Проектирование и технологии радиоэлектронных средств

В процессе производства радиостанции можно выделить следующие вредные и опасные производственные факторы:

- недостаток естественного света;

- опасность поражения электрическим током;

- повышенная запыленность рабочего помещения;

- экологичность производства;

- противопожарная безопасность.

Хорошее освещение повышает производительность труда, влияет на самочувствие человека, снижает утомляемость. Oт него зависит безопасность труда качество выполняемой работы, производительность труда. В производстве печатных плат объектом минимального различия является толщина ножки транзистора равная 0,3 мм.

К видимому излучению оптического спектра относят излучение с длиной волны 380 - 780 нм. В этом диапазоне волны определенной длины (монохроматический свет) вызывают цветовое ощущение.

Процесс проектирования естественного освещения производственных помещений осложняется рядом обстоятельств, присущих естественному источнику света. К ним относится, прежде всего, непостоянство естественного света. На естественное освещение производственных помещений оказывают влияние эксплуатационные условия, характер застекления светопроемов, загрязнение стекол и др.

В нашем случае выбирается общее равномерное освещение - освещение, при котором светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно.

Искусственное рабочее освещение предназначено для создания необходимых условий работы и нормальной эксплуатации зданий и территорий. Рабочее освещение следует предусматривать для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

Помещение, в котором располагается оборудование изготовления двусторонних печатных плат для СВЧ радиостанции, по степени опасности поражения людей электрическим током относятся к категории особо опасных помещений, потому что оно имеет следующие признаки: химически активную среду, токопроводящие полы (железобетонные) и не исключена возможность прикосновения человека к частям, находящимся под напряжением. Питание применяемого оборудования осуществляется от однофазной сети напряжением 220В.

При работе с оборудованием существует опасность поражения человека электрическим током в результате прямого включения человека в электрическую цепь.

В нормальном режиме ток через тело человека Ih определяется по формуле (1.1):

I_h=U_ф /(R_h+r₀), (1.1)

где U_ф -фазное напряжение сети, U_ф = 220 В;

R_h - сопротивление тела человека, R_h = 1000 Ом;

r₀ - сопротивление заземления нейтрале, r₀ = 4 Ом.

I_h=220/(1000+4) =219 мА.

Полученное значение тока через тело человека I_h = 219 мА больше порогового отпускающего тока (10 мА), поэтому его действие на человека должно быть ограничено.

Воздушная среда производственных помещений, в которой содержат вредные вещества в виде пыли, оказывает непосредственное влияние на безопасность труда. Воздействие пыли на организм человека зависит от их токсичности и концентрации в воздухе рабочих мест производственных помещений, а также времени пребывания человека, в таких условиях. Пыль оказывает негативное воздействие на здоровье человека.

Попадая на слизистые оболочки глаз, вызывает их раздражение, конъюнктивит. Оседая на коже, пыль забивает кожные поры, препятствуя терморегуляции организма, и может привести к дерматитам, экземам. Некоторые виды токсической пыли при попадании на кожу вызывают химические раздражения и даже ожоги.

В нашем случае будет применена система вентиляции.

6.3 Организационно-технические мероприятия, направленные на устранение и уменьшение влияния опасных и вредных факторов

6.3.1 Мероприятия, направленные на устранения недостатка естественного света

Свет является одним из важнейших условий существования человека, так как влияет на состояние его организма. Правильно организованное освещение стимулирует процессы нервной деятельности и повышает работоспособность. При недостаточном освещении человек работает менее продуктивно, быстро устает, растет вероятность ошибочных действий, что может привести к травматизму.

Произведем расчет искусственного освещения

В качестве источника света отдаем предпочтение экономичным газоразрядным лампам, т.к. температура в помещении не понижается ниже 10°С, а напряжение в сети не падает ниже 90% номинального.

Систему освещения выбираем общую.

Рассмотрев все критерии производственного помещения, загрязненность, взрыво- и пожаробезопасность, выбираем светильники типа ОД

От правильного расположения светильников зависит равномерность освещения рабочих поверхностей. Рассчитаем расстояние между центрами светильников по формуле (1.2)

l=k·h, (1.2)

где

l - расстояние между центрами светильников;

k - отношение расстояния между центрами светильников к высоте их подвеса над рабочей поверхностью, k =1.05;

h - высота подвеса светильника, принимаем h = 2,5м.

l= 2.5·1.05= 2.63м.

5) Для расчета общего освещения горизонтальной поверхности используют метод светового потока. Основное уравнение метода (1.3)

Ф= (1.3)

где Ф - световой поток одной лампы;

Е - минимальная нормируемая освещенность;

S - площадь помещения;

k - коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников;

z - отношение средней освещенности к минимальной, z = l.1 - 1.5;

N - число светильников;

- коэффициент использования светового потока, зависящий от КПД светильника, коэффициента отражения потолка, стен, высоты подвеса светильников и размеров помещения;

Величина минимальной освещенности, Е=200лк.

