9024

61

энергии электромагнитного поля. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее проявляются указанные эффекты.

Избыточная теплота отводится до известного предела путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Начиная с величины I=10 мВт/см2, называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом образующейся теплоты, и температура тела повышается, что приносит вред здоровью.

Наиболее интенсивно электромагнитные поля воздействуют на органы с большим содержанием воды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием.

Перегрев же особенно вреден для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь), так как кровеносную систему можно уподобить системе водяного охлаждения. Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), которое обнаруживается не сразу, а через несколько дней или недель после облучения. Развитие катаракты является одним из немногих специфических поражений, вызываемых электромагнитными излучениями радиочастот (ЭМИ РЧ) в диапазоне 300 МГц... 300 ГГц при плотности потока энергии свыше 10 мВт/см2. Помимо катаракты при воздействии ЭМП возможны ожоги роговицы.

Для длительного действия ЭМП различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС с не резко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение или понижение давления, снижение частоты пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМП происходит стойкое снижение работоспособности.

11.3. ЭМП на рабочих местах с ПЭВМ

Под рабочим местом с персональной электронно-вычислительной машиной понимается обособленный участок общего рабочего помещения (кабинета, зала, цеха и т.п.), оборудованный необходимым комплексом технических средств вычислительной техники, в пределах которого постоянно или временно пребывает пользователь (оператор) ПЭВМ в процессе своей трудовой деятельности.

Современная ПЭВМ создает вокруг себя поля с широким частотным спектром и пространственным распределением, такие как:

электростатическое поле;

переменные низкочастотные электрические поля;

переменные низкочастотные магнитные поля.

62

Потенциально возможными вредными факторами могут быть также:

рентгеновское и ультрафиолетовое излучения электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) дисплея ПЭВМ;

электромагнитное излучение радиочастотного диапазона;

электромагнитный фон (электромагнитные поля, создаваемые сторонними источниками на рабочем месте с компьютерной техникой).

Электростатическое поле возникает за счет наличия электростатического потенциала (ускоряющего напряжения) на экране ЭЛТ. При этом появляется разность потенциалов между экраном дисплея и пользователем ПЭВМ. Наличие электростатического поля в пространстве вокруг ПЭВМ приводит в том числе к тому, что пыль из воздуха оседает на клавиатуре ПЭВМ и затем проникает в поры на пальцах, вызывая заболевания кожи рук.

Разработчиками дисплеев в настоящее время применяются различные технические способы для борьбы с данным фактором, в том числе и, так называемый, компенсационный способ, особенность которого заключается в том, что снижение потенциала экрана до требуемых норм обеспечивается лишь в установившемся режиме работы дисплея. Соответственно, подобный дисплей имеет повышенный (в десятки раз более установившегося значения) уровень электростатического потенциала экрана в течение 20...30-ти секунд после своего включения и до нескольких минут после выключения; что достаточно для электризации пыли и близлежащих предметов.

Источниками переменных электрических и магнитных полей в ПЭВМ яв-

ляются узлы, в которых присутствует высокое переменное напряжение, и узлы, работающие с большими токами.

По частотному спектру эти электромагнитные поля разделяются на две группы:

поля, создаваемые блоком сетевого питания и блоком кадровой развертки дисплея (основной энергетический спектр этих полей сосредоточен в диапазоне частот до 1 кГц);

поля, создаваемые блоком строчной развертки и блоком сетевого питания ПЭВМ (в случае, если он импульсный); основной энергетический спектр этих полей сосредоточен в диапазоне частот от 15 до 100 кГц.

ПЭВМ и здоровье пользователя

Длительное пребывание перед экраном ВДТ далеко не безопасно. Техногенные поля, излучаемые ПЭВМ, несут шлейф различных частот, так

называемых «паразитных» электромагнитных излучений широкого спектра (мягких рентгеновских, ультрафиолетовых, инфракрасных, сверхвысоких и радиочастотных электромагнитных колебаний, вредных резонансных явлений), перед которыми человеческий организм пока остается беззащитным.

Наиболее чувствительной к воздействию ЭМП, наряду с нервной системой, является система кровообращения.

