Аксиома о потенциальной опасности

Защита от вибраций

Общие методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:

снижение вибраций в источнике возникновения путем снижения или устранения возбуждающих сил;

регулировка резонансных режимов путем рационального выбора приведенной массы или жесткости системы, которая колеблется;

вибродемпферование -- снижение вибрации за счет силы трения демпферного устройства, тоесть перевод колебательной энергии в тепловую;

динамическое гашение -- введение в колебательную систему дополнительной массы или увеличение жесткости системы;

виброизоляция -- введение в колебательную систему дополнительной упругой связи с целью ослабления передачи вибраций смежному элементу, конструкции или рабочему месту;

использование индивидуальных средств защиты.

Снижение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем уменьшения силы, которая вызывает колебание. Поэтому еще на стадии проектирования машин и механических устройств следует выбирать кинематические схемы, в которых динамические процессы, вызванные ударами и ускорением, были бы исключены или снижены.

Регулировка режима резонанса. Для ослабления вибраций существенное значение имеет предотвращение резонансных режимов работы с целью исключения резонанса с частотой принуждающей силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов определяются расчетным методом по известным значениям массы и жесткости или же экспериментально на стендах.

Вибродемпферование. Этот метод снижения вибрации реализуется путем превращения энергии механических колебаний колебательной системы в тепловую энергию. Увеличение расхода энергии в системе осуществляется за счет использования конструктивных материалов с большим внутренним трением: пластмасс, металлорезины, сплавов марганца и меди, никелетитанових сплавов, нанесения на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, которые имеют большие, потери на внутреннее трение. Наибольший эффект при использовании вибродемпферных покрытий достигается в области резонансных частот, поскольку при резонансе значение влияния сил трения на уменьшение амплитуды возрастает.

Виброгашение, Для динамического гашения колебаний используются динамические виброгасители: пружинные, маятниковые, эксцентриковые гидравлические. Недостатком динамического гасителя является то, что он действует только при определенной частоте, которая отвечает его резонансному режиму колебаний.

Динамическое виброгашение достигается также установлением агрегата на массивном фундаменте.

Виброизоляция состоит в снижении передачи колебаний от источника возбуждения к объекту, который защищается, путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи. Эта связь предотвращает передачу энергии от колеблющегося агрегата к основе или от колебательной основы к человеку или к конструкциям, которые защищаются.

Средства индивидуальной зашиты от вибрации применяют в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног -- специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела -- нагрудники, пояса, специальные костюмы.

4. Шум, ультразвук, инфразвук

Шум как гигиенический фактор -- это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение.

Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер.

Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или на территориях предприятий, который возникает во время производственного процесса.

Следствием вредного действия производственного шума могут быть профессиональные заболевания, повышение общей заболеваемости, снижение работоспособности, повышение степени риска травм и несчастных случаев, связанных с нарушением восприятия предупредительных сигналов, нарушение слухового контроля функционирования технологического оборудования, снижение производительности труда.

По характеру нарушения физиологических функций шум разделяется на такой, который мешает (препятствует языковой связи), раздражающий (вызывает нервное напряжение и вследствие этого -- снижения работоспособности, общее переутомление), вредный (нарушает физиологические функции на длительный период и вызывает развитие хронических заболеваний, которые непосредственно связаны со слуховым восприятием: ухудшение слуха, гипертония, туберкулез, язва желудка), травмирующий (резко нарушает физиологические функции организма человека).

Характер производственного шума зависит от вида его источников. Механический шум возникает в результате работы различных механизмов с неуравновешенными массами вследствие их вибрации, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей сборочных единиц или конструкций в целом. Аэродинамический шум образуется при движении воздуха по трубопроводам, вентиляционным системам или вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах. Шум электромагнитного происхождения возникает вследствие колебаний элементов электромеханических устройств (ротора, статора, сердечника, трансформатора и т. д.) под влиянием переменных магнитных полей. Гидродинамический шум возникает вследствие процессов, которые происходят в жидкостях (гидравлические удары, кавитация, турбулентность потока и т.д.).

Шум как физическое явление -- это колебание упругой среды. Он характеризуется звуковым давлением как функцией частоты и времени. С физиологической точки зрения шум определяется как ощущение, которое воспринимается органами слуха во время действия на них звуковых волн в диапазоне частот 16--20 000 Гц.

Звук, который распространяется в воздушной среде, называется воздушным звуком, в твердых телах -- структурным. Часть воздуха, охваченная колебательным процессом, называется звуковым полем. Свободным называется звуковое поле, в котором звуковые волны распространяются свободно, без препятствий (открытое .пространство, акустические условия в специальной заглушенной камере, облицованной звукопоглощающим материалом).

Диффузным называется звуковое поле, в котором звуковые волны поступают в каждую точку пространства с одинаковой вероятностью со всех сторон (встречается в помещениях, внутренние поверхности которых имеют высокие коэффициенты отражения звука).

В реальных условиях (помещение или территория предприятия) структура звукового поля может быть качественно близкой (или промежуточной) к предельным значениям свободного или диффузного звукового поля.

Воздушный звук распространяется в виде продольных волн, то есть волн, в которых колебания частичек воздуха совпадают с направлением движения звуковой волны. Наиболее распространена форма продольных звуковых колебаний -- сферическая волна. Ее излучает равномерно во все стороны источник звука, размеры которого малы по сравнению с длиной волны.

