8794

61

энергии электромагнитного поля. Чем больше напряженность поля и время воз- действия, тем сильнее проявляются указанные эффекты.

Избыточная теплота отводится до известного предела путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Начиная с величины I=10 мВт/см2, назы- ваемой 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 ко- эффициент 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 систе- мой 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 (катарак- те), которое обнаруживается не сразу, а через несколько дней или недель после об- лучения. Развитие катаракты является одним из немногих специфических пораже- ний, вызываемых электромагнитными излучениями радиочастот (ЭМИ РЧ) в диа- пазоне 300 МГц... 300 ГГц при плотности потока энергии свыше 10 мВт/см2. По- мимо катаракты при воздействии ЭМП возможны ожоги роговицы.

Для длительного действия ЭМП различных диапазонов длин волн при умерен- ной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС с не резко выраженными сдвигами эндокринно-обменных про- цессов 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 утомле- ния. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, сни- жение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зритель- ного и вестибулярного анализаторов. На ранней стадии изменения носят обрати- мый характер, при продолжающемся воздействии ЭМП происходит стойкое сни- жение работоспособности.

11.3. ЭМП на рабочих местах с ПЭВМ

Под рабочим местом с персональной электронно-вычислительной маши- ной 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 деятель- ности.

Современная ПЭВМ создает вокруг себя поля с широким частотным спек- тром 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 сторонни- ми 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. Нали- чие электростатического поля в пространстве вокруг ПЭВМ приводит в том числе к тому, что пыль из воздуха оседает на клавиатуре ПЭВМ и затем прони- кает в поры на пальцах, вызывая заболевания кожи рук.

Разработчиками дисплеев в настоящее время применяются различные тех- нические способы для борьбы с данным фактором, в том числе и, так называе- мый, компенсационный способ, особенность которого заключается в том, что снижение потенциала экрана до требуемых норм обеспечивается лишь в уста- новившемся режиме работы дисплея. Соответственно, подобный дисплей имеет повышенный (в десятки раз более установившегося значения) уровень электро- статического потенциала экрана в течение 20...30-ти секунд после своего вклю- чения и до нескольких минут после выключения; что достаточно для электри- зации 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 (мяг- ких рентгеновских, ультрафиолетовых, инфракрасных, сверхвысоких и радиоча- стотных электромагнитных колебаний, вредных резонансных явлений), перед которы- ми человеческий организм пока остается беззащитным.

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

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

63

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

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

Анализ исследований, проведенных в разных странах, в том числе и в Рос- сии, позволил некоторым исследователям выделить следующие наиболее рас- пространенные 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 уве- личивает число различных желудочно-кишечных заболеваний, особенно дисбак- териоза кишечника и проявлений различных форм синдрома раздраженной тол- стой кишки. Более 50 % людей, работающих на ПЭВМ, подвержены различным заболеваниям бронхолегочной системы. Во многом это обусловлено резким сни- жением 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 электроуда- ром 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 тече- ние 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.

65

К помещениям без повышенной опасности относятся сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются нали- чием 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.

Помещения особо опасные 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 повышен- ной опасностью.

Защитное заземление необходимо для обеспечения защиты людей от по- ражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетокове- дущим частям оборудования, которые могут оказаться под напряжением в ре- зультате повреждения изоляции. Защитное заземление выполняют путем пред- намеренного соединения (металлическими проводниками) нетоковедущих ча- стей 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 без- опасных значений напряжения прикосновения и шагового напряжения, возни- кающих при замыкании на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования ϕ =IзRз (в силу малого сопротивления заземляюще- го устройства 4…10 Ом), а также выравниванием потенциалов заземленного оборудования и основания (за счет увеличения потенциала основания, на кото- ром стоит человек, до значения, близкого к потенциалу заземленного оборудо- вания).

В качестве естественных заземлителей в первую очередь используются ме- таллические и железобетонные конструкции зданий, которые должны образо- вывать непрерывную электрическую цепь по металлу. В железобетонных кон- струкциях должны предусматриваться закладные детали для подсоединения (с помощью проводников) к корпусам электрооборудования. Можно также ис- пользовать водопроводные трубы и любые другие металлические трубопрово- ды (за исключением трубопроводов горючих газов, жидкостей, а также трубо- проводов, покрытых изоляцией); обсадные трубы артезианских скважин.

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

Типы заземляющих устройств. Различают контурное и выносное заземле- ние. При контурном заземлении одиночные заземлители располагаются равно- мерно по периметру площадки, на которой размещено оборудование, подлежа- щее заземлению. Внутри защищаемого контура достигается выравнивание по- тенциалов с землей, что определяет минимальные значения напряжения при- косновения и шагового напряжения. Выносное заземляющее устройство раз- мещается 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 зна- чениях тока замыкания на землю в установках напряжением до 1000 В, где по- тенциал заземлителя не выше допускаемого напряжения прикосновения.

Допускаемые значения сопротивления заземляющих устройств регламен- тируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Для электроустано- вок напряжением до 1000 В при изолированной нейтрали трансформатора (ге- нератора) 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 трансформа- торов (генераторов), должны быть в любое время года не более 2; 4 и 8 Ом, со- ответственно, при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфаз- ного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

При удельном сопротивлении грунта ρ более 100 Ом×м допускается уве- личение 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 повре- ждения 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 электро- установки напряжением 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше – по- стоянного тока.

Для соединения вертикально установленных электродов можно применить круглую сталь диаметром не менее 10 мм или стальную соединительную поло- су 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 соединитель- ной 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 глу- бине

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

Кроме защитного заземления также применяют защитное зануление и за- щитное отключение.

Зануление – превращение замыкания на корпус электроустановки в одно- фазное короткое замыкание. В результате возникает большой ток короткого за- мыкания, который вызывает срабатывание токовой защиты и отключение по- врежденного участка.

Защитное отключение – быстродействующая защита, которая обеспечива- ет автоматическое отключение электроустановки при изменении установлен- ных 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 обеспечива- ют изоляцию человека от токоведущих частей электрооборудования, находяще- гося под напряжением: диэлектрические перчатки, спецобувь – калоши, боты, резиновые коврики, дорожки, деревянные листы, трапы, подставки.

Ограждающие средства предназначены для временного ограждения токо- ведущих 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 кана- ты, монтерские когти, лапы, лестницы.

13. Природа, негативное воздействие атмосферного электричества

Атмосферное электричество образуется от соударения мельчайших капе- лек 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 потенциа- лов в здания и сооружения.

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

3категории.

Вкатегорию I входят здания и сооружения или их части, в которых имеют- ся взрывоопасные зоны класса В-I, В-II, отличающиеся тем, что при нормаль- ном технологическом режиме в них могут находиться взрывоопасные концен- трации 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 техноло- гических процессов и авариях.

Вкатегорию III входят помещения, в которых применяют или хранят го- рючие 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 сред- ней 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 грозо- вых 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 бу- дет 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 огне- стойкости 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. Стерж- невой 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 гори- зонтальный трос, который закрепляется на двух опорах. Токопроводы присо-

70

единяются к обоим концам троса, прокладываются по опорам и присоединяют- ся каждый к отдельному заземлителю.

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