Курс лекцій Київ 2007 зміст

Вид материала

Курс лекцій

Содержание Нормування магнітних полів Вимір напруженості магнітного поля

Подобный материал:

• Курс лекцій з історії соціології київ 2005 Рекомендовано до друку Вченою радою, 3147.4kb.
• Курс лекцій з соціології київ- 2007, 3562.96kb.
• Курс лекцій Курс лекцій "Макроекономіка" рекомендований для використання в навчальному, 1093.94kb.
• Курс лекцій для студентів відділення «Журналістика», 2033.56kb.
• Кільк прим.: 3 (чз 2, чз1, 180.27kb.
• Курс лекцій спеціальністю 0600101 „Правознавство, 1295.63kb.
• І.І. Мечникова І. В. Іванова, О.І. Бурденюк, С. П. Гвоздій Курс лекцій, 2533.82kb.
• Конспект лекцій Серія а 4 Київ 2005 Головний редактор Ярослав Головко, 4770.79kb.
• Курс лекцій з курсу «комп’ютерне проектування» для студентів всіх спеціальностей зміст, 296kb.
• Курс лекцій з дисципліни «Релігієзнавство», 1281.68kb.

Нормування магнітних полів

Нормування магнітних полів здійснюється у відповідності до. Державнихі санітарнихі норм і правил при роботі з джерелами електромагнітних полів ДСН 3.3.6.096-2002, яки встановлюють вимоги до умов праці працівників, що займаються виготовленням, експлуатацією, обслуговуванням та ремонтом обладнання, при роботі якого виникають постійні магнітні поля (далі-ЕМП) та електромагнітні випро­мінювання (далі - ЕМВ) у діапазоні частот від 50,0 Гц до 300,0 ГГц.Згідно з ДСН ЕМП на частоті 50 Гц нормуються за магнітною (Н) та електричною (Е) складовими ЕМП. Одиницею напруженості магнітного поля є ампер на метр (А/м), електричного поля -вольт на метр (В/м).

Гранично-допустимі рівні (ГДР) електричних полів частотою 50 Гц визначаються залежно від часу дії цього фактора на організм людини за робочу зміну. Перебування в електричному полі напруженістю до 5 кВ/м включно допускається протягом 8 годин робочого дня.У звязку з тім, що напруга, яка використовується в електрозварювальних установках,не перевищує 660 В, рівень електричного поля на робочих місцях зварників не перевищує граничнодопустимих значень і тому не контролюється.

Рівні напруженості магнітного поля частотою 50 Гц при постійному впливі не повинні перевищувати 1,4 кА/м протягом робочого дня (8 год).

Час перебування людини в магнітному полі напруженістю понад 1,4 кА/м регламентується табл.1.

Таблица 1

Час перебування персоналу, год	1	2	3	4	5	6	7	8
Напруженість магнітного поля, А/м	6,0	4,9	4,0	3,2	2,5	2,0	1,6	1,4
Магнітна індукція, мТл	7,5	6,13	5,0	4,0	3,13	2,5	2,0	1,75

ГДР для змінного магнітного поля частотою 50 Гц при локальному впливі на кисті рук визначається за формулою:

(6)

де Н_{гд лок} – ГДР змінного магнітного поля частотою 50 Гц при локальному впливі

(кисті рук), А/м;

Н_ГДЗАГ – ГДР змінного магнітного поля частотою 50 Гц при загальному впливі (табл.1), А/м.

У зв”язку з тім, що надзвичайно високі значення зварювального струму, особливо при деяких видах контактного зварювання, здатні створювати потужні ЕМП, саме вони і потребують контролю на відповідність ГДР.


Вимір напруженості магнітного поля

Вимір напруженості магнітного поля індуцируємого зварювальними установками, проводяться в зоні перебування оператора як у горизонтальної, так і вертикальної площинах. У горизонтальній площині виміри проводять у зоні перебування чи зварника його окремих частин (рук) і через кожні 10-20 см. У вертикальної площині виміри на рівні підлоги (настилу) на висоті 0,5, 1,0, 1,5 і 2 м від підлоги (настилу) і обов'язково на рівні електродів, струмопровідних елементів і виробів, що зварюються.