Структурный звук распространяется в виде продольных и поперечных волн. Поперечные волны отличаются от продольных тем, что колебания в них происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.

Болевой порог -- это максимальное звуковое давление, которое воспринимается ухом как звук. Давление свыше болевого порога может вызывать повреждение органов слуха. При частоте 1000 Гц в качестве болевого порога принято звуковое давление Р = 20 Н/м2.

Для более полной характеристики источников шума введено понятие звуковой энергии, которая излучается источниками шума в окружающую среду за единицу времени.

Величина потока звуковой энергии, которая проходит в течение 1 с через площадь 1 м2 перпендикулярно к направлению распространения звуковой волны, является мерой интенсивности звука или силы звука.

Силой звука характеризуется громкость. Чем больше поток энергии, который излучается источником звука, тем выше громкость.

Шумовые характеристики источников шума определяются в соответствии с ГОСТ 12.1.003-86. ССБТ „Шум, общие требования безопасности".

Действие шума на организм человека

Область слышимых звуков ограничивается не только определенными частотами (20--20 000 Гц), но и определенными предельными значениями звуковых давлений и их уровней. Уместно напомнить, что логарифмическая шкала уровней звукового давления построена таким образом, что пороговое значение звукового давления рд соответствует порогу слышимости (1 = 0 дБ) только на частоте 1000 Гц, принятой в качестве стандартной частоты сравнения в акустике. Порог слышимости различен для звуков разной частоты. Если в диапазоне частот 800-- 4000 Гц величина порога слышимости минимальна, то по мере удаления от этой области вверх и вниз по частотной шкале его величина растет; особенно заметно увеличения порога слышимости на низких частотах. По этой причине высокочастотные звуки более неприятны для человека, чем низкочастотные (при одинаковых уровнях звукового давления).

В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека шум может оказывать на него различное действие.

Шум, даже когда он невелик (при уровне 50--60 дБА), создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью. Слабый шум различно влияет на людей. Причиной этого могут быть: возраст, состояние здоровья, вид труда, физическое и душевное состояние человека в момент действия шума и другие факторы. Степень вредности какого-либо шума зависит также от того, насколько он отличается от привычного шума. Неприятное воздействие шума зависит и от индивидуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний шум может вызвать сильный раздражающий эффект.

Известно, что ряд таких серьезных заболеваний, как гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, в ряде случаев желудочно-кишечные и кожные заболевания, связаны с перенапряжением нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а часто и к заболеваниям. В этой связи необходимо отметить, что шум в 30--40 дБА в ночное время может явиться серьезным беспокоящим фактором. С увеличением уровней до 70 дБА и выше шум может оказывать определенное физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме.

Под воздействием шума, превышающего 85--90 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.

Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушается процесс пищеварения, происходят изменения объема внутренних органов.

Воздействуя на кору головного мозга, шум оказывает раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и замедляет психические реакции. По этим причинам сильный шум в условиях производства может способствовать возникновению травматизма, так как на фоне этого шума не слышно сигналов транспорта, автопогрузчиков и других машин.

Эти вредные последствия шума выражены тем больше, чем сильнее шум и чем продолжительнее его действие.

Таким образом, шум вызывает нежелательную реакцию всего организма человека. Патологические изменения, возникшие под влиянием шума, рассматривают как шумовую болезнь.

Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20--30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях передача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на человека.

При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.

Методы и средства защиты от шума

Средства защиты от шума подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Борьба с шумом в источнике его возникновения -- наиболее действенный способ борьбы с шумом. Создаются малошумные механические передачи, разрабатываются способы снижения шума в подшипниковых узлах, вентиляторах.

Архитектурно-планировочный аспект коллективной защиты от шума связан с необходимостью учета требований шумозащиты в проектах планирования и застройки городов и микрорайонов. Предполагается снижение уровня шума путем использования экранов, территориальных разрывов, шумозащитных конструкций, зонирования и районирования источников и объектов защиты, защитных полос озеленения.

Организационно-технические средства защиты от шума связаны с изучением процессов шумообразования промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д.

Акустические средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители шума.

Снижение шума звукоизоляцией. Суть этого метода заключается в том, что шумоизлучающий объект или несколько наиболее шумных объектов располагаются отдельно, изолировано от основного, менее шумного помещения звукоизолированной стеной или перегородкой.

Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной энергии в теплоту вследствие потерь на трение в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Акустическая обработка помещения предусматривает покрытие потолка и верхней части стен звукопоглощающим материалом. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБА.

Глушители шума применяются в основном для снижения шума различных аэродинамических установок и устройств,

В практике борьбы с шумом используют глушители различных конструкций, выбор которых зависит от конкретных условий каждой установки, спектра шума и требуемой степени снижения шума.

Глушители разделяются на абсорбционные, реактивные и комбинированные. Абсорбционные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Нормирование шумов

В Украине и в международной организации по стандартизации применяется принцип нормирования шума на основании предельных спектров (предельно допустимых уровней звукового давления) в октавных полосах частот.

Предельные величины шума на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12.1.003-86. В нем заложен принцип установления определенных параметров шума, исходя из классификации помещений по их использованию для трудовой деятельности различных видов.

Инфразвук

Инфразвук -- это колебание в воздухе, в жидкой или твердой средах с частотой меньше 16 Гц.

