Опасность поражения электрическим током [10]

4.3. Опасность поражения электрическим током [10].

Значительная доля травм при работе на стендах динамических испытаний, на которых производится настройка приборов СВЧ, возникает в результате прикосновений человека к элементам электроустановок, на которые подается напряжение в процессе нормальной эксплуатации.

Все приборы, которые находятся на стенде, имеют металлический корпус. При прикосновении к токоведущим частям, находящимся под напряжением, при нарушении изоляции, напряжение может появиться на данной конструкции. При прикосновении к ней человека может произойти замыкание, то есть прохождение тока через тело человека. При длительном воздействии (20 сек и более) электрический удар способен привести к остановке дыхания и фибрилляции сердца, влекущие за собой смерть, если пострадавшему не будет оказана своевременная помощь.

Существующие в настоящее время устройства защиты человека от поражения электрическим током осуществляют следующие функции:

1. Не допускают прикосновений человека к элементам находящимся под напряжением.

2. Осуществляют защиту человека при прикосновениях к элементам, находящимся под напряжением.

3. Препятствуют попаданию напряжения на нетоковедущие элементы электроустановок.

4. Защищают человека при прикосновениях к элементам оборудования, оказавшимся под напряжением в результате нарушения нормального режима работы электроустановок (замыканий на корпус, на землю и т.д.).

К защитным устройствам, обеспечивающим недоступность элементов, находящихся под напряжением относятся различного рода ограждения, блокировки, сигнализация, размещение токоведущих элементов на недоступной высоте и индивидуальные средства защиты.

Электрическая изоляция осуществляет все виды защиты и является наиболее универсальным защитным средством, применяющимся во всех без исключения электроустановках. Применение пониженного напряжения, безопасного для человека, может обеспечить, полную электробезопасность. Заземление элементов электрооборудования, нормально изолированных от напряжения получило широкое распространение, особенно в электроустановках выше 1000 В. Защитным отключением принято называть систему защиты, обеспечивающую автоматическое отключение всех фаз аварийного участка сети с полным временем отключения, обеспечивающим безопасность. Защитное отключение может осуществлять защиту при однофазных замыканиях и защиту при прикосновениях к элементам под напряжением, что повышает ценность такой защиты.

Для защиты от высокого напряжения стенд подключен к общецеховой защите занулением с автоматическими выключателями серии А-3110 с нерегулируемыми расщепителями на номинальный ток 100 А.

4.4. Меры защиты от СВЧ – излучения.

Основным же вредным фактором, влияющим на человека при работе на стендах, является электромагнитное излучение сверхвысокой частоты. Электромагнитное поле высокой мощности и частоты вредно для человека и поэтому необходимо оценить его напряженность вблизи места, где работают люди. Утечки электромагнитного излучения могут происходить через конструктивные щели волноводов, через диэлектрики, имеющиеся в конструкции, а также через окно вывода энергии.

Высокочастотное излучение воздействует на организм человека и может изменять условно-рефлекторную деятельность, кровяное давление, пульс и дыхание. При частых облучениях происходят стойкие функциональные изменения в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах. Степень воздействия СВЧ поля на организм человека зависит от интенсивности облучения, его длительности и частоты источника.

Одним из наиболее важных биофизических аспектов защиты от электромагнитных полей является выбор критерия интенсивностей электромагнитных полей, потенциально опасных для человека, и формы их представления так, например нормирования. В качестве нормированных параметров электромагнитных полей в диапазоне f > 300 мГц нормируется плотность потока мощности. В диапазоне СВЧ ближняя зона (зона индукции) расположена в непосредственной близости у излучателя, и рабочие места попадают в дальнюю зону (зону дифракции).

В общем случае – границей между промежуточной и дальней зоной является величина: R = l / 2p.

Для прибора, работающего в сантиметровом диапазоне волн, интенсивность облучения на рабочих местах регламентируется в единицах энергетической нагрузки. Для приборов со скважностью менее 50, к которым относится наш клистрон, нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на организм:

W _дoп = 2 Вт час / кв.м.

Рассчитаем предельно допустимую плотность потока мощности:

ППМ _доп = W _дoп / Т,

где Т – время пребывания в зоне облучения [час].

На стенде работы ведутся полный рабочий день – 8 часов, поэтому: ППМ _доп = 0,25 Вт / кв.м.

Основными источниками СВЧ излучения в клистроне являются:

– зазор между коллектором и электродинамической системой,

– щели и места слабого уплотнения элементов СВЧ тракта.

Утечки СВЧ излучения через диэлектрики, входящие в конструкцию прибора, предотвращаются стальными экранами, предусмотренными конструкцией. Если они все же отсутствуют, то их уровень много меньше уровня излучения из зазоров и щелей.

Величины зазоров не превышают 1 мм. При длине волны 100 мм рабочее место находится в дальней зоне – зоне дифракции. В этой зоне векторы электрического и магнитного полей колеблются в фазе. А электромагнитное поле сформировано в виде волн накладывающихся друг на друга и образующих дифракционные максимумы и стоячие волны. На практике эффективность воздействия поля в дальней зоне оценивается по плотности потока мощности излучения, проходящей за секунду через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны. Максимальное значение плотности потока мощности можно приближенно вычислить по формуле:

ППМ = РG / 4 p L r²,

где Р – излучаемая мощность,

r – расстояние до излучателя,

G – коэффициент направленности излучателя, зависящий от геометрических размеров излучателя. Если размеры малы, то его можно считать точечным и тогда G = 1.

Применяя указанную формулу, найдем для одного импульса

ППМ = 16 кВт / кв.м., что больше допустимого значения.

Следовательно, необходимо разработать меры защиты от СВЧ излучения. Для этого рассчитаем необходимую величину ослабления поля и коэффициент эффективности экрана:

Для защиты человека от высоких уровней СВЧ трактов необходимо предотвращать появление щелей и зазоров между соединяемыми фланцами СВЧ трактов. Для этого следует устанавливать прокладки из мягких металлов, например, свинца. Если фланцевое соединение часто разбирают, то нужно устанавливать специальные пружинные прокладки.

Защита от СВЧ применяется для обеспечения безопасности персонала и населения, находящихся в зоне действия мощных источников СВЧ. В широком понимании под защитой подразумевают любые мероприятия, направленные на снижение интенсивности СВЧ и электромагнитных полей.

Для защиты от СВЧ излучения нужно использовать следующие типы защиты: