Классификация производственных факторов

совместное воздействие различных загрязнений оказывается гораздо более

вредным, чем если бы они действовали независимо друг от друга. Например,

при увеличении концентрации сернистого ангидрида и канцерогенного вещества

в атмосфере в 2 раза опасность, которую они представляют, возрастает более

чем в 2 раза. Диоксиды серы ослабляют защитный механизм легких и делает их

более восприимчивыми к канцерогенам. Никель относительно нетоксичен, но

если он попадает в воду "с медистым стоком", то его токсичность возрастает

в 10 раз. Возможен и обратный эффект, когда совокупное воздействие на

биосферу нескольких загрязнений оказывается менее вредным, чем если бы они

действовали порознь. Это явление называется антагонизм.

Важной особенностью некоторых живых организмов является способность к

аккумуляции определенных химических (например, ДДТ) и радиоактивных

веществ, то есть к накоплению их в своих телах. Многие водоросли способны

повышать концентрацию радиоактивных веществ в своем теле по сравнению со

средой в сотни и тысячи раз. Аккумулируют вредные вещества многие рыбы и

птицы.

Концентрация вредных веществ в окружающей среде постоянно изменяется

во времени, следствием этого является ослабление или усиление их вредного

воздействия. Указанное явление получило название интермиттирующего

действия.

Все опасные для здоровья человека промышленные загрязнения в

окружающей среде нормируются. Так, основным параметром ограничения

загрязнения атмосферного воздуха и воды в водоемах является ПДК - предельно

допустимая концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе или воде

водоема. ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе регламентированы

санитарными нормами [СН 245-71], они значительно ниже ПДК в рабочей зоне

производственных помещений. Для загрязнения атмосферного воздуха

устанавливается среднесуточные предельно допустимые концентрации и

максимальные разовые концентрации. Разовые концентрации устанавливаются с

целью предупреждения загрязнения атмосферы, могущего вызвать рефлекторную

реакцию органов дыхания. Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения

сточными водами (4630-88) регламентируются показатели свойств и состава

воды для водоемов питьевого и культурно-бытового назначения, а также для

вод, используемых в рыбохозяйственных целях. Особо высокие требования

предъявляются к воде, предназначенной для питья. Она должна быть

бесцветной, свободной от различных веществ, запахов и привкусов, а главное

- от болезнетворных микробов и вредных примесей, на которые установлены

ПДК.

Допустимый уровень шума на территории жилой застройки, в жилых

помещениях и общественных зданиях регламентируется ГОСТ 12.1.003-83 и

санитарными нормами "Санитарные нормы допустимого шума в жилых и

общественных зданиях и на территории жилой застройки". Нормируемыми

параметрами шума являются уровни звуковых давлений в активных полосах

частот. В зависимости от характера шума, места расположения объекта и

времени суток нормативные значения уровней звукового давления

корректируются.

Нормирование ЭМП определяется ГОСТ 12.1.006-84. Гигиенические

рекомендации базируются на предельно допустимом уровне напряженности ЭМП.

Нормами определяются размеры санитарно-защитных зон, которые обеспечивают

предельно допустимые уровни напряженности ЭМП в населенных пунктах.

Защитная зона делится на зону строгого режима, на внешней границе которой

напряженность не должна превышать 20 В/м, и зону ограниченного пользования

с напряженностью ниже 20 В/м.

Принципы нормирования вредных веществ в почве отличаются от принципов

нормирования загрязнений атмосферы и водоемов, так как поступление вредных

веществ через почву в организм человека имеет более сложный механизм.

Загрязнения из почвы в организм поступают через воздух, воду, растения, по

биологическим цепям и т.д. Поэтому при нормировании учитывается опасность

как непосредственного контакта с почвой, так и вторичные загрязнения

контактирующих с почвой объектов.

Нормативами установлены ПДК загрязнения почвы некоторыми веществами

(ДДТ, хлорофос, карбофос и др.). Помимо этого, регламентируются показатели

санитарного состояния почвы (бактериальные загрязнения, содержание

почвенного белка и др.).

Под влиянием деятельности человека начали изменятся химическое и

физическое состояние атмосферы и океана, что влечет изменения во всех

компонентах биосферы. Нерегулируемое воздействие человека на

крупномасштабные процессы в атмосфере и океане могут привести к глобальному

экологическому кризису.

