Содержание

1. Какова связь эргономики с безопасностью труда? Опишите систему «Человек - Машина - Производственная среда».

2. Изложите основы нормирования и расчета искусственного освещения на производственных участках, а также измерения освещенности.

3. Объясните назначение и принцип действия защитного отключения. Приведите перечень применяемых схем защитного отключения и опишите их достоинства и недостатки.

4. Каковы особенности охраны труда при проектирования электроустановок напряжением выше 1000 В?

5. Произвести расчет зануления в сети 380/220В (номинальное напряжение обмоток высшего напряжения - 6 кВ).

Список литературы

1. Какова связь эргономики с безопасностью труда? Опишите систему «Человек - Машина - Производственная среда»

Эргономика занимается комплексным изучением и проектированием трудовой деятельности с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда, а также профессионального мастерства.

Ее предметом является трудовая деятельность, а объектом исследования - системы «человек - орудие труда - предмет труда - производственная среда».

Эргономика относится к тем наукам, которые можно различать по предмету и специфическому сочетанию методов, применяемых в них. Она в значительной мере использует методы исследований, сложившиеся в антропологии, морфологии, психологии, физиологии и гигиене труда. Проблема состоит в координации различных методических приемов при решении той или иной эргономической задачи, в последующем обобщении и синтезировании полученных с их помощью результатов. В ряде случаев этот процесс приводит к созданию новых методов исследований в эргономике, отличных от методов тех дисциплин, на которые она возникла. Авдеева Н.Н., Князева О.Л., Стеркина Р.Б. Основы безопасности жизнедеятельности. - М.: «Юнити», 2004, с.18.

Эргономика так или иначе связана со всеми науками, предметом исследования которых является человек как субъект познания, труда и общения. Ближайшей для неё отраслью психологии является инженерная психология, задачей которой является изучение и проектирование внешних средств и внутренних способов трудовой деятельности операторов, и медицинская психология, акцентирующее свое внимание на вопросах устойчивости психики. Эргономика не может абстрагироваться от проблем взаимосвязи личности с условиями, процессом и орудиями труда, которые являются предметом изучения психологии труда. Она тесно связана с физиологией труда, которая является специальным разделом физиологии человека, посвященным изучению изменений функционального состояния организма индивидуума под влиянием его рабочей деятельности и физиологическому обоснованию научной организации его трудового процесса, способствующей длительному поддержанию работоспособности на высоком уровне. Эргономика использует данные гигиены труда, которая является разделом гигиены, изучающей влияние производственной среды и трудовой деятельности на организм человека и разрабатывающей санитарно-гигиенические мероприятия по созданию здоровых условий труда. Эргономика по природе своей занимается профилактикой охраны труда, под которой подразумевается комплекс правовых, организационных, технических, экономических и санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности труда и сохранение здоровья работающих.

Эргономика решает также ряд проблем, поставленных в системотехнике: оценка надежности, точности и стабильности работы оператора, исследование влияния психологической напряженности, утомления, эмоциональных факторов и особенностей нервно-психической организации оператора на эффективность его деятельности в системе "человек-машина", изучение приспособительных реакций и творческих возможностей человека. В практическом отношении проблема взаимоотношения эргономики и системотехники - это проблема организации всестороннего и профессионального учета эргономических факторов на различных этапах создания систем (проектирования, изготовления, испытаний, внедрения) и их эксплуатации.

С позиций эргономики трудовая деятельность рассматривается как процесс преобразования информации и энергии, происходящей в системе "человек - орудие труда - предмет труда - окружающая среда". Следовательно, эргономические исследования рекомендации должны основываться на выяснении закономерностей морфологических, психических и физиологических процессов, лежащих в основе определенных видов трудовой деятельности, с предметом труда и окружающей физико-химической и психологической средой.

Система «Человек - Машина - Производственная среда».

Предмет эргономика рассматривает человека в системе «Человек - Машина - Производственная среда, как ведущее звено. Чем сложнее система, тем большая роль отводится человеческому фактору. Человеческий фактор - это комплекс психологических и психофизиологических свойств, которыми обладают люди и которые, так или иначе, проявляются в трудовой деятельности. Авдеева Н.Н., Князева О.Л., Стеркина Р.Б. Основы безопасности жизнедеятельности. - М.: «Юнити», 2004, с.36.

Машина - это всё то, что находится в системе «Человек - Машина - Производственная среда» между человеком и управляемым объектом.

Производственная среда - это уровни опасного и вредного производственного фактора, а также параметры сопутствующие применению машин (вибрация, шум, электрический ток и т.д.), а также потоки информации приходящие в систему извне.

