Практична робота: ЗАХИСТ ВІД ШУМУ, УЛЬТРАЗВУКУ ТА ІНФРАЗВУКУ У ВИРОБНИЧОМУ СЕРЕДОВИЩІ. НЕБЕЗПЕКА ВРАЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ. ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКА.

Практична робота № 6

ТЕМА: ЗАХИСТ ВІД ШУМУ, ультразвуку та інфразвуку У ВИРОБНИЧОМУ СЕРЕДОВИЩІ. НЕБЕЗПЕКА ВРАЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ. ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКА.

Мета роботи: Вивчення дії на організм людини шуму, ультразвукових та інфразвукових коливань, які виникають у виробничих приміщеннях, нормування параметрів цих чинників, ознайомлення з основними заходами, спрямованими на захист працюючих від негативної дії шуму, ультра- та інфразвуку. Вивчення дії на організм людини електричного струму, причин електротравматизму, небезпеки електричних мереж та основних заходів і засобів забезпечення електробезпеки.

Після виконання роботи студент повинен

знати: вплив ультразвуку та інфразвукових коливань на організм людини, нормування параметрів цих чинників, ознайомлення з основними заходами;

вплив на організм людини електромагнітних полів та що таке статична електрика;

вміти: визначати суму рівнів інтенсивності звуку або звукового тиску, робити висновки;

складати інструкцію щодо охорони праці, дотримання яких обов'язкове самими працівниками

4. Матеріально-технічне оснащення робочого місця

•             Інструктивна картка для виконання практичної роботи
•             Калькулятор
•             Олівець, лінійка

Короткі відомості з теоретичної частини роботи

На сьогодні шкідливий вплив шуму на організм людини науково обґрунтовано. Діючи на орган слуху, центральну і вегетативну нервові системи, а через них на внутрішні органи, шум є причиною розвитку хвороби, спричиненої шумом. Знижуючи загальну опірність організму, він сприяє розвитку інфекційних захворювань.

При роботі за умов шуму спостерігаються підвищена стомлюваність і зниження працездатності, погіршуються увага і мовна комутація, створюються передумови до помилкових дій робітників. Внаслідок цього шум може спричинити зниження рівня безпеки праці, а результати його негативного впливу на операторів таких служб цивільної авіації, як зв'язок керування повітряним рухом та інші, можуть позначатися на забезпеченні безпеки польотів. Будучи причиною головного болю, дратівливості, неврівноваженого емоційного стану, шум створює передумови до погіршення психологічного стану.

Прояви хвороби, викликаної шумом, підрозділяються на специфічні, виникають в периферичній частині слухової системи людини, і неспецифічні, характерні для інших органів і систем організму людини.

Електромагнітне поле (ЕМП) радіочастот характеризується поряд властивостей – здатністю нагрівати матеріали, розповсюдяться в просторі і відбиватися від межі розділу двох середовищ, взаємодіяти з речовиною, завдяки яким ЕМП широко використовуються в різних галузях народного господарства.

При оцінці умов праці враховуються час дії ЕМП і характер опромінювання тих, що працюють.

Електромагнітні хвилі лише частково поглинаються тканинами біологічного об'єкту, тому біологічний ефект залежить від фізичних параметрів ЕМП: довжини хвилі (частоти коливань), інтенсивності і режиму випромінювань (безперервний, переривистий, імпульсно-модульований), тривалості і характеру опромінювання організму (постійне, интермиттирующее), а також від площі опромінюваної поверхні і анатомічної будови органу або тканини. При дії ЕМП на біологічний об'єкт відбувається перетворення електромагнітної енергії в теплову, що супроводжується підвищенням температури тіла або локальним виборчим нагрівом тканин, органів, кліток. Дія ЕМП приводить до порушення нервово-ендокринної регуляції за типом стресу, гальмуванням секреції гормонів зростання, зміною кількості лейкоцитів, еритроцитів і гемоглобіну в крові.  При тривалій дії відбувається фізіологічна адаптація або ослаблення імунологічних реакцій. Пошкодження очей у вигляді помутніння кришталика – катаракти, є одним з найбільш характерних специфічних наслідків дії ЕМП в умовах виробництва. Дія ЕМП з рівнями, що перевищують допустимі, можуть приводити до змін функціонального стану центральної нервової і серцево-судинної систем, порушенню обмінних процесів.

ЕМП радіочастот в діапазоні частот 60 кГц-300 мГц оцінюється напруженістю електричною і магнітною складових поля; у діапазоні частот 300 мГц-300 Ггц – поверхневою щільністю потоку енергії (ППЕ) випромінювання і створюваною їм енергетичним навантаженням. Максимальне значення Ппепду не повинне перевищувати 10 Вт/м2.