Исследования показывают, что для человека существует максимально

допустимая нагрузка (МДН) воздействия факторов окружающей среды, которая не

оказывает вредного воздействия на организм. Точно так же и для окружающей

природной среды установлена предельно допустимая экологическая нагрузка

(ПДЭН), которая не меняет качества окружающей среды, не нарушает

экологическую систему. Однако в настоящее время известны случаи нарушения

допустимого антропогенного воздействия в отдельных регионах, причиняющие

ущерб популяции, экосистеме и даже биосфере в целом (регион Арала,

Чернобыль). Для предотвращения нежелательных последствий в биосфере

необходима служба наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды

(мониторинг). Она должна охватывать человека, геосистемы и биосферу.

В бытовой среде получили широкое применение разнообразная бытовая

техника, продукты бытовой химии. Бытовая сфера непрерывно взаимодействует с

окружающей средой. В силу указанных обстоятельств в ней действуют те же

опасные и вредные факторы, что и в производственной среде.

Известно, что если на производстве ежегодно погибает 15 тыс. человек,

то в целом по стране погибает около 500 тыс. человек. Отсюда следует, что

если риск гибели человека на производстве 10-4, то риск гибели жителя

страны 10-3. То есть риск гибели человека вне производства на порядок выше,

чем на производстве. Причиной является несовершенство защиты человека в

быту, его неосведомленность в вопросах безопасности.

Приведенное положение подтверждается зарубежной статистикой. В Англии

коэффициент смертельного травматизма в быту почти в 4 раза превышает этот

коэффициент на производстве. Причем на юношей в возрасте 15-24 лет

приходится 1/3 смертельных исходов в ДТП, в то время как 80% несчастных

случаев со смертельным исходом в быту приходится на людей старше 65 лет.

При этом соотношение женщин и мужчин составляет 2:1.

Особенностью бытовой среды является ее химическая загрязненность. По

данным института Склифосовского ежегодно от химических отравлений погибает

50 тыс. человек. Причем только два человека из ста травятся на

производстве. С отравлениями в больницу ежегодно попадают свыше 1 млн.

человек, каждый десятый ребенок. У нас в стране отсутствует мониторинг

химического здоровья людей. Плохо организовано санитарное просвещение,

изготовители химической продукции не сообщают токсических свойств

продуктов, признаков отравления. А в бытовой химии имеет место изобилие

ядохимикатов, которые относятся к той же группе химических соединений, что

и химическое оружие. Ряд ядов выпускается на спиртовой основе. Многие

синтетические химические вещества чужеродны природе человека, против

которых организм беззащитен. Нам известны ПДК химических веществ, но

неизвестно их действие за пределами ПДК. У нас не установлена юридически

ответственность государства и производителей за опасность химической

продукции.

3. Электромагнитное поле.

Естественным электромагнитным полем является магнитное поле Земли.

Современные данные об изменениях геомагнитного поля удовлетворительно

объясняются гипотезой о гидромагнитном динамо: в жидком ядре Земли

происходят интенсивные движения, приводящие к самовозбуждению магнитного

поля. Магнитное поле Земли имеет напряженность около 24-40 А/м. Оно

удерживает электроны и протоны, которые образуют вокруг Земли радиационный

пояс. Изменения в геомагнитном поле связаны в основном с солнечной

активностью. Быстрые изменения магнитного поля получили название магнитной

бури. Во время магнитных бурь напряженность магнитного поля может

возрастать в тысячи раз. Электромагнитное поле Земли - всеохватывающий

физический фактор, оказывающий влияние на процессы, происходящие на Земле,

в том числе и на все живое. В период магнитных бурь увеличивается

количество сердечно-сосудистых заболеваний, ухудшается состояние больных.

Научно-технический прогресс сопровождается резким увеличением

электромагнитных полей (ЭМП), созданных человеком, которые в отдельных

случаях в сотни раз выше уровня естественных полей.

Спектр электромагнитных колебаний включает волны длиной (?) от 1000 км

до 0,001 мкм и по частоте (f) от 3-102 до 3-1020 Гц. Электромагнитное поле

характеризуется совокупностью электрических и магнитных составляющих.

Разные диапазоны электромагнитных волн имеют общую физическую природу, но

различаются энергией, характером распространения, поглощения, отражения и

действием на среду, человека. Чем короче длина волны, тем больше энергии

несет в себе квант.

Основными характеристиками ЭМП являются:

- Напряженность электрического поля Е, В/М.

- Напряженность магнитного поля Н, А/м.

- Плотность потока энергии, переносимый электромагнитными волнами 1,

Вт/кв.м.

