ФГБОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра безопасности производства и промышленной экологии

Задания к расчетно-графической работе

по дисциплине

«Безопасность жизнедеятельности»

(для студентов заочного отделения)

Вариант для выполнения расчетно-графической работы выбрать по последним 2-м цифрам номера зачетной книжки согласно приведенной таблице.

Расчетно-графическая работа выполняется на листах формата А4 рукописно. При оформлении задачи должны быть указаны исходные данные согласно варианту, основные формулы для решения задачи, справочные величины и результаты расчетов. Расчетно-графические работы подлежат защите по основным теоретическим сведениям по каждой из тем. Расчетно-графические работы, сданные до 11 декабря принимаются без защиты.

Оформление титульного листа приведено в приложении 1.

Вопросы к экзамену перечислены в приложении 2.

М.Т. Комлачев, Е.Е. Барышев. Расчет частот электромагнитного поля, используемых в производственных условиях. Защита от воздействия ЭМП. Учебное электронное текстовое издание. ГОУ ВПО УГТУ−УПИ. Екатеринбург, 2006 г., 21 с.

Задача 1.

Расчет электромагнитных полей, часто используемых в производственных условиях

А. Оценка уровня воздействия электростатического поля (ЭСП)

В соответствии с вариантом задания (Приложение 1) оценка уровня воздействия производится в следующей последовательности :

1. Произведите расчет предельно допустимого уровня напряженности электростатического поля при воздействии на персонал более одного часа за

смену по формуле:

где EПДУ – предельно допустимый уровень напряженности поля, кВ/м; t – время

воздействия, ч.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности электростатического поля (ЕПДУ) устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 часа.

2. Определите допустимое время пребывания в ЭСП по формуле:

где Ефакт – фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

При напряженности ЭСП, превышающей 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается, а при напряженности менее 20 кВ/м время пребывания не регламентируется.

3. По полученным расчетам сделайте вывод о времени работы персонала в ЭСП, в том числе с использованием средств защиты.

Б. Оценка уровня воздействия электромагнитных полей (ЭМП) различных диапазонов частот

Оценка ЭМП различного диапазона частот осуществляется раздельно по напряженностям электрического поля (Е, кВ/м) и магнитного поля (Н, А/м) или индукции магнитного поля (В, мкТл), в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц по плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м²), в диапазоне частот 30 кГц – 300 ГГц – по величине энергетической экспозиции.

Б1. ЭМП промышленной частоты

Предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м [4].

Оценка и нормирование ЭМП промышленной частоты на рабочих местах

персонала проводится дифференцированно в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.

1. Произведите расчет допустимого времени пребывания персонала (в соответствии с вариантом задания) в ЭП при напряженностях от 5 до 20 кВ/м по формуле:

где Е – напряженность электрического поля в контролируемой зоне (Е1, Е2, Е3), кВ/м; Т – допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

При напряженности ЭП от 20 до 25 кВ/м допустимое время пребывания составляет 10 мин.

Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты не допускается.

2. Рассчитайте время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП по формуле:

где Тпр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребы-

вания в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, ч.; –

время пребывания в контролируемых зонах напряженностями Е1, Е2, Е3, Еn, ч.;

– допустимое время пребывания для соответствующих зон, ч.

Проведенное время не должно превышать 8 ч.

Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается в 1 кВ/м.

Требования действительны при условии, что проведение работ не связано с подъемом на высоту, исключена возможность воздействия электрических разрядов на персонал, а также при условиях защитного заземления всех изолированных от земли предметов, конструкций, частей оборудования, машин, механизмов, к которым возможно прикосновение работающих в зонах влияния ЭП.

Б2. ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц

Оценка и нормирование ЭМП осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ).

Энергетическая экспозиция ЭМП определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека

1. Рассчитайте энергетическую экспозицию в диапазоне частот 30 кГц – 300

МГц (в соответствии с заданием) по формулам:

где Е – напряженность электрического поля, В/м; Н – напряженность магнитно-

го поля, А/м; Т – время воздействия на рабочем месте за смену, ч.

2. Рассчитайте энергетическую экспозицию по плотности потока энергии

в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц по формуле:

где ППЭ – плотность потока энергии (мкВт/см²).

Предельно допустимые уровни энергетических экспозиций (ЭЭПДУ) на

рабочих местах персонала за смену приведены в табл.1.

