В данном разделе дипломного проекта произведен анализ основных опасных и вредных производственных факторов, возникающих при эксплуатации и обслуживании сети. Основные работы по управлению и мониторингу будут проводиться в помещении базовой станции.
К факторам, которые неблагоприятно влияют на производительность труда и состояние здоровья человека относят:
- повышенный уровень электромагнитных излучений;
- наличие опасного значения напряжения в электрической цепи, из-за контакта с которой может произойти поражение человека;
- повышенный уровень шума на рабочем месте;
- микроклимат рабочей зоны;
- недостаточная освещенность рабочей зоны.
Далее рассматривается их влияние подробнее и производятся соответствующие расчеты для обеспечения безопасности трудовой деятельности технического персонала.
Для защиты работников предприятий от вредных и опасных факторов, необходимо создать такие условия труда, которые будут соответствовать всем необходимым нормам и требованиям[22].
Первым опасным фактором является повышенный уровень электромагнитных излучений. Проектируемое оборудование не создает вредных физических воздействий (шум, вибрация и т.д.) и относится к классу оборудования электросвязи, которое не создает вредных условий для окружающей среды и обслуживающего персонала в процессе эксплуатации, не имеет вредных электромагнитных или иных излучений, не является источником других опасных для человека и природы факторов. Реализация специальных мер по охране окружающей среды не требуется.
Вторым опасным фактором является наличие опасного значения напряжения в электрической цепи, из-за контакта с которой может произойти поражение человека, поэтому для обеспечения электробезопасности необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.
ГОСТ 12.1.038-01 устанавливает предельно допустимые напряжения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 Гц и 400 Гц [19].
Для переменного тока 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока – 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц – соответственно 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока – 8В и 1,0 мА (эти данные приведены для продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки).
Мерами и способами обеспечения электробезопасности служат:
· - контроль изоляции электрических проводов;
· - исключение случайного прикосновения к токоведущим частям;
· - устройство защитного заземления и зануления;
· - применение безопасного напряжения;
· - использование средств индивидуальной защиты;
· - соблюдение организационных мер обеспечения электробезопасности.
Одним из аспектов может быть применение относительно безопасного напряжения 48 В. Для его получения используют понижающие трансформаторы, которые включают в стандартную сеть с напряжением 220 или 380 В [19].
Контроль изоляции. Изоляция проводов со временем теряет свои диэлектрические свойства. Поэтому необходимо периодически проводить контроль сопротивления изоляции проводов с целью обеспечения их электробезопасности.
Средства индивидуальной защиты — подразделяются на изолирующие, вспомогательные, ограждающие. Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию от токоведущих частей и земли. Они подразделяются на основные и дополнительные. К основным изолирующим средствам в электроустановках до 1000 В относят диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками. К дополнительным средствам — диэлектрические галоши, коврики, диэлектрические подставки.
Для защиты сотрудников от поражения электрическим током при переходе на металлические нетоковедущие части применяют защитное заземление. Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (металлоконструкция зданий и др.) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления — устранение опасности поражения человека электрическим током в случае прикосновения его к металлическому корпусу электрооборудования, который в результате нарушения изоляции оказался под напряжением [19].
Расчет заземления сводится к определению числа заземлителей и длины соединительной полосы, исходя из допустимого сопротивления заземления. Исходные данные представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Исходные данные для расчета заземления
| Наименование | Значение |
| Вид заземления | Выносное |
| Длина заземлителя L, м | |
| Расстояние от поверхности земли до середины стержня T, м | 1,65 |
| Удельное сопротивление грунта ρ, Ом·м | |
| Диаметр заземлителя d, мм | |
| Ширина соединительной полосы b, м | |
| Допустимое сопротивление системы заземления по ПУЭ Rн, Ом |
1) Сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя:
где ρэкв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м;
L – длина заземлителя, м;
d – его диаметр, мм;
Т – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м.
Подставив все значения в формулу (6.1), получится:
2) Число заземлителей без учета взаимных помех, оказываемых заземлителями друг на друга, так называемого явления взаимного «экранирования»:
3) Число заземлителей с учетом коэффициента экранирования:
где n ’– коэффициент экранирования.
Рисунок 4.1 – Схема выносного заземления
Принимаем расстояние между заземлителями l=2 м.
4) Длина соединительной полосы:
Lr=1,05·n·l=12,6 м. (4.4)
Рисунок 4.2 – Схема расположения заземлителя
Сопротивление R ст=3,477 Ом меньше допустимого сопротивления, равного 4 Ом. Следовательно, 6 заземлителей диаметром d =25 мм способны обеспечить требуемый уровень защиты при выносной схеме расположения заземлителей.
