Главная › Новости

Обеспечение общих условий электробезопасности на участке настройки (регулировки) лабораторного стенда блока тригонометрических преобразований

Опубликовано: 03.09.2018

Обеспечение общих условий электробезопасности на участке настройки (регулировки) лабораторного стенда блока тригонометрических преобразований.

                                           Выполнил студент гр. МП-52  ШмыревС.А.

 Консультант:                          к.т.н., доц. Привалов В.П.

В общем комплексе мероприятий, связанных с созданием современной электронной и радиоэлектронной аппаратуры, технология микросхем, сборки и монтажа аппаратуры занимает особое место. Непрерывное совершенствование технологических методов, способов и приемов порождает новые возможности создания вое более функционально сложных интегральных микросхем, при этом изменяется принципы компоновки и облик микроэлектронной аппаратуры в целом.

При осуществлении технологических процессов требуется энергоемкое оборудованье с высоким питающий напряжением электрического тока, высокотемпературные печи, ультразвуковые, электронно-лучевые и лазерные установки, оборудование для механической обработки материалов.

Все это сопровождается возникновением новых опасных и вредных факторов производства.  В этих условиях разрабатываемые конструкции и технологические процессы наряду с высокими техническими данными в обязательном порядке содержат мероприятия, предупреждающие случаи производственного травматизма им профессиональных заболеваний.

1. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

На предприятиях микроэлектронной промышленности широко применяются различные электрические установки. Электрический ток может оказывать не только местное повреждение, но и рефлекторное действие.

Одним из основных факторов, определяющих исход поражения, является величина тока I . Опасность увеличивается с возрастанием величины тока. Переменный ток промышленной частоты можно считать опасным для человека при I 15 мА, так как без посторонней помощи невозможно освободиться от токоведущих частей. Условно считают безопасным переменный ток величиной до 10 мА.

1.1. Анализ опасности электроустановок

Основные случаи поражения электрическим током происходят при прикосновении человека не менее чем к двум точкам сети, имеющим разные потенциалы. Сила поражения зависит от условий включения человека в сеть, схемы сети, режима ее нейтрали, величины напряжения и состояния изоляции токоведущих частей от земли.

Включение человека в электрическую сеть может быть однофазным и двухфазным. Однофазное включение представляет собой подключение человека между одной из фаз сети и землей. Величина тока в этом случае зависит от режима нейтрали сети, сопротивлений человека, обуви, пола. изоляции фаз относительно земли.

При двухфазном включении человек прикасается к двум фазам электрической сети. При этом сила тока, протекающего через тело, определяется лишь напряжением сети и сопротивлением тела человека и не зависит от режима нейтрали питающего трансформатора сети.

1.2. Меры защиты от поражения электрическим током

Выбор комплекса мер защиты, электрозащитных средств и защитных мероприятий определяется видом электроустановки, величиной применяемого напряжения, режимом нейтрали, условиями помещения, в котором расположена электроустановка и т.п.

Классификация помещений по опасности поражения электрическим током

По опасности поражения электрическим током помещения, согласно ПУЭ, подразделены на три группы:

1) помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создавших эту опасность:

2) особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

3) помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную и особую опасность.

Безопасность при работе о электроустановками достигается путем проведения организационных мероприятий, а также о помощью технических средств, обеспечивающих защиту от поражения:

Защитная изоляция

Основным средством, обеспечивающим безопасное обслуживание электроустановок, служит изоляция. Правила электробезопасность устанавливают нормы сопротивления изоляции и требования к ее диэлектрической срочности. В процессе эксплуатации изоляция постепенно разрушается. Во избежание замыкания на корпус проводятся испытания изоляции в сроки, определенные правилами; одновременно осуществляется контроль сопротивления изоляции.

Защита расстоянием. Индивидуальные средства защиты

В основу большого числа мероприятий, обеспечивающих недоступность токоведущих частей, положен принцип защиты расстоянием. Случайному прикосновению к токоведущим частям препятствуют ограждения и блокировки. Ограждения могут быть постоянными и временными, в зависимости от назначения выбирается их материал и конструкции. Сигнализация, плакаты, надписи обращают внимание людей, обслуживающих электроустановки, и предупреждает их неправильные действия. Средства индивидуальной защиты, а также защитные средства коллективного пользования служат для предотвращения прикосновения к токоведущим частям и ограждают от поражений электрическим током, от теплового действия дуги и т.п.

