Теоретические основы охраны труда в сельском хозяйстве

где Li - заданный уровень звукового давления в i-й октавной полосе частот, дБ; Lдопi - допустимый уровень шума, дБ (ГОСТ 12.1.003-83, СанП и Н 2.2.4/2.1.8.10-32-2002).

6. Постоянная помещения на частоте 1000 Гц:

В1000 = abh/ 20, мІ.

7. Постоянная помещения в i-й октавной полосе частот:

Всi = В1000мi , мІ,

где мi - частотный множитель, заданный в зависимости от объема помещения в трех диапазонах: V< 200, 200 <V < 500, V> 500 мі.

8. Средний коэффициент звукопоглощения до облицовки:

лсрi = Всi/( Всi + Sв.п.).

9. Добавочное звукопоглощение облицовки:

Лаi = лоблi Sr, мІ,

где лоблi - коэффициент звукопоглощения выбранной облицовки.

10. Звукопоглощение с облицовкой:

А1i = лсрi (Sв.п.- Sr).

11. Средний коэффициент звукопоглощения после облицовки:

л1i = ( А1i + ЛАi)/ Sв.п.

12. Постоянная помещения после облицовки:

В1i =( А1i + ЛАi)/ (1- л1i).

13. Снижение шума, обеспечиваемое облицовкой:

Лli =10 lg(В1i/ Всi).

Если Лli > ЛLтрi, расчет в i-й октавной полосе частот заканчивают и переходят к I + 1-й октавной полосе; если ЛLi< ЛLтрi, Sпi увеличивают на 0,05 мІ: Sп i= Sпi + 0,05 за счет облицовки стен, необлицованная площадь которых уменьшается на 0,05 мІ: Sсi = Sсi - 0,05 мІ. В этом случае осуществляют переход к пункту 9.

Когда площадь стен Sсi исчерпана, предлагается либо изменить облицовку, либо перейти к i + 1 октавной полосе без обеспечения в i - й октаве допустимого уровня шума. При компьютерном расчете исходные данные вводятся в диалоговом режиме на запрос программы.

3.6. Методы расчета виброизоляции рабочих мест

Некоторые виды вибрации неблагоприятно действуют на нервную и сердечно-сосудистую системы, а также на вестибулярный аппарат. Особенно вредна вибрация, частота которой совпадает с собственной резонансной частотой колебаний отдельных органов тела человека. Локальная вибрация поражает нервно-мышечный и опорно-двигательный аппарат и приводит к спазму периферических сосудов, вибрационной болезни. Наблюдаются изменения сердечной деятельности, общее возбуждение или торможение, утомляемость, появление болей, тошноты. В этих случаях вибрации влияют на периферийное кровообращение, слух, зрение.

Снижение вибрации машин и механизмов достигается либо воздействием на источник вибраций переменных сил в конструкции, либо воздействием на колебательную систему, в которой эти силы действуют.

Борьба с вибрацией в источнике возникновения аналогична описанным выше методам борьбы с шумом также в источнике возникновения.

Устранение резонансных режимов осуществляется двумя путями: либо изменением характеристик системы (масса и жесткость), либо установлением нового рабочего режима (отстройка от резонансного значения угловой скорости).

Виброизоляция - уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем уменьшения передачи колебаний этому объекту от источника колебаний. Виброизоляция осуществляется посредствам введения в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибрации от машины - источника колебаний - к основанию или смежным элементам конструкции; эта упругая связь может также использоваться для ослабления передачи вибраций от основания на человека, либо на защищаемый агрегат.

Вибродемпфирование - это уменьшение уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колебательной системы в другие виды энергии. Увеличение потерь энергии в системе может производиться:

а) использованием для конструктивных элементов материалов с большим внутренним трением;

б) нанесением слоя упруго-вязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение;

в) использованием поверхностного трения (например, при колебаниях изгиба двух скрепленных и прилегающих друг к другу пластин);

г) перевод механической энергии колебаний в энергию токов Фуко или электромагнитного поля.

Во всех случаях энергия вибраций непосредственно или после дополнительного превращения переходит в тепловую. Наиболее часто используются первые 2 способа. С точки зрения снижения вибраций наиболее предпочтительным является использование в качестве конструктивных материалов пластмассы, дерева, резины. Так в редукторах используются шестерни из капрона, текстолита и дельта-древесины. Начат выпуск ручного механизированного инструмента в корпусах из полимерных материалов. Это в значительной мере ослабляет воздействие вибраций на руки работающих. Когда применить капроновые материалы в качестве конструктивных не представляется возможным, то для снижения вибраций используются вибродемпфильтрующие покрытия. Листовые мягкие вибродемпфильтрующие покрытия из резины, поролона и др. материалов для изделий со сложной конфигурацией применить затруднительно, поэтому в данном случае используются различные мастичные покрытия.