2. Изложите основы нормирования и расчета искусственного освещения на производственных участках, а также измерения освещенности

Нормы освещенности рабочих мест регламентируются СНиП 23-05-95.

При установлении нормы освещенности необходимо учитывать: размер объекта различения, контраст объекта с фоном и характер фона. На основании этих данных по таблицам СНиП 23-05-95 определяется норма освещенности.

При выборе источников искусственного освещения должны учитываться их электрические, светотехнические, конструктивные, эксплуатационные и экономические показатели. На практике используются два вида источников освещения: лампы накаливания и газоразрядные. Лампы накаливания просты по конструкции, обладают быстротой разгорания. Но световая отдача их (количество излучаемого света на единицу потребляемой мощности) низкая- 13-15 лм/вт; у галогенных - 20-30 лм/вт, но срок службы небольшой. Газоразрядные лампы имеют световую отдачу 80-85 лм/вт, а натриевые лампы 115-125 лм/вт и срок службы 15-20 тыс.часов, они могут обеспечить любой спектр. Недостатками газоразрядных ламп является необходимость специального пускорегулирующего аппарата, длительное время разгорания, пульсация светового потока, неустойчивая работа при температуре ниже 0°С.

Для освещения производственных помещений используются светильники, представляющие собой совокупность источника и арматуры.

Назначением арматуры является перераспределение светового потока, защита работающих от ослепленности, а источника от загрязнения. Основными характеристиками арматуры являются: кривая распределения силы света, защитный угол и коэффициент полезного действия. В зависимости от светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу, различают светильники: прямого света (п), у которых световой поток, направленный в нижнюю сферу, составляет более 80 %; преимущественно прямого света (Н) 60-80%; рассеянного света (Р) 40-60%; преимущественно отраженного света (В) 20-40%; отраженного света (О) менее 20 %.

По форме кривой распределения силы света в вертикальной плоскости светильники разделяют на семь классов Д Л, Ш, М, С, Г, К.

Защитный угол светильника характеризует угол, который обеспечивает светильник для защиты работающих от ослепленности источником.

Расчет искусственного освещения производственного помещения ведется в следующей последовательности: Авдеева Н.Н., Князева О.Л., Стеркина Р.Б. Основы безопасности жизнедеятельности. - М.: «Юнити», 2004, с.88.

Выбор типа источников света. В зависимости от конкретных условий в производственном помещении (температура воздуха, особенности технологического процесса и его требований к освещению), а также светотехнических, электрических и других характеристик источников, выбирается нужный тип источников света.

Выбор системы освещения. При однородных рабочих местах, равномерном размещении оборудования в помещении принимается общее освещение. Если оборудование громоздкое, рабочие места с разными требованиями к освещению расположены неравномерно, то используется локализованная система освещения. При высокой точности выполняемых работ, наличии требования к направленности освещения применяется комбинированная система (сочетание общего и местного освещения).

Выбор типа светильника. С учетом потребного распределения силы света, загрязненности воздуха, пожаровзрывоопасности воздуха в помещении подбирается арматура.

Размещение светильников в помещении. Светильники с лампами накаливания можно располагать на потолочном перекрытии в шахматном порядке, по вершинам квадратных полей, рядами. Светильники с люминисцентными лампами располагают рядами.

При выборе схемы размещения светильников необходимо учитывать энергетические, экономические, светотехнические характеристики схем размещения. Так, высота подвеса (h) и расстояние между светильниками (I) связаны с экономическим показателем схемы размещения (?э), зависимостью ?э =l/h. С помощью справочных таблиц выбирается целесообразная схема размещения светильников.

На основании принятой схемы размещения светильников определяется их потребное количество.

Определение потребной освещенности рабочих мест. Нормирование освещенности производится в соответствии со СНиП 23-05-95, как это было изложено выше.

Расчет характеристик источника света. Для расчета общего равномерного освещения применяется метод коэффициента использования светового потока, а расчет освещенности общего локализованного и местного освещения производится с помощью точечного метода.

В методе коэффициента использования расчет светового потока источника производится по формуле:

,

гдеЕ_н - нормативная освещенность, лк;

S - освещаемая площадь, м²;

Z - коэффициент минимальной освещенности;

К - коэффициент запаса, учитывающий ухудшение характеристик источников при эксплуатации;

N - число светильников;

? - коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования определяется по индексу помещения In и коэффициентам отражения потока, стен и пола по специальной таблице.

Индекс помещения расчитывается по формуле:

где а и b - длина и ширина помещения;

h - высота подвеса светильников.

В расчете освещенности точечным методом используется формула:

(лк),

где J? - нормативная сила света на данную точку поверхности, кд;

г - расстояние от источника до точки поверхности, м;

? - угол, образованный нормалью к освещаемой поверхности и падающим на поверхности лучом.

