Файл: Дипломный проект 100.doc

12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

12.1 Охрана труда

Охрана труда представляет собой систему законодательных актов и соответствующих им социально-экономических, технических, гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. С охраной труда связаны вопросы безопасности труда, предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний и отравлений, пожаров и взрывов на производстве.

Гидроэлектрический преобразователь плотности (ГЭПП) содержит в своем составе источники магнитных и электрических полей. При работе ГЭПП на работника, обслуживающего его, могут воздействовать опасные факторы (поражение электрическим током, влияние электромагнитного излучения), таким образом, следует рассмотреть эти и другие опасные факторы и средства защиты для обеспечения безопасных условий труда.

ГЭПП эксплуатируется в различных производственных помещениях, для которых следует рассмотреть вопросы метеорологических условий и пожарной безопасности. Освещенность на рабочем места и шум являются наиболее важными факторами, влияющими на здоровье человека, кроме того, ГЭПП включает в себя источник питания, который может явиться причиной электротравм. Катушки индуктивности, расположенные непосредственно на контролируемом участке, являются источниками магнитного поля, значит, следует рассмотреть необходимость защиты от электромагнитного излучения.

12.1.1 Метеорологические условия Под метеорологическими условиями (микроклиматом) понимают несколько факторов, воздействующих на человека: температуру, влажность и скорость движения воздуха, а также барометрическое давление. Оптимальные и допустимые метеорологические условия для рабочих зон помещения (пространство высотой до 2 метров над уровнем пола, где находятся рабочие места) устанавливает ГОСТ 12.1.005 - 88, который учитывает: время года, тяжесть выполняемых работ и избыток явного тепла.

ГЭПП не содержит источников теплоты, которые могут реально повлиять на температуру воздуха в помещении, где он эксплуатируется. Поэтому особые меры по защите от теплового излучения, такие как экранирование, устранение источника тепловыделений, меры индивидуальной защиты, не требуются.

Соблюдаемый в производственном помещении тепловой режим
соответствует оптимальным нормам, задаваемым ГОСТ 12.1.005 - 88, как для холодного, так и для теплого времени года. Это осуществляется за счет имеющихся батарей водяного отопления и кондиционеров. Поддержание на заданном уровне температуры, влажности и подвижности воздуха - осуществляется постоянной вентиляцией помещения (лаборатории), в котором эксплуатируется ГЭПП.

Для лаборатории можно принять оптимальные нормы температуры, влажности и скорости движения воздуха, установленные ГОСТ 12.1.005 - 88, приведены в таблице 1.

---

Таблица 1 – Нормы факторов микроклимата

	Категория тяжести работ	Температура воздуха в холодный и переходный период года, С	Температура воздуха в теплый период года,С	Скорость движения воздуха, м/с	Относительная влажность воздуха, %
Оптимальная норма	Легкая	20...23	22...25	0,2	40...60

12.1.2 Освещенность Зрение является важнейшим источником информации, поступающей в мозг человека из внешней среды. Недостаточное освещение вызывает преждевременное утомление, притупляет внимание работающего, снижает производительность труда, ухудшает качественные показатели и может оказаться причиной несчастного случая.

Нормирование естественного и искусственного освещения осуществляется СНиП 23-05-95 в зависимости от характера зрительной работы. При работе с рассматриваемой установкой необходимым является различение объектов размером 0,5...1 мм (фиксация показаний измерительных приборов), что соответствует разряду зрительной работы 4г, рекомендуется общее и комбинированное освещение 500 лк.

12.1.3 Шум Беспорядочное сочетание различных по частоте и интенсивности звуков называют шумом. При систематическом воздействии шум оказывает на человека вредное физиологическое воздействие, которое заключается в притуплении слуха, нарушении ритма сердечной деятельности, замедлении психологических реакций, ослаблении памяти и внимания.

Нормирование шума осуществляется по ГОСТ 12.1.003-83 “Шум. Общие требования безопасности“. Допустимые уровни шума в помещениях типа лабораторий указаны в таблице 2.

Таблица 2 – Нормирование шума

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Граничные частоты октавных полос, Гц	45-90	90-180	180-355	355-710	710-1400	1400-2800	2800-5600	5600-11200
Уровень звукового давления	71	61	54	49	45	42	40	38

В ГЭПП нет таких частей, которые могли бы являться источником шума.

12.1.4 Электробезопасность Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12.1.009-76).

Опасное воздействие на работающих могут оказывать электромагнитные поля радиочастот (60 кГц-300 ГГц) и электрические поля промышленной частоты (50 Гц).

