Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

PRAKTIKUM_BZhD-k_izdaniyu

.pdf
Скачиваний:
249
Добавлен:
18.03.2015
Размер:
7 Мб
Скачать
☆

Затем с помощью графиков на рис. 8.3 и 8.4 (кривые 1 и 2 характеризуют зависимость максимальных значений и для лазеров 1- го и 2-го классов опасности) определяют класс опасности лазера соответственно по первичным и вторичным биологическим эффектам.

3. Ближний инфракрасный (ИК) диапазон спектра.

Для излучения ближнего ИК-диапазона спектра класс опасности лазера определяют без учета вторичных биологических эффектов так же, как для видимого диапазона спектра, по формулам (8.2) и (8.3) и с помощью графиков на рис. 8.2 и 8.3.

4. Дальний инфракрасный (ИК) диапазон спектра.

В данном случае сначала вычисляют безразмерный параметр Uk по формуле (2). Затем определяют класс опасности лазера с помощью графика на рис.8.1.

Рис. 8.3, 8.4. Зависимости максимального значения параметров

UП и UB от r

8.7. Методы и средства защиты от лазерного излучения.

Защита от лазерного излучения осуществляется организационно-техническими, санитарно-игиеническими и лечебно- профилактическими методами.

Организационно-технические методы:

-выбор, планировка и внутренняя отделка помещений;

-рациональное размещение лазерных установок и порядок их обслуживания;

-использование минимального уровня излучения для достижения поставленной цели;

-организация рабочего места;

-применение средств защиты;

-ограничение времени воздействия излучения;

-назначение и инструктаж лиц, ответственных за организацию и проведение работ;

-ограничение допуска к проведению работ;

-организация надзора за режимом работ;

-четкая организация противоаварийных работ и регламентация порядка ведения работ в аварийных условиях;

-обучение персонала.

Санитарно-гигиенические и лечебно-профилактические методы:

-контроль за уровнями вредных и опасных факторов на рабочих местах;

-контроль за прохождением персоналом предварительных и периодических медицинских осмотров.

Средства защиты от лазерного излучения должны обеспечивать

предотвращение воздействия излучения или снижение его величины до уровня, не превышающего допустимого. К средствам коллективно защиты (СКЗ) от лазерного излучения относятся: ограждения, защитные экраны, блокировки и автоматические затворы, кожухи и др.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) от лазерного излучения включают: защитные очки, щитки, маски и др. СКЗ должны предусматриваться на стадии проектирования и монтажа лазеров, при организации рабочих мест, при выборе эксплуатационных параметров. Выбор средств защиты должен производиться в зависимости от класса лазера, интенсивности излучения в рабочей зоне, характера выполняемой работы. Показатели защитных свойств средств защиты не должны снижаться под воздействием др. вредных

иопасных факторов (вибрации, температуры и т. д.). Конструкция средств защиты должна обеспечивать возможность смены основных элементов (светофильтров, экранов, смотровых стекол и пр.). СИЗ глаз

илица (защитные очки и щитки), снижающие интенсивность лазерного излучения до ПДУ, должны применяться только в тех случаях (пусконаладочные, ремонтные и экспериментальные работы), когда СКЗ не обеспечивают безопасность персонала.

Средства защиты с учетом класса опасности лазера представлены табл. 8.4.

 

 

 

 

 

Таблица 8.4

Средства защиты от лазерных излучений

Средство зашиты

Класс опасности

Примечания

1-й

2-й

3-й

4-й

Оградительные

 

 

 

 

Должны снижать уровни опасных и

–

–(+)

+

+

вредных факторов до безопасных

устройства

 

 

 

 

значений

 

 

 

 

 

Дистанционное

–

–

+

+

Применяется всюду, где возможно

управление

 

 

 

 

 

Устройство

 

 

 

+

Для лазеров ИК-диапазона

сигнализации

–

–(+)

+

+

Для лазеров УФ-диапазона

Маркировка

 

 

 

 

Лазеры, лазерные установки, зона

знаком лазерной

–

+

+

+

прохождения луча, ЛОЗ

опасности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кодовый замок

–

–

+

+

На дверях помещения, на пульте

управления

 

 

 

 

 

 

–

+

+

+

При времени воздействия более 0,5 с

Защитные очки

 