Для ориентировочного расчета мощности потребного источника используется метод удельных мощностей. Мощность источника определяется по формуле:

Pл = PS/N,

где Р - потребная удельная мощность осветительных приборов на единицу освещаемой поверхности, вт/м²;

S - площадь освещаемой поверхности, м²;

N - принятое число светильников.

После определения характеристики потребного источника освещения, подбирается стандартный источник. Его характеристика может, иметь отклонения в пределах от 10 % до +20 % от расчетной.

3. Объясните назначение и принцип действия защитного отключения. Приведите перечень применяемых схем защитного отключения и опишите их достоинства и недостатки

Зануление предусматривает глухое заземление нейтрали источника или трансформатора трехфазного тока, одного вывода источника однофазного тока, наличие нулевого провода и его повторного заземления.

Заземление нейтрали источника тока имеет целью понизить напряжение на корпусах оборудования и на нулевом проводе, с которым эти корпуса соединены, до безопасного значения при замыкании фазного проводника на землю, при этом создается путь для тока I_ф-з.

Устройство защитного отключения (УЗО) состоит из чувствительного элемента, реагирующего на изменение контролируемой величины, и исполнительного органа, отключающего соответствующий участок сети.

Чувствительный элемент может реагировать на потенциал корпуса, ток замыкания на землю, напряжение и ток нулевой последовательности, оперативный ток. В качестве выключателей могут применяться контакторы, магнитные пускатели, автоматические выключатели с независимым расцепителем, специальные выключатели для УЗО.

Назначение УЗО -- защита от поражения электрическим током путем отключения ЭУ при появлении опасности замыкания на корпус оборудования или непосредственно при касании токоведущих частей человеком. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. - М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 142.

УЗО применяется в ЭУ напряжением до 1000 В с изолированной или глухозаземленной нейтралью в качестве основного или дополнительного технического способа защиты, если безопасность не может быть обеспечена путем применения заземления или зануления или если заземление или зануление не могут быть выполнены по некоторым причинам.

УЗО обязательно для контроля изоляции и отключения ЭУ при снижении сопротивления изоляции в ЭУ специального назначения, например, в подземных горных выработках (реле утечки).

Примером УЗО является защитно-отключающее устройство типа ЗОУП--25, предназначенное для отключения и включения силовых трехфазных цепей при напряжении 380В и токе 25А в системах с глухозаземленной нейтралью, а также для защиты людей при касании токоведущих частей или корпусов оборудования, оказавшихся под напряжением.

4. Каковы особенности охраны труда при проектирования электроустановок напряжением выше 1000 В?

Работники должны иметь группу по электробезопасности V при работе на электроустановках напряжением выше 1000 В. Правила устройства электроустановок / 7-е издание, раздел 1. - Санкт-Петербург: Изд-во «ДЕАН», 2004, с.72.

Работы в электроустановках в отношении мер безопасности подразделяются на три категории:

- со снятием напряжения;

- без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них;

- без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

При работе в электроустановках напряжением выше 1000 В без снятия напряжения на токоведущих частях или вблизи них необходимо:

- оградить другие токоведущие части, находящиеся под напряжением, к которым возможно случайное прикосновение;

- работать в диэлектрической обуви;

- применять инструмент с изолирующими рукоятками, при отсутствии такого инструмента следует пользоваться диэлектрическими перчатками.

В электроустановках запрещается работать в согнутом положении, если при выпрямлении расстояние до токоведущих частей будет менее 0,6 метра.

При работе вблизи не огражденных токоведущих частей запрещается располагаться так, чтобы эти части находились сзади или с обеих сторон.

Вносить длинные предметы и работать с ними, если не исключена возможность случайного прикосновения к частям, находящимся под напряжением, необходимо вдвоем под постоянным наблюдением руководителя работ.

Применяемые для работ лестницы должны быть изготовлены по ГОСТ. Работу с использованием лестниц выполняют 2-а работника, один из которых находиться внизу.

Установку и снятие предохранителей, как правило, производить при снятом напряжении. Под напряжением, но без нагрузки, допускается снимать и устанавливать предохранители на присоединениях, в схеме которых отсутствуют коммутационные аппараты, позволяющие снять напряжение. Под напряжением и под нагрузкой допускается снимать и устанавливать предохранители пробочного типа в сетях освещения и во вторичных цепях.

При снятии и установки предохранителей под напряжением необходимо пользоваться защитными средствами (клещи, перчатки диэлектрические и очки).

В электроустановках выше 1000 В с каждой стороны, от куда может быть подано напряжение на рабочее место, должен быть видимый разрыв, образованный отсоединением или снятием шин и проводов, отключением разъединителей, снятием предохранителей, а также отключением отделителей и выключателей нагрузки.

