Методика оценки условий труда основана на расчете коэффициента условий труда. Его определение базируется на расчете индексов, характеризующих отклонение фактических условий от нормативных. В методических рекомендациях по оценке уровня НОТ, подготовленных НИИ труда для предприятий, а также справочным пособиям по НОТ, индекс предполагается рассчитывать по формуле[1]:

а = Уф Ун/Ун                       (1)

или а = Уф                           (2)

где: а – индекс отклонений фактических условий труда от нормативных (по фактам); Уф, Ун – фактическое и нормативное значение показателей условий труда в соответствующих единицах измерений.

Из формул (1) и (2) следует, что чем ближе фактическое состояние показателя к нормативному, а индекса – к единице, тем лучше условия труда. Но эти рассуждения, как и методика расчета, верны, когда под Ун понимается оптимальное значение какого-либо фактора, определяющего условия работы.

Если же под Ун понимать предельно допустимые значения (ПДК, ПДУ) какого-либо фактора, характеризующего эти условия, формулы для расчета неприемлемы.

Было предложено в подобных случаях, что индекс должен отражать не степень соответствия, а отклонение фактических условий труда и предельно допустимых. И чем оно больше, тем лучше условия труда.

а = Уф/ 1 Уп                        (3)

Где: Уп – предельно допустимые факторы, определяющие условия труда.

Таким образом, чем меньше значение Уф, тем ближе к единице значение индекса, а, следовательно, и коэффициента.

Формулу (3) необходимо использовать, прежде всего, применительно к факторам «беспорогового действия», в частности, к ионизирующему излучению. К факторам беспорогового действия есть основание относить и химические канцерогены. Следовательно, при наличии этих факторов на производстве (например, в составе промышленной пыли) анализ и оценка состояния условий труда также должны базироваться на вышеизложенных принципах.

Самые общие требования к системе «человек–машина–среда» следующие:

1)    безопасность для жизни и здоровья человека;

2)    экологическая безопасность для окружающей среды как среды обитания человека;

3)    экономическая эффективность взаимодействия.

19. Случаи применения точечного метода и метода удельной мощности для расчета освещенности. Их расчетные схемы и формулы

Для расчета освещения наклонных поверхностей, местного и локализованного освещения применяется точечный метод, а для приближенных расчетов применяют метод удельной мощности, Вт/м².

Для создания средней освещенности 100 лк на каждый квадратный метр освещаемой площади при светлых потолках и стенах требуется удельная мощность 16 – 20 Вт/м² при прямом освещении лампами накаливания и 6 – 10 Вт/м² при прямом освещении люминесцентными лампами. Можно пользоваться данными специальных таблиц[2].

Чистку светильников проводят 4 – 12 раз в год в зависимости от запыленности помещения. Замену ламп обычно производят индивидуально и групповым методом (через определенный срок работы). На крупных предприятиях при установленной общей мощности на освещение (свыше 250 кВт) должно быть специально выделенное лицо, ведающее эксплуатацией освещения (инженер или техник). Освещенность проверяется не реже 1 раза в год, после очередной чистки светильников и замены перегоревших ламп.

Освещенность лампой накаливания или группы люминесцентных ламп, объединенных в один светильник, определяется по формуле

где Е_н – нормированная минимальная освещенность, лк;

S – площадь освещаемого помещения, м²;

Z – коэффициент минимальной освещенности (1,1 – 1,5);

К – коэффициент запаса (1,3 – 1,8);

N – число светильников в помещении, определенное предварительно исходя из наивыгоднейшего их расположения;

_пом – коэффициент использования светового потока, определяемый по таблицам в зависимости от коэффициентов отражения светового потока от потолка, стен;

_св – КПД светильника.

Далее по справочникам выбирается стандартная лампа из условия:

Ф_{Л СТ} Ф.

23. Методы борьбы с шумом в производственных помещениях. Применение звукопоглощающих конструкций. Расчетные формулы

Для снижения шума в производственных помещениях применяют различные методы: уменьшение уровня шума в источнике его возник­новения; звукопоглощение и звукоизоляция; установка глушителей шума; рациональное размещение оборудования; применение средств индивидуальной защиты[3].

Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Шум механизмов возникает вследствие упругих коле­баний как всего механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума — механические, аэродинамические и электри­ческие явления, определяемые конструктивными и технологическими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэродинамического и электрического происхождения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку враща­ющихся частей.

Значительное снижение шума достигается при замене подшипни­ков качения на подшипники скольжения (шум снижается на 10...15 дБ), зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, металлических деталей — деталями из пластмасс. Снижение аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.

Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин и др. Физическая сущность звукоизолирующих преград состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от специ­ально выполненных массивных ограждений из плотных твердых материалов (металла, дерева, пластмасс, бетона и др.) и только незначительная часть проникает через ограждение. Уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено переходом колебательной энергии в тепловую благодаря внутреннему трению в звукопоглощаю­щих материалах. Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы (минеральный войлок, стекловата, поролон и т.п.).

Средствами индивидуальной защиты от шума являются ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность индивидуальньгх средств защиты зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижатия, правильности ношения. Ушные вкладыши вставляют в слуховой канал уха. Их изготовляют из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10... 15 дБ. В условиях повы­шенного шума рекомендуется применять наушники, которые обеспе­чивают надежную защиту органов слуха. Так, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7...38 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, которые герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30...40 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц.

Рис. 1. Средства коллективной защиты от шума на пути его распространения

Классификация средств коллективной защиты от шума представ­лена на рис. 1. Акустические в свою очередь подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители.

При наличии в помещении одиночного источника шума, уровень интенсивности L (дБ) можно рассчитать по формуле:

L=l0lgJ/J₀.

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, находящихся в помещении, их интенсивности складыва­ют: J= J1 + J2 + … + Jn Разделив левую и правую части этого выраже­ния на Jo (пороговую интенсивность звука) и прологарифмировав, получим:

L = l0lgJ/Jo = l0lg(J1/Jo + nJ2/Jo + ... + Jn/Jo)

где L1,L2, ..., L_n — уровни интенсивности звука, создаваемые каждым источником в расчетной точке при одиночной работе.

Если имеется я источников шума с одинаковым уровнем интен­сивности звука Li то общий уровень интенсивности звука

L= Li+ l0lgn.

Установка звукопоглощающих облицовок и объемных звукопоглотителей увеличивает эквивалентную площадь поглощения. Для облицовки помещения используются стекловата, минеральная и капроно­вая вата, мягкие пористые волокнистые материалы, а также жесткие плиты на минеральной основе, „т.е. материалы, имеющие высокие коэффициенты звукопоглощения.

Эффективность снижения уровня шума (AL, дБ) в помещении

∆L = L — Lдоп,

где L — расчетный уровень интенсивности звука (или звукового дав­ления), дБ; Lдоп — допустимый уровень интенсивности звука (звуко­вого давления), дБ, согласно действующим нормативам.

Эффективность установок облицовок (дБ) можно приближенно определить по формуле:

L = n1s0lgA2A1

где A1 и А2 — соответственно эквивалентная площадь поглощения после и до установки облицовки.

Эквивалентная площадь поглощения

А = αсрSпов

здесь αcp — средний коэффициент звукопоглощения внутренних по­верхностей помещения площадью S_ПОВ.

Эффективность звукоизоляции однородной перегородки (дБ) рас­считывается по формуле:

∆Lз = 201gGf-4,75

где G — масса одного м² перегородки, кг;f — частота, Гц.

Видно, что снижение шума за счет установки перегородки зависит от ее массивности и от частоты звука. Таким образом, одна и та же перегородка будет более эффективной на высоких частотах, чем на низких.

Эффективность установки кожуха ∆L (дБ)

∆L = L₃ Ls10lgα

где a — коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха, L, — звукоизоляция стенок кожуха, определяемая по формуле.

