Техническая характеристика переносных углекислотных огнетушителей 4 глава

8.7.4. Искусственные источники света

Для искусственного освещения применяют электрические лампы двух типов: лампы накаливания (JIH) и газоразрядные лампы (ГЛ).

Лампы накаливания относятся к тепловым источникам света. Видимое излучение (свет) в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. Лампы накаливания ши­роко используются в быту благодаря их надежности и удобству в экс­плуатации, относительно низкой стоимости. В значительно меньшей степени они используются на производстве из-за их низкой светоот­дачи, небольшим сроком службы, преобладанием в спектре желтых и красных лучей, что сильно отличает спектральный состав искусствен­ного света от солнечного. В маркировке ламп накаливания буква В обозначает вакуумные лампы, Г— газонаполненные, К— лампы с криптоновым наполнением, Б — биспиральные лампы.

В газоразрядных лампах видимое излучение возникает в ре­зультате электрического разряда в атмосфере инертных газов или паров металлов, которыми заполняется колба лампы. Газоразрядные лампы называют.люминесцентными, так как изнутри колбы покрыты люминофором, который под действием ультрафиолетового излучения, излучаемого электрическим разрядом, светится, преобразуя тем са­мым невидимое ультрафиолетовое излучение в свет.

Газоразрядные лампы получили широкое распространение на производстве, в организациях и учреждениях из-за значительно большей светоотдачи (40...110 лм/Вт) и срока службы (8000...12 000 ч). В основном они применяются для освещения улиц, иллюминации, световой рекламы. Подбирая сочетание инертных газов, паров метал­лов, заполняющих колбы ламп, и люминоформа, можно получить свет практически любого спектрального диапазона — красный, зеленый, желтый и т.д.

Для освещения в помещениях наибольшее распространение по­лучили люминесцентные лампы дневного света, колба которых запол­нена парами ртути (свет близок по своему спектру к солнечному свету).

К газоразрядным относятся также: лампы белого света (ЛБ); лампы холодно-белого света (ЛХБ); лампы с улучшенной цветопере­дачей (ЛДЦ); лампы тепло-белого света (ЛТБ); лампы, близкие по спектру к солнечному свету (ЛЕ); лампы холодно-белого света улуч­шенной цветопередачи (ЛХБЦ).

К газоразрядным лампам высокого давления относятся: дуго­вые ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью (ДРЛ); ксеноновые (ДКсТ), основанные на излучении дугового разря­да в тяжелых инертных газах; натриевые высокого давления (ДНаТ); металлогалогенные (ДРИ) с добавкой йодидов металлов.

Недостатки газоразрядных ламп: пульсация светового потока (искажает зрительное восприятие и отрицательно влияет на зрение); длительность их разгорания; зависимость их работоспособности от температуры окружающей среды, создание радиопомех; возможность возникновения стробоскопического эффекта (заключается в непра­вильном восприятии скорости движения предметов). Опасность стро­боскопического эффекта при использовании газоразрядных ламп состоит в том, что вращающиеся части механизмов могут показаться неподвижными и стать причиной травматизма.

8.7.5. Расчет искусственного освещения

Метод светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей. Световой по­ток лампы Ф_д, лм, при использовании ламп накаливания рассчиты­вают по формуле:

Ф_л =Е_нККг/М1,

где Е_и — нормированная минимальная освещенность, лк; S — площадь

освещаемого помещения, м²; К— коэффициент запаса; z— коэффи­циент минимальной освещенности, равный отношению Е_ср/Е_тin

(для ламп накаливания z = 1,15, для люминесцентных ламп z = 1,1); N— число светильников в помещении; г|— коэффициент использо­вания светового потока ламп, зависящий от КПД и кривой распре­деления силы света светильника, геометрических параметров поме­щения, коэффициента отражения потолка и стен, а также высоты расположения светильников.

Коэффициент г] вычислен в зависимости от показателя помеще­ния {, коэффициентов отражения стен р_ст, потолка р_п и рабочей по­верхности р_р и определяется по табл. СНБ 2.04.05—98:

i = АВ/Я_р(Л + В), где А — длина помещения, м; В — ширина помещения, м; Н_р — рас­четная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м;

Я_р =h-H₀,

где Л — высота подвеса светильников; H_Q — высота рабочей поверхности.

