Введение к работе
Актуальность работы. Оценка воздействия электрических полей промышленной частоты (ЭП ПЧ) на организм человека и разработка средств, снижающих их воздействие, является актуальной задачей. Производственным воздействиям ЭП ПЧ подвергается в первую очередь персонал различных объектов, обслуживающий открытые распределительные устройства (ОРУ) и воздушные линии электропередачи (ВЛ). Обследование персонала подстанций 400 и 500 кВ, позволили выявить такие эффекты действия поля, как высокая утомляемость, повышенная вариабельность пульса и артериального давления крови, неврастенический синдром и
др.
Исследования влияния ЭП ПЧ начались с работ Коробковой ВЛ. (доклад СИГРЭ, 1972 г.), Асановой Т.П., Сазоновой Т.Е. после жалоб персонала на головные боли и плохое самочувствие, а также на нарушение деятельности сердечнососудистой системы и желудочно-кишечного тракта, связывая это с длительным пребыванием в электромагнитном поле.
Согласно современным представлениям, при воздействии ЭП ПЧ опасность для организма представляет влияние наведенного электрического тока на возбудимые структуры (нервную и мышечную ткани). Параметром, определяющим степень воздействия, является плотность наведенного в теле человека тока. Определению количественных параметров тока через человека в ЭП ПЧ посвящено большое количество работ. Исследование человека в ЭП ПЧ было продолжено в работах Князевского Б А., Манойлова В.Е., Долина ПА., Рубцовой Н.Б.
Защита персонала от неблагоприятного воздействия электрического поля осуществляется путем проведения организационных и технических мероприятий. Ограничение напряженности ЭП ПЧ в производственных условиях осуществляется различными способами - ограничением времени пребывания, защитой расстоянием, экранированием рабочих мест.
Каждый из работников, занятых обслуживанием электрооборудования, вынужден находиться в зоне действия электрического поля в течение длительного времени, зачастую по 6 - 8 ч, а в летний период - до 10 - 12 часов в сутки.
Защита расстоянием неприменима в условиях проведения профилактических и ремонтных работ в непосредственной близости от электрооборудования, находящегося под номинальным рабочим напряжением.
Экранирование рабочих мест (заземленные металлические навесы и козырьки) решает проблему лишь частично. Вне рабочих мест на ОРУ, а также под воздушными линиями реализация экранирования рабочих мест является очень затратным мероприятием.
При работах на токоведущих частях (ТЗЧ) используют защитные костюмы. При выполнении ремонтных работ защита персонала на ОРУ осуществляется стационарными экранами. При использовании защитных костюмов, хотя и обеспечивается эффективное экранирование электрического поля, но не соблюдается надлежащий температурный режим, нарушается терморегуляционная функция организма человека. Также недостатком является ограничение телодвижений при работе, сложность конструкции.
Таким образом, проблема защиты от воздействия ЭП ПЧ до сих пор не может считаться адекватно решенной. В настоящей работе для уменьшения вредного
воздействия ЭП ПЧ рассматриваются способы и средства, снижающие воздействие ЭП путем уменьшения стекающего с человека тока.
Цель работы - исследование условий работы человека во внешнем электрическом поле и разработка способов и средств защиты, уменьшающих протекающий через человека ток, а также рассмотрение факторов влияющих на его значение.
В работе решаются следующие задачи:
-
Анализ условий работы человека в ЭП при эксплуатации и ремонте электроустановок с целью определения токов, стекающих с тела человека и определения степени влияния неоднородности внешнего электрического поля на значение стекающего тока.
-
Анализ распределения тока и плотности тока по модели тела человека.
-
Экспериментальное определение токов, стекающих с модели тела человека (манекена), а также с тела человека, находящегося под ЛЭП 500кВ при использовании индивидуальных защитных средств и без них и сравнение с расчетными.
-
Разработка алгоритма определения увеличения времени работы в условиях высоких напряженностей ЭП.
-
Разработка индивидуального защитного комплекта, снижающего воздействие ЭП ПЧ на человека путем экранирования части тела,
-
Анализ использования дополнительных защитных средств (диэлектрического основания) для снижения токов, протекающих через тело человека. Научное значение:
Результаты исследований являются основой:
- разработанного алгоритма определения увеличения времени работы в
условиях высоких напряженностей ЭП,
разработанных моделей индивидуального защитного комплекта, уменьшающего стекающий с человека ток,
анализа распределения токов по модели гела человека,
анализа условия изолирования тела человека. Практическая значимость:
-
Разработаны защитные средства, снижающие воздействие на человека ЭП ПЧ и уменьшающие значение стекающего с человека тока (каска, каска совместно с накидкой), позволяющие увеличить допустимое время работы в ЭП ПЧ, а также работать в условиях напряженностей более 25 кВ/м.
-
Проведен анализ использования дополнительных защитных средств для снижения токов, протекающих через тело человека (диэлектрический ковер, изолирующие подставки, обувь, подсыпка из битого камня).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
-
Расчет стекающего с модели тела человека тока, а также анализ распределения тока и плотности тока по модели тела человека в различных условиях, адекватно отражающих расположение персонала на реальной подстанции.
-
Экспериментальное подтверждение эффективности использования частичного экранирования на модели тела человека (манекене) и человеке, находящемся подВЛ500кВ.
-
Алгоритм определения увеличения времени работы в условиях высоких напряженностей ЭП ПЧ.
-
Разработка и анализ индивидуальных средств, снижающих воздействие электрического поля на человека путем частичного экранирования.
-
Анализ использования дополнительных защитных средств (диэлектрического основания) для снижения токов, протекающих через тело человека. Внедрение результатов работы. Основные результаты работы используются
при разработке защитных костюмов и включены в план ЗАО «НПО Энергоформ». Результаты работы также использованы в учебном процессе в МЭИ (ТУ).
Апробация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы представлялись: на XV (2009 г.) и XVII (2011 г.) международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов (г.Москва), на V-й международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения» (Казань, 2010 г.), на международной выставке-конференции «Безопасность и охрана труда в энергетике SAPE 2010», Москва, 13-16 апреля 2010 г., на семинарах в МЭИ и ООО „НПФ ЭЛНАП".
Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, получен патент на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Объем работы составляет 131 страницу и содержит 43 рисунка, 27 таблиц. Список литературы включает 74 наименования.