34. В каких случаях должны быть выполнены заземляющие устройства? Применяемые конструкции заземлителей (стационарные и временные); расчетные формулы и допустимые сопротивления заземляющих устройств

Доступные прикосновению человека нетоковедущие части, на которые напряжение может попасть в результате повреждения изоляции, и поэтому подлежащие защитному заземлению (или занулению электроустановках напряжением до 1000 В с заземленной нейт­ралью)  относят к потенциально опасным.  В частности, это следующие части: корпуса трансформаторов и любых электроприемников, кроме снабженных двойной   изоляцией либо питаемых малым напряжением, а также кроме питаемых через разделяющий трансформатор или защитно-отключающее устройство  (см. 14.1 и 14.2); рамы и приводы выключателей и других коммутационных аппаратов;  вторичные обмотки  измерительных трансформаторов  (кроме трансформаторов тока, питающих счетчики электроэнергии, рассчитанные на напряжение 380/ 220 В); каркасы распределительных   щитов   и   щитком пультов и щитов управления, шкафов с электрооборудованием  (съемные или открывающие части щитов и шкафов должны быть заземлены или занулены отдельным гибким проводником, если на этих частях установлено электрооборудование напряжением выше 42 В переменного или 110 В постоянного тока). Считают потенциально опасными также металлические оболочки и броню кабелей, проводов, металлические кабельные конструкции и муфты, стальные трубы для электропроводки,   тросы, на которых подвешены провода,  лотки, арматуру железобетонных   опор   и   их проволочные оттяжки, а также все другие металлоконструкции, связанные с установкой электрооборудования. Ради уравнивания потенциалов в тех помещениях, где применяется заземление или зануление, заземляют (зануляют) также вообще все строительные и производственные металлоконструкции и трубопроводы всех назна­чений.

Однако не считаются потенциально опасными изоляторные крюки или штыри на деревянных опорах и кон­струкциях, если на этих опорах не проложен кабель с за­земленной броней или   неизолированный   заземляющий (проводник от   грозозащитных  разрядников;   металлические скобы и закрепы для крепления проводки и трубы юля прохода проводки через стены, в том числе при выполнении ее кабелями. Не   заземляют   и   потенциально опасные части электрооборудования, установленного на заземленных или запуленных металлоконструкциях, не­подвижных частях станков, если на опорных поверхнос­тях предусмотрены места, не закрашенные, а зачищен­ные для хорошего электрического контакта. Электрообо­рудование   на   движущихся   частях   станков   зануляют, поскольку они отделены от неподвижной части станка пленкой смазки.

В установках напряжением 230 В и ниже, располо­женных в помещениях без повышенной опасности, в част­ности в жилых домах с деревянными полами, ни защит­ного заземления, ни зануления в СССР не применяют, Так как считается, что это только ухудшает условия бе­зопасности, повышая опасность одновременного прикос­новения к токоведущей части и к заземленным деталям электрооборудования.

Однако если в жилой комнате или общественном по­мещении есть радиаторы центрального отопления или проходят металлические водопроводные трубы, опасно  пользоваться вблизи них настольной лампой с металли­ческим незануленным корпусом или утюгом и другими переносными электроприемниками без зануления или заземления, так как возможность одновременного сопри­косновения с корпусами электрооборудования и зазем­ленными трубопроводами представляет собой повышен­ную опасность поражения электричеством.

Согласно главе 7.1 ПУЭ допускается временно применять бытовые электроприемники мощностью до 1,3 кВт без заземления и зануления также и в этих ус­ловиях впредь до массового выпуска промышленностью |бытовых электроприемников с третьим защитным нулевым проводом и трехштырьковой вилкой, а также соответствующих   розеток,   за   исключением стационарных бытовых электроплит и электрокипятильников.

При напряжении до 42 В переменного тока или при 110 В постоянного тока зануление или заземление ни в каких помещениях или установках не применяют, кро­ме взрывоопасных, а также кроме электросварки, где при любом напряжении полагается занулять (или заземлять) зажим вторичной обмотки трансформатора, к которому присоединяется провод от свариваемой детали.

Для выравнивания потенциалов на территории электростанций и подстанций с целью уменьшении напряжения прикосновения и шага заземлители в электроустановках напряжением выше 1000 В   обязательно делают в виде замкнутого горизонтального контура из круглой или полосовой стали, охватывающего территорию, на которой размещена подстанция или электростанция. Незамкнутый контур, например ряд стержней, допускается лишь для заземления опор ЛЭП. В электроустановках  напряжением  выше    1000 В  с эффективно заземленной нейтралью (это установки с номинальным напряжением 110 кВ и выше) кроме замкнутого контура дополнительно применяют выравнивание  электрических потенциалов путем прокладки внутри контура продольных и поперечных горизонтальных элементов заземлителя и соединения их сваркой между собой в заземляющую сетку. На рисунке 1 показано, как при этом уменьшаются напряжения прикосновения   и   шага   в   сравнении с сосредоточенным заземлителем (см. рис. 2).

Продольные заземлители (выравнивающие потенциал полосы) должны прокладываться на расстоянии 0,8... 1 м (длина вытянутой руки) от фундаментов или основании электрооборудования со стороны его обслуживания вдоль осей оборудования на глубине 0,5...0,7 м от поверхности земли. Поперечные заземлители прокладывают на такой же глубине в удобных местах между оборудованием, причем расстояние между ними от периметра контура к центру увеличивают.

Рисунок 1 – Выравнивание потенциалов при сложном заземлении

В скальных грунтах допускается не применять вертикальных заземлителей, а горизонтальные заземлители прокладывать на глубине 0,15...0,5 м. В обычных грунтах заземляющие про­водники от заземляемых частей оборудования к заземляющей сетке должны прокладываться в земле на глубине не менее 0,3 м.

Если для обеспечения необходимой величины сопро­тивления заземления заземляющая сетка должна иметь I такие размеры, что она не помещается внутри территории электроустановки, то в дополнение к базовой сетча­той конструкции внутри внешнего ограждения этой тер­ритории за оградой прокладывают горизонтальный кон­тур  для  уменьшения  напряжения   шага   на глубине не менее 1 м в виде многоугольника с тупыми или скруглен­ными углами.

У заземлителей в электроустановках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью (подстанции 35/6... 110 кВ, 6...35/0,4 кВ) рекомендуются выравнивающие потенциалы горизонтальные полосы внутри замкнутого кон­тура заземления, причем только продольные, лишь в слу­чае, если заземляющее устройство имеет сопротивление более 10 Ом.

Кроме   обычных   конструкций   заземлителей   (вертикальных длиной 3 м и горизонтальных на глубине 0,5.. 0,7 м)   применяют   углубленные   заземлители,   которые представляют    собой   полосовой   заземлитель   (или   и круглой стали), горизонтально уложенный по внешнему контуру дна котлована для фундамента здания или бетонных подножников под металлические опоры   линий.  Если фундамент железобетонный, то можно использовав его, присоединяясь к арматуре. Благодаря углубленному расположению обеспечивается малое сопротивление при сравнительно небольшом расходе металла и без специальных работ. Сезонными   изменениями   сопротивления у таких заземлителей можно пренебречь, то есть выполнять их без соответствующих запасов. Те же преимущества имеют стержневые заземлители, забиваемые   на глубину 7...8 м, где они находятся в хорошо проводящие ток непромерзающих водоносных слоях, что  позволяем экономить до 50 % металла.

Заглублять стержни   на 5...10 м, а иногда   и   более, можно при помощи различных механизмов. Для завинчивания    круглых    стержней — электродов    заземление диаметром 12 мм применяют ручной переносной инстру­мент   на   базе   электродрели,  снабженной  редуктором и специальным зажимом для электрода, например типа ПВЭ или ПЗ-12. Предварительно надо приварить к концу стержня по винтовой линии 2...3 витка проволоки дна метром 6 мм или просто отковать в виде плоского копья: конец стержня длиной в  10 его диаметров. Иногда заглубляют стержни электровибратором,   вдавливают   и при   помощи   трубоукладчика   или   ямобура, забивая, пневмомолотком или переоборудованным автопогрузчиком с падающим грузом.

В качестве заземлителей рекомендуется использовать так называемые естественные заземлители: арматуру железобетонных фундаментов, в том числе имеющих защитную гидроизоляцию; свинцовые оболочки кабелей, если их не менее двух (на случай ремонта одного   из   них), трубопроводы, проложенные в   земле,   за   исключением трубопроводов   канализации и центрального   отопления или содержащих горючие и взрывоопасные газы или жид кости, если они электрически отделены от заземляемого оборудования, а также кроме покрытых изоляций для за­щиты от коррозии. Алюминиевые оболочки кабелей нель­зя использовать в качестве естественных заземлителей ввиду быстрой коррозии при стекании с них тока в землю (в конструкции кабеля они изолированы от брони).