Инфразвук человек не слышит, однако ощущает; он оказывает разрушительное действие на организм человека. Высокий уровень инфразвука вызывает нарушение функции вестибулярного аппарата, предопределяя головокружение, головную боль. Снижается внимание, работоспособность. Возникает чувство страха, общее недомогание. Существует мнение, что инфразвук сильно влияет на психику людей.

Все механизмы, которые работают при частотах вращения меньше 20 об/с, излучают инфразвук. При движении автомобиля со скоростью более 100 км/час он является источником инфразвука, который возникает за счет срыва воздушного потока с его поверхности. В машиностроительной отрасли инфразвук возникает при работе вентиляторов, компрессоров, двигателей внутреннего сгорания, дизельных двигателей.

Согласно действующим нормативным документам уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами

2, 4, 8, 16, Гц должен быть не больше 105 дБ, а для полос с частотой 32 Гц -- не более 102 дБ. Благодаря большой длине инфразвук распространяется в атмосфере на большие расстояния. Практически невозможно остановить инфразвук при помощи строительных конструкций на пути его распространения. Неэффективны также средства индивидуальной зашиты. Действенным средством защиты является снижение уровня инфразвука в источнике его образования. Среди таких мероприятий можно выделить следующие:

увеличение частот вращения валов до 20 и больше оборотов в секунду;

повышение жесткости колеблющихся конструкций больших размеров;

устранение низкочастотных вибраций;

внесение конструктивных изменений в строение источников, что позволяет перейти из области инфразвуковых колебаний в область звуковых; в этом случае их снижение может быть достигнуто применением звукоизоляции и звукопоглощения.

Ультразвук

Ультразвук широко используется во многих отраслях промышленности. Источниками ультразвука являются генераторы, которые работают в диапазоне частот от 12 до 22 кГц для очистки отливок, в аппаратах для очистки газов. В гальванических цехах ультразвук возникает во время работы травильных и обезжиривающих ванн. Его влияние наблюдается на расстоянии 25--50 м от оборудования. При загрузке и выгрузке деталей имеет место контактное влияние ультразвука.

Ультразвуковые генераторы используются также при плазменной и диффузионной сварке, резке металлов, при напылении металлов.

Ультразвук высокой интенсивности возникает во время удаления загрязнений, при химическом травлении, обдувке струей сжатого воздуха при очистке деталей, при сборке.

Ультразвук вызывает функциональные нарушения нервной системы, головную боль, изменения кровяного давления, состава и свойств крови, предопределяет потерю слуховой чувствительности, повышает утомляемость.

Ультразвук влияет на человека через воздух, а также через жидкую и твердую среды.

Ультразвуковые колебания распространяются во всех упомянутых выше средах с частотой более -16 000 Гц.

Для защиты от ультразвука, который передается через воздух, применяется метод звукоизоляции. Звукоизоляция эффективна в области высоких частот. Между оборудованием и работниками можно устанавливать экраны. Ультразвуковые установки можно располагать в специальных помещениях. Эффективным средством защиты является использование кабин с дистанционным управлением, расположение оборудования в звукоизолированных укрытиях. Для укрытий используют сталь, дюралюминий, оргстекло, текстолит, другие звукопоглощающие материалы.

Звукоизолирующие кожухи на ультразвуковом оборудовании должны иметь блокировочную систему, которая выключает преобразователи при нарушении герметичности кожуха.

Ионизирующие излучения

Источниками ионизирующих излучений в промышленности являются установки рентгеноструктурного анализа, высоковольтные електровакуумные системы, радиационные дефектоскопы, толщиномеры, плотномеры и др.

К ионизирующим относятся корпускулярные излучения, которые состоят из частичек с массой покоя, которая отличается от ноля (альфа-, бета-частички, нейтроны) и электромагнитные излучения (рентгеновское и гамма-излучение), которые при взаимодействии с веществами могут образовывать в них ионы.

Альфа-излучение -- это поток ядер гелия, который излучается веществом при радиоактивном распаде ядер с энергией, которая не превышает нескольких мегаэлектровольт (МеВ). Эти частички имеют высокую ионизирующую и низкую проникающую способность.

Бета-частички -- это поток электронов и протонов. Проникающая способность (2,5 см в живых тканях и в воздухе -- до 18 м) бета-частичек выше, а ионизирующая -- ниже, чем у альфа-частичек.

Нейтроны вызывают ионизацию веществ и вторичное излучение, которое состоит из заряженных частичек и гамма-квантов. Проникающая способность зависит от энергии и от состава веществ, которые взаимодействуют.

Гамма-излучение -- это электромагнитное (фотонное) излучение с большой проникающей и малой ионизирующей способностью с энергией 0,001 3 МеВ.

Рентгеновское излучение -- излучение, возникающее в среде, которая окружает источник бета-излучения, в ускорителях электронов и является совокупностью тормозного и характерного излучений, энергия фотонов которых не превышает 1 МеВ. Характерным называют фотонное излучение с дискретным спектром, который возникает при изменении энергетического состояния атома. Тормозное излучение -- это фотонное излучение с непрерывным спектром, которое возникает при изменении кинетической энергии заряженных частичек. Активность А радиоактивного вещества -- это количество спонтанных ядерных превращений в этом веществе за малый промежуток времени, разделенное на этот промежуток:

Влияние ионизирующих излучений на организм человека

Степень биологического влияния ионизирующего излучения зависит от поглощения живой тканью энергии и ионизации молекул, которая возникает при этом.