Максимальные допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в табл.2.

Предельно допустимые уровни ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц для населения отражены в табл.3.

Во всех случаях максимальное значение ППЭПДУ не должно превышать 50 Вт/м² (5000 мкВт/см²).

Вопросы к защите по теме «Электромагнитные излучения»

1. Электромагнитные излучения промышленных и радиочастот: источники, характеристики, основные соотношения между ними.

2. Зоны электромагнитного излучения. Воздействие электромагнитных полей на человека.

3. Нормирование электромагнитных полей промышленной частоты и радиочастот.

4. Методы и средства защиты от неионизирующих электромагнитных излучений.

Вопросы к защите по теме «Электроопасность»:

1. Виды воздействия электрического тока на человека. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током.

2. Основные схемы линий электропередач. Схемы прикосновения человека к линиям электропередач.

3. Напряжение прикосновения. Напряжение шага. Первая помощь пострадавшим от воздействия электрического тока.

4. Средства защиты в электроустановках.

Задача 2. Оценка возможности использования железобетонного фундамента цеха в качестве заземлителя

В настоящее время широко используются трехфазные трехпроводные сети с изолированной нейтралью и трехфазные четырехпроводные сети с глухозаземленной нейтралью, в которых основной защитой от электротравм при нарушении изоляции служат соответственно заземление и зануление.

Для эффективной защиты от поражения электрическим током устройства заземления и зануления должны иметь малые сопротивления растеканию тока в земле.

В последнее время в качестве заземляющих устройств стали использовать фундаменты промышленных зданий, что позволяет снизить стоимость и повысить их долговечность. В этом случае сопротивление растеканию тока заземляющего устройства определяется по формуле:

где ñ_э —удельное электрическое сопротивление грунта, Ом*м;

S— площадь, ограниченная периметром здания, м² (вычисляют как произведение длины на ширину здания).

где ñ_1, ñ₂ — удельные электрические сопротивления соответственно верхнего и нижнего слоя земли, Ом • см (задаются по варианту);

α, β — безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений слоев земли; при ñ₁≥ñ₂ а = 3,6, β =0,1; при ñ₁<ñ₂ α = 1,1 • 10², β = 0,3 • 10^-2;

h₁— мощность (толщина) верхнего слоя земли, м (задается по варианту).

Определив сопротивление растеканию тока железобетонного фундамента, необходимо сравнить полученное значение с допустимыми значениями сопротивления заземляющего устройства (табл. 1).

1. Сопротивление заземляющих устройств электроустановок, Ом, не более

В сетях с заземленной нейтралью						В сетях с изолированной нейтралью
Напряжение трехфазного источника питания, В			Напряжение однофазного источника питания, В
660	380	220	380	220	127
2	4	8	2	4	8	10

Варианты заданий

Вариант	Габарит-ные размеры цеха, м		Удельное электрическое сопротивление слоя земли, Ом • м				Мощность (толщина) верхнего слоя земли, м	Тип сети	Напряжение сети, В
	дли-на	ши-рина	верхнего			нижнего
01	60	18	8			20	3	Трехфазная с изолированной нейтралью	380
02	72	24	10			22	3		380
03	66	24	12			26	3		220
04	72	18	14			30	3		220
05	90	24	16			36	3		380
06	72	24	18			40	3		380
07	72	18	20			50	3,5		380
08	90	24	22			60	3		220
09	72	24	24			70	3		380
10	66	18	26			80	3,5		220
11	60	18	30			10	3,5		380
12	66	12	40			12	4	Трехфазная с глухозаземленной нейтралью	380
13	72	18	45			15	3		220
14	90	18	40			15	3		220
15	36	12	55			22	3		380
16	24	12	60			25	4		380
17	12	12	40			20	3		220
18	24	12		30	18		3	Трехфазная с глухозаземленной нейтралью	220
19	18	18		22	12		4		380
20	60	18		20	16		4		380
21	72	18		12	12		3,5	Однофазная	380
22	60	24		18	18		3,5		220
23	36	36		12	15		3		220
24	24	24		12	12		3,5		220
25	12	12		20	20		3		380
26	24	12		16	13		3,5		380
27	60	72		60	60		3		380
28	66	24		50	30		3		380
29	72	24		42	18		3,5		220
30	66	18		20	12		3		220