Всі засоби і методи захисту від ЕМП діляться на три групи:

- організаційні – передбачають запобігання попаданню людей в зони з високою напруженістю ЕМП, створення санітарно-захисних зон;

- інженерно-технічні – герметизація елементів схем і установки в цілому, екранування робочого місця, застосування засобів індивідуального захисту;

- лікувально-профілактичні – направлені на раннє виявлення порушень в стані здоров'я робочих.

Статична електрика – це сукупність явищ, пов'язаних з виникненням, збереженням і релаксацією вільного електричного заряду на поверхні і в об'ємі діелектричних і напівпровідникових речовин, матеріалів, виробів або на ізольованих провідниках. Постійне електричне поле (ЕСП) – це поле нерухомих зарядів, що здійснює взаємодію між ними. Виникнення зарядів статичної електрики відбувається при деформації, дробленні речовин, відносному переміщенні двох контактуючих тіл, шарів рідких і сипких матеріалів, при інтенсивному перемішуванні, кристалізації і індукції.

ЕСП характеризується напруженістю (Е), визначуваної відношенням сили, що діє в полі на точковий заряд, до величини цього заряду (в/м).

Електричні поля створюються в енергетичних установках і при електротехнологічних процесах. Залежно від джерел освіти вони можуть існувати у вигляді  власного електричного поля (поля нерухомих зарядів) або стаціонарного електричного поля (електричне поле постійного струму).

Найбільш чутливими до електричних полів є нервова, серцево-судинна, нейро-гуморальна системи організму.

Допустимі рівні напруженості електростатичних полів встановлюються залежно від часу перебування на робочих місцях Гранично допустимий рівень напруженості (Епред) встановлюється рівним 60 кВ/м протягом 1 години. При напруженості менше 20 кВ/м час перебування в електростатичних полях не регламентується. У діапазоні напруженості від 20 до 60 кВ/м допустимий час перебування персоналу визначається по формулі:

де Ефакт – фактичне значення напруженості електростатичного поля, кВ/м.

Застосування засобів захисту  робочих обов'язково тоді, коли рівень напруженості перевищує 60 кВ/м.

Одним з поширених засобів захисту від статичної електрики є зменшення генерації електричних зарядів (заземлення металевих елементів устаткування; збільшення поверхні діелектриків; установка нейтралізаторів).

Зміст і послідовність виконання завдань

Методичні вказівки.

Номограму для розрахунку суми рівня інтенсивності звуку (звукового тиску) (табл. 9.2).

Таблиця 9.1.

Вихідні дані для задачі 1

Задача 1.

Умова.

На робоче місце, що досліджується, водночас надходить шум від чотирьох джерел (1, 2, 3, 4). Рівні звукового тиску, що створює в цьому місці кожне джерело шуму наведені в табл. 9.1.

Завдання.  

Визначте загальний рівень звукового тиску на цьому робочому місці за допомогою формули L_сум = 10 lg (10^0,1L  + 10^0,1L  +10^0,1L  +10^0,1L ), а також за допомогою номограми для розрахунку суми рівнів інтенсивності звуку або звукового тиску (табл. 10). Порівняйте отримані значення.

Таблиця 9.2.

Номограма для розрахунку

суми рівня інтенсивності звуку (звукового тиску)

Для розрахунку величини струму використайте формули 3.12...3.14 підручника.

У варіанті 2 умови задачі врахуйте те, що опір діелектричного килимка вмикається послідовно з опором тіла людини, отже при проведенні розрахунків у відповідних формулах необхідно використовувати замість опору тіла людини опір ланцюга людини R_л.л, який є сумою опору тіла людини R_л та опору килимка r_кл.

R_л.л  = R_л + r_кл

Перед тим, як робити математичні розрахунки, проаналізуйте фізичну сутність небезпеки при кожному випадку ввімкнення людини в електричну мережу. Для цього уважно проаналізуйте принципові і розрахункові схеми включення людини під напругу для кожного з цих випадків.

1.          Ізоляція неушкоджена, опори ізоляції обох провідників однакові і дорівнюють r_із, Ом.

Оскільки опір ізоляції r_із набагато більше опору заземлення джерела струму, то величина струму, що буде протікати через людину, фактично буде визначатися опором ланцюга людини R_л або R_л + r_кл та опором заземлення r_з. Частина струму, що буде протікати через тіло людини та ізоляцію провідника (в даному разі нульового) є настільки малою, що нею можна знехтувати.

2.          Ізоляція провідника, якого людина не торкається (нульового провідника), пошкоджена настільки, що опором її відносно землі можна знехтувати.

В даному разі пошкодження ізоляції фактично не вплине на величину струму, що буде протікати через людину в порівнянні з попереднім випадком.

3.          Ізоляція провідника, якого людина торкається (фазного провідника), пошкоджена настільки, що опором її відносно землі можна знехтувати.

В даному разі пошкодження ізоляції приведе до того, що опір ланцюга людини фактично буде шунтовано.