Во время ионизации в организме возникает возбуждение молекул клеток. Это предопределяет разрыв молекулярных связей и образование новых химических связей, несвойственных здоровой ткани. Под влиянием ионизирующего излучения в организме нарушаются функции кровотворних органов, растет хрупкость и проницаемость сосудов, нарушается деятельность желудочно-кишечного тракта, снижается сопротивляемость организма, он истощается. Нормальные клетки перерождаются в злокачественные, возникают лейкоз, лучевая болезнь.

Одноразовое облучение дозой 25--50 бер предопределяет необратимые изменения крови. При 80--120 бер появляются начальные признаки лучевой болезни. Острая лучевая болезнь возникает при дозе облучения 270--300 бер.

Облучение может быть внутренним, при проникновении радиоактивного изотопа внутрь организма, и внешним; общим (облучение всего организма) и местным; хроническим (при действии в течение длительного времени) и острым (одноразовое, кратковременное влияние).

Защита от ионизирующих излучений

Защита от ионизирующих излучений может осуществляться путем использования следующих принципов:

использование источников с минимальным излучением путем перехода на менее активные источники, уменьшение количества изотопа;

сокращение времени работы с источником ионизирующего излучения;

отдаление рабочего места от источника ионизирующего излучения;

экранирование источника ионизирующего излучения. Экраны могут быть передвижные или стационарные, предназначенные для поглощения или ослабления ионизирующего, излучения. Экранами могут служить стенки контейнеров для перевозки радиоактивных изотопов, стенки сейфов для их хранения.

Электромагнитные поля и излучения

Классификация электромагнитных полей и излучений

Биосфера на протяжении всей эволюции находилась под влиянием электромагнитных полей, так называемого фонового излучения, вызванного естественными причинами. В процессе индустриализации человечество прибавило к этому целый ряд факторов, усилив фоновое излучение. В связи с этим ЭМП антропогенного происхождения начали значительно превышать естественный фон и теперь превратились в опасный экологический фактор.

Применение радиотехнических приборов и систем, новых технологических процессов, использование которых приводит к излучению электромагнитной энергии в окружающую среду создает ряд трудностей, связанных с отрицательным воздействием электромагнитных излучений на организм человека. Под влиянием ЭМП происходит перегрев организма, наблюдается отрицательное влияние на центральную нервную систему, эндокринную, обмена веществ, сердечно-сосудистую, на зрение. Повышается утомляемость, артериальное давление, нарушается устойчивость влияния.

6.2. Влияние ЭМП на организм человека

Под влиянием ЭМП и излучений наблюдаются: общая слабость, повышеная усталость, потливость, сонливость, а также расстройство сна, головная боль, боль сердца. Появляется раздражение, потеря внимания, растет длительность речедвигательной и зрительномоторной реакций, повышается граница обонятельной чувствительности. Возникает ряд симптомов, которые являются свидетельством нарушения работы отдельных органов -- желудка, печени, селезенки, поджелудочной и других желез. Угнетаются пищевой и половой рефлексы.

Регистрируются изменения артериального давления, частота сердечного ритма, форма электрокардиограммы. Это свидетельствует о нарушении деятельности сердечно-сосудистой системы. Фиксируются изменения показателей белкового и углеводного обмена, увеличивается содержание азота в крови и моче, снижается концентрация альбумина и растет содержимое глобулина, увеличивается количество лейкоцитов, тромбоцитов, возникают и другие изменения состава крови.

Одним из серьезных эффектов, обусловленных СВЧ облучениям, есть повреждение органов зрения. На низких частотах такие эффекты не наблюдаются и поэтому их нужно считать специфическими для СВЧ диапазона.

Степень поражения зависит в основном от интенсивности и длительности облучения. С ростом частоты, напряженности ЕМП, которая вызывает повреждение зрения, степень поражения уменьшается.

Острое СВЧ облучение вызывает слезотечение, раздражение, сужение зрачков. Потом после короткого (1--2 суток) периода наблюдается ухудшение зрения, которое растет во время повторного облучения, что свидетельствует о кумулятивном характере поражения.

При влиянии излучения наблюдается повреждение роговицы глаз. Но среди всех тканей глаза наибольшей чувствительностью в диапазоне 1--10 ГГц обладает хрусталик.

6.3. Защита от электромагнитных излучений

Для уменьшения влияния ЭМП на персонал и население, которое находится в зоне действия радиоэлектронных средств, следует применять ряд защитных мероприятий. В их число могут входить организационные, инженерно-технические и врачебно-профилактические.

Осуществление организационных и инженерно-технических мероприятий возложено прежде всего на органы санитарного надзора. Вместе с санитарными лабораториями предприятий и учреждений, которые используют источники электромагнитного излучения, они должны принимать меры по гигиенической оценке нового строительства и реконструкции объектов, которые производят и используют радиосредства, а также новых технологических процессов и оборудования с использованием ЭМП, проводить текущий санитарный надзор за объектами, которые используют источники излучения, осуществлять организационно-методическую работу по подготовке специалистов и инженерно-технический надзор.

Еще на стадии проектирования должно быть обеспечено такое взаимное расположение облучающих и облучаемых объектов, которое бы сводило к минимуму .интенсивность облучения людей. Поскольку полностью избежать облучения невозможно, следует уменьшить вероятность проникновения людей в зоны с высокой интенсивностью ЭМП, сократить время их нахождения под облучением. Мощность источников излучения должна быть минимально необходимой.