 

 

 

Всегда, когда средства коллективной

 

 

+

+

зашиты не обеспечивают безопасных

 

 

 

 

 

 

 

 

условий труда

Защитные запоры

 

 

 

 

Необходимы, если возможно воз-

оградительного

 

+

+

+

действие излучения с уровнями,

устройства

 

 

 

 

превышающими ПДУ

Защитная одежда

–

–

–

+

При необходимости

Подготовка

–

–(+)

–(+)

–(+)

То же

помещения

 

 

 

 

 

Котировочные

–

+

+

+

Применяются при юстировке и

очки

наладке

 

 

 

 

Примечание: «+» – обязательно применение данного средства защиты; «–» – не требуется применения данного средства защиты; «– (+)» – в определенных условиях требуется данное средство защиты; ЛОЗ – лазерно-опасная зона.

8.8. Задание для самостоятельной работы

Задание 8.1. Выбор средства защиты от лазерного излучения. Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с методикой.

2.Определить диапазон спектра лазерного излучения в соответствии с вариантом задания (табл. 5).

3.В соответствии с выбранным диапазоном спектра излучения определить класс опасности лазера.

4.Проанализировать опасные и вредные производственные факторы, возникающие при эксплуатации лазера данного класса.

5.Выбрать средства защиты от лазерного излучения.

Таблица 8.5

Варианты заданий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число

 

Длина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

излуче-

Вари

r,

 

P,

Hk,

 

 

H1,

 

 

 

 

H2,

 

 

ний на

волны,

р0, Дж

2

K1

2

 

K2

 

2

 

ант

мкм

см

 

Дж

Дж/см

 

 

Дж/см

 

 

 

 

Дж/см

 

 

глаз за

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рабочий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

день

1

0,9

0,5

 

1

20

 

3 · 10-2

10-4

 

 

0,4

 

 

 

 

5

2

0,6

0,6

 

10

4

 

3 · 10-1

10-4

 

 

0,5

 

10-7

 

 

5

3

0,4

0,1

 

45

1

 

3 · 10-1

10-4

 

 

0,5

 

10-7

 

 

5

4

0,4

0,2

 

10

200

 

1 · 10-1

10-3

 

 

1

 

10-5

 

 

5

5

0,3

0,2

2 · 10-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

6

0.7

0,3

 

70

10

 

3 · 10-2

10-4

 

 

0,1

 

10-7

 

 

5

7

1,5

0,3

 

65

20

 

8 · 10-2

 

 

 

 

 

 

 

 

5

8

0,6

0,5

 

80

10

 

3 · 10-2

10-4

 

 

0,1

 

10-7

 

 

5

9

0,5

0,2

 

50

1

 

3 · 10-1

10-4

 

 

0,5

 

10-7

 

 

5

10

0,6

0,1

 

25

40

 

2 · 10-1

10-4

 

 

0,1

 

10-5

 

 

5

11

1,4

0,4

 

70

20

 

8 · 10-2

 

 

 

 

 

 

 

 

5

12

1,3

0,3

 

40

60

 

1 · 10-1

10-4

 

 

 

 

 

 

 

5

13

0,7

0,5

 

15

4

 

3 · 10-1

10-4

 

 

0,5

 

10-7

 

 

5

14

1,0

0,2

 

30

60

 

1 · 10-1

10-4

 

 

0,4

 

 

 

 

5

15

0,8

0,4

 

1

20

 

3 · 10-2

10-4

 

 

0,4

 

 

 

 

5

16

0,3

0,2

3 · 10-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

17

10,6

0,3

 

20

0,2

 

1 · 10-1

 

 

 

 

 

 

 

 

5

18

0,4

0,4

 

25

10

1 · 10-1

10-4

1

10-5

5

19

1,4

0,2

 

30

60

1 · 10-1

 

 

 

5

20

0,2

0,2

4 · 10-5

 

 

 

 

 

 

5

21

0,3

0,1

1 · 10-6

 

 

 

 

 

 

5

22

0,8

0,3

 

60

2

1 · 10-1

10-4

0,3

10-7

5

23

0,5

0,1

 

100

1

1 · 10-1

10-4

0,5

10-7

5

24

0,5

0,1

 

8

200

1 · 10-1

10-3

1

10-5

5

25

0,4

0,5

 

25

10

1 · 10-1

10-4

1

10-5

5

26

10,6

0,2

 

10

0,2

1 · 10-1

 

 

 

5

27

0,7

0,1

 

20

40

2 · 10-1

10-4

0,1

10-5

5

28

0,5

0,2

 

80

1

1 · 10-1

10-4

0,5

10-7

5

29

0,9

0,2

 

60

2

1 · 10-1

10-4

0,3

 

5

8.9. Контрольные вопросы

1.Чем характеризуется лазерное излучение?