Связь между ними определяется зависимостью

I = E + H

Связь энергии (I) и частоты (f) колебаний определяется как

[pic]

где f = С/?, а С = 3?108 м/с (скорость распространения электромагнитных

волн), h = 6,6 - 10-34 Вт/см2 (постоянная Планка). Около источника

излучения выделяют 3 зоны:

1. Ближайшая зона (индукции), где электрическая и магнитная составляющая

рассматриваются независимо. Граница зоны R < ?/2?.

2. Промежуточная зона (дифракции), где волны накладываются друг на друга,

образуя максимумы и стоячие волны. Границы зоны ?/2? < R < 2??. Основная

характеристика зоны суммарная плотность потоков энергии волн.

3. Зона излучения (волновая) с границей R > 2??.

Характеристикой зоны является плотность потока энергии, т.е.

количество энергии, падающей на единицу поверхности (Вт/кв.см).

Электромагнитное поле по мере удаления от источников излучения быстро

затухает. В зоне индукции напряженность электрического поля убывает обратно

пропорционально расстоянию в третьей степени, а магнитного поля обратно

пропорционально квадрату расстояния.

Для измерения напряженности ЭМП используют измеритель напряженности

ближнего поля типа (NEM-1), а для измерения плотности потока прибор типа ПЗ-

9.

ЭМП при действии на организм вызывает поляризацию атомов и молекул

тканей, ориентацию полярных молекул, появление в тканях ионных токов,

нагрев тканей за счет поглощения энергии ЭМП. Это нарушает структуру

электрических потенциалов, циркуляцию жидкости в клетках организма,

биохимическую активность молекул, состав крови.

В машиностроении широко используется магнитно-импульсная и

электрогидравлическая обработка металлов низкочастотным импульсным током 5-

10 кГц (резка и обжатие трубчатых заготовок, штамповка, вырубка отверстий,

очистка отливок). Источниками импульсного магнитного роля на рабочих местах

являются открытые рабочие индукторы, электроде; тоководящие шины.

Импульсное магнитное поле оказывает влияние на обмен веществ в тканях

головного мозга, на эндокринные системы регуляции.

Источниками электрических полей (ЭП) промышленной частоты являются

линии электропередач высокого напряжения, открытые распределительные

устройства. Опасность воздействия линии растет с увеличением напряжения

вследствие возрастания заряда сосредоточенного на фазе. Напряженность

электрического поля в районах прохождения высоковольтных линий

электропередач может достигать нескольких тысяч вольт на метр. Волны этого

диапазона сильно поглощаются почвой и на удалении 50-100 м от линии

напряженность падает до нескольких десятков вольт на метр. При

систематическом воздействии ЭП наблюдаются функциональные нарушения в

деятельности нервной и сердечно-сосудистой системы. С возрастанием

напряженности поля в организме наступают стойкие функциональные изменения в

ЦНС. Наряду с биологическим действием электрического поля между человеком и

металлическим предметом могут возникнуть разряды, обусловленные потенциалом

тела, который достигает нескольких киловольт, если человек изолирован от

Земли. Допустимые уровни напряженности электрических полей устанавливаются

ГОСТом 12.1.002-84 "Электрические поля промышленной частоты". Предельно

допустимый уровень напряженности ЭП устанавливается 25 кВ/м. Пребывание в

ЭП напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты не допускается, а в ЭП

напряженностью до 5 кВ/м пребывание допускается в течение дня. Для расчета

допустимого времени пребывания в ЭП при напряженности 5-20 кВ/м

используется формула:

Т = 50 / Е 2,

где Т - допустимое время в часах, Е - напряженность ЭП в кВ/м. Измерения

напряженности электрического поля осуществляются прибором NEM-1 (ФРГ).

Электромагнитные поля (ЭМП) радиочастотной части спектра

подразделяются по длине волн на диапазоны: длинные (10-1 км), средние (1 км-

100 м), короткие (100-10 м), ультракороткие (10-1 м), сверхвысокие (СВЧ от

1 м до 1 мм). Работающие с источниками КВЧ и СВЧ находятся в волновой зоне.

ЭМП используются для термообработки, плавки металлов, в радиосвязи,

медицине. Источниками ЭМП в производственных помещениях являются ламповые

генераторы, в радиотехнических установках – антенные системы, в СВЧ-печах -

утечки энергии при нарушении экрана рабочей камеры.