Виброгашение осуществляется чаще всего путем установки специальных виброгасителей. Виброгасители устанавливаются на вращающихся элементах или крепятся к вибрирующему агрегату и в них возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостатком динамических виброгасителей является то, что они действуют только при определенной частоте, соответствующей их резонансному режиму колебаний, даже незначительные изменения частоты вибраций агрегата резко снижает эффективность действия виброгасителя.

Произведем расчет виброизоляции колеблющегося основания (площадки).

Коэффициент виброизоляции:

м = Ао/бА,

где Ао - допустимая величина амплитуды колебаний; б - коэффициент запаса (б = 2…4).

Частота собственных колебаний площадки, на которой находятся люди и оборудование.

fo = f/v(1/м+1),

где f - частота генерируемых колебаний, Гц.

Суммарная статическая нагрузка на виброизолятор:

Р_ст = Р_пл+ Р_об,

где Р_пл - масса площадки; Р_об - масса оборудования и людей на ней.

Статическая нагрузка на одну пружину виброизолятора:

Р?ст = Рст/ nm,

где n - число виброизоляторов; m - число пружин в одном виброизоляторе.

Расчетная максимальная нагрузка на одну пружину:

Рg = Р?ст + 1,54рІfІАоР?ст/ б10g.

Величина статической осадки виброизоляторов:

Хст = (5/ fo)І.

Упругость пружины виброизолятора:

К = Рg /Хст.

Диаметр проволоки пружины:

D =1,6 v(RРgС1,2/ [ф]), (см),

где С - индекс пружины С =D/d; [ф] - допустимое напряжение на сдвиг для материала пружины; R - поправочный коэффициент, учитывающий кривизну витков пружины и зависящий от индекса пружины:

Средний диаметр пружины: D? = DC.

Число рабочих витков i:

i =GD лmax/8СіРg,

где лmax = 1,2 хст; G - модуль упругости для данной стали.

Высота пружины в свободном состоянии:

ho= D(io + 1) + лmax,

под рабочей нагрузкой h= ho - лmax.

Динамическую характеристику тела человека при воздействии на него локальной или общей вибрации определяют в полосе частот: 5…200 Гц - при действии локальной вибрации; 0,7…200 Гц при действии общей вибрации. Определяют модуль динамической характеристики и (или) ее аргумент для входного механического импеданса при воздействии локальной вибрации, а при воздействии общей вибрации - также для передаточного механического импеданса и для комплексной частотной характеристики (ГОСТ 12.4.094-80).

Модуль динамической характеристики работника при воздействии гармонической вибрации рассчитывают по зависимостям:

для входного импеданса

¦Zвх(jщn)¦= F1n/u1const,

для передаточного импеданса

¦Zпер(jщn)¦=F1n/u2n,

для комплексной частотной характеристики

¦К(jщn)¦= u2n /u1n,

где j = v -1; щn - n-е значение частоты гармонической вибрации, 1/с; u1const - среднеквадратическое значение виброскорости на входе, поддерживаемое постоянным в исследуемой полосе частот, м/с; F - среднеквадратическое значение силы на входе при частоте щn, Н; u2n - среднеквадратическое значение виброскорости, м/с, виброускорения, м/сІ, на выходе при частоте щn; u1n среднеквадратическое значение виброскорости, м/с, виброускорения, м/сІ, на входе при частоте щn.

Аргумент динамической характеристики работника при воздействии гармонической вибрации получают непосредственно в результате измерения сдвига фаз между соответствующими сигналами:

для входного импеданса

arg Zвх(jщ) = ц(щ),

для передаточного импеданса

arg Zпер(jщ) = ц(щ),

для комплексной частотной характеристики

arg К(jщ) = г(щ),

где ц(щ) - сдвиг фаз между силой на входе и виброскоростью на входе; ш(щ) - сдвиг фаз между силой на входе и виброскоростью на выходе; г(щ) - сдвиг фаз между виброскоростью на входе и виброскоростью на выходе.

Модуль динамической характеристики работника при действии случайной стационарной вибрации рассчитывают по зависимостям:

для входного импеданса

¦Zвх(jщ)¦=ЉF1F1(щ)/ Љн1н1(щ),

для передаточного импеданса

¦Zпер(jщ)¦= ЉF1F1(щ)/ Љн2н2(щ),

для комплексной частотной характеристики

¦К(jщ)¦=Љн2н2(щ)/Љн1н1(щ),

где Љн1н1(щ) - оценка спектральной плотности виброскорости на входе при частоте щ, мІ/сІГц; Љн2н2(щ) - оценка спектральной плотности виброскорости на выходе при частоте щ, мІ/сІГц; ЉF1F1(щ) - оценка спектральной плотности силы на входе при частоте щ, НІГц.