Исключительно важное значение имеют инженерно-технические методы и средства защиты: коллективный (группа домов, район, населенный пункт), локальный (отдельные здания, помещения) и индивидуальный. Коллективная защита опирается на расчет

распространения радиоволн в условиях конкретного рельефа местности. Экономически целесообразнее использовать естественные экраны -- складки местности, лесонасаждения, нежилые здания. Установив антенну на горе, можно уменьшить интенсивность поля, которое облучает населенний пункт, во много раз. Аналогичный результат дает соответствующая ориентация диаграммы направленности путем увеличения высоты антенны. Но высокая антенна более сложная, более дорогая, менее стойкая. Кроме того, эффективность такой защиты уменьшается с расстоянием.

При защите от излучения с помощью экрана должно учитываться затухание волны при прохождении через экран (например, через лесную полосу). Для экранирования можно использовать растительность. Специальные экраны в виде отражающих и радиопоглощающих щитов дорогие, малоэффективны и используются очень редко.

Локальная защита более эффективна и используется часто. Она базируется на использовании радиозащитных материалов, которые обеспечивают высокое поглощение энергии излучения в материале и отражение от его поверхности. Для экранирования путем отражения используют металлические листы и сетки с хорошей проводимостью. Защиту помещений от внешних излучений можно осуществить путем оклейки стен металлизированными обоями; защиты окон сетками, металлизированными шторами. Облучение в таком помещении сводится к минимуму, а отраженное от экранов излучение перераспределяется в пространстве и попадает на другие объекты.

К инженерно-техническим средствам защиты также принадлежат:

конструктивная возможность работать на сниженной мощности в процессе наладки, регулировки и ремонта;

дистанционное, управление.

Персонал, который обслуживает радиосредства и находится на небольшом расстоянии, следует надежно защитить путем экранирования аппаратуры.

Для этого используют радиопоглощающие материалы как однородного состава, так и композиционные, которые состоят из разнообразных диэлектрических и магнитных веществ. С целью повышения эффективности поглощения поверхность экрана изготавливается шершавой, ребристой или в виде шипов.

Радиопоглощающие материалы могут использоваться для защиты окружающей среды от ЭМП, которая генерируется источником, находящимся в экранированном объекте. Кроме того, радиопоглотителями для защиты от отражения облицовываются стены безэховых камер помещений, где испытываются излучающие устройства.

Для защиты тела используется одежда из металлизированных тканей и радиопоглощающих материалов. Металлизированная ткань состоит из хлопковых или капроновых ниток, спирально обвитых металлической проволокой. Таким образом, эта ткань, как и металлическая сетка (при расстоянии между нитками до 0,5 мм) ослабляет излучение не менее, чем на 20--30 дБ. При сшивании деталей защитной одежды следует обеспечить контакт изолированных проводников. Поэтому электро­герметизация швов проводится электропроводными растворами или клеями.

Глаза защищают специальными очками со стекла с нанесенной на внутреннюю сторону проводящей пленкой двуокиси олова. Резиновая оправа очков имеет запресованную металлическую сетку или обклеена металлизированной тканью. Этими очками излучение НВЧ ослабляется на 20--30 дБ.

Коллективные и индивидуальные средства защиты могут обеспечить длительную безопасную работу персонала на радиообъектах.

Выводы

В данной работе было рассмотрено определение, классификацию производственных вредностей, их влияние на организм работников, а также приведены основные пути защиты человека от производственных вредностей. Я считаю, что важность этой темы велика в настоящее время как никогда ранее и особенно остро стоит сейчас, в период развития малого и среднего бизнеса, т.н. рыночной экономики.

Если на крупных предприятиях (заводах-гигантах и т.п.) существуют целые отделы и службы, занимающиеся организацией охраны труда, то на предприятиях малого и среднего бизнеса ответственность за охрану труда, как правило, ложиться на первого лицо предприятия - директора, который обычно ограничиваются лишь прослушиванием курса лекций при получении свидетельства от региональной службы охраны труда и требования от сотрудников обязательного подписывания журнала по охране труда и техники безопасности.

Как показывает практика, там, где вопросам охраны труда и техники безопасности уделяется должное внимание, там производительность труда значительно выше, меньшие человеческие и временные потери, лучшее состояние здоровья работников, здоровый психологический климат в коллективе и, как итог, высокие финансовые результаты.

10. Основные причины электротравматизма. Виды воздействия электротока на организм. Факторы, влияющие на исход поражения человека электротоком

Широкое использование электрической энергии во всех отраслях промышленности и быта обуславливает значительную опасность поражения человека электрическим током. Анализ показывает, что количество электротравм в промышленности составляет 0,5-1%, однако, очень высокий процент летального исхода - 15-20%, причем, до 80-85% электротравм со смертельным исходом происходит в сетях с напряжением до 1 000 В.

Анализ основных причин электротравматизма в Украине показывает, что 40-45% электротравм связаны с ненадлежащим уровнем эксплуатации оборудования, приводящим к снижению сопротивления изоляции, появлению напряжения на нетоковедущих его частях. Значительное количество электротравм (25-30%) вызывается неудовлетворительной организацией рабочего места и недостаточным инструктированием лиц, работающих на электроустановках, 30-35% эелектротравм обусловлено неудовлетворительной конструкцией и монтажом оборудования: наличием открытых токоведущих частей, недостаточным расстоянием между токоведущими частями и металлическими конструкциями оборудования, отсутствием сигнализации, блокировки и т.д.