Защитное заземление

Согласно ПУЭ, при напряжении 380 В (и выше) переменного и 440 В ( II выше) постоянного токов электроустановки подлежат заземлению во всех случаях. Кроме того, необходимо заземление корпусов электрооборудования, установленного в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках о номинальным напряжением выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока, а также установленного во взрывоопасных помещениях при всех напряжениях переменного и постоянного токов. Защитное заземление является эффективной мерой защиты при питании оборудования от трехфазных сетей напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и трехфазных сетей выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

Принципиальная схема защитного заземления показана на рис.1.1. Для обеспечения безопасности величина сопротивления заземляющих устройств должна быть по возможности меньшей, ПУЭ ограничивают наибольшее значение сопротивления заземляющих устройств (табл.1.1). Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя (металлического проводника или группы проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с грунтом) и заземляющих проводников, соединяющих заземленные части электроустановки с заземлителем.

                                            Рис.1.1

Зануление

Заземление нетоковедущих частей электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью путем подсоединения к заземляющему устройству не обеспечивает полной безопасности. В сетях с заземленной нейтралью устраивается защитное зануление. Оно представляет собой присоединение к неоднократно заземленному нулевое проводу корпусов и других конструктивных элементов электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением вследствие пробоя изоляции. Принципиальная схема защитного зануления приведена на рис.1.2.

                                                   Таблица I.I

Рис.1.2. Принципиальная схема защитного зануления: 1 - корпус; 2 - аппараты защиты от токов КЗ (плавкие предохранители, автоматы . т.п.). Условные обозначения: R 0 -сопротивление заземления нейтрали источника тока; R п - сопротивление повторного заземления нулевого провода; I к- ток КЗ.

Одновременно заземление и зануление одного и того же корпуса улучшает условия безопасности, так как создает дополнительное заземление нулевого провода.

Защитное отключение

Защитное отключение обеспечивается устройством,, которое автоматически отключает неисправный участок сети электроустановки при возникновении напряжения, опасного для человека. Такая опасность может появиться в результате замыкания на земли, снижения сопротивления изоляции, неисправности заземления или зануления при переходе напряжения с высшей стадии на низшую. Одна из простейших схем отключения обеспечивает защиту при появлении напряжения на корпусе относительно земли (рис. 1.3).

рис 1.3 Схема защитного отключения при напряжении на корпусе относительно земли.

Целесообразно применять защитное отключение в передвижных электроустановках и при использовании ручного электроинструмента, так как условия их эксплуатации не позволяют обеспечить безопасность заземлением или другими защитными мерами.

1.3. Организация безопасной эксплуатации электроустановок

Лица, обслуживающие и эксплуатирующие электроустановки, относятся к электротехническому персоналу. Лица, допускаемые к работам, должны иметь соответствующую техническую подготовку. После обучения проверка знаний правил техники безопасности проводится специальной квалификационной комиссией. Проверяемому присваивается квалификационная группа по технике безопасности.

Всего имеется пять квалификационных групп (1 - V ), а присваиваются четыре ( II - V ). Перед началом работ в электроустановках должен быть выполнен комплекс мероприятий, обеспечивающих безопасность персонала. Эти мероприятия можно условно разделить на организационные и организационно-технические.

Организационные мероприятия включают оформление работы нарядом или распоряжением, оформление допуска к работе, надзор во время работы, оформление перерывов в работе, переходов на другое рабочее место и окончания работ. Организационно-технический мероприятия предусматривают производство необходимых отключении и принятие мер против самовключения или ошибочного включения напряжения (блокировка, снятие предохранителей и т.д.); вывешивание предупредительных плакатов и установку временных ограждений; проверку отсутствия напряжения на части электроустановки и т.д.

1.4. Защита от статического электричества

На предприятиях микроэлектроники получают в больших количествах и широко используют вещества и материалы, обладающие диэлектрическими свойствами, что способствует возникновению зарядов статического электричества. Электрические разряды часто являются причиной пожаров и взрывов. Кроме того, из-за статического электричества нарушаются технологические процессы, снимется производительность установок, точность показаний электрических приборов и' приборов автоматики. Поэтому защита от статического электричества на предприятиях имеет очень большое значение.

Статическое электричество отзывает вредное воздействие на организм человека, причем не только при непосредственном контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля, возникающего вокруг заряженных поверхностей. Систематическое воздействие электрических зарядов на человека вызывает головную боль, .раздражительность, боли и области сердца. Установлено также, что отрицательно заряженные частицы пыли глубже проникают в дыхательные пути человека, чем незаряженные или заряженные положительно. Поэтому при длительном пребывании в сфере действия электрического поля при значительной запыленности воздуха наблюдается резкое увеличение заболеваний дыхательных путей.