Исследованиями ряда авторов наглядно подтверждены общие неспецифические механизмы влияния ЭМП сверхнизкочастотного (СНЧ) диапазона на повы-

63

шение функциональной активности гипофизарно-надпочечниковой системы, сопровождающиеся у большинства обследованных активацией половой системы.

Среди предъявленных жалоб на первом месте стоит утомляемость, далее: рези в глазах, общее ухудшение зрения, головные боли, нарушение сна, сыпь на лице и т.д. Утомление играет основную роль в появлении дезактивации, беспокойства, тревоги, депрессивных переживаний.

Анализ исследований, проведенных в разных странах, в том числе и в России, позволил некоторым исследователям выделить следующие наиболее распространенные в среде пользователей ПЭВМ и ВДТ медицинские проблемы, подлежащие дальнейшему изучению:

заболевание глаз и зрительный дискомфорт;

изменения костно-мышечной системы;

нарушения, связанные со стрессом;

кожные заболевания;

неблагоприятный исход беременности;

расстройства в функционировании ЦНС.

Проведенные в последние годы исследования показывают, что ситуация находится на грани критической. Стремительная компьютеризация привела к массовой гиподинамии и повышенным нервно-психическим нагрузкам, что увеличивает число различных желудочно-кишечных заболеваний, особенно дисбактериоза кишечника и проявлений различных форм синдрома раздраженной толстой кишки. Более 50 % людей, работающих на ПЭВМ, подвержены различным заболеваниям бронхолегочной системы. Во многом это обусловлено резким снижением иммунитета организма работающего.

12. Средства электробезопасности

Значительная часть электрооборудования снабжается электроприводами. Они представляют опасность для человека в случае неисправности. Все виды негативных воздействий электрического тока на человека подразделяются на три группы:

1.Электролитическое воздействие характеризуется изменением состава и свойств крови.

2.Термическое воздействие может проявляться в виде:

электрического ожога, который сопровождается покраснением участков

кожи;

металлизацией кожного покрова – образование на поверхности кожи включений в поры металлических частичек.

электроофтальмии – поражение органов зрения.

3. Биологическое воздействие – нарушение биоэлектрических процессов в тканях человека (спазмы мышц, хаотическое сокращение мышц).

Как правило, электрическое воздействие тока сопровождается электроударом или электротравмой.

64

Электротравма – это повреждение тканей организма под воздействием проходящего электрического тока, выражающееся в виде ожога, металлизации кожи, механических повреждений.

Электроудар вызывает непроизвольное сокращение мышечной ткани под воздействием электрического тока.

Человек начинает ощущать прохождение тока частотой 50 Гц при силе 0,6…1,5 мА. При токе 10…15 мА возникает судорожное сокращение мышц рук, которое самостоятельно человек не может преодолеть. Такой ток принято называть пороговым неотпускающим.

При прохождении тока в 25…50 мА возникают спазмы мышц грудной клетки, что вызывает нарушение дыхания. При воздействии такого тока в течение 5…7 мин может наступить смерть вследствие прекращения работы легких. Ток силой 50 мА и более вызывает остановку сердца. Такой ток называется смертельным. Характер воздействия электрического тока на организм человека показан в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Характер воздействия электрического тока на организм человека

65

К п о м е щ е н и я м б е з п о в ы ш е н н о й о п а с н о с т и относятся сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха.

П о м е щ е н и я с п о в ы ш е н н о й о п а с н о с т ь ю характеризуются наличием одного из следующих факторов:

относительной влажности более 75 %;

высокой температуры (более 35ºС в течение суток);

токопроводящей пыли (угольная, металлическая) в таком количестве, что она проникает внутрь машин, агрегатов.

П о м е щ е н и я о с о б о о п а с н ы е характеризуются наличием одного из следующих условий:

когда относительная влажность близка к 100%;

наличие агрессивных паров, газов, жидкости в помещении в течение длительного времени;

наличие двух и более условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью.

Защитное заземление необходимо для обеспечения защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление выполняют путем преднамеренного соединения (металлическими проводниками) нетоковедущих частей электроустановок с землей (рис. 17, 18).

а)

б)

АВ

Iз

Рис.17. Принципиальная схема защитного заземления (а); эквивалентная схема (б)

66

Рис.18. Схема заземляющего устройства

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжения прикосновения и шагового напряжения, возникающих при замыкании на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования =IзRз (в силу малого сопротивления заземляющего устройства 4…10 Ом), а также выравниванием потенциалов заземленного оборудования и основания (за счет увеличения потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к потенциалу заземленного оборудования).

В качестве естественных заземлителей в первую очередь используются металлические и железобетонные конструкции зданий, которые должны образовывать непрерывную электрическую цепь по металлу. В железобетонных конструкциях должны предусматриваться закладные детали для подсоединения (с помощью проводников) к корпусам электрооборудования. Можно также использовать водопроводные трубы и любые другие металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих газов, жидкостей, а также трубопроводов, покрытых изоляцией); обсадные трубы артезианских скважин.

При выполнении искусственных заземляющих устройств применяют стальной прокат длиной 2,5…3 м (трубы, уголки, полосовая сталь круглого сечения). Соединения одиночных заземлителей выполняют стальной полосой сечением 4 на 40 мм или профилем круглого сечения диаметром 6 мм и более.

Типы заземляющих устройств. Различают контурное и выносное заземление. При контурном заземлении одиночные заземлители располагаются равномерно по периметру площадки, на которой размещено оборудование, подлежащее заземлению. Внутри защищаемого контура достигается выравнивание потенциалов с землей, что определяет минимальные значения напряжения прикосновения и шагового напряжения. Выносное заземляющее устройство размещается вне площадки, где располагается заземляемое оборудование, поэтому выравнивание потенциалов земли и корпусов заземленного оборудования до-

67

стигается в меньшей степени. Выносное заземление применяют при малых значениях тока замыкания на землю в установках напряжением до 1000 В, где потенциал заземлителя не выше допускаемого напряжения прикосновения.

Допускаемые значения сопротивления заземляющих устройств регламентируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Для электроустановок напряжением до 1000 В при изолированной нейтрали трансформатора (генератора) сопротивление защитного заземления должно быть не более 4 Ом при мощности трансформатора W > 100 кВ А и не более 10 Ом при W < 100 кВ А . Для электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью сопротивление Rо, к которым присоединены нейтрали трансформаторов (генераторов), должны быть в любое время года не более 2; 4 и 8 Ом, соответственно, при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

При удельном сопротивлении грунта ρ более 100 Ом м допускается увеличение указанных норм в 0,01ρ, но не более десятикратного.

Применение заземления

Защитному заземлению подлежат все металлические нетоковедущие части оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных заземлению подлежат установки напряжением 42…380 В переменного тока и 110…440 В постоянного тока. Во всех случаях заземлению подлежат электроустановки напряжением 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше – постоянного тока.

Для соединения вертикально установленных электродов можно применить круглую сталь диаметром не менее 10 мм или стальную соединительную полосу сечением не менее 48 мм2 и толщиной не менее 4 мм, длина L которой при

расположении труб, стержней, уголков в контур определяется по формуле:

Lп = n а ,

где а – расстояние между электродами в метрах;

n – число электродов (труб, стержней, уголков).

При расположении электродов в ряд длина горизонтальной соединительной полосы определяется по формуле:

Lп = (n – 1)a,

в расчетах принято a = (1-3)lэл.

Способы размещения электродов группового заземления:

а) Вертикальные электроды размещены в ряд о о о о о о о о о о о о о

б) Вертикальные электроды размещены по контуру о о о о о о о о о о

о о о о о о о о о о

68

в) Горизонтальные электроды уложены параллельно на одинаковой глубине

Конструкцию искусственного заземления необходимо проверить на соответствие требованиям ГОСТ 12.1.030-81.

Кроме защитного заземления также применяют защитное зануление и защитное отключение.

Зануление – превращение замыкания на корпус электроустановки в однофазное короткое замыкание. В результате возникает большой ток короткого замыкания, который вызывает срабатывание токовой защиты и отключение поврежденного участка.

Защитное отключение – быстродействующая защита, которая обеспечивает автоматическое отключение электроустановки при изменении установленных параметров электрической сети.

Классификация защитных средств

При выполнении ремонтных, профилактических работ на электроприводах персонал использует изолирующие, ограждающие и вспомогательные защитные средства.