Также нужно отметить противопожарную безопасность, которая обеспечивается на базовой станции существующей системой охранно-пожарной сигнализации Риф-ОП4. Все проектные решения, применяемые при эксплуатации системы, соответствуют [23].
Третьим опасным фактором является повышенный уровень шума на рабочем месте.Уровень шума, возникающий от нескольких некогерентных источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников:
(4.5)
где Li – уровень звукового давления i-го источника шума;
n – количество источников шума.
Таблица 4.2 − Источники шума и уровни их звукового давления
| Источник шума | Уровень шума, дБ |
| Кассеты вентиляторов FAN (PSS-16) | |
| Кондиционер Mitsubishi Electric |
Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида оборудования в формулу, получится:
L∑=10·lg(5·104,3+2·103)=50,08 дБ
Полученное значение не превышает допустимый уровень шума для рабочего места оператора, равный 65 дБ [24], поэтому нет необходимости применять специальные меры для уменьшения уровня шума, к которым относятся:
− облицовка стен и потолка звукоизолирующими материалами;
− снижение уровня шума источника;
− правильная планировка и рациональная организация рабочего места сотрудника.
Четвертым опасным фактором является микроклимат рабочей зоны. На функциональную деятельность человека, его самочувствие, здоровье влияют метеорологические (микроклиматические) параметры окружающей среды. В производственных помещениях характерны суммарные действия микроклиматических параметров. Этими параметрами являются [25]:
– температура воздуха окружающей среды;
– относительная влажность воздуха;
– скорость движения воздушных потоков.
Высокая температура воздуха отрицательно сказывается на функциональном состоянии человека. Оптимальное значение температуры воздуха в помещении составляет 19 – 23 °С. Рекомендуется относительная влажность воздуха 55 %. Скорость движения воздуха не должна превышать 0,1 м/с.
Для аппаратных базовых станций рекомендуются следующие климатические условия в помещении [26]:
– воздух, поступающий на охлаждение электронной стойки (в нижней ее части) – 20+/- 2 °С;
– воздух, отходящий от электронной стойки на вход кондиционера - 31 +/- 1 °С;
– средняя температура в помещении – 25 °С;
– относительная влажность 20...80%.
Для обеспечения требований к параметрам микроклимата особенно в части температур воздуха, поступающего на охлаждение электронной стойки и уходящего с нее, используемый кондиционер обрабатывает повышенное количество воздуха (как минимум 260...300 м3/ч на 1 кВт холодопроизводительности) и коэффициент ощутимого тепла был не ниже 0,96...0,98.
Для создания положительного баланса по расходу воздуха используемый кондиционер содержит в своем составе блок подпитки свежим воздухом.
Для нормального функционирования в помещениях базовой станции устанавливаются 2 кондиционера производителя Mitsubishi Electric. Тепловыделения от оборудования, размещенного в помещении, составляют 3,5 - 5 кВт. Один кондиционер поддерживает заданную температуру 19 – 23°С, а второй служит резервом на случай возникновения неисправности первого. Если температура в помещении поднимается выше 35°С, датчик температуры выдает сигнал аварии. Стандартная комплектация кондиционера позволяет подавать сигнал о возникновении неисправности и о состоянии «вкл./выкл.», дополнительно можно передавать основные параметры работы кондиционера на компьютер. Устройство поддерживает протокол RS-232. Необходимым условием работы кондиционера является наличие функции «авторестарт». После временного пропадания электрического питания кондиционер должен возобновить свою работу с заданными установками.
Кондиционер Mitsubishi Electric обеспечивает: охлаждение воздуха; автоматическое поддержание заданной температуры; очистку воздуха от пыли; вентиляцию; уменьшение влажности воздуха; изменение скорости движения направления воздушного потока; воздухообмен с окружающей средой.
Результаты расчета показали, что система кондиционирования удовлетворяет требованиям, предъявляемым СНиП 41-01-2003.
Последним опасным фактором, отрицательно влияющим на здоровье человека, является недостаточная освещенность рабочей зоны. При освещении производственных помещений используют естественное освещение, искусственное, осуществляемое электролампами и совмещенное. Естественное освещение подразделяется на боковое (осуществляется через окна), верхнее (через аэроционные фонари, проемы перекрытий), комбинированное.
Искусственное освещение может быть двух видов: общее и комбинированное. Общее освещение бывает равномерное, без учета расположения объекта и общее, локализированное с учетом расположения рабочих мест [18].