Аргумент динамической характеристики работника при воздействии случайной стационарной вибрации рассчитывают по зависимостям:

для входного импеданса

arg Zвх(jщ) = arctg ImЉF1н1(щ)/ ReЉ F1н1(щ),

для передаточного импеданса

arg Zпер(jщ) = arctg ImЉF1н2(щ)/ ReЉ F1н2(щ),

для комплексной частотной mхарактеристики

arg К(jщ) = arctg IЉн1н2(щ)/ ReЉ н1н2 (щ),

где Љ F1н1(щ) - оценка взаимной спектральной плотности силы и виброскорости на входе при частоте щ, Н·м/с·Гц; ЉF1н2(щ) - оценка взаимной спектральной плотности силы на входе и виброскорости на выходе при частоте щ, Н·м/с·Гц; Љ н1н2 - оценка взаимной спектральной плотности виброскоростей на входе и выходе при частоте щ, мІ/сІГц.

Значения динамических характеристик усредняют, вычисляя среднеарифметическое значение результатов. Значения динамических характеристик следует определять с доверительной вероятностью 0,9 и относительным доверительным интервалом ± 0,4.

3.7. Оптимизация производственного освещения

Около 90% всей информации о внешнем мире поступает к нам в мозг через глаза. Хорошее производственное освещение не только улучшает условия зрительной работы, но и оказывает положительное психологическое воздействие, снижает утомляемость, способствует повышению безопасности труда. До 5% травм связывают с недостаточным или нерациональным освещением. При оптимальном освещении производительность труда возрастает до I5%. Колебания освещенности, особенно если они часты и имеют большую амплитуду, каждый раз вызывают переадоптацию глаза и ведут к значительному утомлению. На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени. Наличие резких теней создает неравномерное распределение яркостей в поле зрения, искажает размеры и формы объектов различия, в результате повышается утомление, снижается производительность труда. Особенно вредны движущиеся тени, способствующие увеличению травматизма.

Рациональная световая окраска потолка, стен и производственного оборудования способствует созданию равномерного распределения яркостей в поле зрения. Наибольшая видимость достигается при падении света на рабочую поверхность под углом 60° к ее нормали, а наихудшая -- при 0 ^оС.

Правильную цветопередачу обеспечивает естественное освещение и искусственные источники света со спектральной характеристикой, близкой к солнечной.

В зависимости от спектрального состава свет может оказывать возбуждающее действие и усиливать чувство теплоты (оранжево-красный) или тормозные процессы (сине-фиолетовый), а также действовать успокаивающе (желто-зеленый). Уровень освещенности должен быть достаточным и соответствовать гигиеническим нормам, учитывающим условия зрительной работы.

К качественным показателям освещения относятся коэффициент пульсации освещенности, показатель ослепленности и равномерность распределения яркости в поле зрения.

Коэффициент пульсации освещенности (Кп) - характеристика колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током. Коэффициент пульсации освщенности К (%) определяется по формуле

Кп = (Еmax - Emin)100%/ 2Eср,

где Еmax, Emin, Eср - максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период ее колебания, лк.

Коэффициент пульсации освещенности при освещении помещения газоразрядными лампами, питаемыми переменным током частотой 50 Гц, не должен превышать значений, приведенных в таблице 3.5.

Показатель ослепленности р - характеристика слепящего действия, создаваемого осветительной установкой и определяемая по формуле

Р ? (н1/ н2- 1)1000,

где н1 и н2 - видимость объекта различения при наличии и экранировании блеских источников света в поле зрения.

Показатель ослепленности в производственных помещениях, как правило, не должен превышать 20% для работ I и II разрядов и 40% - для III, IV и VIII разрядов.

Равномерность распределения яркости в поле зрения характеризуется отношением максимальной освещенности к минимальной. Частая адаптация глаз при работе в помещении с большой неравномерностью яркости сильно утомляет зрение.

Отношение максимальной освещенности к минимальной при проектировании общего освещения (независимо от системы освещения) не должно превышать при люминесцентных лампах - 1,5; при лампах накаливания - 2.

Качество освещения также зависит от цветности светового потока и его направленности. Спектральный состав светового потока должен подчеркивать различие рассматриваемого объема и фона.

Расположение технологического оборудования должно выбираться из условий максимального освещения рабочих мест естественным светом.

Естественный (солнечный) свет по своему спектральному составу значительно отличается от света, излучаемого электрическими источниками. В спектре солнечного света гораздо больше необходимых для человека ультрафиолетовых лучей.

Создаваемая в помещениях освещенность при естественном освещении зависит от времени дня, года, метеорологических факторов. Поэтому естественное освещение в отличие от искусственного нельзя задавать количественно величиной освещенности в люксах. В качестве нормируемой для естественного освещения принята относительная величина коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения Ев и к одновременной наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой рассеянным светом всего небосвода

.

Проникающий в помещение через верхние проемы естественный свет распределяется внутри помещений неравномерно. При расположении световых проемов с одной стороны помещения освещенность по мере удаления от проемов уменьшается, двухстороннее расположение оконных проемов улучшает освещенность. Применение комбинированного естественного освещения, т.е. через боковые окна и верхние проемы обеспечивает более равномерное освещение внутри помещения.

При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение KEО в точке, расположенной на расстоянии 1м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности расположенной на высоте 0,8 м от пола.