Для визначення джерел і діаграми спрямованості випромінювання проводяться виміри на відстані 0,5...1,5 м від установок. Датчик магнітного поля переміщають в азимутальній і меридіональній площинах через 10-15° щодо перпендикуляра, восставленного до струмопровідних систем. Потім за даними вимірів будується діаграма спрямованості випромінюючих елементів і систем. Просторово-енергетична характеристика-діаграма спрямованості випромінювання дає можливість оцінити ступінь впливу ЕМП на персонал і обґрунтувати як місце розташування пульта керування, так і комплекс захисних мір при експлуатації електрозварювальних установок (ЭСУ).

Апаратура, яка використовується для санітарно-гігієнічних досліджень рівнів ЕМП повинна мати свідоцтво про метрологічну повірку.

Теоретичний розрахунок магнітного поля. При експлуатації зварювальних установок індуцируються магнітні поля, напруженість яких у ближній зоні Y, (А/м) можна визначити по формулі:




де / - діюче значення струму, що протікає в чи електродах через оброблюваний виріб. A; L - сумарна довжина чи електродів виробів, по яких протікає струм, м; r - відстань від електродів до розглянутої крапки, м; q - кут між електродами і лінією, що проходить через середину електродів і розглянуту крапку.

Напруженість магнітного поля при стиковому зварюванні виробів замкнутої форми вище через ефект шунтування і визначається з вираження, А/м



де I_Ш - струм шунтування, А; I_св - зварювальний струм. А; R і R₁ - відповідно зовнішній і внутрішній радіус кільця, що зварюється, м; відстань від центра кільця, що зварюється, до розглянутої крапки, м; ₍1 - кут між вертикальною лінією, що проходить через центр кільця, що зварюється, і лінією, що проходить через центр кільця і розглянуту крапку.

Напруженість магнітного поля залежить від значення струму і конструкції зварювальних установок. Викладений теоретичний розрахунок орієнтований і підлягає інструментальній перевірці, але може служити для гігієнічної оцінки установок на стадії проектування з метою розробки захисних мір.

Захист від магнітних полів.

Принцип проектування захисту від магнітного поля і вибір методів захисти починаються з порівняння припустимої напруженості магнітного поля з інтенсивністю поля на робочому місці, отриманої методами чи прогнозу виміру. Якщо фактичні значення напруженості перевищують припустимі, то захисні міри необхідні. Вибір методу захисту залежить від економічної доцільності, термінів введення в лад зварювальних установок, впливу на електричні характеристики установок, експлуатаційних зручностей. З усіх відомих методів захисту організаційно-технічного характеру можуть бути застосовані; захист часом, відстанню, екранування струмопровідних шин, робочих елементів і всієї установки, вибір оптимальних електричних режимів зварювання, розмірів електродів.

Організаційні заходи включають раціональне розміщення установок, пульта керування і скорочення тривалості опромінення - захист часом.

До першого напрямку організаційних заходів відноситься виділення таких робочих зон у приміщенні складально-зварювальних цехів, щоб виключити вплив магнітного поля на робітників інших професій. Мінімальна відстань від осі електродів ЭСУ до інших робочих місць, як випливає за результатами досліджень, залежить від значення зварювального струму, ПВ і виду зварювання і повинне бути не менш 2-3 м.

До другого напрямку відноситься раціональне розміщення пульта керування зварювальними установками, тобто захист відстанню. Цей вид захисту застосовується, якщо не можливо послабити інтенсивність опромінення в заданій робочій зоні іншими мірами. Мінімальна відстань розташування пульта керування, м



де I- струм, кА; l- довжина струмопровідних провідників і електродів, м.

Якщо по технологічних і конструктивних причинах неможливо віднести пульт керування на безпечну відстань, необхідно обмежити тривалість опромінення, тобто застосувати захист часом.

Напруженість магнітного поля при протіканні струму по провіднику визначається по формулі, кА/м



Підставляючи значення Н, одержуємо, що припустимий час опромінення для будь-якого значення напруженості магнітного поля промислової частоти визначається по формулі:



Інженерно-технічні заходи включають вибір оптимальних електричних режимів зварювання і розмірів електродів, при яких напруженість поля не перевищує припустимих значень, а також екранування трансформатора, струмопровідних шин, електродів і оброблюваних виробів.