Искусственные заземлители необходимы также для заземления железобетонных опор в сетях выше 1000 В с изолированной нейтралью, если эти опоры не соедине­ны с заземлителем подстанции или электростанции гро­зозащитным тросом. Искусственные заземлители должны обеспечивать нужное сопротивление без учета действия подземной части опоры как естественного заземлителя, иначе токи замыкания на опору, длительно стекая с нее в землю в сетях 6...35 кВ, приводят к повреждению опо­ры, а также высушивают землю вокруг и создают опас­ные напряжения прикосновения и шага, так как в сухой земле возрастает R₃.

В качестве заземляющих спусков у железобетонных опор следует использовать все элементы продольной ар­матуры, которые должны быть соединены между собой и с заземлителем посредством так называемого нижнего заземляющего выпуска. Это стальной круглый стержень (или полоса) длиной 1,5 м, заранее приваренный к ар­матуре опоры и выведенный из ее нижнего торца.

Сопротивление заземляющего устройства нормируется в ПУЭ. Предусматривается также парал­лельное нормирование напряжений прикосновения и ша­га, что позволяет проектировщику на выбор воспользо­ваться тем или иным нормированием и при грунтах с большим электрическим сопротивлением (скала, песок) обеспечить лучшие условия безопасности при большей экономичности заземляющего устройства, особенно в электроустановках напряжением выше 1000 В'с эффек­тивно заземленной нейтралью (ПО кВ и выше), где в лю­бое время года должно быть ^₃<0,5 Ом. Здесь ограни­чимся лишь нормированием R₃ и соответствующей ме­тодикой расчета.

В электроустановках напряжением выше 1000 В c изолированной нейтралью (установки с номинальным напряжением до 35 кВ) сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять следующим условиям:

R₃ < 250 B,

I₃< 10 Ом,

где 250 — потенциал заземлителя, В; I₃ — расчетный ток замыкания И(1 землю, протекающий через заземлитель.

Задача 1

В производственном помещении (мастерских) заземлить электрическое оборудование, питающееся от низковольтного щита тяговой подстанции. Электрическая сеть с изолированной нейтралью 380/220 В. Суммарная мощность электрооборудования более 100 кВА. Естественные заземлители вблизи отсутствуют.

Решение:

R_экв = 400 Ом.

Определим расчетное удельное сопротивление чернозема, зная. что:

Q = Н*U/W = 100∙380/100= 380.

Определим сопротивление растеканию одиночного трубчатого заземлителя:

Rо.с.=с∙Кс

где с - удельное сопротивление грунта, 10Ом∙см;

Кс-коэффициент сезонности, для III климатической зоны Кс =1,75.

Тогда Rо.с.= 17,5.

Вычислим коэффициент экранирования:

Rnд=Rn/ зn=15,3/0,42 = 36,4 Ом.

Определим потребное количество электродов:

Rс = Rо.с./n* зc=17,5/16*0,61=0,67 Ом.

Найдем длину полосы:

L = Rс*Rnд/ Rо.с.= 0,58.

Определим сопротивление растеканию полосового заземлителя:

Rn= 0,366 * срасч./ln * lg /dt1 = 0,366 * ln 270* lg95 = 13,4.

Найдем общее сопротивление сплошного заземлителя с учетом сопротивления растеканию соединительных полос и трубчатых электродов:

Rо = Rc*Rпд/ Rc+Rпд= 0,67* 36,4/0,67+36,4=72,5 Ом.

Таким образом, общее сопротивление сплошного зазаемлителя составила 72,5 Ом.  При том, что сопротивление растеканию полосового заземлителя составила 13,4 Ом.

Задача 4

Рассчитать толщину резиновых прокладок под энергетическую установку для защиты фундамента и рабочего места от динамических воздействий.

Решение:

Найдем частоту вынужденных колебаний:

Y = Q/m = 8,6.

Найдем статическую осадку амортизаторов:

S = Dm/Dn = 50.

Определим частоту собственных колебаний установки на амортизаторах:

Y2=Q/m2 = 18,9.

Соотношение вынужденных и собственных колебаний будет составлять 0,5.

Коэффициент виброизоляции будет равен 4. k = Q/m1/m2 = 1.3.

Площадь всех прокладок равна 15.

Исходя из полученных данных, количество прокладок составит 12 штук при их размере 6/10 и толщине 1,7 (Dm/m1/dm2*m2).