При равномерном распределении светильников по всей площа­ди помещения число светильников N определяют по формуле:

JV=S„/L2,

где S_a — площадь помещения, м²; L — расстояние между светильни­ками, м.

По полученному в результате расчета световому потоку лампы подбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электриче­скую мощность всей осветительной системы. Отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного допускается не более чем на -10...+20%. Если такое приближение не реализуется, то корректиру­ется число светильников.

В основу точечного метода положена фор­мула (схема на рис. 8.10)

Я_н</_асоз2у/Ш2,

где 1_а — сила света в направлении от источни­ка света к расчетной точке А рабочей поверхно­сти, кд (определяется по светотехническим ха­рактеристикам источника света и светильника); у — угол между нормалью к рабочей поверхности и направлением светового потока от источника.

При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем полученные значения складывают. Должно выпол­няться условие Е_н <.

8.7.6. Светильники

Арматура с лампой называется светильником. Для регулирова­ния светового потока в осветительной арматуре используются различ­ные методы, перечисленные ниже.

расчета точечным методом

1. Ограничение светового потока при установке лампы в не­прозрачном корпусе только с одним отверстием для выхода света.

2. Отражение светового потока. Использует отражающие поверхности, которые могут быть самыми разнооб­разными, от глубоко матовых до сильно отражающих или зеркальных (рис. 8.11).

3. Рассеяние светового потока (рис. 8.12). Лампа устанавливается в прозрачном материале, рассеивающем и создающем диффузный (рассеянный) световой поток.

4. Рефракция светового потока. Метод использует эффект преломления луча в призме (материал призмы— стек­ло или пластик), в результате световой поток меняет направление (рис. 8.13).

По распределению света светиль­ники подразделяются на светильники прямого, рассеянного или отраженно­го света. Светильники прямого света направляют более 80% светового пото­ка в нижнюю полусферу за счет внут­ренней отражающей эмалевой или полированной поверхности («Глубоко­го лучатель», «Универсаль», «Альфа» и др.). Светильники рассеянного света излучают световой поток в обе полу­сферы («Молочный шар», «Люцетта»),

Светильники отраженного света более 80% светового потока направля­ют вверх на потолок, а отражаемый от него свет вниз в рабочую зону. Несмотря на их гигиенические преимущества (равномерность, отсут­ствие блескости и др.), в производственных условиях они применяют­ся редко, так как для них требуется высокий коэффициент отражения потолка, что не всегда имеет место в условиях производства.

8.8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ИЗЛУЧЕНИЯ (НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ)

Электромагнитное поле — область распространения электро­магнитных волн. Электромагнитное поле характеризуется частотой излучения f, Гц, или длиной волны X, м.

Отражающая поверхность f

Рис. 8.11. Отражение светового потока

\ * f

/1 \

Диффузор

Рис. 8.12. Рассеяние светового потока

Рис. 8.13. Рефракция светового потока

/ i + \

Электромагнитная волна распространяется в воздухе со скоро­стью света с = 300000 км/с, и связь между длиной и частотой электро­магнитной волны определяется зависимостью X = с/f.

 

SO Гц, 2450 МГц

50 Гц—

Статическое электричество

Ш 101-

450-18001^1 10ю

0 ^J

Рис. 8.14. Шкала электромагнитных волн

Электромагнитное поле как совокупность переменных электрического и магнитного полей оценивается векторами напряженностей— элек­трической Е, В/м, и магнитной Н, А/м.

Фазы колебания векторов Е и Н происхо­дят во взаимно-перпендикулярных плоскостях.

На рис. 8.14 представлен частотный спектр электромагнитных волн [2].

Энергия ЭМП определяется плотностью по­тока энергии ППЭ = ЕН, Вт/м², которая показы­вает, какое количество электромагнитной энергии передается за 1 с сквозь площадь в 1 м², перпен­дикулярную к направлению движения волны.