Биологический эффект ЭМП зависит от его параметров: длины волны,

интенсивности и режима излучения (импульсный, непрерывный, прерывистый), от

площади облучаемой поверхности, продолжительности облучения.

Электромагнитная энергия частично поглощается тканями и превращается в

тепловую, происходит локальный нагрев тканей, клеток. Порог интенсивности

теплового воздействия тем меньше, чем выше частота. Так, для волн СЧ порог

8000 В/м, для СВЧ 150 В/м. ЭМП радиочастот оказывает неблагоприятное

действие на ЦНС, вызывает нарушения в нервно-эндокринной регуляции,

изменения в крови, помутнение хрусталика глаз, нарушения обменных

процессов.

Гигиеническое нормирование ЭМП радиочастот осуществляется согласно

ГОСТ 12.1.006-84 "Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на

рабочих местах и требования к проведению контроля". Для ЭМП радиочастот от

60 кГц до 300 МГц регламентируется напряженность электрической и магнитной

составляющей поля в зависимости от диапазона частот: чем выше частоты, тем

меньше допускаемая величина напряженности. Например, электрическая

составляющая ЭМП для частот 60 Кгц - 3МГц составляет 50 В/м, а для частот

50 МГц + 300 МГц только 5 В/м. В диапазоне частоты 300 МГц + 300 ГГц

регламентируется плотность потока энергии излучения и создаваемая им

энергетическая нагрузка, т.е. поток энергии, проходящий через единицу

облучаемой поверхности за время действия. Максимальное значение плотности

потока энергии не должно превышать 10 Вт/кв.м.

Уровни ЭМП на рабочих местах контролируются измерением в диапазоне

частот 60 кГц-300 МГц напряженности электрической и магнитных составляющих,

а в диапазоне частот 300 МГц-300 ГТц плотности потока энергии ЭМП с учетом

времени пребывания в зоне облучения.

Электростатическое поле (ЭСП) - это поле неподвижных электрических

зарядов, взаимодействующих между собой. ЭСП характеризуется напряженностью

(Е), то есть отношением силы, действующей в поле на точечный заряд, к

величине этого заряда. Напряженность ЭСП измеряется в В/м. ЭСП возникают в

энергетических установках, в электротехнологических процессах. ЭСП

используется в электрогазоочистке, при нанесении лакокрасочных покрытий.

ЭСП оказывает негативное влияние на ЦНС; у работающих в зоне ЭСП возникает

головная боль, нарушение сна и др. В источниках ЭСП, помимо биологического

воздействия, определенную опасность представляет аэроионы. Источником

аэроионов является корона, возникающая на проводах при напряженности Е >50

кВ/м. Концентрация аэроионов, превышающая 10 см, оказывает негативное

влияние на человека. Допустимые уровни напряженности ЭСП установлены ГОСТ

12.1.045-84 "Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и

требования к проведению контроля". Допустимый уровень напряженности ЭСП

устанавливается в зависимости от времени пребывания на рабочих местах. ПДУ

напряженности ЭСП устанавливается равный 60 кВ/м в течение 1 часа. При

напряженности ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не регламентируется.

Допустимое время пребывания в ЭСП без средств защиты (tдоп) в часах

определяется по формуле:

tдоп = Епр/Ефак

где Ефак - фактическое значение напряженности электрического поля, кВ/м.

Для измерения напряженности ЭСП используются измеритель напряженности

ЭСП ИНЭП-20Д и измеритель ИЭ-П.

4. Защитное заземление, зануление, отключение

4.1. Общие сведения

Существуют следующие способы защиты, применяемые отдельно или в

сочетании друг с другом: защитное заземление, зануление, защитное

отключение, электрическое разделение сетей разного напряжения, применение

малого напряжения, изоляция токоведущих частей, выравнивание потенциалов.

В электроустановках (ЭУ) напряжением до 1000 В с изолированной

нейтралью и в ЭУ постоянного тока с изолированной средней точкой применяют

защитное заземление в сочетании с контролем изоляции или защитное

отключение.

В этих электроустановках сеть напряжением до 1000 В, связанную с сетью

напряжением выше 1000 В через трансформатор, защищают от появления в этой

сети высокого напряжения при повреждении изоляции между обмотками низшего и

высшего напряжения пробивным предохранителем, который может быть установлен

в каждой фазе на стороне низшего напряжения трансформатора.

В электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью

или заземленной средней точкой в ЭУ постоянного тока применяется зануление

или защитное отключение. В этих ЭУ заземление корпусов электроприемников

без их заземления запрещается.