К изолирующим защитным средствам относят такие, которые обеспечивают изоляцию человека от токоведущих частей электрооборудования, находящегося под напряжением: диэлектрические перчатки, спецобувь – калоши, боты, резиновые коврики, дорожки, деревянные листы, трапы, подставки.

Ограждающие средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей при выполнении работ персонала, постоянно перемещающегося рядом.

Ограждения могут быть в виде: диэлектрических барьеров, специальных щитов, прозрачных пластмассовых экранов.

Вспомогательно-защитные средства предназначены для защиты персонала при работе на высоте от падения: пояса предохранительные, страховочные канаты, монтерские когти, лапы, лестницы.

13. Природа, негативное воздействие атмосферного электричества

Атмосферное электричество образуется от соударения мельчайших капелек воды и пыли в результате трения при взаимном перемещении в различном направлении воздушных масс.

Молния является мощным поражающим опасным фактором. Прямой удар молнии приводит к механическим разрушениям зданий, сооружений, деревьев, вызывает пожары и взрывы. Прямой удар молнии называют первичным воздей-

69

ствием атмосферного электричества. К вторичному воздействию относят:

электростатическую и электромагнитную индукции; занос высоких потенциалов в здания и сооружения.

Учитывая большую опасность молниеразрядов для промышленных зданий предусматривается устройство молниезащиты, при этом во внимание принимается категория объекта. Категории устанавливаются с учетом правил эксплуатации электроустановок (ПЭУ), согласно которых все объекты разделены на

3категории.

Вкатегорию I входят здания и сооружения или их части, в которых имеются взрывоопасные зоны класса В-I, В-II, отличающиеся тем, что при нормальном технологическом режиме в них могут находиться взрывоопасные концентрации газов, паров, пыли. Любое поражение молнией таких зданий вызывает взрыв или создает повышенную опасность разрушений и гибели людей не только для конкретного объекта, но и близлежащих зданий.

Вкатегорию II входят производственные здания и сооружения, в которых появляются опасные концентрации паров, газов, пыли при нарушении технологических процессов и авариях.

Вкатегорию III входят помещения, в которых применяют или хранят горючие вещества, но они не являются взрывоопасными:

здания и сооружения 3 и 4 степени огнестойкости, памятники истории, культуры;

здания 3 и 4 степени огнестойкости, возвышающиеся на 20 м над средней высотой окружающих зданий в радиусе 400 м или отдельно расположенные сооружения высотой 30 м в радиусе 400 м и более. Сюда относят водонапорные башни, вышки.

Здания и сооружения I категории согласно нормам должны обязательно иметь защиту от воздействий молниеразряда.

Зона защиты типа «А», обеспечивающая перехват не менее чем 99,5 % всех молниеразрядов на пути к защищаемому объекту.

Объекты II категории защищаются от прямых ударов молнии только в местности со средней интенсивностью грозовой деятельности, т.е. число грозовых часов в году более 10 часов.

Зона защиты молниеотвода типа «А» принимается в том случае, если число вероятных ударов молнии (N) в объект без молниезащиты согласно расчету будет более 1, а зона защиты типа «Б» – менее 1.

Для объекта III категории молниезащита применяется при числе грозовых часов более 20 в году, а тип зоны защиты принимается с учетом степени огнестойкости здания. Для зданий I, II, III cтепени применяется зона типа «А».

Объекты первой категории молниезащиты защищают от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми, тросовыми молниеотводами. Стержневой молниеотвод состоит из опоры (высотой до 25 м – из дерева, до 75 м – из металла или железобетона), молниеприемника (стальной профиль сечением не менее 100 мм2), токопровода и заземлителя.

В тросовом молниеотводе в качестве мониеприемника используется горизонтальный трос, который закрепляется на двух опорах. Токопроводы присо-

70

единяются к обоим концам троса, прокладываются по опорам и присоединяются каждый к отдельному заземлителю.

Для защиты от ударов молнии объектов II категории допускается использование в качестве молниеприемника металлической кровли здания или молниеприемной сетки (из проволоки диаметром 6…8 мм и ячейками 6х6 м), накладываемой на неметаллическую кровлю. В качестве токоотводов рекомендуется использовать металлические конструкции зданий и сооружений, вплоть до пожарных лестниц на зданиях.