Тік, при якому напруженість поля не перевищує нормовані значення, визначається конструктивними розмірами установок і параметрами технології, кв:



Зменшуючи ПВ, міжелектродна відстань і довжини електродів, можна збільшити струм до таких значень, при яких напруженість магнітного поля на робочих місцях не буде перевищувати припустимі значення. У цілому ряді випадків таким методом можна зменшити інтенсивність поля до припустимих норм, змінюючи режими і технологію процесу.

Зниження напруженості магнітного поля на робочих місцях можна досягти за рахунок правильного вибору сумарної довжини електродів (свіч) при точковому зварюванні, міжосьової відстані при шовному зварюванні і настановній довжині виробу при стиковому зварюванні



Екранування ЭСУ може бути загальним і поблочної.

Загальне екранування застосовується в тих випадках, коли установка не має належного екранування трансформатора і струмопровідних шин і здійснити екранування робочих органів неможливо... При загальному екрануванні установка розміщається в екранованій кабіні, а пульт керування розташовується з зовнішньої сторони кабін». Кабіна являє собою каркас з кутової сталі, що обшли листовою сталлю товщиною листа не менш 1-1,5 мм. Застосування таких кабін найбільше доцільно при екрануванні установок великої потужності.

При поблочному екрануванні всі робочі елементи, а іноді й оброблюваний виріб полягають у металевий екран. Можливо два види поблочних екранувань; повне і неповне. Повне поблочне екранування порівняно легке здійснити на установках, призначених для контактного стикового зварювання. При неповному екрануванні екрануються тільки струмопровідні шини, електроди (цілком йди частково) і частину виробу, що зварюється, розташована між електродами.

Як матеріал екрана можуть бути використані звичайна електротехнічна (трансформаторна) сталь і матеріали з високою початковою магнітною проникністю.

Ефективність екрана характеризується коефіцієнтом екранування, що представляє відношення напруженості магнітного поля в крапці без екрана і напруженості в тій же крапці після екранування джерел випромінювання.

Звичайна електротехнічна (трансформаторна) сталь, що володіє малою початковою магнітною проникністю, застосовується при необхідності забезпечити малі коефіцієнти екранування ( К_э £10). Такі екрани забезпечують майже незмінний коефіцієнт екранування в досить широкій смузі частот, аж до декількох десятків кілогерців.

Матеріали з високою початковою проникністю (пермалой і Ін.) застосовуються при необхідності забезпечення великого коефіцієнта екранування (К_э > 10) у порівняно вузькій смузі частот.

Товщину стінки циліндричного екрана визначають по формулі, м



кулястого екрана




де r - внутрішній радіус екрана, м, m - початкова магнітна проникність матеріалу екрана; К_э =H /H_доп. - необхідний коефіцієнт екранування;

Н- фактична напруженість магнітного поля на робочому місці, А/м;

Н_доп припустима напруженість магнітного поля, А/м.


До засобів індивідуального захисту належать захисні окуляри, щитки, шоломи, захисний одяг (комбінезони, халати з металовмісної тканини; окуляри з металовмісним склом).

Засіб захисту в кожному конкретному випадку повинен визначатись з урахуванням робочого діапазону частот, характеру робіт, необхідної ефективності захисту.

Службові приміщення на території об'єкта слід розміщувати переважно в місцях, захищених від ЕМП ("радіотінь", "мертва зона"), орієнтувати так, щоб було унеможливлене опромінювання вікон і дверей, у разі необхідності - екранувати.

Маршрути руху персоналу на території об'єкта слід установлювати таким чином, щоб унеможливити опромінювання при рівнях, що перевищують граничнодопустимі.


Лекція 7


Безпека експлуатації електроустановок


Тема 1. Небезпека експлуатації електроустановок


Л: 1, стор.89...115; 2, стор. 75...143, 158...179, 339...366; 3, стор. 14...27

НД: 22, 23, 25


1.1. Загальні положення


Електричні мережі – змінного струму і постійного струму; змінного струму – однофазні та трьохфазні.

Режим нейтралі – ізольована та заземлена (глухо чи ефективно).


1.2. Небезпека дотику до струмоведучих частин однофазних мереж і мереж постійного струму


1. Однополюсний дотик в мережі, ізольованій від землі:




- опір витоку; ;


2. Однополюсний дотик в мережі із заземленим полюсом:





Rp – робоче заземлення →10 Ом






3. Однополюсний дотик в мережі із заземленою середньою точкою:





4. Однополюсний дотик при аварійному режимі:



якщо

.