При двухстороннем боковом освещении нормируется КЕО в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условий рабочей поверхности.

При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО ( е_ср ) в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1м от поверхности стен или перегородок.

.

Величина коэффициента естественной освещенности нормируется с учетом разряда зрительной работы и светового пояса. Беларусь относится к световому поясу с неустойчивым снежным покровом.

Разряд зрительной работы определяется наименьшими размерами объектов (элементов), различаемых глазом в процессе работы (линия на чертеже, риска прибора, нить проволоки и т.д.). Наименьшие размеры объектов различия и соответствующие им разряды зрительной работы устанавливаются при расположении объекта на расстоянии не более 0,5 м от глаз работающего. Если это расстояние больше, то разряд зрительной работы определяется по строительным нормам и правилам (СНБ 2.04.05-98).

В таблице 3.6. приведены нормированные значения КЕО с учетом разрядов зрительной работы.

При боковом естественном освещении суммарная площадь световых проемов может быть определена по эмпирической формуле:

,

где F_n площадь пола помещения, м²; е_н нормированное значение КЕ0; К_з - коэффициент запаса, выбирается по таблицам с учетом запыленности и загазованности помещения.; ₀ световая характеристика окон (принимается в зависимости от длины, глубины и др. показателей помещения); К_зд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями.; общий коэффициент светопропускания; r₁ - коэффициент, учитывающий отражение света.

Число окон определяется исходя из площади выбранного светового проема (F₁)

n = F_o/ F₁.

При верхнем и комбинированном естественном освещении методика расчета площади остекления носит подобный характер.

3.8. Методы расчета искусственного освещения

Для общего освещения помещений основного производственного назначения применяют, как правило, газоразрядные лампы низкого и высокого давления (в помещениях содержания животных, птиц и зверей ? газоразрядные лампы низкого давления); применение ламп накаливания в таких помещениях допускается в случае невозможности использования газоразрядных ламп или для технико-экономической целесообразности. Для помещений подсобного назначения применяют лампы накаливания.

Вид системы общего или комбинированного освещения зависит от уровня нормируемой освещенности рабочих поверхностей:

систему общего освещения применяют при нормируемой освещенности рабочей поверхности менее 200 лк, которая может быть выполнена с равномерным или локализованным (неравномерным) размещением светильников;

систему комбинированного освещения применяют при освещенности рабочей поверхности 200 лк и более, при этом освещенность, создаваемую светильниками общего освещения в системе комбинированного, принимают равной 10% нормируемой для комбинированного освещения, но не менее 150 лк и не более 500 лк при газоразрядных лампах и соответственно 50 лк и 100 лк при лампах накаливания. Применение одного местного освещения внутри здания не допускается.

СНБ 2.04.05-98 рекомендуют следующие виды освещения: рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное. В сельскохозяйственных помещениях, где содержатся животные, из рабочего общего освещения выделяют 10%, а в родильных отделениях 15% светильников на дежурное освещение, которые распределяют равномерно по проходам.

Рабочее освещение предусматривают для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение (в помещениях и на местах производства наружных работ) предусматривают, если отключение рабочего освещения может вызвать:

взрыв, пожар, отравление людей;

длительное нарушение технологического процесса;

нарушение работы объектов, в которых недопустимо прекращение работ;

нарушение обслуживания больных в операционных блоках, кабинетах неотложной помощи, в приемных пунктах лечебных учреждений, в родильных отделениях больниц;

-- нарушение режима работы детских учреждений.

Наименьшую освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении принимают равной 5% освещенности, нормируемой для общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий. Освещенность аварийного освещения внутри зданий более 30 лк - для газоразрядных ламп и более 10 лк для ламп накаливания применяют при наличии соответствующих обоснований.

Эвакуационное освещение в помещениях или местах производства работ вне зданий предусматривают:

в местах, опасных для прохода людей;

в проходах на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 человек;

по основным проходам производственных помещений, в которых работает более 50 человек;

на лестничных клетках жилых домов высотой более 5 этажей;

в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где их выход из помещения при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования;

в помещениях общественных зданий, а также вспомогательных зданий промышленных предприятий, если в помещении могут одновременно находиться более 100 человек.

Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк - на открытых территориях.

Охранное освещение предусматривают вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время (при отсутствии специальных технических средств охраны). Освещенность при этом принимают равной 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной плоскости или на уровне 0,5 м от земли на одной стороне вертикальной плоскости, перпендикулярной линии границы.

Расчет осветительных установок методом удельной мощности применяют для приближенного расчета в помещениях, к освещению которых не предъявляют особых требований и в которых отсутствуют существенные затенения рабочих поверхностей, например, во вспомогательных и складских помещениях, кладовых, коридорах и т.п.