Установка и снятие переносных заземлений должны выполняться диэлектрическими перчатками с применением в электроустановках выше 1000 В изолирующей штанги.

5. Произвести расчет зануления в сети 380/220В (номинальное напряжение обмоток высшего напряжения - 6 кВ)

Питание электродвигателей с электрозамкнутым ротором осуществляется по двум последовательно включенным участкам с различными видами электропроводок: от трансформаторной подстанции до силового щита - кабелем АСБ (), на втором участке - от силового шкафа до электродвигателя проводами или кабелем, сечение которых нужно выбрать.

Длины кабелей на первом участке (), на втором участке (), мощности Р, КПД и двигателей, а также мощности питающих трансформаторов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные:

Материал проводов второго участка алюминий ().

При расчете необходимо:

1. Начертить схему однофазного короткого замыкания, состоящую из двух последовательно включенных участков и .

2. Рассчитать номинальный ток двигателя.

3. По этому току выбрать сечения проводов для второго участка.

4. Определить сопротивления фазных и нулевых защитных проводов обоих участков.

5. Найти полное сопротивление обмоток трансформатора.

6. Рассчитать ток короткого замыкания.

7. По напряжению прикосновения () определить время срабатывания защиты по таблице ГОСТ 12.1.038-82*; при - по таблице.

8. Выбрать аппарат защиты (QF).

1. Зануление применяется в четырехпроводных сетях напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью. Зануление осуществляет защиту путем автоматического отключения поврежденного участка электроустановки от сети и снижение напряжения на корпусах зануленного электрооборудования до безопасного на время срабатывания защиты. Из всего выше сказанного делаем вывод, что основное назначение зануления - обеспечить срабатывание максимальной токовой защиты при замыкании на корпус. Для этого ток короткого замыкания должен значительно превышать установку защиты или номинальный ток плавких вставок.

Далее приведем схему однофазного короткого замыкания, представленную на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема однофазного короткого замыкания

2. Номинальный ток двигателя определим по формуле:

,

где P - мощность двигателя, Вт;

- номинальная мощность двигателя, В.

3. По номинальному току двигателя выбираем сечения проводов для второго участка.

Для номинального тока 18,2А по таблице «Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами» сечение проводов второго участка выбираем равным .

4. Определим сопротивления фазных и нулевых защитных проводов обоих участков.

Рассчитаем активное сопротивление фазного и нулевых защитных проводов для каждого из участков по формуле:

,

где l - длина провода, м;

S - сечение провода;

- удельное сопротивление материала (для алюминия ).

Рассчитаем активное сопротивление фазных проводов для двух участков:

Для первого участка от трансформаторной подстанции до силового щита разводка осуществляется кабелем АСБ ().

Марка кабеля АСБ (с алюминиевой токопроводящей жилой) с бумажной пропитанной изоляцией, бронированный. Удельное сопротивление материала .

Для второго участка от силового шкафа до электродвигателя разводка осуществляется проводами или кабелем, сечение которых равно 3мм². Материал проводов второго участка алюминий ().

Полное активное сопротивление фазного провода: R_Фе = 0,329 0м.

Активное сопротивление нулевого защитного проводника:

Для первого участка:

Для второго участка:

Таким образом, суммарное сопротивление магистрали зануления равно:

R_{3 a} = R₃₁+R_З2 = 0,493 Oм

5. Полное сопротивление обмоток трансформатора определим по таблице «Приближенные значения расчетных полных сопротивлений Z_т при схеме соединения обмоток масляных трехфазных трансформаторов, Ом».

При мощности трансформатора 160 кВА и при номинальном напряжение обмоток высшего напряжения - 6 кВ:

6. Рассчитаем ток короткого замыкания по формуле:

,

7. По напряжению прикосновения () определим время срабатывания защиты по таблице ГОСТ 12.1.038-82*; при - по таблице.

132В > 120В. Тогда по ГОСТ 12.1.038-82* время срабатывания защиты равно: 0,7с.

8. Выбираем аппарат защиты (QF) по таблице «Защитные характеристики плавких предохранителей»:

Список литературы

Авдеева Н.Н., Князева О.Л., Стеркина Р.Б. Основы безопасности жизнедеятельности. - М.: «Юнити», 2004;

Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. - М.: Энергоатомиздат, 2004;

Поляк Д.И. Алгоритм контроля электроустановок на соответствие правилам безопасности. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1989;

Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. - М.: Энергоатомиздат, 1987;

Правила устройства электроустановок / 7-е издание, раздел 1. - Санкт-Петербург: Изд-во «ДЕАН», 2004.