Источником электрических полей промышленной частоты являются токоведущие части действующих электроустановок (линии электропередач, индукторы, конденсаторы термических установок, фидерные линии, генераторы, трансформаторы, электромагниты, соленоиды, импульсные установки полупериодного или конденсаторного типа, литые и металлокерамические магниты). Длительное воздействие электрического поля на организм человека может вызвать нарушение функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Это выражается в повышенной утомляемости, снижении качества выполнения рабочих операций, болях в области сердца, изменении кровяного давления и пульса.

---

Основными видами средств коллективной защиты от воздействия электрического поля токов промышленной частоты являются экранирующие устройства – составная часть электрической установки, предназначенная для защиты персонала в открытых распределительных устройствах и на воздушных линиях электропередач.

Для обеспечения безопасности работ с источниками электромагнитных волн производится систематический контроль фактических нормируемых параметров на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала. Контроль осуществляется измерением напряженности электрического и магнитного поля, а также измерением плотности потока энергии по утвержденным методикам Министерства здравоохранения.

Эффективным средством защиты от воздействия электромагнитных излучений является экранирование источников излучения и рабочего места с помощью экранов, поглощающих или отражающих электромагнитную энергию. Выбор конструкции экранов зависит от характера технологического процесса, мощности источника, диапазона волн.

Отражающие экраны используют в основном для защиты от паразитных излучений (утечки из цепей в линиях передачи СВЧ-волн, из катодных выводов магнетронов и других), а также в тех случаях, когда электромагнитная энергия не является помехой для работы генераторной установки или радиолокационной станции. В остальных случаях, как правило, применяются поглощающие экраны.

Для изготовления отражающих экранов используются материалы с высокой электропроводностью, например металлы (в виде сплошных стенок) или хлопчатобумажные ткани с металлической основой. Сплошные металлические экраны наиболее эффективны и уже при толщине 0,01 мм обеспечивают ослабление электромагнитного поля примерно на 50 дБ (в 100 000 раз).

Для изготовления поглощающих экранов применяются материалы с плохой электропроводностью. Поглощающие экраны изготавливаются в виде прессованных листов резины специального состава с коническими сплошными или полыми шипами, а также в виде пластин из пористой резины, наполненной карбонильным железом, с впрессованной металлической сеткой. Эти материалы приклеиваются на каркас или на поверхность излучающего оборудования.

Важное профилактическое мероприятие по защите от электромагнитного облучения - это выполнение требований для размещения оборудования и для создания помещений, в которых находятся источники электромагнитного излучения.

Допустимые уровни воздействия на работников и требования к проведению контроля на рабочих местах для электрических полей промышленной частоты изложены в ГОСТ 12.1.002-84, а для электромагнитных полей радиочастот – в ГОСТ 12.1.006-84.

Так как в ГЭПП применяется стандартный блок питания промышленного производства, то соответствие ГОСТ обеспечивает предприятие-изготовитель. Катушки индуктивности питаются переменным током частотой 1000 Гц и являются источниками электромагнитного излучения. Напряжение питания составляет 15 В, а напряженность электрического поля на расстоянии 0,5 м не превышает 20 В/м, что много меньше допустимого уровня 500 В/м. Катушки являются в основном источниками магнитного поля, предельно допустимый уровень которого установлен СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Для магнитного поля с частотой от 5 Гц до 2 кГц предельно допустимый уровень 250 нТл.

---

12.1.5 Пожарная безопасность Неправильная эксплуатация приборов и оборудования может привести к пожару или взрыву. Пожарная безопасность предусматривает такое состояние объекта, при котором бы исключалось бы возникновение пожара, а в случае его возникновения предотвращалось бы воздействие на людей опасных факторов пожара, и обеспечивалась защита материальных ценностей.

Согласно НПБ 105-03 помещения по пожаро- и взрывоопасности подразделяются на пожароопасные и взрывоопасные. Пожар может возникнуть как вследствие причин электрического, так и не электрического характера. К причинам электрического характера относятся короткое замыкание, перегрузка, большое переходное сопротивление, статическое электричество. К причинам не электрического характера можно отнести нарушение режимов эксплуатации, курение, оставление без присмотра нагревательных приборов, неисправность оборудования, самовоспламенение и самовозгорание веществ, и другие факторы.

Мероприятия, устраняющие эти причины, разделяются на: организационные, эксплуатационные, технические и режимные.

Для обеспечения длительной и безопасной работы электротехнических установок, оборудования необходимо обеспечить их конструктивное соответствие окружающей среде, в частности системам естественного и принудительного охлаждения. Внутри помещений, зданий и сооружений, среда обусловлена характером технологических процессов, химико-органическими свойствами обращающихся в производстве веществ и материалов; исходя из этого, все помещения делят на сухие, влажные, сырые, особо сырые, жаркие, пыльные, с технически активной средой, пожаро- и взрывоопасные.