Меры защити от статического электричества

Борьба с опасным проявлением статического электричества' ведется предотвращением наложения зарядов и образования взрывоопасных концентраций газов, паров или пыли. Предотвращение опасности электростатических зарядов достигается заземлением оборудования, повышением поверхностной проводимости диэлектриков, ионизацией среды) уменьшением опасности статической электризации горючих жидкостей.

Антистатические примеси создают поверхностные пленки на материале с удельным сопротивлением менее 10 Ом-см. Рекомендуется применять полупроводниковые керамические покрытия (набрызгом, распылением, испарением иди окрашиванием), проводящую резину или антистатические пластмассы. Ионизация воздуха заключается в нейтрализации поверхностных электростатических зарядов ионами противоположного знака. Оно осуществляется нейтрализаторами.

В производственных помещениях, где нет опасности взрыва или пожара, персонал может длительно находиться под высокий потенциалом, подвергаться воздействий токов электризации и разрядных токов. К источникам электризации относятся полы, коврики и дорожки из синтетических материалов, обувь на подошве из материалов с большим сопротивлением, одежде из синтетических материалов и т.д. . Для защиты людей от статического электричества необходимо иметь электропроводящие полы в помещениях и обувь с электропроводящей подошвой.

1.Декомпозиция анализируемых объектов

При проведении работ по настройке и наладке лабораторного стенда носителями потенциальной опасности являются:

1) предмет труда: лабораторный стенд ;

2) средства труда: - осциллограф С1-70;

           - вольтметр В7-34;

           - источник напряжения.

В составе лабораторного стенда можно выделить

следующие ф изические объекты :  

Все они несут в себе потенциальную опасность поражения электрическим током. Поражение электрическим током происходит , как правило,  при прикосновении человека не менее чем к двум точкам сети, имеющим разные потенциалы. Для анализа опасности электропоражения рассматириваются различные электрические сети и определяются сила тока и напряжение, под которыми может оказаться человек в случае прикосновения. Выбор мер защиты производится с помощью оценки следующих основных факторов:

Применяемое электрооборудование и установки могут быть разделены на два типа (по способу защиты человека):

1) лабораторный стенд - изделие класса О I (изделие, имеющее, по крайней мере, рабочую изоляцию, элемент для заземления и провод без заземляющей шины для подсоединения к источнику питания);

2) осциллограф, вольтметр, источник напряжения - изделия класса I (изделия, имеющие рабочую изоляцию, элемент заземления и провод питания с заземляющей шиной).

Все электроустановки используют питание 220В промышленной частоты 50Гц;

- в лабораторном стенде при настройке изделия возможен доступ человека к напряжениям +5В, -10В и 15В  постоянного и переменного тока.

Следовательно, по характеру степени защиты персонала от соприкосновения с токоведущими частями электрооборудование делится на следующие классы:

- лабораторный стенд в закрытом состоянии - 5-я степень защиты, в раскрытом состоянии - 0-я степень защиты;

- всё остальное электрооборудование обладает 4-ой степенью защиты.

2.Условия в помещении, в котором производят настройку лабораторного стенда:

1) классификация по степени опасности поражения электрическим током - помещение без повышенной опасности;

2) классификация по характеру окружающей среды - нормальное.

Вышеперечисленный анализ показывает, что опасность поражения электрическим током возможна при:

- случайном прикосновении к токоведущим частям;

- переходе напряжения на части оборудования, нормально не находящиеся под напряжением.

В соответствие с ГОСТ 12.1.038-82 допускается воздействие напряжения 220В частотой 50Гц (напряжение питания электрооборудования) продолжительностью не более 0,2сек.

3.Мероприятия по обеспечению электробезопасности при настройке и наладке лабораторного стенда.  

Мероприятия по обеспечению электробезопасности можно разделить на организационные, организационно-технические и технические.

3.1 Организационные мероприятия

1. К обслуживанию действующих электроустановок допускать лиц, прошедших медицинский контроль.

2. Обслуживающий электротехнический персонал должен изучить действующие ПУЭ, а также ПТЭ и ПТБ и знать приёмы освобождения пострадавшего от действия электрического тока.

3. Ежегодно технический персонал должен проверяться на знание ПТБ, и при положительном результате проверки работникам выдаётся право работы на электроустановках с присвоением квалификационной группы по ТБ от II до V .

3.2 Организационно-технические мероприятия

1. Наладка и настройка лабораторного стенда может производиться одним наладчиком, имеющим группу по ТБ не ниже IV , в присутствии вблизи налаживаемого оборудования второго лица, имеющего группу по ТБ не ниже III .