В строительстве большое количество машин и механизмов приводится в действие с помощью электрической энергии. Электричество применяется для прогрева замороженного грунта, бетона, при электросварке, для освещения.

Основными причинами , приводящими к травматизму являются:

- неожиданное появление напряжения там, где его в нормальных условиях не должно быть (корпуса электрического оборудования, щиты и пульты управления и т. д.), что случается в результате пробоя или нарушения изоляции проводов, обмоток;

- прикосновение человека к неизолированным токоведущим частям;

- недопустимое приближение к частям тоководов, находящихся под напряжением; при этом через тело человека при пробое изоляции, проходит электрический ток;

- попадание человека в зону короткого замыкания фазы на землю. При этом по поверхности земли происходит образование электрических потенциалов, что создает предпосылки возникновения шагового напряжения.

Прочие причины : несогласованность и ошибочные действия обслуживающего персонала, отсутствие надзора и т. д.

Статистика показывает, что примерно 50% смертельных случаев при поражении электрическим током происходит в результате прикосновения человека непосредственно к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Влияние электрического тока на организм человека

Механизм поражения человека электрическим током чрезвычайно сложен и связан с нарушением биологических, физических, химических процессов в организме человека . При этом возможны необратимые нарушения функциональной деятельности жизненно важных органов человека .

По вызываемым последствиям электротравмы условно делят на местные повреждения органов (повреждение кожи, тканей, связок, костей) и общие (электрические удары), приводящие к нарушению функционирования всего организма . Около 55 % травм - совокупность местных электротравм с электроударом.

Местные электротравмы (явно выраженные): электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия, механические повреждения, электрические ожоги (60-65%), различают тепловой контакт и дуговой.

По степени тяжести различают 4 степени электроожогов:

1-я степень - покраснение кожи;

2-я степень - образование пузырей;

3-я степень - обугливание кожи;

4-я степень - обугливание подкожной клетчатки, мышц, сосудов, нервов, костей.

Характерным для электроожога является воздействие кратковременного высокого напряжения или тока большой силы с разрывом цепи (одернув руку).

Электрические знаки (метки) возникают в местах контакта человека с токоведущими частями (затвердевшие пятна ткани, круглой или элепсообразной формы, серого или бело-желтого цвета) в результате механического или химического воздействия тока на ткани. Ощущения боли вначале нет, оно появляется позже.

Электрометаллизация кожи - проникновение в кожу мельчайших частиц металла за счет оплавления металла в электрической дуге (цвет тканей в результате химического воздействия на кровь зеленый или сине-зеленый). Ощущение, как и при ожоге.

Электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз вследствие излучения электрической дуги (покраснение, боли, возможна слепота)

Механические повреждения - возникают вследствии резких непроизвольных сокращений мышц и нервных окончаний под воздействием электротока . В результате могут происходить разрывы мышечных тканей, кровеносных сосудов, нервных тканей, и даже переломы костей.

Наиболее опасным повреждением является - электрический удар. Он приводит к возникновению шока, параличу мышц двигательной системы, мышц желудка, грудной клетки. Это ведет к нарушению или прекращению деятельности всего организма .

Тело человека состоит из клеток, в которых протекают жизненно важные процессы. При воздействии электрического тока биотоки в организме перестают нормально функционировать либо совсем парализуются, что приводит к летальному исходу . При действии тока одним из опаснейших явлений является фибрилляция сердца - разновременные и разрозненные сокращения отдельных волокон сердечных мышц, в результате чего наступает смерть (число сокращений достигает сотен в минуту).

Возможные последствия поражения зависят от многих факторов :

- параметров электрической цепи (напряжения, сопротивления человеческого тела);

- величины, частоты и рода тока;

- времени воздействия тока на тело человека ;

-пути прохождения тока через тело человека ;

-окружающих условий среды (температура, влажность, атмосферное давление, материал полов и др.);

- индивидуальных особенностей человека (рис. 3.4.1)

Влияние основных параметров электротока на степень поражения человека

Рассмотрим влияние основных параметров на степень поражения человека . Значение напряжения существенно влияет на величину тока поражения . Однако между этими величинами нет пропорциональной зависимости. Это объясняется нелинейностью электрического сопротивления тела человека . Главным элементом, имеющим наибольшее сопротивление организма человека току, является верхний роговой слой кожи. Его сопротивление колеблется от 600 до 200 000 Ом/см2 при сухом и неповрежденном состоянии. Сопротивление потной кожи резко снижается -- в отдельных случаях до 1000 Ом и ниже.

Теория объясняет прохождение тока в подкожную область тела через пот и потовые железы в обход рогового слоя, или уменьшением сопротивления контакта между кожей и электродом. Протекание тока через кожу вызывает ее потение, что со временем приводит к возрастанию тока до опасных пределов.

Сопротивление кожи человека уменьшается с увеличением приложенного напряжения. При напряжении 36В пробой рогового слоя происходит медленно, а при напряжении 380В пробой наступает мгновенно. Увеличение площади соприкосновения существенно уменьшает переходное сопротивление и увеличивает проходимость.

При снятом верхнем слое сопротивление кожи человека снижается до 1000 Ом/см2. Внутренние органы имеют сопротивление в среднем 1000 Ом/см2. Учитывая, что это значение наиболее стабильно, за расчетное сопротивление принимается 1000 Ом/см2, равное внутреннему сопротивлению тела человека .