5. Двополюсний дотик:



Це найбільш безпечний випадок.


1.3. Небезпека експлуатації трьохфазних мереж


1. Однофазний дотик в мережі з ізольованою нейтралю. Такі мережі в нормальному режимі симетричні відносно землі. При дотику людини до струмопровідних частин відбувається зміщення нейтралі.



;

- для повітряних ліній враховують тільки опори витоку – r, бо ємності малі і величиною ХС нехтують:



- для кабельних ліній, що мають відносно велику ємність, нехтують опором витоку:



2. Однофазний дотик в мережі із заземленою нейтраллю:

- якщо мережа до 1 кВ:



- якщо мережа понад 1 кВ:



- опір електричної дуги.


3. Однофазний дотик при аварійному режимі в мережах з ізольованою нейтраллю:



Небезпека експлуатації таких мереж полягає в тому, що при дотику до не пошкодженого фазного провода людина попадає під лінійну напругу.


4. Однофазний дотик при аварійному режимі в мережах із заземленою нейтралі (мережі до 1 кВ):

• якщо
  
• якщо
  

5. Двофазний дотик:




- якщо мережа до 1 кВ:



- якщо мережа понад 1 кВ:




6. Дотик до фазного і нульового проводу (мережі до 1 кВ):







Для розрахунків слід приймати:

– 1 кОмI_ЛД ≤2 кОм – при однофазних увімкненнях;

– R^II_ЛД=1 кОм – при двофазних увімкненнях;

– R_Д – до 2 кОм;

– R_K – до 100 Ом.


1.8. Класифікація методів безпечної експлуатації ЕУ.


Безпечна експлуатація ЕУ забезпечується трьома методами:

1) застосуванням захисних мір;

2) використанням засобів захисту, в.т.ч. електрозахисних;

3) дотриманням захисних заходів.

Захисна міра – схематичне або конструктивне рішення, яке забезпечує експлуатацію ЕУ. За умовами застосування поділяються на три групи:

• міри, що забезпечують експлуатацію при нормальному режимі роботи ЕУ: робоча ізоляція, недоступність струмопровідних частин, блоків безпеки, орієнтація в ЕУ, захисне замикання і ізолюючі площадки;
  
• міри, що забезпечують експлуатацію як при нормальному так і при аварійному режимі роботи ЕУ (комбінованої дії): виконання електричних мереж ізольованими від землі, електричне розділення мереж, компенсація ємнісної складової струму замикання на землю, вирівнювання потенціалів, застосування наднизьких напруг;
  
• міри, що забезпечують експлуатацію при аварійному стані ЕУ: захисне заземлення, занурення, захисне вимкнення, подвійна ізоляція, захисне ізолювання робочого місця.
  

Засіб захисту – засіб, призначений для запобігання або зменшення впливу на працівника небезпечних і (або) шкідливих виробничих факторів. Засіб електрозахисний – засіб, призначений для забезпечення електробезпеки.

Захисні заходи – комплекс вимог до працівників порядку виконання робіт з метою забезпечення експлуатації ЕУ.


Тема 2. Захисні міри при нормальному режимі роботи електричних установок

Л: 1,стор. 115-135; 3,стор. 27-59, 68. НД: 9, 14, 22, 23

2.1. Ізоляція струмопровідних частин

2.2. Недоступність струмопровідних частин

2.3. Блоківки безпеки

2.4. Орієнтація в електроустановках

2.5. Захисне замикання (шунтування фази)

2.6. Ізоляційні площадки


2.1. Ізоляція струмопровідних частин

Ізоляція - шар діелектрика або конструкція, виконана із діелектрика, при до­помозі яких струмопровідні частини відокремлюються одна від одної або від інших конструктивних частин обладнання.

Електроустановки в першу чергу мають робочу ізоляцію, тобто ізоляцію, яка забезпечує протікання струму по потрібному шляху і безпечну експлуатацію обладнання.

Ізоляція забезпечує безпеку дякуючи тому, що діелектрик має великий опір електричному струму, що й обмежує величину струму, який протікає через ізоляцію.