В основе расчета лежат формулы:

точечные излучатели

Рр = РудSз/ N?nc,

линейные излучатели -

N? = РудSз/ Рлnc,

где Рр - расчетное значение мощности лампы, Вт; Руд - расчетное значение удельной мощности. Вт/мІ; S - площадь освещаемого помещения, м²; N? суммарное количество светильников в помещении (округляют в сторону уменьшения), шт; Рл - мощность лампы в светильнике, Вт; з условный КПД светильника; nc - количество ламп в светильнике, шт.

Расчетное значение удельной мощности:

лампы накаливания

Руд = Р^тудК1К2К3Ен/ 100,

газоразрядные лампы -

Руд = Р^тудК1К2Ен/ 100,

где Р^туд табличное значение удельной мощности, определяют по кривой силы света светильника, расчетной высоте подвеса и площади помещения (для удлиненных помещений, когда А > 2,5 В, табличную удельную мощность находят для условной площади 2В²); К1 коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному значению43; К2 коэффициент приведения коэффициентов отражения поверхностей помещения к табличному значению 43; К3 - коэффициент приведения напряжения питания ламп накаливания к табличному значению (для пересчета с Uн = 127 В на Uн = 220 В принимают К3 = 0,86); Ен - нормируемое значение освещенности помещения, лк (СНБ 2.04.05-98).

Расчет ведут в следующей последовательности.

Точечные излучатели. По расчетной мощности Рр выбирают подходящую лампу, соблюдая условия:

0,9 Рр ? Рл ?1,2 Рр,

Рл ? Рсвет,

где Рсвет допустимая мощность лампы в светильнике, Вт.

Линейные излучатели. Число светильников в ряду

N1= N?/ N2,

где N2 число рядов. Число N1 округляют в сторону увеличения.

Определяют расстояние между светильниками в ряду:

lр = (А - 2lА - N1lс)/ ( N1 -1),

где А длина помещения, вдоль которого установлены ряды светильников, м; lА расстояние от крайнего светильника в ряду до стены, м; lс -- длина светильника, м. Проверяют расположение светильников в ряду:

0 ? lр ? 1,5Lґв,

где Lґв - расстояние между рядами светильников, м.

Расчет осветительных установок методом коэффициента использования светового потока применяют при расчете общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей в помещениях, в которых отсутствуют крупные затеняющие предметы. Основная расчетная формула по этому методу:

Фр = Ен Кз Sz/ nc N? з,

где Фр расчетный световой поток лампы,лм; Ен - нормируемая освещенность, лк; Кз - коэффициент запаса 43; S площадь освещаемого помещения, м²; z -- коэффициент минимальной освещенности (отношение средней освещенности к минимальной); nc - число ламп в светильнике, шт; N? общее число светильников в помещении, шт; з коэффициент использования светового потока, в долях единицы.

Эту формулу используют для расчета освещения от светильников с лампами накаливания и ДРЛ, когда до расчета известно число светильников, но неизвестна мощность ламп. Световой поток Фр сопоставляют со световым потоком выпускаемых промышленностью ламп Фд и выбирают лампу. При этом световой поток лампы не должен отличаться от расчетного более чем на 10%.+ 20%, т.е.

0,9 Фр ? Фл ? 1,2 Фр.

Если невозможно выбрать лампу, соответствующую условию, то изменяют число светильников в помещении так, чтобы расстояние между ними мало отличалось от светотехнически наивыгоднейшего расстояния лсНр. Изменения ведут в сторону увеличения расстояния и уменьшения числа светильников N?. При расчете освещения от светильников с люминесцентными лампами известными величинами являются мощность, число и световой поток ламп в светильнике, а также число рядов светильников. Неизвестные величины -- число светильников в помещении и в одном ряду.

Общее число светильников в помещении

N? = Ен Кз Sz / nc з Ф_л.

Число светильников в ряду N1 округляют в большую сторону.

В вышеприведенных формулах неизвестны коэффициент использования светового потока з и коэффициент минимальной освещенности z. Коэффициент использования светового потока з зависит от многих факторов, характеризующих помещение, светильник и высоту его подвеса:

з = з1зн + з2 зв,

где з1 коэффициент использования светового потока, направленного в нижнюю полусферу; зн и зв КПД реального светильника в нижнюю и верхнюю полусферы пространства; з2 коэффициент использования светового потока, направленного в верхнюю полусферу.

Справочные таблицы 52 для определения коэффициента использования светового потока содержат индекс помещения i и коэффициенты отражения потолка рп, стен рс и рабочей поверхности рр.

Индекс помещения

i =АВ/Нр(А+В),

где А и В - длина и ширина помещения, м.

В случае, когда расчетное значение i > 5, коэффициент использования светового потока приближенно определяют по справочным таблицам 52, приняв i = 5.

Коэффициенты отражения рп, рс, рр определяют по таблице 43.

Коэффициент минимальной освещенности введен для того, чтобы обеспечить нормируемую освещенность в любой точке помещения. Для светильников с лампами накаливания и ДРИ z = 1,15, с люминесцентными лампами z = 1,1, для всех светильников отраженного света z= 1,0.