Переменное магнитное поле частотой 50 Гц (СанПиН 2.2.4.11—25—2003) и постоянное маг­нитное поле (СН 9—85 РБ 98) характеризуются следующими параметрами: магнитной индук­цией В, Тл (тесла); потоком магнитной индук­ции — Ф, Вб (вебер); напряженностью — Н, А/м (ампер на метр).

Магнитная индукция В, Тл— величина, численно равная силе, с которой магнитное поле действует на проводник длиной в 1 м с проте­кающим по нему током в 1 А и определяется: В = F/II,

где F— сила, действующая на проводник с то­ком, А; /— сила тока в проводнике, А; I — дли­на проводника, м.

Поток магнитной индукции Ф, Вб — фи­зическая величина, характеризующая количест­во магнитной индукции, воздействующее на единицу площади поверхности: Ф = SB cos а, где S — площадь поверхности тела, м²; а — угол между направлением действия магнитной индук­ции и нормалью к поверхности.

Напряженность Н, А/м — физическая ве­личина, характеризующая магнитное поле и оп­ределяемая:

Я = В/ц_а,

где ц — абсолютная магнитная проницаемость.

Величина абсолютной магнитной проницаемости определяется:

^а =

где ц₀ — магнитная постоянная, Гн/м; ц — магнитная проницаемость среды. Магнитная постоянная ц₀ = 4л • Ю^-7 Гн/м.

8.8.1. Классификация электромагнитных полей

Электромагнитные поля классифицируются по частотным диа­пазонам или длине волны. Классификация волн, определяемая дли­ной (или частотой) волны, представлена в табл. 8.7.

Таблица 8.7

Классификация электромагнитных волн Название волны и излучения Длина волны, м Частота излучения, Гц Радиочастотные Сверхдлинные (СДВ) Более 10000 Менее 30 • 103 (менее 30 кГц) Длинные (ДВ) 10000...1000 30 • 103...300 • 103 (30...300 кГц) Средние(СВ) 1000... 100 300 • 103... 3000 103 (300...3000 кГц) Короткие (КВ) 100...10 3 • 106...30 • 106(3...30 МГц) Ультракороткие (УКВ): метровые дециметровые сантиметровые миллиметровые 10...1 ЬЛО-ЧЮ.Лдм) 10-1... 10-2(10... 1 см) 10-2...10-3(Ю...1мм) 30 • 106...300 • 106 (30...300 МГц) 300 • ^...ЗООО • 106 (300...3000 МГц) 3 • 109... 300 • 109 (3...30 ГГц) 30 ■ 109...300 • 109 (30...300 ГГц) Субмиллиметровые Ю-з.-.ОД • 1(Н (1...0.4 мм) 300 • 109...750 • 109 (300... 750 ГГц) Оптические Инфракрасные (тепловое излучение) 0,4- ПН...0,76. КН (0,4 • 10"3...0,76 мкм) 0,75 • 1012...395 • 1012 (0,75...395 ТГц) Световые волны 0,76-MH..0>4-lfr6 (0,76...0,4 мкм) 395 • 1012...750 • 1012 (395...750 ТГц) Ультрафиолетовые лучи 0,4 10-6..2 10-10 (0,4 мкм...20 А) 750 ■ 10й...1,5 • 10" (750...1,5 • 105 ТГц) Ионизирующие* Рентгеновские 2 • 10-10...0,06 • 10"10 (20... 0,06 А) 1,5 • 1017...5 • 1019 (1,5 • 105...5 • 107 ТГц) Гамма-лучи Менее 0,06 • КН0 (менее 0,06 А) Более 5 • 1019 (более 5 • 107 ТГц) * Ионизирующие электромагнитные волны рассмотрены в параграфе «Иони­зирующие излучения».

 

Видимый свет (световые волны), инфракрасное (тепловое) и ультрафиолетовое излучение — это также электромагнитная волна. Эти виды коротковолнового излучения оказывают на человека спе­цифическое воздействие.

Электромагнитный спектр радиочастотного диапазона условно разделен на четыре частотных диапазона:

— низкие частоты (НЧ) — менее 30 кГц,

— высокие частоты (ВЧ) — 30 кГц...30 МГц,

— ультравысокие частоты (УВЧ) — 30...300 МГц,

— сверхвысокие частоты (СВЧ) — 300 МГц...750 ГГц.