Защитное отключение применяется в качестве основного или

дополнительного способа защиты в случае, если не может быть обеспечена

безопасность применением защитного заземления или зануления или их

применение вызывает трудности.

При невозможности применения защитного заземления, зануления или

защитного отключения допускается обслуживание ЭУ с изолирующих площадок.

4.2. Защитное заземление

Заземлением (рис. 1) называется соединение с землей нетоковедущих

металлических частей электрооборудования через металлические детали,

закладываемые в землю и называемые заземлителями, и детали, прокладываемые

между заземлителями и корпусами электрооборудования, называемые

заземляющими проводниками. Проводники и заземлители обычно делаются из

низкоуглеродистой стали, называемой в просторечии железом.

Заземлители в виде штырей, вбиваемых в землю, называются электродами,

и могут быть одиночными или групповыми. Заземлитель имеет характеристики,

обусловленные стеканием по нему тока в землю. К характеристикам заземлителя

относятся:

- напряжение на заземлителе;

- изменение потенциалов точек в земле вокруг заземлителя в зависимости от

их расстояния от заземлителя в зоне растекания тока — вид потенциальной

кривой;

- вид линий равного потенциала — эквипотенциальных линий на поверхности

земли;

- сопротивление заземляющего устройства;

- напряжения прикосновения и шага.

На рис. 2 показана схема простого заземлителя в виде стержня или

трубы, забиваемых в землю и вид потенциальных кривых и эквипотенциальных

линий.

При расстоянии менее 40 м между одиночными заземлителями в групповом

заземлителе их зоны растекания накладываются друг на друга, и получается

одна зона растекания группового заземлителя, которой соответствует своя

потенциальная кривая.

4.3. Напряжение прикосновения

Напряжением прикосновения называется напряжение на корпусе

электрооборудования с поврежденной изоляцией, к которому может прикоснуться

человек. Это напряжение зависит от состояния заземления, расстояния между

человеком и заземлителем, сопротивления основания, на котором стоит

человек.

На рис. 3, о показано влияние положения человека относительно

заземлителя при одиночном заземлителе на величину напряжения прикосновения.

Напряжение прикосновения максимально в положении 1 человека, когда он стоит

в зоне нулевого потенциала и касается заземленного оборудования; равняется

нулю в положении 2, когда человек стоит на заземлителе или его проекции на

поверхность земли, в некотором промежуточном положении человека напряжение

прикосновения имеет промежуточное значение, которое меняется от О до Uз.

На рис. 3, б показана зависимость напряжения прикосновения от

положения человека при групповом заземлителе. В этом случае Uпp имеет

наибольшее значение в положении 1 человека, когда он находится между

электродами заземлителя, наименьшее значение в положении 2, когда он стоит

на заземлителе или его проекции на поверхность земли, в любом промежуточном

положении Uпр изменяется от 6 до максимального значения.

Таблица 1.

Пределы удельных электрических сопротивлений грунта

|Грунт |?, Ом ? м |Грунт |?, Ом ? м |

|Глина |8…70 |Суглинок |40…150 |

|Чернозем |9…53 |Супесь |150…400 |

|Торф |10…30 |Песок |400…700 |

|Садовая земля |30…60 |Каменистый |500…800 |

4.4. Напряжение шага

Напряжение шага возникает между ногами человека, стоящего на земле, из-

за разности потенциалов на поверхности земли при растекании в земле тока

замыкания на землю. Напряжение шага отсутствует, если человек стоит или на

линии равного потенциала или вне зоны растекания тока, т. е. на расстоянии

более 20 м от заземлителя.

На рис. 4 показана зависимость величины напряжения шага от расстояния

между человеком и одиночным заземлителем. Напряжение шага наибольшее в

положении 1 человека, когда он стоит одной ногой на заземлителе. В

положении человека между заземлителем и зоной нулевого потенциала, когда

шаг направлен по радиусу к заземлителю, напряжение шага имеет промежуточное

значение.

Заземление предназначается для устранения опасности поражения человека

электрическим током во время прикосновения к нетоковедущим частям,

находящимся под напряжением. Это достигается путем снижения до безопасных

пределов напряжения прикосновения и шага за счет малого сопротивления

заземлителя. Областью применения защитного заземления являются сети

переменного и постоянного тока с изолированной нейтралью источника

напряжения или трансформатора.

Не требуют защитного заземления электроустановки переменного тока

напряжением до 42 В и постоянного тока до 110 В.