Пожарная безопасность обеспечивается с помощью систем предотвращения пожара и систем пожарной защиты. К системам предотвращения пожара в лаборатории можно отнести: предотвращение образования источников зажигания; поддержание температуры горючей среды ниже максимально допустимой по горючести; обеспечение пожарной безопасности оборудования, электроустановок, систем отопления и вентиляции. К мероприятиям по пожарной защите относятся: изоляция горючей среды; предотвращение распространения пожара за пределами очага; применение средств пожаротушения; применение средств противопожарной защиты и пожаротушения; своевременное оповещение о пожаре и эвакуация людей.

К способам предотвращения пожара в лаборатории относятся: предотвращение образования источников зажигания; правильный выбор сечений проводов и проводников по допустимой плотности тока; поддержание температуры горючей среды ниже максимально допустимой по горючести; обеспечение изоляции горючей среды; предотвращение распространения пожара за пределами очага; применение средств пожарной сигнализации.

Поскольку в помещении присутствует электрооборудование под напряжением, то в случае возникновения пожара запрещается пользоваться водой, так как через струю воды может быть произведено поражение электрическим током. Для тушения пожаров рекомендуется использовать двуокись углерода для прекращения подачи кислорода к очагу возгорания. Возможно применение огнегасительных порошков. Первичными средствами пожаротушения в данном случае могут послужить ручные огнетушители типа: ОУ-2, ОУ-5 и ОУ-8 или ОУБ-3, ОУБ-7. В качестве средств обнаружения пожара применяется противопожарная сигнализация с дымовыми датчиками.

---

12.2 Расчет магнитного экрана для ГЭПП

При работе ГЭПП возникает магнитное поле с частотой 1000 Гц при питании установки от генератора синусоидальных колебаний, или 50 Гц при питании катушек током промышленной сети. Для обеспечения безопасного уровня электромагнитного излучения следует применять экраны.

Экран представляет собой металлическую перегородку, разделяющую две области пространства, и предназначен для регулирования распространения электрических и магнитных полей от одной области к другой. В данном случае экран должен препятствовать распространению магнитного поля от катушек в окружающее пространство. Так как катушки имеют цилиндрическую форму, то форма экрана должна быть цилиндрической (рисунок 23).

Рисунок 23 – Конструкция магнитного экрана

Расчет экрана включает в себя определение типа помехи, выбор формы экрана, материала и конструкции. Далее нужно рассчитать требуемую толщину экрана.

В данном случае тип помехи – магнитное поле. Форма экрана определяется формой катушек, то есть цилиндрическая, с двумя отверстиями: одно внизу и одно для вывода проводов на боковой поверхности.

Для эффективного экранирования необходимо, чтобы магнитная проницаемость материала экрана была как можно больше, но при этом с возможно большей проводимостью. Исходя из этих требований, выбираем в качестве материала железо с проводимостью 10^-7 См/м и относительной магнитной проницаемостью μ=10000.

По определению, эффективность экранирования, в дБ, определяется выражением:

(54)

где B₁ – магнитная индукция без экрана;

B₂ – магнитная индукция с экраном.

Так как по санитарным нормам магнитная индукция не должна превышать 0,25 мкТл, то B₂=0,25 мкТл. При расчете поля катушки с сенсором было установлено, что величина магнитной индукции не превышает 635 мкТл, то есть B₁=635 мкТл.

Таким образом, эффективность экранирования должна быть не менее 68,1 дБ. Остается определить толщину экрана b.

Для частотного диапазона от 0 до 1000 Гц и μ>1 толщина экрана, в м, определяется по формуле:

(55)

где r – внутренний радиус экрана.

Подставляя известные значения и r=0.035 м, получим b=0.3 мм.

Получили минимальное значение для толщины экрана, но с учетом механической прочности и запаса по эффективности экранирования принимаем толщину экрана 1 мм.

Таким образом, экран из железа толщиной 1 мм обеспечивает надежную защиту от магнитного поля.

12.3 Защита в чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайная ситуация (ЧС) – внешне неожиданная, внезапно возникающая обстановка, характеризующаяся резким нарушением процесса или явления и оказывающая значительное отрицательное воздействие на жизнедеятельность людей, функционирование экономики, социальную сферу и природную среду.

Каждая ЧС имеет свою физическую сущность, свои, только ей присущие причины возникновения, движущие силы, характер и стадии развития, свои особенности воздействия на человека и среду его обитания. Катастрофа – авария, сопровождающаяся гибелью людей.

---