Особой разновидностью электромагнитного излучения (ЭМИ) является лазерное излучение, генерируемое в диапазоне длин волн 0,1...1000 мкм. Особенностью ЛИ является его монохроматичность (строго одна длина волны), когерентность (все источники излучения испускают волны в одной фазе), острая направленность луча (малое расхождение луча).

Условно к неионизирующим излучениям (полям) можно отнести электростатические поля и магнитные поля (МП).

8.8.2. Источники электромагнитного поля на производстве

К источникам ЭМП на производстве относятся:

— изделия, специально созданные для излучения электромаг­нитной энергии: радио- и телевизионные вещательные станции, ра­диолокационные установки, физиотерапевтические аппараты, систе­мы радиосвязи, технологические установки в промышленности;

— устройства, не предназначенные для излучения электромаг­нитной энергии в пространство, но в которых при работе протекает электрический ток: системы передачи и распределения электроэнер­гии (линии электропередачи, трансформаторные и распределитель­ные подстанции) и приборы, потребляющие электроэнергию (электро­двигатели, электроплиты, холодильники, телевизоры и т.п.).

Электростатические поля создаются в энергетических установ­ках и при электротехнических процессах. В зависимости от источни­ков образования они могут существовать в виде собственно электро­статического поля (поля неподвижных зарядов) или стационарного электрического поля (электрическое псле постоянного тока).

В промышленности ЭСП широко используются для электрогазо­очистки, электростатической сепарации руд и материалов, электро­статического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов.

Статическое электричество образуется при изготовлении, транспортировке и хранении диэлектрических материалов, в помеще­ниях вычислительных центров, на участках множительной техники. Электростатические заряды и создаваемые ими электростатические поля могут возникать при движении диэлектрических жидкостей и некоторых сыпучих материалов по трубопроводам.

Магнитные поля создаются электромагнитами, соленоидами, ус­тановками конденсаторного типа, литыми и металлокерамическими магнитами и другими устройствами.

В ЭМП различаются три зоны, которые формируются на раз­личных расстояниях от источника ЭМИ.

Первая зона — зона индукции (ближняя зона) охватывает про­межуток от источника излучения до расстояния, равного примерно Л/2л «1/6А.. В этой зоне электромагнитная волна еще не сформиро­вана и поэтому электрическое и магнитное поля не взаимосвязаны и действуют независимо.

Вторая зона — зона интерференции (промежуточная зона) рас­полагается на расстояниях примерно от Х/2п до 2пХ. В этой зоне происходит формирование электромагнитной волны и на человека действует электрическое и магнитное поля, а также оказывается энергетическое воздействие.

Третья зона — волновая зона (дальняя зона) располагается на расстояниях свыше 2пХ. В этой зоне электромагнитная волна сфор­мирована, электрическое и магнитное поля взаимосвязаны. На чело­века в этой зоне воздействует энергия волны.

8.8.3. Воздействие неионизирующих излучений на человека

Электромагнитные поля биологически активны — живые суще­ства реагируют на их действие. У человека нет специального органа чувств для определения ЭМП (за исключением оптического диапазона). Наиболее чувствительны к электромагнитным полям центральная нервная система, сердечно-сосудистая, гормональная и репродуктив­ная системы.

Длительное воздействие на человека электромагнитных полей промышленной частоты (50 Гц) приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, по­вышенную раздражительность, апатию, боли в сердце, нарушение ритма сердечных сокращений. Могут наблюдаться функциональные нарушения в центральной нервной системе, а также изменения в составе крови.

Воздействие электростатического поля на человека связано с протеканием через него слабого тока, при этом электротравм никогда не наблюдается. Возможна механическая травма от удара о располо­женные рядом элементы конструкций, падение с высоты вследст­вие рефлекторной реакции на протекающий ток. К ЭСП наиболее чувствительны центральная нервная система, сердечно-сосудистая система. Люди, работающие в зоне действия ЭСП, жалуются на раз­дражительность, головную боль, нарушение сна.