2.Где используется лазерное излучение?

3.От каких параметров зависит эффект воздействия лазерных излучений?

4.Для каких органов и тканей человека лазерное излучение особенно опасно?

5.Какие опасные и вредные факторы возникают при работе лазерных установок?

6.Как нормируется лазерное излучение?

7.Как в соответствии с нормативными документами классифицируются лазеры?

8.Что относится к организационно-техническим методам защиты от лазерных излучений?

9.Что относится к санитарно-гигиеническим и лечебно- профилактическим методам защиты от лазерных излучений?

10.Назовите основные средства индивидуальной и коллективной защиты от лазерных излучений.

Практическое занятие № 9

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ. РАСЧЕТ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ, ОТ ПОРАЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

9.1. Основные теоретические сведения

9.1.1. Анализ опасности прикосновения к токоведущим частям в нормальном режиме работы электроустановок

Трехпроводная сеть с изолированной нейтралью (тип IT). В

случае, если сопротивления изоляции фаз равны между собой, т.е. r1 = r2 = r3 = r и рассматривается случай непротяженной сети, где емкостью проводов можно пренебречь, ток, протекающий через человека при его прикосновении к одной из фаз будет определяться по формуле:

Ih =

Uф

 

 

 

 

 

R +

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch

3

 

 

,

(9.1)

 

 

 

 

где r – сопротивление изоляции фаз;

Rch

– сопротивление цепи

«человек–земля», складывающееся из собственно сопротивления человеческого тела, одежды, обуви, пола.

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) изоляция в силовых и осветительных сетях напряжением до 1000 В считается исправной, если ее сопротивление на участке фазного провода между смежными предохранителями не менее 0,5 МОм. Активное сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом. Поскольку r >> Rch , независимо от категории электроопасности помещения и условий среды при исправной изоляции и малой емкости проводов (до 0,05 мФ), однофазное прикосновение к сетям напряжением до 1000 В безопасно.

Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной

нейтралью (тип TN, TN-C).

 

В этом случае ток, проходящий через

человека определяется зависимостью

 

Ih

=

 

Uф

 

 

 

Rch + r0 ,

(9.2)

 

 

 

где r0 – сопротивление заземления нейтрали. Согласно ПУЭ-03, r0 не должно превышать 8 Ом, следовательно, в выражении (4.2) значением r0 можно пренебречь и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью в особо электроопасных помещениях, сопротивление цепи «человек – земля» может не превышать Rch = Rh =1000 Ом (Rh – активное сопротивление тела человека). Человек при этом оказывается практически под фазным напряжением Uф, а ток, протекающий через него в 2,2 раза превышает ток порога фибриляции. В помещениях с сухими электроизоляционными полами

Rch >> Rh и Uh << Uф , и в этом случае вероятен исход, благоприятный для человека.

9.1.2 Анализ опасности при аварийных режимах работы электроустановок

Трехпроводная сеть с изолированной нейтралью. При аварийном режиме замыкания фазы на землю через малое сопротивление замыкания rзам. значение тока, проходящего через человека при его прикосновении к исправной фазе:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ih =

Uф 3

 

 

 

 

Rch + rзам ,

(9.3)

 

а напряжение прикосновения Uh определится как

 

 

 

 

 

 

 

Rch

 

 

Uh = Ih Rch =Uф 3

 

 

Rch + rзам .

