтралью.
6. Защита от опасности поражения электрическим током
(организационные мероприятия и основные технические средства защиты).
7. Определение, назначение, принцип действия защитного заземления.
8. Определение, назначение, принцип действия защитного зануления.
9. Изолирующие электрозащитные средства.
10. Плакаты и знаки безопасности.
11. Дайте определения следующим понятиям: напряжение шага, напряжение прикосновения, токоведущая часть, электроустановка.
Список литературы:
1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) (в редакции от 20.12.2017) /
Министерство энергетики Российской Федерации. – 7-ое изд-е. – М.:
Главгосэнергонадзор России, 2019. – 607 с.
2. Приказ Минтруда России от 15.12.2020 N 903н "Об утверждении Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок" (Зарегистрировано в
Минюсте России 30.12.2020 N 61957)
3. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
(ПТЭЭП). – М.: ЗАО «Энергосервис», 2003. – 286 с.
4. Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. – М.: Изд-во
ЦЕНТРМАГ, 2021. – 154 с.
5. ГОСТ 12.1.030-81. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001. – 6 с.

115
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ В ЖИЛЫХ И ОФИСНЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
Ц
ЕЛЬ
Оценить эффективность действия различных средств электробезопасности в жилых и офисных помещениях.
О
СНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Электрическое сопротивление тела человека
Тело человека является проводником электрического тока. Проводимость живой ткани в отличие от обычных проводников обусловлена не только ее физическими свойствами, но и сложнейшими биохимическими и биофизическими процессами, присущими лишь живой материи. Следовательно, сопротивление тела человека является переменной величиной, имеющей нелинейную зависимость от множества факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды.
Электрическое сопротивление различных тканей тела человека неодинаково: кожа, кости, жировая ткань, сухожилия и хрящи имеют относительно большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа и особенно спинной и головной мозг – малое сопротивление. Например, удельное сопротивление сухой кожи составляет 3×103 – 2×104 Ом м, а крови 1 – 2 Ом м.
Из этих данных следует, что кожа обладает очень большим удельным сопротивлением, которое является главным фактором, определяющим сопротивление тела человека в целом.
Сопротивление тела человека можно условно считать состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений: двух одинаковых сопротивлений наружного слоя кожи (эпидермиса), которые в совокупности составляют так называемое наружное сопротивление тела человека), и внутреннего сопротивления тела Rв.
Рис. 33. К определению сопротивления тела человека:
1 – электроды; 2 – наружный слой кожи – эпидермис (роговой и ростковый
слои); 3 – внутренние ткани тела (включая внутренний слой кожи – дерму).
Сопротивление наружного слоя кожи
z
состоит из активного и емкостного сопротивлений, включенных параллельно. Внутреннее сопротивление тела считается чисто активным, хотя, строго говоря, оно также обладает емкостной составляющей. Внутреннее сопротивление Rв практически не зависит от площади электродов, частоты тока, а также от значения приложенного напряжения.