Расчет осветительных установок точечным методом применяют при расчете общего равномерного и локализованного освещения, местного освещения, освещения вертикальных и наклонных к горизонту плоскостей, наружного освещения. Последовательность расчета следующая. На плане помещения помечают контрольные точки -- точки с минимальной освещенностью. Затем вычисляют значения условной освещенности в контрольных точках ?е.

Для круглосимметричных точечных излучателей:

?е =Iб1cosіб1/ HІp1 + Iб2cosі б2/ HІp2 + … + Iбi cosі бi/ HІpi,

где Iбi - условная сила света i-го светильника в направлении контрольной точки в зависимости от угла бi между вертикальной осью симметрии и линией соединяющей его световой центр с освещаемой точкой, кд; Hpi - расчетная высота подвеса светильника, м.

Определяют расчетный световой поток источников света:

Фр = 1000ЕнКз/ зн м?e ,

где Ен нормированная освещенность рабочей поверхности (СНБ 2.04.05-98), лк; м =1,1…1,2 коэффициент добавочной освещенности, учитывающий световой поток удаленных светильников и отраженный на освещаемую поверхность; зн коэффициент полезного действия светильника в нижнюю полусферу; Кз -- коэффициент запаса.

По расчетному потоку подбирают лампу, световой поток которой Фл должен находиться в пределах

0,9 Фр ? Фл ?1,2 Фр.

Проверяют возможность установки лампы в светильник.

Освещение больших открытых пространств при невозможности или нежелательности установки опор выполняют прожекторами ПЗС, ПСМ, ПЗР, ПЗМ, ПКН, ПФР, ПФС и др.

Основными координатами, определяющими положение прожектора в пространстве, являются высота установки Нр, угол наклона И его оптической оси к горизонту и угол между проекцией оптической оси и условным направлением начала отсчета (азимут).

Наименьшую высоту установки прожектора, согласно условию максимального ограничения слепящего действия, определяют по формуле:

Нр = v(Imax/ M),

где Imax - осевая сила света прожектора, кд; Нр ? расчетная высота установки прожектора, м; М - число, зависящее от нормированной освещенности (табл. 3.7.).

При изменении угла наклона прожектора значительно изменяются освещенность, форма и площадь светового пятна. Угол наклона прожектора, при котором площадь светового пятна, ограниченная кривой заданной освещенности изолюксой, имеет максимальное значение при наименьшей установленной мощности источника, называют наивыгоднейшим.

Освещенность зависит от количества световых пятен прожекторов, накладываемых на рабочую поверхность, При однослойной компоновке освещенность изолюксы определяют по формуле:

е = Eн Кз/ 2,

где Eн -- нормируемая освещенность рабочей поверхности; Кз коэффициент запаса, равный 1,5.

В случае, когда на рабочую поверхность направляют два или несколько световых пятен прожекторов, условная освещенность изолюкс

е = Eн Кз/(2n + 1),

где п -- число наложенных друг на друга световых пятен.

Иногда, для предварительного приближенного определения мощности прожекторной установки, расчет ведут по методу удельной мощности. Удельную мощность прожекторного освещения Руд, Втм?І определяют по формуле

Руд = mEн Кз,

где m - коэффициент, определяемый по табл. 3.8. в зависимости от нормированной освещенности, типа прожектора и источника света.

Необходимое число прожекторов

N= Руд Sn/ Рл ,

где Рл мощность лампы в прожекторе, Вт; S -- площадь освещаемой поверхности, мІ; п - число слоев компоновки изолюкс.

При освещении открытых узких полос (улиц, проходов, дорог и др.) применяют светильники наружного освещения с лампами накаливания и газоразрядными лампам низкого и высокого давления.

4. Исследование эффективности мер защиты от поражения электрическим током на объектах АПК

4.1 Анализ режимов и условий опасности поражения электрическим током

Все случаи поражения человека током в результате электрического удара являются следствием прикосновения человека не менее чем к двум точкам электрической цепи, между которыми существует некоторое напряжение. Опасность такого прикосновения, оцениваемая, как известно, значением тока, проходящего через тело человека Ih, или напряжением, под которым оказывается человек, т. е. напряжением прикосновения Uпр, зависит от ряда факторов: схемы включения человека в электрическую цепь, от напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, а также от значения емкости токоведущих частей относительно земли и т.п.

Таким образом, указанная опасность не является однозначной: в одних случаях включение человека в цепь будет сопровождаться прохождением через него малых токов и окажется неопасным, в других токи могут достигать больших значений, способных вызвать смертельное поражение человека.

Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными. Однако наиболее характерными являются две схемы включения: между двумя фазами электрической сети и между одной фазой и землей.

Разумеется, во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землей. Такая связь может быть обусловлена несовершенством изоляции проводов относительно земли, наличием емкости между проводами и землей и, наконец, заземлением нейтрали источника тока, питающего данную сеть.

Применительно к сетям переменного тока первая схема соответствует двухфазному прикосновению, а вторая однофазному.