(9.4)

 

 

 

 

 

 

Четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью. При

аварийном режиме, когда одна из фаз, например, фаза 3,

замкнута на

землю через сопротивление rзам (обычно это составляет десятки Ом), а остальные фазы имеют исправную изоляцию, напряжение прикосновения определяется выражением:

U h = UфRсh

rзам + r0

 

3

 

 

 

r r + R (r + r )

,

(9.5)

 

зам 0

ch

зам

0

а ток Ih, проходящий через человека:

U h = Uф

rзам + r0

 

3

 

 

 

r r

+ R (r

+ r )

.

(9.6)

 

 

зам 0

ch

зам

0

Напряжения прикосновения и шага. Протекание тока через землю может происходить только при наличии замкнутого контура, т.е. соединения с землей, как минимум двух точек сети с разными

потенциалами.

 

Потенциал токоведущей части

относительно земли, ϕ3,

определяется выражением:

 

ϕ3 = Iзrзам ,

 

(9.7)

где IЗ – ток замыкания, rзам – сопротивление растеканию тока.

При этом вокруг точки замыкания на поверхности грунта происходит

снижение потенциала по закону, представленному на рис. 9.1.

Нахождение человека на расстоянии менее 20 м опасно для человека,

так как он может попасть под

опасную

 

разность потенциалов

(шаговое напряжение).

 

 

 

 

х

 

 

Iз

 

 

 

 

 

ϕ

ϕз

 

 

 

20м

20м

 

 

Рис. 9.1 Растекание тока в земле через полусферический заземлитель

По мере удаления от места замыкания токоведущей части на землю значение потенциала грунта снижается и становится равным нулю теоретически в бесконечности. Практически на расстоянии 20 м от места замыкания потенциал грунта принимают равным нулю. Более точно форма потенциальной кривой определяется удельным сопротивлением грунта и формой заземлителя. Формулы для расчета сопротивления одиночных заземлителей различной формы растеканию тока в однородной земле приведены в прил. В.

Напряжение прикосновения. Напряжением прикосновения Uпр [В] называется разность потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, или, другими словами, падение напряжения на сопротивлении тела человека Rh. Если пренебречь сопротивлением обуви и основания, на котором стоит человек, то

Uпр = Ih Rh ,

(9.8)

где Iпр – ток, проходящий через человека.

В устройствах защитных заземлений, занулений и т.п. одна из этих точек имеет потенциал заземлителя ϕЗ, а другая - потенциал основания ϕос (см. рис. 4.2). Тогда

Uпр = ϕз − ϕос = ϕз (1−

ϕос

)

 

 

 

 

ϕз

 

или

 

Uпр = ϕ3 α,

(9.9)

где α – коэффициент напряжения прикосновения.

α = 1 − ϕос ≤ 1

 

ϕз .

(9.10)

 

 

 

 

 

 

 

Uпр2

II

ϕз

I

Uпр1

ϕоc

 

 

 

 

 

 

 

20 м

 

20 м

Рис. 9.2. Напряжение прикосновения В зависимости от расстояния человека до заземлителя

коэффициент напряжения прикосновения может принимать значения 0,1 ÷ 1, однако в реальных условиях он близок к единице, поэтому в расчетах для одиночных заземлителей принимается α = 1.

Напряжение шага. Напряжением шага называется напряжение между двумя точками на поверхности грунта, находящимися одна от другой на расстоянии шага, которое принимается равным 0,8 м (см.

рис. 4.3).

Uш = Iш Rch ,

(9.11)

где Iш – ток, проходящий по пути «нога-нога», Rch – сопротивление цепи «человек-земля».

 

 

ϕз

 

Uш

 

 

 

ϕx

 

 

ϕx+a

Х

20м

20м

 

Рис. 9.3. Напряжение шага

Eсли выразить напряжение шага через разность потенциалов, имеем:

Uш = ϕx – ϕx+a

Впроцессе эксплуатации электроустановок нередко возникают условия, при которых даже самое совершенное оборудование не обеспечивает безопасности обслуживающего персонала и требует применения специальных защитных мер. Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все электроустановки по условиям электробезопасности делятся на установки низкого напряжения до 1 кВ и электроустановки высокого напряжения – выше

1 кВ.

Вэлектроустановках применяют следующие технические защитные меры: - защитное заземление;

- зануление; - выравнивание потенциалов;

- защитное отключение; - малое напряжение и др.

Наиболее распространенными техническими средствами для защиты людей при появлении напряжения на нетоковедущих частях

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]