Площадь производственного помещения равна, S = b·l = 9 ·13 =117м²

Значение коэффициента запаса для помещения с газоразрядными лампами определяем по справочной литературе k=1.5.

Выбираем значение коэффициента неравномерности характерного длялюминесцентных ламп при l/h ? 0.5h, равным z=1.1.

Подбираем тип лампы и мощность светового потока

Лампа ЛХБ 40-4 имеющая мощность, Р=40В, световой поток, Ф_св=2600лм, средняя продолжительность горения - 10000часов.

Вычисляем индекс помещения по формуле (1.4)

(1.4)

где b - ширина помещения, b=9м; l - длина помещения, 1 = 13м; h - высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, h=2,5м.

Учитывая состав среды в помещении, подбираем светильник типа ОД.

Принимаем коэффициенты отражения равные:

Коэффициент отражения потолка при светло-голубом цвете поверхности,

Коэффициент отражения пола при коричневом цвете поверхности,

Коэффициент отражения стен при сером цвете поверхности,

Устанавливаем светильники с двумя лампами.

Рассчитываем количество светильников по формуле (1.5)

(1.5)

Принимаем 10 светильников.

Расположение светильников представлено на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Расположение светильников

6.3.2 Мероприятия, направленные на снижение опасности поражения электрическим током

Рассмотрим следующий случай. Корпус электроустановки не заземлен. В этом случае прикосновение к корпусу электроустановки также опасно, как и прикосновение к фазному проводу сети.

В этом случае напряжение корпуса электроустановки относительно земли уменьшится и станет равным

Uз=Iз*Rз (1.6)

Напряжение прикосновения и ток через тело человека в этом случае будут определяться по формулам

Uh=Iз*Rз*ФA (1.7)

Ih=Iз*Rз/Rh*A (1.8)

где A- коэффициент напряжение прикосновения.

Уменьшая значение сопротивления заземлителя растеканию тока R_З, можно уменьшить напряжение корпуса электроустановки относительно земли, в результате чего уменьшаются напряжение прикосновения и ток через тело человека.

Заземление будет эффективным лишь в том случае, если ток замыкания на землю I_З практически не увеличивается с уменьшением сопротивления заземлителя.

В сети типа IT (U_л=380 B) произошло замыкание двух различных фаз на два раздельно заземленных корпуса.

Заземлитель первого корпуса имеет полусферическую форму с радиусом r = 0,2 м и расположен на поверхности земли.

Человек одной ногой стоит на этом заземлителе. Расстояние до второго заземлителя более 30 м.

Определить напряжение шага U_ш и ток I_h, протекающий через человека, если сеть короткая, R_L1=R_L2=R_L3= 40 кОм; R_З1= 4 Ом; R_З2= 6 Ом; R_h=1 кОм; шаг человека а= 0,8 м; b ₂=0,5.

При замыкании двух различных фаз сети IT на два раздельно заземленных корпуса значение тока I_з, стекающего в землю, практически не зависит от значений сопротивления изоляции фаз относительно земли и определяется как

Iз= Uл/Rз1+Rз2= 380/4+6=38А

При этом потенциал заземлителя первого корпуса составит

Фз=IзRз=38*4=152в

В общем случае напряжения шага с учетом формы потенциальной кривой и сопротивления основания растеканию току определяется как

Uш= b1* b2*Fз

где b ₁ - коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой. Поскольку человек стоит одной ногой на полушаровом заземлителе, в данном случае x = r, и b ₁ можно рассчитать следующим образом

b1=r*a/x(x+a)=a/r+a=0.8/0.2+0.8=0.8

Коэффициент, учитывающий сопротивление основания растеканию тока, b ₂=0,5 по условиям задачи.

Поэтому искомое значение напряжения шага

Uш=0.8*0.5*152=60.8В

а ток, протекающий через тело человека,

Ih=Uш/Rh=60.8/1 *10³=60.8мA

Так как это выше порогового значения напряжения (10 мА), следует применять специальные защитные средства.

К защитным средствам от прикосновений к токоведущим частям радиоэлектронных устройств относятся

- изоляция;

- ограждения;

- электрозащитные средства.

Изоляция проводов характеризуется ее сопротивлением. Высокое сопротивление изоляции проводов от земли и корпуса создают безопасные условия для обслуживающего персонала.

Состояние изоляции характеризуется сопротивлением току утечки. Сопротивление изоляции в электроустановках до 1000 В должно быть не менее 5 МОм. Регулярный контроль состояния изоляции является одной из основных мер защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Контроль изоляции производится периодически мегомметром и постоянно с применением прибора контроля изоляции.

В процессе эксплуатации необходимо проверять целостность соединительных проводов, качество электрических соединений, целостность корпусов.

6.3.3 Мероприятия, направленные на снижение опасностей, связанных с повышенным уровнем пыли на рабочем месте

При выборе оборудования необходимо рассчитать следующие параметры:

- Производительность по воздуху;

- Рабочее давление, создаваемое вентилятором;

- Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;

- Допустимый уровень шума.

Ниже мы приводим упрощенную методику подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в промышленных условиях.