Биофизические, энергетические совместимости человека с машиной

Биофизическая совместимость Подразумевает создание такой окружающей среды, которая беспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физиологическое состояние оператора. Эта задача стыкуется с требованиями охраны труда. Предельные значения для многих факторов окружающей среды установлены законодательством, но они не всегда увязаны с функциональными задачами оператора. Поэтому при разработке машин появляется необходимость специального исследования параметров шума, вибрации, освещенности, воздушной среды и т.д.

Силовые и энергетические параметры человека имеют определенные границы. Для приведения в действие сенсомоторных устройств (рычагов, кнопок, переключателей и т.д.) могут потребоваться очень большие чрезвычайно малые усилия. И то и другое плохо.

Энергетическая совместимость Предусматривает согласование органов управления машиной с оптимальными возможностями оператора в отношении прилагаемых усилий, затрачиваемой мощности, скорости и точности движений.

2 Опасность человека 2х или 1ой фазных(ой) цепи. Действие эл. тока на человека сказывается при включении тела в эл. сеть (прикосновение к токоведущим частям или нетоковедущим при при повреждении изоляции). Прикосновения возможны двухполюсные(фаза-фаза) и однополюсные (фаза-земля).

а) двухполюсное

б) однополюсное с несовершенной изоляцией

в) однополюсное при пробое на корпус

г) однополюсное при одновременном замыкании на землю одной из двух

других фаз

При прикосновении ток через тело человека I чел зависит не только от схемы внешней цепи, но и от схемы включения человека в электрическую цепь, от состояния изоляции токопроводящих частей установки, от режима нейтрали источника питания и др. обстоятельств.

Наиболее опасной является схема двухполюсного прикосновения (Рис. 1а и 2а). При этом ток идет по пути рука-рука (самый опасный путь) и будет зависеть от прикладываемого к телу человека напряжения, равного линейному напряжению сети, а также от сопротивления тела человека, т.е.

I чел = Uл/Rчел, где Uл = sqrt(3)*Uфаз

При однополюсном прикосновении, которое случается чаще, в исходе поражения немаловажную роль играет режим работы нейтрали, сопротивление изоляции, емкость проводов относительно земли, сопротивление обуви, пола и т.д.

при прикосновении к одной из фаз последовательно с сопротивлением человека оказываются включенными сопротивление изоляции и емкости относительно земли двух других фаз. В этом случае ток через тело человека ограничивается включенным последовательно с человеком эквивалентным сопротивлением изоляции фаз, состоящим из активной и емкостной составляющей

при наличии одновременного замыкания на землю другой фазы, т.е. когда сопротивление этой фазы становится маленьким, человек оказывается под линейным напряжением аналогично случаю с 2-х полюсным прикосновением.

Iчел = Uфаз * sqrt(3)/(R чел+r зм)

где r зм – малое сопротивление

при пробое изоляции часть тока замыкания на землю проходит через тело человека.

Система с изолированной нейтралью чаще применяется на предприятиях, где сети небольшой протяженности а следовательно небольшая емкость и высокий уровень сопротивления изоляции фаз относительно земли.

На предприятиях с разветвленной сетью и большой ее протяженности с т.зр. электробезопасности предпочтение отдается сети с заземленной нейтралью (особенно в электроустановках до 1000В).

человек оказался включенным под фазное напряжение, которое меньше линейного в 1,73 раза (sqrt(3)).

Выводы:

1. Прикосновение человека к исправной фазе в сети с заземленной нейтралью в аварийном режиме (при замыкании другой фазы на землю) более опасно, чем при нормальном режиме.

2. В период нормальной работы сети более безопасной является, как правило, сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период – сеть с заземленной нейтралью.

3. Сеть с заземленной нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию проводов (из-за высокой влажности, агрессивной среды и т.д.), когда нельзя быстро отыскать или устранить повреждение изоляции (напр. на крупных предприятиях).

4. Сеть с изолированной нейтралью целесообразно применять в тех случаях, когда имеется возможность поддержать высокий уровень изоляции проводов и когда емкость сети относительно земли незначительна, т.е. сеть малоразветвленная (напр. электротехнические лаборатории, малые предприятия).

5. При напряжении более 1000В по технологическим требованиям сети напряжением до 35кВ включительно имеют изолированную нейтраль, а выше 35кВ – заземленную.

3 Действие радиактивного излучения на человека

Ионизирующие излучения – излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию ионов (электрически заряженных частиц) разных знаков из электрически нейтральных атомов и молекул.

Активность радионуклида (А) – мера радиоактивности – это величина, которая характеризует источник и показывает число происходящих в нем распадов в единицу времени (это косвенная характеристика количества радиоактивного вещества в любом веществе). Единица активности – беккерель, равный одному распаду в сек.

Механизм: ионизация и возбуждение атомов и молекул, их диссоциация (разрыв химических связей), образование свободных радикалов Н и ОН, обладающих высокой активностью.

Радикалы вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и другой биологической ткани, нарушая все биохимические процессы в организме, что приводит к нарушению обменных процессов, замедлению и прекращению роста ткани, возникновению новых химических соединений, не свойственных организму токсинов. Нарушаются отдельные функции организма и организм в целом – лучевая болезнь.

Особенность: 1) в процессы вовлекаются молекулы, даже не затронутые излучением; 2) биологические эффекты протекают в течение от нескольких секунд до нескольких лет и отражаются на наследственности; 3) форма лучевой болезни и ее тяжесть зависит от полученной дозы. Примеры:

1. Д погл. >= 0,25 Гр – изменения не обнаруживаются.

2. Д погл. = 0,25-0,5 Гр – изменения в крови (быстро нормализуются).

3. Д погл. = 0,5-1 Гр – усталость, умеренные изменения в крови, в 10% рвота.

4. Д погл. = 1,5-2 Гр – кратковременная легкая форма острой лучевой болезни (продолжительная лимфогения), у 30-50% рвота в первые сутки.

5. Д погл. = 2,5-4 Гр – лучевая болезнь средней тяжести, в первые сутки тошнота, рвота, резко падают лейкоциты, подкожные кровоизлияния, в 20% – смерть, и через 2-6 недель смерть у всех.

6. Д погл. = 4-6 Гр – тяжелая форма лучевой болезни, 50% смерть в течение первого месяца.

В настоящее время имеется ряд противолучевых средств и комплексного лечения, которые позволяют исключить летальный исход при Д погл. ў 10 Гр.

Степень воздействия зависит от характера облучения (внутреннее или внешнее).

Ca, Ra, Sr и др. накапливаются в костях,

J – повреждение щитовидной железы,

РЗЭ – опухоль печени,

Cs, Rb – угнетают кроветворную систему, атрофия семенников, опухоли мягких тканей.

Допустимые уровни регламентируются «Нормами радиационной безопасности НРБ-76/87» и «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующий излучений ОСП 72/87».

Билет 19