Еквівалентна схема ізоляції складається з трьох паралельних ланцюгів, які включають активний опір, ємність і RС-ланцюг:

Через активний опір протікає струм прямої провідності, через єм­ність - струм швидкої поляризації, а через RC – струм повільної поляризації.

Загальний струм через ізоляцію являє суму цих струмів:

і_із =і_п.пр+і_ш.пол.+і_п.пол.


Нажаль параметри ізоляції нестабільні - з часом погіршуються: відбува­ється старіння ізоляції, тобто зміна її структури, зволоження та руйнування. Крім того, опір ізоляцій зменшується при збільшенні прикладеної напруги. У зв'язку з такими положеннями необхідно проводити контроль ізоляції з метою визначення параметрів ізоляції (R60, R60/R15, tgта ін.) та встанов­лення придатності обладнання для експлуатації.

Контроль ізоляції підрозділяється на періодичний (виконується у певні проміжки часу), постійний (виконується на протязі всього періоду роботи електроустановки) та передпусковий (перед ввімкненням електроустановки; застосовується надзвичайно рідко).


2.2. Недоступність струмопровідних частин


Забезпечується наступними методами:

• огорожами (суцільні – з напругою до 1кВ, сітчасті - до і вище 1кВ);
  
• розташуванням струмопровідних частин на недосяжній висоті, наприклад проводи ПЛ з напругою до 110 кВ включно мають розміщуватись над землею на висоті не менше 7м;
  

• розташуванням струмопровідних частин в недосяжному місці;
  - спеціальними заходами.
  

2.3. Блоківки безпеки


Блоківки безпеки - це пристрої, які запобігають ураженню працівників елект­ричним струмом при помилкових діях. За принципом дії поділяються на:

• механічні (у вигляді заскочок або стопорів, які фіксують поворотну
  частину механізму у вимкненому стані, блок-замки на підстанціях);
  
• електромеханічні (в вигляді електромагнітних замків);
  - електричні (блокування дверей).
  

Електричне блокування дверей, як правило, пов'язане зі схемою магнітного пускача електроустановки. Не рекомендується блокувати з дверима силові контакти.





2.4.Орієнтація в електроустановках

Методи орієнтації дозволяють працівникам орієнтуватися при виконанні робіт та застерігають їх від неправильних дій.


Методами орієнтації служать:

• маркування частин електричного обладнання, яке служить для розпізнавання приналежності і призначення обладнання, виконується за допомогою умовних позначок, найчастіше літерами - смислових та цифрових; позначення на корпусі електрообладнання повинне відповідати позначці на електричній схемі;
  
• знак безпеки: „Обережно! Електрична напруга” (фон - жовтий або кольору інтер’єру; сторони трикутника та стріла - чорного або червоного кольору) наноситься або прикріплюється на корпусах електроустановок, на дверях електричних приміщень, на опорах повітряних ліній;
  

• відповідне розташування і забарвлення струмопровідних частин:
  

- при змінному струмі:

фаза А - верхня, ліва, найбільше віддалена; забарвлення - жовте;

фаза В – середня; - зелене;

фаза С - нижня, ближня; права; - червоне;

нейтраль ізольована – блакитне, заземлена – в жовті та зелені подовжні смуги;

- при постійному струмі:

„+” – нижня, ближня, права; - червоне;

„-” – середня; - синє;

- нейтральна – верхня, ліва, дальня; - блакитне.

• світлова сигналізація вказує на ввімкнений або вимкнений стан електроустановки за допомогою сигнальних ламп; лампи можуть підключатися за двома схемами:
  

„на погашення” (в електроустановках до 1 кВ; лампи живляться від мережі, до якої підключена установка; можливі помилки при несправностях ламп або живильної мережі);

„на світло” (сигнальні лампи живляться від стороннього джерела оперативного струму і підключаються до мережі оперативного струму, якщо основна установка відключена).

2.5 Захисне замикання (шунтування фази)

Захисне замикання – це штучне замикання на землю фази мережі з ізольованною нейтраллю, в якій виникає додатковий виток струму замикання на землю.




3.6 Ізоляційна площадки


Ізолююча площадка – це майданчик, підлога і огорожа якого ізольовані від землі; застосовується рідко, коли людині необхідно виконувати роботи під напругою.