Влияет и род тока. Так, при частоте переменного тока 60Гц максимально выдерживаемый человеком ток, при котором можно преодолеть сокращение мышц рук, равен 10 мА (0,01 А), в то время как человек сохраняет ту же способность при постоянном токе 50...80 мА (0,05...0,08 А). Постоянный ток напряжением до 250В менее опасен, чем равный ему переменный. Однако с повышением напряжения постоянный ток становится более опасным. Частота тока оказывает влияние на степень поражения человека . Наиболее опасен переменный ток промышленной частоты 50...60 Гц.

Одинаковое воздействие на человека оказывают токи 50...200 Гц--до 10 мА, 1000 Гц-- до 20 мА, 7000 Гц--до 35 мА. Чем дольше человек находится под воздействием тока, тем сильнее последствия поражения .

Международные комиссии предлагали ограничить время действия токовой защиты до 0,03 с для токов до 300 мА и принять следующие численные значения:

Время, с 1 0,7 0,5 0,2

Ток, А 65 75 100 250

На основе исследований и практического опыта можно принять допустимый интервал времени прохождения электрической цепи через тело человека от 0,01 до 2 с.

По последствиям действия на организм человека токи подразделяются на пороговые, отпускающие и удерживающие.

Значения пороговых токов зависят от человека , места соприкосновения с телом человека , напряжения и находятся в пределах от 0,6 до 5 мА (0,005 А), когда человек начинает ощущать протекание тока.

Отпускающими токами считаются такие, при которых человек еще может сам прервать электроцепь, проходящую через его тело. Значение отпускающего переменного тока составляет менее 0,01 А, а постоянного - 0,05...0,07 А.

Удерживающими токами считаются такие, при которых человек не может без помощи извне освободиться, то есть прервать цепь. Здесь мы встречаемся с несоответствием скорости влияния тока и скорости условных рефлексов, когда человек понимает, что он погибает, но понимает это слишком поздно, так как мышцы тела уже парализованы. Значения переменного удерживающего тока находятся в пределах 0,01А, постоянного тока -- более 0,07 А.

Поражение человека не происходит при напряжении 12...16В и силе тока менее 0,01А при благоприятных окружающих условиях, а ток напряжением 36В, который некоторые исследователи считают безопасным, может оказаться смертельным.

Пример. Человек попал под напряжение 36В. Сопротивление человека может быть 400, 800, 1000 Ом.

Как видно, при напряжении 36В при определенных условиях может произойти несчастный случай со смертельным исходом . Следует помнить, что на теле человека есть уязвимые участки с пониженным сопротивлением тканей. И если провод касается уязвимых участков тела, то смерть может наступить при малых напряжениях и токе 10...70 мкА (0,000010--0,000070 А).

Известны случаи со смертельным исходом при напряжении 15-20В. В одном случае обнаружены метки на тыльной стороне кисти и большого пальца.

Западногерманский ученый Ульрих предлагает определить смертельную величину тока с учетом опасных точек расчетным путем:

Условия поражения электрическим током

Электродвигатели строительных машин и механизмов и других различных электроустановок питаются трехфазным током, напряжением 380/200В, а осветительные приборы - однофазным током с напряжением 220/127В.

Ток может подаваться:

- по четырехпроводной сети с изолированной нейтралью;

- по четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью;

- по трехпроводной сети с изолированной нейтралью;

- по трехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью.

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через большое сопротивление, соизмеримое с сопротивлением изоляции фазных проводов.

Сети с изолированной нейтралью применяют в тех случаях, когда имеется возможность контролировать и поддерживать высокий уровень изоляции проводов и когда емкость сети относительно земли незначительна (мало разветвленные сети не подверженные воздействию агрессивной среды, находящихся под постоянным надзором квалифицированного персонала - сети небольших предприятий, передвижных электроустановок и т.д.)

Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству или через малое сопротивление.

Сети с глухозаземленной нетралью применяются при значительной протяженности и разветвленности, когда невозможно обеспечить высокий уровень изоляции (высокая влажность, агрессивность среды и т.д.), невозможно контролировать и поддерживать высокий уровень изоляции, либо когда емкостные токи из-за высокой разветвленности достигают опасных значений для человека (сети крупных промышленных предприятий).

Фазные провода А, В, С называются линейными проводами, напряжение между любыми двумя из них 380В.

1. Самым опасным является прикосновение человека к двум различным фазам, находящимся под напряжением. Человек оказывается включенным на полное линейное напряжение в сети и сила тока, проходящего через человека,

В этом случае при всех напряжениях в сети сила тока Ir>0,01 А, значительно больше удерживающего тока.

При этом в считанные доли, происходит пробой кожного покрова и по телу человека замыкается электрическая цепь. Особо опасно прохождение тока рядом с жизненно важными органами: сердце, грудная клетка, печень и так далее, что может вызвать фибрилляцию сердца, потерю сознания и привести к летальному исходу .

При двухфазном прикосновении ток, проходящий через человека, практически не зависит от режима нейтрали сети. Следовательно, двухфазное прикосновение является одинаково опасным как в сети с изолированной, так и с заземленной нейтралью (при равенстве линейных напряжений этих сетей).

2. При одновременном соприкосновении человека с линейным и нулевым проводом имеет место однофазное включение. Опасность поражения током в этом случае, по сравнению с линейным, в 1,73 меньше и определяется уравнением

Первый и второй случаи еще очень опасны и потому, что ток проходит по кратчайшему пути через руки и жизненно важные органы человека, парализуя их работу. Следует отметить, что прикосновение человека двумя руками к разным проводам происходит редко, чаще одной рукой, т. е. при однофазном включении.