Величина сопротивления заземляющего устройства нормируется «Правилами

устройства электроустановок» (ПУЭ). Эта величина для электроустановок до

1000 В с изолированной нейтралью должна быть не более 4 Ом, а если мощность

питающих сеть генераторов или трансформаторов, или их суммарная мощность не

более 100 кВА, то сопротивление должно быть не более 10 Ом.

Для заземления могут быть использованы детали уже существующих

сооружений, которые называются естественными заземлителями:

- металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений,

находящиеся в соприкосновении с землей;

- металлические трубопроводы, проложенные в земле, за исключением

трубопроводов горючих жидкостей и газов;

- свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;

- обсадные трубы скважин и т. д.

Наименьшие размеры электродов искусственных заземлителей:

- диаметр круглых электродов, мм

- неоцинкованных.................... 10

- оцинкованных ..................…... 6

- сечение прямоугольных электродов, мм2 ... 48

- толщина прямоугольных электродов, мм ... 4

- толщина полок угловой стали, мм ........ 4

В качестве заземляющих и нулевых (см. ниже) проводников, соединяющих

корпуса оборудования с заземлителями, могут применяться:

- специальные проводники;

- металлические конструкции оборудования и зданий;

- стальные трубы электропроводок, алюминиевые оболочки кабелей;

- металлические открыто расположенные трубопроводы всех назначений, за

исключением трубопроводов для горючих жидкостей и газов, канализации и

центрального отопления.

Запрещается использовать в качестве заземляющих и нулевых проводников

алюминиевые провода для прокладки в земле, металлические оболочки трубчатых

проводов, несущие тросы тросовой проводки, металлорукава, броню и свинцовые

оболочки проводов и кабелей.

Проводники присоединяют к корпусам оборудования сваркой или болтовым

соединением с обеспечением доступности для контроля или переделки при

ухудшении контакта. Последовательное включение в цепь заземления или

зануления отдельных корпусов оборудования запрещается.

При монтаже заземляющих устройств монтажной организацией контроль за

работами производится со стороны заказчика. При этом отдельно принимаются

работы, которые впоследствии будут скрыты, и в это время, а не после,

подписываются акты на скрытые работы.

Монтажные организации сдают заказчику всю документацию на заземляющие

устройства. На каждое устройство заводится паспорт, в котором отмечаются

все изменения, результаты осмотров и измерений.

При проверке состояния заземления периодически проводятся осмотр

видимой части, проверка цепи между заземлителем и заземляемыми элементами,

измерение сопротивления заземляющего устройства, выборочное вскрытие грунта

для осмотра элементов, находящихся в земле.

4.5. Измерение сопротивления заземляющего устройства

Измерения обычно производят с помощью специального прибора —

измерителя заземлений, например, М-416, работающего на принципе амперметра

— вольтметра. При измерении сопротивления сложного контура, имеющего

наибольшую диагональ Д, токовый электрод Eт располагают на расстоянии 11 =

2Д от края данного контура, а потенциальный электрод En — поочередно на

расстояниях 0,4, 0,6, 0,51 фиксируя показания прибора. Если сопротивления,

полученные при установке Еп на расстояниях, 0,4 и 0,6l1 отличаются не более

10%, то принимают значение сопротивления, полученное в положении

потенциального электрода на расстоянии 0,511 а если различие больше 10%, то

или повторяют измерения при увеличении расстояния до Ет в 1.5...2 раза, или

производят измерения при изменении направления токового электрода.

Для вертикальных электродов, расположенных в ряд и соединенных полосой

или для заземлителя, состоящего из полосы, длину полосы принимают за

величину Д.

Токовый электрод располагают на расстоянии от края испытываемого

заземлителя:

при Д > 40 м l2 = 2Д, при 10 м < Д 80 м,

при Д15 кВт. с поперечной

накачкой электрическим разрядом. А также газодинамические лазеры с тепловой

накачкой, у которых основная рабочая смесь: N2+CO2+He или N2+CO2+H2O.

Рассмотрим некоторые возможности применения таких лазеров промышленных

установках.

Известна термическая обработка материалов и деталей обычными

средствами. Предварительный подогрев с использованием газовых лазеров

позволяет обрабатывать материалы более высокой твердости. Прямолинейные

участки многокомпонентных деталей легко свариваются газовыми лазерами, в то

время как непрямолинейные участки свариваются с использованием специальных

поворотных зеркальных систем. Производится лазерная закалка и заточка

деталей. Применяются подобные лазеры в спектроскопии, лазерной химии,

медицине.