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, дежурное. Рабочее освещение обязательно для всех помещений для обеспечения нормальной работы движения людей. Аварийное освещение используется для продолжения работ в тех случаях, когда внезапно отключается рабочее освещение. Эвакуационное освещение используется при аварийном отключении рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей.
1) освещенность должна соответствовать зрительной работе, которая определяется следующими параметрами: объект различия – наименьший рассматриваемый объект, отдельные его части и дефекты; фон – поверхность, прилегающая к объекту контраст объекта с фоном, характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и фона;
2) необходимость обеспечения равномерного распределения яркости рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства;
3) в поле зрения должна отсутствовать прямая или отраженная блёскость.
4) величина освещенности должна быть постоянной во времени. Это достигается использованием стабилизирующих устройств;
5) следует выбрать оптимальную направленность светового потока;
6) необходимо правильно выбрать спектральный состав света;
7) все элементы осветительных установок, понижающих трансформаторы, должны быть долговечными, электро-, взрыво- и пожаробезопасными.
Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения [18].
Расчет освещения производится для комнаты площадью 8,44 м2, длина которой – 4,02 м, ширина 2,1 м. Воспользуемся методом светового потока.
Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность, по формуле:
F = 
, Лм, (4.6)
где F – рассчитываемый световой поток, Лм;
Е – нормированная минимальная освещенность, Лк (определяется по таблице). Работу инженера, в соответствии с этой таблицей, можно отнести к разряду точных работ, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 500 Лк при газоразрядных лампах;
Z – отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1,1–1,2, пусть Z = 1,2);
К – коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение определяется по таблице коэффициентов запаса для различных помещений и в нашем случае К = 1,5);
n – коэффициент использования (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (Рс) и потолка (Рп)), значение коэффициентов Рс и Рп определяются по таблице зависимостей коэффициентов отражения от характера поверхности: Рс=30%, Рп=50%. Значение n определяется по таблице коэффициентов использования различных светильников [18]. Для этого вычисляется индекс помещения по формуле:
Iп = 
, (4.7)
где S – площадь помещения, S = 8,44 м2;
h – расчетная высота подвеса, h = 2,5 м;
A – ширина помещения, А = 2,1 м;
В – длина помещения, В = 4,02 м.
Подставив значения в формулу, индекс помещения будет равен:
Iп = 
= 0,5
Зная индекс помещения Iп, Рс и Рп, по таблице находим n = 0,76 [18].
Световой поток F будет равен:
F = 
= 9994 Лм
Для освещения помещения с установленными оборудованием используются люминесцентные лампы, которые применяются в помещениях с напряженными и точными работами и которые обладают следующими достоинствами:
– высокой световой отдачей (до 75 Лм/Вт и более);
– продолжительным сроком службы (до 10 000 часов);
– малой яркостью освещаемой поверхности;
– экономичностью по расходу электроэнергии;
–малой температурой нагревания (до 40 - 50 градусов).
Наиболее приемлемыми для помещения аппаратной являются люминесцентные лампы типа ЛБ (лампы белого света). Светильники, встраиваемые в потолок должны устанавливаться так, чтобы колпаки выступали не более чем на 50 мм от поверхности потолка для уменьшения запыленности. Колпаки светильников изготавливаются из светорассеивающего материала, с коэффициентом пропускания не менее 0,7.
Для освещения выбираются люминесцентные лампы типа ЛБ40, световой поток которых F = 3000 Лм.
Необходимое количество ламп будет равно:
N = 
, [шт], (4.6)
где N – определяемое число ламп;
F – световой поток, F = 9994 Лм;
Fл – световой поток лампы, Fл = 3000 Лм.
N = 
= 3,3 шт. ≃ 4 шт.
При выборе осветительных приборов используются светильники типа ОД. Каждый светильник комплектуется двумя лампами. Размещаются светильники двумя рядами, по четыре в каждом ряду, что достаточно для помещения базовой станции площадью 8,44 м2.
Рисунок 4.3 – Схема расположения светильников
В этом разделе произведен анализ основных опасных и вредных производственных факторов, таких как микроклимат рабочей зоны, повышенное значение напряжения в электрической цепи. Произведен расчет искусственного освещения, допустимого уровня шума. На основании выполненных расчетов приведены рекомендации для защиты инженера-оператора от вредного и опасного воздействия в процессе работы. При соблюдении всех норм, правил и ГОСТ рабочее место будет безопасно для сотрудников.