При воздействии магнитных полей могут наблюдаться нару­шения функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в составе крови. При локаль­ном действии магнитных полей (прежде всего на руки) появляется ощущение зуда, бледность и синюшность кожных покровов, отечность и уплотнение, а иногда ороговение кожи.

Воздействие ЭМИ радиочастотного диапазона определяется плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывное, прерывистое, импульс­ное), размером облучаемой поверхности тела, индивидуальными особен­ностями организма. Облучение глаз может привести к ожогам рогови­цы, а облучение ЭМИ СВЧ-диапазона — к помутнению хрусталика — катаракте. При длительном воздействии ЭМИ радиочастотного диа­пазона даже умеренной интенсивности могут произойти расстройства нервной системы, обменных процессов, изменения состава крови. Мо­гут также наблюдаться выпадение волос, ломкость ногтей. На ранней стадии нарушения носят обратимый характер, но в дальнейшем про­исходят необратимые изменения в состоянии здоровья, стойкое сни­жение работоспособности и жизненных сил.

Инфракрасное (тепловое) излучение, поглощаясь тканями, вы­зывает тепловой эффект. Наиболее поражаемые ИК-излучением — кожный покров и органы зрения (возможны ожоги, резкое расшире­ние капилляров, усиление пигментации кожи). При хроническом об­лучении появляется стойкое изменение пигментации, красный цвет лица, например у стеклодувов, сталеваров. Повышение температуры тела ухудшает самочувствие, снижает работоспособность человека.

Ультрафиолетовое излучение большого уровня может вызвать ожоги глаз вплоть до временной или полной потери зрения, острое вос­паление кожи с покраснением, иногда отеком и образование пузырей, при этом возможно повышение температуры, появление озноба, голов­ная боль. Острые поражения глаз называются электроофтальмией. УФИ умеренного уровня вызывает изменение пигментации кожи (за­гар), хронический конъюнктивит, воспаление век, помутнение хру­сталика. Длительное воздействие излучения приводит к старению кожи, развитию рака кожи. УФИ небольших уровней полезно и даже необходимо для человека. Но в производственных условиях УФИ, как правило, является вредным фактором.

Воздействие лазерного излучения на человека зависит от ин­тенсивности излучения (энергии лазерного луча), длины волны (ин­фракрасного, видимого или ультрафиолетового диапазона), характера излучения (непрерывное или импульсное), времени воздействия. Лазер­ное излучение действует избирательно на различные органы, выделя­ют локальное и общее повреждение организма. При облучении глаз легко повреждаются роговица и хрусталик, наиболее опасен видимый диапазон лазерного излучения, при котором поражается сетчатка глаза.

На рис. 8.15 представлены факторы, определяющие биологиче­ское действие лазерного излучения.

Рис. 8.15. Факторы, определяющие биологическое действие лазерного излучения

 

ЛИ наносит повреждения кожи различных степеней — от по­краснения до обугливания и образования глубоких дефектов кожи, особенно на пигментированных участках (родимые пятна, места с сильным загаром). ЛИ, особенно инфракрасного диапазона, способно проникать через ткани на значительную глубину, поражая внутренние органы. Длительное воздействие ЛИ даже небольшой интенсивности может привести к различным функциональным нарушениям нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции, артериально­го давления, повышению утомляемости, снижению работоспособности.

8.8.4. Нормируемые параметры и предельно

допустимые уровни электромагнитных полей

Нормируемыми параметрами электромагнитного поля являются напряженность поля и магнитная индукция (табл. 8.8, 8.9), устанав­ливаемые в соответствии с СанПиН 2.2.4.11—25—2003 «Переменное магнитное поле промышленной частоты (50 Гц) в производственных условиях» и СН 9—85 РБ 98 «Постоянное магнитное поле. Предельно допустимые уровни на рабочих местах».

Гигиенические нормы для персонала, который систематически находится в электрическом поле (ЭП) промышленной частоты, установ­лены ГОСТ 12.1.002—84 ССБТ «Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к прове­дению контроля на рабочих местах». Допустимое время пребывания в ЭП приведено в табл. 8.10.