5. При однофазном включении человека в трехфазную сеть с изолированной нейтралью величина тока, проходящего через человека, будет меньше, чем при аналогичном включении в сети с глухозаземленной нейтралью (при исправной сети). Это связано с тем, что добавляется сопротивление изоляции (RA; RB; RC) и емкости (СA; СB; СC) фаз.

Если пренебречь емкостным сопротивлением, т.е. СA = СB = СC = 0, то

В случае заземления нейтрали через человека пройдет меньший ток, т.к. сила тока существенно зависит от состояния изоляции, подбора полов в помещениях, где установлена электроаппаратура, спецобуви и так далее. Например, сухие полы имеют сопротивление до 1 *106 Ом*м.

Не учтение влияния сопротивления пола помещения и обуви может привести к несчастному случаю.

Из сравнения приведенных выше формул видно, что ток, проходящий через человека, при условиях, соответствующих формулам (3.4.3. и (3.4.4), будет меньше, так как при однофазном включении ток не проходит через жизненно важные органы.

Выше рассмотрены условия поражения человека при нормальной работе электросети. В случае аварийных режимов (замыкания корпуса или одной из фаз на землю) ток, которой проходит через тело человека при соприкосновении с исправной фазой определяется

В сетях с глухозаземленной нейтралью срабатывает защита при возникновении короткого замыкания .

Поэтому, можно сделать следующие выводы:

в условиях малой протяженности сети и сохранения постоянного высокого сопротивления изоляции, малой вероятности замыкания на землю (при наличии автоматического контроля изоляции на землю) - сети с изолированной нейтралью менее опасны, чем с глухозаземленной;

в условиях разветвленной сети с глухозаземленной нейтралью большой протяженности, когда нет возможности поддерживать постоянно высокий уровень изоляции сети, а при большом количестве потребителей не исключено возникновение замыкания на корпус - сети с глухозаземленной нейтралью имеют преимущество, заключающееся в отсутствии влияния сопротивления сети относительно земли (активного емкостного) на ток поражения и автоматическом отключении участка с поврежденной изоляцией при замыкании на корпус.

Опасность при замыкании тоководов на землю

Замыканием на землю называется соприкосновение тоководов или частей электроустановок, которые находятся под напряжением с землей (обрыв тоководов, повреждение изоляции электроустановок и т.д.)

В месте контакта токовода (заземления) происходит растекание тока, по поверхности, что создает на поверхности потенциалы различной плотности. Величина потенциала и характер растекания тока на поверхности земли зависит от формы заземлителя, однородности и электропроводности грунта и силы тока. На рис 3.4.5 показано растекание тока в однофазном изотропном грунте через полусферический одиночный заземлитель. Вследствие однородности грунта, изотропный ток растекается равномерно по поверхности. Плотность тока д в точке А на поверхности грунта на расстоянии х от заземлителя определяется как отношение тока заземления на землю к площади поверхности полусферы радиуса х

Данная поверхность является эквипотенциальной поверхностью.

Потенциал точки А равен суммарному падению напряжения от точки А до земли (бесконечно удаленной точки с нулевым потенциалом)

Согласно закона Ома напряженность электрического поля в точке А равна:

Человек, попадая в зону растекания тока и соприкасаясь при этом с токопроводящими частями, оказывается под напряжением прикосновения.

При прохождении человека через зону растекания он подвергается воздействию шагового напряжения.

Напряжение прикосновения. При нахождении человека в зоне растекания (в радиусе 20м, за указанным расстоянием электрический потенциал, практически, равен нулю) и при прикосновении к заземленным корпусам электрооборудования, которые находятся под напряжением, возникает напряжение прикосновения, равное разнице потенциалов точек контакта (между руками и ногами)

При прикосновении рукой с заземленным корпусом потенциал руки равен потенциалу данного корпуса или напряжению замыкания:

Ноги человека при нахождении в точке А имеют потенциал:

Чем далее удалены ноги человека от места замыкания, тем выше напряжение прикосновения.

В общем, виде напряжение прикосновения равно:

Напряжением шага называется разность потенциалов точек земли, отстоящих друг от друга на расстоянии шага человека. Следовательно, человек, не касаясь каких-либо частей электроустановок, может оказаться под напряжением, и ток при этом идет от одной ноги человека к другой. Это происходит потому, что удаленные на разные расстояния от провода точки почвы касаются одновременно ног человека и имеют разные потенциалы

Шаг человека обычно принимается 0,8 м. Анализ формулы (3.4.18) указывает на то, что с удалением от источника тока напряжение шага падает и на расстоянии 20 м практически равно нулю. При больших токах замыкания напряжение шага может достигать значений, опасных для жизни человека. Уменьшить опасность поражения током можно устройством контурного заземления (выравниванием потенциалов). Приближаться к лежащему на земле проводу в радиусе 8 м от места замыкания запрещается. При попадании под напряжение шага человек должен быстро выйти из опасной зоны мелкими шагами, почти не отрывая ног от земли.

Классификация условий работ (помещений) по степени электроопасности

Существует следующая классификация условий работ по степени электробезопасности (ГОСТ 12.-1.013--78);

1. Условия с повышенной опасностью:

- работа в сырых помещениях с влажностью более 75%;

-наличие проводящей пыли;

-наличие токопроводящих оснований (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных);

...