Установки на основе СО2 - лазеров мощностью 500 Вт успешно

применяются для лазерного резания по шаблонам и раскройки сталей или

пластмасс, пробивки отверстий, если их диаметр не слишком мал. В общем

случае толщина разрезаемого материала зависит от мощности излучения. В

настоящее время стоимость СО2 - лазеров не особенно высока. Стоимость

газов, применяемых в СО2 - лазерах сопоставима со стоимостью энергии,

потребляемой станками, предназначенными для пробивания отверстий.

Характеристики СО2 - лазеров стабильны. Лазеры легки в управлении и

безопасны при соблюдении правил эксплуатации.

ПРОЧИЕ ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ. Электроразрядные лазеры низкого давления на

благородных газах: He-Ne, He-Xe и др. Это маломощные системы отличаются

высокой монохроматичностью и направленностью. Применяются в спектроскопии,

стандартизации частоты и длины излучения, в настройке оптических систем.

Ионный аргоновый лазер - лазер непрерывного действия, генерирующий

зеленый луч. Накачка осуществляется электрическим разрядом. Мощность

достигает нескольких десятков Вт. Применяется в медицине, спектроскопии,

нелинейной оптике.

Эксимерные лазеры. Рабочая среда - смесь благородных газов с F2, Cl2,

фторидами. Возбуждаются сильноточным электронным пучком или поперечным

разрядом. Работают в импульсном режиме в УФ - диапазоне длин волн.

Применяются для лазерного термоядерного синтеза.

Химические лазеры. Рабочая среда - смесь газов. Основной источник

энергии - химическая реакция между компонентами рабочей смеси. Возможны

варианты лазеров импульсного и непрерывного действия. Они имеют широкий

спектр генерации в ближней ИК - области спектра. Обладают большой мощностью

непрерывного излучения и большой энергией в импульсе. Такие лазеры

применяются в спектроскопии, лазерной химии, системах контроля состава

атмосферы.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ составляют самую многочисленную группу.

Накачка осуществляется инжекцией через гетеропереход, а также электронным

пучком. Гетеролазеры миниатюрны, имеют высокий КПД. Могут работать как в

импульсном, так и в непрерывном режимах. Несмотря на низкую мощность, они

нашли свое применение в промышленности. Они применяются для спектроскопии,

оптической стандартизации частоты, оптико-волоконных линий связи, для

контроля формы, интерференционных полос деформации, в оптико-электронике, в

робототехнике, в системах пожаробезопасности. В быту применяются в системах

оптической обработки информации (в сканерах) в паре с несложной системой

многогранных зеркал, применяемых для отклонения луча, в звуко- и

видеосистемах, в охранных системах. В последнее время полупроводниковые

лазеры, благодаря своим малым размерам, применяются и в медицине. Лазеры с

электронной накачкой перспективны в системах проекционного лазерного

телевидения.

С каждым годом лазеры все прочнее входят в промышленность и быт

человека.

5.2. Физиологические эффекты при воздействии лазерного излучения на

человека.

Непосредственное воздействие на человека оказывает лазерное излучение

любой длины волны, однако в связи со спектральными особенностями поражаемых

органов и существенно различными предельно допустимыми дозами облучения

обычно различают воздействие на глаза и кожные покровы человека.

5.3. Воздействие лазерного излучения на органы зрения.

Основной элемент зрительного аппарата человека — сетчатка глаза —

может быть поражена лишь излучением видимого (от 0.4 мкм) и ближнего ИК-

диапазонов (до 1.4 мкм), что объясняется спектральными характеристиками

человеческого глаза. При этом хрусталик и глазное яблоко, действуя как

дополнительная фокусирующая оптика, существенно повышают концентрацию

энергии на сетчатке, что, в свою очередь, на несколько порядков понижает

максимально допустимый уровень (МДУ) облученности зрачка.[1]

5.4. Защита от лазерного излучения

Лазеры широко применяют в технике, медицине. Принцип действия лазеров

основан на использовании вынужденного электромагнитного излучения,

возникающего в результате возбуждения квантовой системы. Лазерное излучение

является электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн

0,2—1000 мкм, который может быть разбит в соответствии с биологическим

действием на ряд областей спектра: 0,2 — 0,4 мкм — ультрафиолетовая

область; 0,4 — 0,7—видимая; 0,75 — 1,4 мкм — ближняя инфракрасная; свыше

1,4 мкм — дальняя инфракрасная область. Основными энергетическими

параметрами лазерного излучения I являются: энергия излучения, энергия

импульса, мощность излучения, плотность энергии (мощности) излучения, длина

волны.