Таблица 8.8 Предельно допустимые уровни напряженности и магнитной индукции переменного магнитного поля при непрерывном действии Время воздействия за рабочий день, ч Область воздействия Общее (все тело) Локальное (конечности) Напряжен­ность, А/м Магнитная ин­дукция, мкТл Напряжен­ность, А/м Магнитная ин­дукция, мкТл   80,0 100,0 800,0 1000,0   400,0 500,0 1600,0 2000,0

 

 

Таблица 8.9 Предельно допустимые уровни напряженности и магнитной индукции постоянного магнитного поля на рабочих местах Время воздействия за рабочий день, ч Область воздействия Общее (все тело) Локальное (конечности) Напряжен­ность, А/м Магнитная ин­дукция, мкТл Напряжен­ность, А/м Магнитная ин­дукция, мкТл 8,0 8,0 ю, 8,0 10,0 1,0 16,0 20,0 24,0 30,0

 

 

Таблица 8.10 Допустимое время пребывания человека в электрическом поле в зависимости от напряженности Напряженность ЭП, кВ/м До 5 включительно От 5 до 10 От 10 до 15 От 15 до 20 От 20 до 25 Время пребывания человека в ЭП в течение одних суток, мин В течение рабочего дня Не более 180 Не более 80 Не более 30 Не более 5

 

Напряженность ЭМП на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала не должна превышать предельно допустимых значений, указанных в табл. 8.11.

Таблица 8.11

Предельно допустимые уровни напряженности на рабочих местах и в местах нахождения работающих и персонала По электрической составляющей, В/м: По магнитной составляющей, А/м: 50 — для частот от 60 кГц до 3 МГц, 20 — для частот от 3 до 30 МГц, 10 — для частот от 30 до 50 МГц, 5 — для частот от 50 до 300 МГц 5 — для частот от 60 кГц до 1,5 МГц, 0,3 — для частот от 30 до 50 МГц

 

Для контроля напряженности электрической и магнитной со­ставляющих ЭМП ВЧ- и УВЧ-диапазонов применяют прибор ИЭМП-Т; для измерения ППЭ в диапазоне СВЧ применяют приборы ПЭ-13, ПЗ-9, МЗ-2 и др. Для защиты глаз служат специальные очки, стекла которых покрыты окисью олова.

Измерения напряженностей ЭМП в диапазоне низких, средних и высоких частот выполняются прибором типа ИЭМП-30. На рабочих местах операторов ВЧ-установок необходимо ежегодно проводить изме­рения интенсивности электромагнитных излучений.

8.8.5. Методы защиты от электромагнитных полей

Общими методами защиты от электромагнитных полей и излу­чений являются следующие:

— уменьшение мощности генерирования поля и излучения не­посредственно в его источнике, в частности за счет применения по­глотителей электромагнитной энергии;

— увеличение расстояния от источника излучения;

— уменьшение времени пребывания в поле и под воздействием излучения;

— экранирование излучения;

— применение СИЗ.

I

Е

X

На рис. 8.16 приведена классификация методов и средств защи­ты от переменных полей и излучений.

| Классиф"^» »чц методов и средств защиты от переменных ЭМИ и ЭМП |

I

гв в * S

Экранирование излучения

А - о. м § в о S ® 3 3 ■ о. ® & в

« «К i * В S

«» 91

s I I Si fe

 

Рис. 8.16. Классификация методов и средств защиты от переменных электромагнитных полей и излучений

Излучающие антенны необходимо поднимать на максимально возможную высоту и не допускать направления луча на рабочие мес­та и территорию предприятия.

Для защиты от электрических полей промышленной частоты не­обходимо увеличивать высоту подвеса фазных проводов линий электро­передач, уменьшать расстояние между ними и т.д. Путем правильного

выбора геометрических пара­метров можно снизить напря­женность электрического поля вблизи ЛЭП в 1,6...1,8 раза.

Уменьшение мощности излучения обеспечивается пра­вильным выбором генератора, в котором используют погло­тители мощности (рис. 8.17), ослабляющие энергию излу­чения.