2. Проведение наладочных работ допускается на участках, специально для этого предназначенных, а также в производственных помещениях, где разрабатывается и эксплуатируется оборудование.

3. На каждом рабочем месте разрешается одновременно налаживать только одну единицу оборудования.

4. Рабочий стол должен быть выполнен из диэлектрического материала, иметь полки для размещения контрольно-проверочной аппаратуры и оборудован отдельным электрощитом с общим выключателем, автоматической защитой от превышения потребляемого тока, шиной защитного заземления с винтовыми зажимами.

5. Выявлять и устранять дефекты в монтаже, заменять радиодетали разрешается только после полного снятия напряжения с настраиваемого изделия.

3.3 Технические мероприятия

1. Защита от прикосновения к токоведущим частям при наладке лабораторного стенда обеспечивается изоляцией проводов, несущих опасный ток под высоким напряжением.

2. Защита от напряжения, появившегося на корпусах электроустановок в результате нарушения изоляции, обеспечивается с помощью защитного заземления и автоматического отключения питания при превышении тока потребления.

4.Расчёт заземления источника опорного напряжения(ИОН).

  Заземление - это целенаправленное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей электрооборудования с целью перераспределения тока замыкания между низкоомным заземлителем и человеком обратно пропорцианально сопротивлениям.

Задача расчёта группового заземления ИОН заключается в определении числа одиночных заземлителей, сопротивления контура заземления растеканию тока замыкания и схемы размещения электродов в грунте.

1. В качестве одиночных заземлителей выбраны стержневые электроды с сопротивлением растеканию R ос = 6Ом и горизонтальный полосовой электрод с сопротивлением растеканию R оп = 10Ом.

2. Удельное объёмное сопротивление грунта для стержневого заземлителя при его заданных геометрических параметрах:

изм.с =        = 22,9Омм,

при l 1 = 3500мм, d = 35мм, t 1 = 2000мм.

3. Удельное объёмное сопротивление грунта для полосового заземлителя при его заданных геометрических параметрах:

изм.п = = 33,1Омм,

при l 2 = 3500мм, b = 40мм, t 2 = 800мм.

4. С учётом коэффициента сезонности  расчётные значения удельного объёмного сопротивления грунта для стержневого и полосового заземлителей равны соответственно:

расч.с = изм.с   с = 41,2 Омм, при с = 1,8;

расч.п = изм.п   п = 149 Омм, при п = 4,5.

5. Сопротивление одиночного стержневого заземлителя при расчётном значении удельного объёмного сопротивления грунта:

=10,7Ом.

6. Необходимое фактическое число одиночных стержневых заземлителей:

n сф = R oc / R з.допсф = 3шт,

где R з.доп = 4Ом - наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства (для установок до 1000В);

сф = 0,80 - коэффициент использования стержневого заземлителя.

7. Сопротивление трех одиночных стержневых заземлителей, не объединённых в один контур:

R з 1 = R oc / n сфсф = 4,2Ом.

8. Длина одиночной соединительной полосы для стержневых заземлителей, расположенных в ряд:

l оп = 1,05 a ( n сф - 1 ) = 6,3 м,

где a = 3м - расстояние между заземлителями.

9. Сопротивление одиночной полосы при расчётном значении удельного объёмного сопротивления грунта:

R оп = = 29,4Ом.

10. Фактическое сопротивление соединительной полосы, объединяющей стержневые электроды в один контур:

R пф = R o п / п = 36,3Ом,

где п = 0,81 - коэффициент использования соединительной полосы для трех  стержневых заземлителей длиной 3,0м.

11. Общее сопротивление контура заземления из трех  стержневых электродов, соединённых полосой:

R з = R пф * R з 1 / ( R пф + R з 1 )= 3,76Ом   R з.доп = 4Ом.

12.Схема размещения электродов в грунте представлена на рисунке 1.  

                                              5 . Выводы

                Литература

1. Константинова Л.А., Ларионов Н.М., Писеев В.М.

Методы и средства обеспечения безопасности технологических процессов на предприятиях электронной промышленности.

Учебное пособие по курсу «Охрана труда и окружающей среды».

М.: МИЭТ, 1990.

2. Каракеян В.И., Константинова Л.А., Писеев В.М.

Лабораторный практикум по курсу "Производственная и экологическая безопасность в микроэлектронике".

Под ред. к.т.н., доц. Каракеяна В.И.

М.: МИЭТ, 1990.

3. Долин П.А.

Справочник по технике безопасности.

М.: Энергоатомиздат, 1984.