Двухфазное прикосновение, как правило, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение - линейное, а ток, проходящий через человека, оказываясь независимым от схемы сети, режима ее нейтрали и других факторов, имеет наибольшее значение, А,

Ih = Uл/ Rh = Uф v3/ Rh,

где Uл = Uфv3 линейное напряжение, В; Uф фазное напряжение, В; Rh сопротивление тела человека, Ом.

Случаи двухфазного прикосновения происходят очень редко. Они являются, как правило, результатом работы под напряжением в электроустановках до 1000 В на щитах, сборках, на воздушных линиях (например, при замене сгоревшего предохранителя на вводе в здание) и т.п.; применения неисправных индивидуальных защитных средств диэлектрических перчаток с проколами или разрывами резины, монтерского инструмента с поврежденной изоляцией рукояток и пр.; эксплуатации оборудования с неогражденными голыми токоведущими частями (открытые рубильники, поврежденные штепсельные розетки, провод с поврежденной изоляцией, незащищенные зажимы сварочных трансформаторов и т.п.).

Однофазное прикосновение является, как правило, менее опасным, чем двухфазное, поскольку ток, проходя через человека, ограничивается влиянием многих факторов. Однако однофазное прикосновение возникает во много раз чаще, поэтому рассмотрим эту ситуацию. В целях упрощения принимаем, что тело человека обладает лишь активным сопротивлением Rh, а сопротивление растеканию ног человека Rос = 0. Сеть четырехпроводная трехфазная с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В.

При нормальном режиме работы сети проводимости фазных и нулевого проводов относительно земли по сравнению с проводимостью заземления нейтрали с Yо имеют малые значения и с некоторым допущением могут быть приравнены к нулю, т. е.

Y1 = Y2 = Y3 = Yн = 0.

В этом случае напряжение прикосновения в действительной форме будет, В,

Uпр = UфYо/(Yо + Yh)

или

Uпр = Uф Rh/(Rh + ro),

а ток через человека, А,

Ih = Uф /(Rh + ro).

Согласно требованиям Правил устройства электроустановок сопротивление заземляющего устройства ro не должно превышать 10 Ом; сопротивление же тела человека Rh не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без большой ошибки можно пренебречь значением ro и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением Uф, а ток проходящий через него, равен частному от деления Uф на Rh.

Из этого уравнения вытекает еще один вывод: ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к фазе четырехфазной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы, практически не изменяется с изменением сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли, если сохраняется условие, что полные проводимости проводов относительно земли весьма малы по сравнению с проводимостью заземления нейтрали.

При аварийном режиме, когда одна из фаз сети замкнута на землю через относительно малое активное сопротивление rзм, уравнение имеет следующий вид:

Щпр = Uф (Yзм (1- а) + Yо) / (Yзм + Yо +Yh),

Здесь мы также приняли, что Y₁, Y₂, и Y_h малы по сравнению с Y₀, а Y_з - по сравнению с Y_o и Y_зм, т.е. приравнены нулю.

Выполнив соответствующие преобразования и учтя, что

Y_зм = 1/r_зм; Y_o = 1/r_o и Y_h = 1/R_h,

получим напряжение прикосновения в действительной форме, В,

U_пр = U_фR_h v(rІ_зм+ 3r_зм r_о+ (r_ov3)І)/ (r_змr_о+ R_h(rзм + ro)),

С целью упрощения этого выражения сделаем допущение, что

3r_зм r_о = 2v3 r_змr_о,

В результате получим:

U_пр = U_фR_hv(r_зм + r_ov3)/ (r_змr_о + R_h(rзм + ro)),

Ток через человека будет, А,

Ih = Uф(rзм + rov3)/( rзм ro + Rh(rзм + ro)),

Рассмотрим два характерных случая.

1. Если принять, что сопротивление замыкания провода на землю rзм равно нулю, то уравнение примет вид:

U_пр = U_фv3,

Следовательно, в данном случае человек окажется под воздействием линейного напряжения сети.

2. Если принять равным нулю сопротивление заземления нейтрали ro, то

Uпр = Uф,

т. е. напряжение, под которым окажется человек, будет равно фазному напряжению.

Однако в практических условиях сопротивления rзм и ro всегда больше нуля, поэтому напряжение, под которым оказывается человек, прикоснувшийся в аварийный период к исправному фазному проводу трехфазной сети с заземленной нейтралью, всегда меньше линейного, но больше фазного, т. е.

Uфv3 > Uпр > Uф,

Таким образом, прикосновение человека к исправному фазному проводу сети с заземленной нейтралью в аварийный период более опасно, чем при нормальном режиме.

Кроме того, опасность поражения людей электрическим током зависит от условий эксплуатации, в первую очередь от категории помещения. Они делятся на:

1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

2. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

а) токопроводящей пыли, сырости (с относительной влажностью воздуха 75 % и более);

б) токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.);

в) высокой температуры (35 °С и более);

г) возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и

т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.

3. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

а) особой сырости (влажность около 100%);

б) химически активной или органической среды (способной разрушать изоляцию);

в) одновременно двух или более условий повышенной опасности.

4. Территории размещения наружных электроустановок, которые в отношении опасности поражения людей электрическим током приравниваются к особо опасным помещениям.

Действие электрического тока на живую ткань в отличие от действия других материальных факторов (пар, химические вещества, излучения и т. п.) носит своеобразный и разносторонний характер. В самом деле, проходя через организм человека, электрический ток производит термическое и электролитическое действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; одновременно электрической ток производит и биологическое действие, которое является особым специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.

Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе и крови, что вызывает значительные нарушения их физико-химического состава.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлетрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями.

При прохождении электрического тока непосредственно через мышечную ткань возбуждение, обусловленное раздражающим действием тока, проявляется в виде непроизвольного сокращения мышц. При токе 20 - 25 мА, протекающем между руками или между рукой и ногами, мышцы судорожно сокращаются и человек самостоятельно не может оторваться от электроисточника. У многих при этом нарушаются голосовые связки, и они не могут позвать на помощь.

Наибольшее значение тока, при котором человек не в состоянии самостоятельно освободиться от его действия, называют максимальным неотпускающим током. Чуть меньшее значение тока называют минимальным неотпускающим током (для мужчин это 20 25 мА, для женщин 10 15 мА). Человек в итоге погибает от удушья. При токе около 100 мА и продолжительности воздействия 3 с или более может возникнуть фибрилляция сердца, остановить которую можно только с помощью специального прибора дифибриллятора.

Фибрилляция это разновременное, хаотичное сокращение волокон сердечной мышцы (фибрилл) вместо одновременного их сокращения и расслабления. В этом случае первым отказывает в работе сердце. При большем токе сердце может парализоваться за доли секунды.

4.2. Исследование эффективности зануления электрооборудования

Согласно требованиям ПУЭ в установках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, которые в подавляющем большинстве используются в сельском хозяйстве и в промышленности, основной мерой защиты является зануление.

Для зануления в первую очередь используют РЕN-проводники. К ним с помощью РЕ-проводников подключают корпуса электроустановок (система TN- C-S). Если корпус зануленной электроустановки попадает под фазное напряжение U_ф, то происходит однофазное короткое замыкание между нулевым и фазным проводами. При этом перегорает плавкий предохранитель или срабатывает автоматический выключатель и происходит отключение поврежденного участка цепи. До того как сработает токовая защита, через человека, не вызывая поражения, проходит незначительный ток.

На опорах воздушных линий (ВЛ) ввода в здания, где используется система зануления, а также в начале и в конце ВЛ 380/220 В и их ответвлениях и т. д. с целью обеспечения в первую очередь эффективности зануления применяются повторные заземления нулевого провода. Эти заземления объединяют с грозозащитным заземлением (крюки фазных проводов). В этих же четырехпроводных сетях 380/ 220 В в дополнение к занулению во взрывоопасных помещениях необходимо применять защитное заземление. Однако заземление без зануления недопустимо.

При эксплуатации электроустановок могут возникнуть ситуации, связанные с различной степенью опасности, в первую очередь при пробое напряжения на корпус.

Рассмотрим эти реальные ситуации:

1 ситуация. Зануление исправно, повторное заземление нулевого провода выполнено на опоре ввода.

При пробое фазы на корпус в этом случае ток однофазного короткого замыкания (к. з.) разделяется на две составляющие: ток, протекающий по нулевому проводу, и ток, протекающий через сопротивление повторного заземления. Ток однофазного к. з. I⁽¹⁾_КЗ при определенных параметрах системы оказывается достаточным для надежного и быстрого срабатывания защиты данной установки при условии:

где I_y ток уставки защитного аппарата (предохранителя или автоматического выключателя) электроустановки; К коэффициент кратности тока (чувствительность защиты), благодаря чему обеспечивается надежное и быстрое (менее 0, 2 с) отключение установки. Значение коэффициента К принимается в зависимости от типа защиты электроустановки и условий эксплуатации. Так, если защита осуществляется плавким предохранителем, время перегорания вставки которого зависит, как известно, от величины тока, или автоматическим выключателем с тепловым или комбинированным расцепителем, то (во взрывоопасных помещениях ). Если же защита осуществляется автоматическим выключателем с независимой времятоковой характеристикой (отсечкой), то .

Ток установки I_y определяется исходя из нагрузки электроустановки или пускового тока электродвигателя.

Ток однофазного к.з. при пробое фазы на зануленный корпус зависит в данной ситуации от U_Ф и от полных сопротивлений цепи: силового трансформатора Z_ТР/ 3; фазного и нулевого проводов Z_Ф и Z_н, внешнего индуктивного сопротивления петли фаза-нуль X_П, а также от активных сопротивлений заземлений нейтрали трансформатора r₀, повторного заземления нулевого провода r_П.

...