Таблиця 9.3.

Вихідні дані для задачі 2

Таблиця 9.4.

Оформлення рішення задачі 2

Задача 2.

Умова.

1.           Людина, опір тіла якої становить R_л, Ом, стоїть на землі і торкається одного проводу однофазної електричної мережі, ізольованої від землі, напругою U, В.
2.           Людина, опір тіла якої становить R_л, Ом, стоїть на діелектричному килимку, опір якого становить r_кл, Ом, і торкається одного проводу однофазної електричної мережі, ізольованої від землі, напругою U, В.

Значення напруги мережі, опору тіла людини, опору килимка та опору ізоляції електричних дротів (r_із) наведені у табл. 9.3.

Завдання.

Намалюйте принципову і розрахункову схеми включення людини під напругу для кожного з двох варіантів умови.

Визначте для кожного з двох варіантів умови, величину струму, що протікає через людину І_л, мА, у випадку:

1.           ізоляція неушкоджена, опори ізоляції обох провідників однакові і дорівнюють r_із, Ом;
2.           ізоляція провідника, якого людина не торкається, пошкоджена настільки, що опором її відносно землі можна знехтувати;
3.           ізоляція провідника, якого людина торкається, пошкоджена настільки, що опором її відносно землі можна знехтувати.

Зробіть таблицю на зразок табл. 9.4., занесіть до неї отримані значення, оцініть можливу дію такого струму на організм людини і зробіть висновки стосовно того, чим викликане збільшення чи зменшення величини струму у кожному з випадків у порівнянні з іншими.

Задача 3.

Умова.

1.           Людина, опір тіла якої становить R_л, Ом, стоїть на землі і торкається фазного проводу однофазної електричної мережі, напругою U, В джерело струму якої заземлено за допомогою заземлення опором 4 Ом.
2.           Людина, опір тіла якої становить R_л, Ом, стоїть на діелектричному килимку, опір якого становить r_кл, Ом, і торкається фазного проводу однофазної електричної мережі, напругою U, В джерело струму якої заземлено за допомогою заземлення опором 4 Ом.

Значення напруги мережі, опору тіла людини, опору килимка та опору ізоляції електричних дротів (r_із) наведені у табл. 9.3.

Завдання.

Намалюйте принципову і розрахункову схеми включення людини під напругу для кожного з двох варіантів умови.

Визначте для кожного з двох варіантів умови, величину струму, що протікає через людину І_л, мА, у випадку:

1.           ізоляція неушкоджена, опори ізоляції обох провідників однакові і дорівнюють r_із, Ом;
2.           ізоляція провідника, якого людина не торкається (нульового провідника), пошкоджена настільки, що опором її відносно землі можна знехтувати;
3.           ізоляція провідника, якого людина торкається (фазного провідника), пошкоджена настільки, що опором її відносно землі можна знехтувати.

Зробіть таблицю на зразок табл. 9.4., занесіть до неї отримані значення, оцініть можливу дію такого струму на організм людини і зробіть висновки стосовно того, чим викликане збільшення чи зменшення величини струму у кожному з випадків у порівнянні з іншими, а також в порівнянні з аналогічними випадками для ситуації, що була в попередній задачі, тобто коли електрична мережа була ізольована від землі.

Питання для роздуму, самоперевірки, повторення:

1. Що таке шум, звук, ультразвук, інфразвук?
2. В чому полягає негативна дія шуму?
3. В чому полягає негативна дія ультразвуку?
4. В чому полягає негативна дія інфразвуку?
5. Що таке і в яких одиницях вимірюється інтенсивність звуку та рівень інтенсивності звуку?
6. Що таке і в яких одиницях вимірюється звуковий тиск та рівень звукового тиску?
7. Що таке рівень звуку (шуму)? В чому різниця між рівнем звуку (шуму) і рівнем звукового тиску?
8. Як визначається сумарний рівень інтенсивності звуку (звукового тиску) в деякій точці простору, якщо відомі рівні інтенсивності звуку (звукового тиску) в цій точці кількох джерел, від яких надходить звук?
9. Що таке спектр шуму? Що таке граничний спектр?
10. Які шуми вважаються постійними, які – непостійними, які – імпульсними?
11. Які чинники неелектричного характеру і якою мірою впливають на тяжкість електротравми?
12. Які чинники виробничого середовища і якою мірою впливають на тяжкість електротравми?
13. Що таке електроустановка, електроприміщення, електротравматизм, електробезпека?
14. В чому полягають особливості електротравматизму?
15. Як класифікуються приміщення за ступенем небезпеки враження електричним струмом?
16. Що таке напруга кроку і від чого залежить її величина?
17. Що таке напруга дотику і від чого залежить її величина?
18. Що таке струм витоку електричної мережі і від чого залежить його величина?