При эксплуатации лазерных установок обслуживающий персонал может

подвергаться воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов.

Основную опасность представляют прямое, рассеянное и отраженное излучение.

Наиболее чувствительным органом к лазерному излучению являются глаза —

повреждения сетчатки глаз могут быть при сравнительно небольших

интенсивностях.

Лазерная безопасность — это совокупность технических, санитарно-

гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасные

условия труда персонала при использовании лазеров. Способы защиты от

лазерного излучения подразделяют на коллективные и индивидуальные.

Коллективные средства защиты включают: применение телевизионных систем

наблюдений за ходом процесса, защитные экраны (кожухи); системы блокировки

и сигнализации; ограждение лазерно-опасной зоны. Для контроля лазерного

излучения и определения границ лазерно-опасной зоны применяют

калориметрические, фотоэлектрические и другие приборы.

В качестве средств индивидуальной защиты используют специальные

противолазерные очки, щитки, маски, технологические халаты и перчатки. Для

уменьшения опасности поражения за счет уменьшения диаметра зрачка оператора

в помещениях должна быть хорошая освещенность рабочих мест: коэффициент

естественной освещенности должен быть не менее 1,5 %, а общее искусственное

освещение должно создавать освещенность не менее 150 лк.

Список литературы

1. Алексеев С.В., Усенко В.Р. Гигиена труда. М: Медицина, - 1998.

2. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. Ч.2 /Е.А. Резчиков,

В.Б. Носов, Э.П. Пышкина, Е.Г. Щербак, Н.С. Чверткин /Под редакцией Е.А.

Резчикова. М.: МГИУ, - 1998.

3. Варварин В.К., Койлер В.Я., Панов П.А. Справочник по наладке

электрооборудования. Россельхозиздат, - 1979.

4. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. М., Энергоиздат, - 1982.

5. Жеребцов И.Н. Основы электроники. М., Энергоатомиздат, - 1989.

6. Звелто О., Принципы лазеров, пер.с англ., М. - 1984.

7. Иванов Б.С. Человек и среда обитания: Учебное пособие, М.: МГИУ, - 1999.

8. Охрана труда в машиностроении: Учебник /Под редакцией Е.Я. Юдина и С.В.

Белова, М. - 1983

9. Промышленное применение лазеров. Под.ред. Г. Кёбнера, М. - 1988.

10. Справочник по лазерам, пер. с англ. А.М. Прохорова. Том 1, М. - 1978.

11. Физическая энциклопедия. Гл.ред. А.М. Прохоров. Том 2, М. - 1990.

-----------------------

[1] Световой диаметр зрачка при расчете МДУ облучения принимают обычно

равным 7 мм. Это не всегда соответствует действительности. Например, при

большой светлоте (физиологическая оценка яркости) фона — из-за световой

адаптации, в пожилом возрасте — из-за уменьшения чувствительности световых

рецепторов.

-----------------------

Рис. 1. Схема заземления в сети с изолированной нейтралью при наличии

короткого замыкания:

Zc, Zв - полные сопротивления проводов относительно земли, Iк – ток

короткого замыкания, F – разрядник.

Рис. 2. Распределение потенциалов у поверхности землив зоне растекания

одиночного заземлителя:

1 – заземляющий проводник, 2 – заземлитель, 3 – эквипотенциальные линии.

0? – ось величин потенциала, 0х – ось расстояний до заземлителя, ?(х) –

потенциальная кривая, Iз – ток в заземлителе, ?3 = U3 – напряжение на

заземлителе.

Рис. 3. Зависимость напряжения прикосновения от расстояния между человеком

и заземлителем при а) одиночном и б) групповом заземлителях:

Uпр – напряжение прикосновения.

Рис. 4. Величина напряжения шага в зависимости от расстояния между

человеком и заземлителем:

Uш – напряжение шага.

Рис. 5. Схема зануления при наличии короткого замыкания фазы А на корпус и

замыкания фазы С на землю:

N – нулевой проводник, Iф-з – ток замыкания на землю, Iк – ток короткого

замыкания, Rзм – сопротивление заземления нулевого провода, Rзм пов – тоже

повторное, Rзам – сопротивление замыкания фазы на землю.

Страницы: 1, 2, 3