ÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÆÈÇÍÅÄÅßÒÅËÜÍÎÑÒÈ Â äâóõ ÷àñòÿõ ×àñòü 2 Áåçîïàñíîñòü òðóäà íà æåëåçíîäîðîæíîì òðàíñïîðòå Ïîä ðåäàêöèåé Â.Ì. Ïîíîìàðåâà è Â.È. Æóêîâà Рекомендовано Московским государственным университетом природообустройства в качестве учебника для студентов, обучающихся по направлению подготовки 280700 «Техносферная безопасность» ВПО. Регистрационный номер рецензии 443 от 7 ноября 2013 г. базового учреждения ФГАУ «Федеральный институт развития образования» Ìîñêâà 2014 УДК 331.45:656.2 ББК 65.247:39.2 Б40 А в т о р ы : В.И. Жуков — введение, гл. 2—4, 6—10; М.П. Филипченко — гл. 1, 14; Д.Ю. Глинчиков — гл. 1; В.Д. Федосов — гл. 4, 6, 8—10; Н.Н. Сколотнев — гл. 5; Б.Н. Рахманов — гл. 7; В.Г. Стручалин — гл. 9, 10; В.М. Пономарев — гл. 11, 13; А.В. Волков — гл. 11; О.И. Грибков — гл. 12; С.А. Донцов — гл. 12, 13 Р е ц е н з е н т ы : зав. лабораторией отделения «Охрана труда, экология и промышленная безопасность» ОАО «ВНИИЖТ», канд. техн. наук, доц. Н.В. Ландышев; проф. кафедры «Техносферная и экологическая безопасность» ПГУПСа, канд. техн. наук Г.К. Зальцман Б40 Безопасность жизнедеятельности: учебник: в 2 ч. / В.И. Жуков и др.; под ред. В.М. Пономарева и В.И. Жукова. — М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014. ISBN 978-5-89035-724-3 Ч. 2: Безопасность труда на железнодорожном транспорте. — 607 с. ISBN 978-5-89035-726-7 Изложены материалы по соблюдению законодательства в области безопасности труда, проанализированы статистические данные по травматизму на железнодорожном транспорте. Рассмотрены вопросы защиты работников и населения от наездов подвижного состава, от шума и вибрации, от воздействия электромагнитных полей. Большое внимание уделено электрической безопасности персонала, промышленной безопасности, освещению производственных помещений. Предназначено для студентов вузов железнодорожного транспорта, а также может быть полезно для аспирантов, инженеров и специалистов ОАО «РЖД», обеспечивающих безопасность труда работников железнодорожного транспорта. УДК 331.45:656.2 ББК 65.247:39.2 ISBN 978-5-89035-726-7 (ч.2) ISBN 978-5-89035-724-3 © Коллектив авторов, 2014 © ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014 Введение Важнейшими задачами для железнодорожного транспорта являются интенсификация перевозочного процесса, повышение его эффективности, последовательная реализация программ научнотехнического прогресса при безусловном обеспечении безопасности движения, безопасных и здоровых условий труда. В условиях реформирования структуры железнодорожного транспорта обеспечение безопасных условий труда, снижение уровня травматизма и профессиональных заболеваний приобретают особую значимость. В связи с этим на предприятиях железнодорожного транспорта проводятся крупномасштабные мероприятия по улучшению условий труда. Для реализации этих мероприятий разработан ряд новых нормативных документов: регламент «О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта», утвержденный приказом правительства Российской Федерации от 15.07.2010 № 525, и регламент «О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта», утвержденный приказом правительства Российской Федерации от 15.07.2010 № 533. Разработаны также стандарты «Электрическая безопасность на железнодорожном транспорте», утвержденные 01.09.2010, и правила «Критерий оценки профессиональных рисков работников ОАО «РЖД», непосредственно связанных с движением поездов», утвержденные распоряжением ОАО «РЖД» от 21.12.2009 № 2631р. Согласно перечисленным документам повышается ответственность руководителей предприятий за безопасность труда на железнодорожном транспорте. Основные направления работы в области безопасности труда на железнодорожном транспорте включают: – предупреждение наездов подвижного состава на работающих на путях станций и перегонах; – совершенствование технологических процессов и технических средств, разработку нормативно-технических документов по безопасности труда; 3 – предупреждение электротравматизма при эксплуатации и обслуживании электроустановок, контактной сети и электроподвижного состава, железных дорог; – улучшение условий труда работников железнодорожного транс- порта — создание и внедрение средств, позволяющих довести па- раметры санитарно-гигиенических условий (шум, вибрация на ра- бочих местах, запыленность и загазованность воздушной среды, ос- вещенность рабочих мест, температура в летний и зимний перио- ды, влажность воздуха) до уровня санитарных норм, разработка технических и гигиенических требований на новые виды спецодеж- ды и средств индивидуальной защиты для специфических профес- сий железнодорожников, организация производственных испыта- ний и массовое внедрение новых видов спецодежды. Широкое внедрение электрической и тепловозной тяги, усовершенствование конструкций подвижного состава, применение наиболее эффективных систем защиты и блокировки, освещения и вентиляции, усиление шумоизоляции, внедрение разнообразных средств механизации и автоматизации существенно улучшили условия труда железнодорожников. Так, централизация стрелок и их пневматическая очистка, автоматическое и механизированное торможение вагонов на сортировочных горках, автоблокировка, автоматическая поездная сигнализация, электрическая и пневматическая почта по доставке перевозочных документов, поездная радиосвязь и т.д. облегчили и обезопасили труд многих работников, связанных с движением поездов. Высокопроизводительные путевые и строительные машины, механизмы, различные приспособления улучшили условия труда монтеров пути и строителей. Механизированная обмывка вагонов и промывка цистерн, большое количество электрических, пневматических приспособлений, машин и механизмов, механизированная очистка и транспортировка деталей неузнаваемо изменили труд по осмотру, экипировке и ремонту вагонов. Осуществляемые мероприятия позволили снизить уровень производственного травматизма на железнодорожном транспорте, выполнить основные задания комплексных планов улучшения условий труда и санитарно-оздоровительные мероприятия, повысить культуру производства. 4 Проблемы, связанные с обеспечением здоровых и безопасных условий, в которых протекает труд людей, изучается дисциплиной «Безопасность труда». Безопасность труда — это условия труда, при которых на работников не воздействуют вредные и опасные факторы, либо отсутствует недопустимый производственный риск нанесения ущерба здоровью работников. Цель дисциплины — выработать у специалиста представление о неразрывном единстве эффективной профессиональной деятельности и безопасности и защищенности человека, что гарантирует ему сохранение здоровья и работоспособности, повышает оперативность действий в экстремальных ситуациях. Задача изучения дисциплины — получить теоретические знания и практические навыки, необходимые для: – создания комфортного и соответствующего нормативным параметрам состояния среды обитания на рабочих местах производственной среды, в быту и зонах отдыха человека; – идентификации опасных и вредных факторов среды обитания естественного, техногенного и антропогенного происхождения; – разработки и реализации технических и организационных мер защиты человека и среды обитания от опасных и вредных факторов и негативных воздействий; – проектирования и эксплуатации техники, технологических процессов, производств и других объектов экономики в соответствии с требованиями безопасности; – обеспечения устойчивости функционирования объектов железнодорожного транспорта; – прогнозирования развития негативных воздействий и оценки их последствий. Авторы учебника обобщили результаты научных исследований и опыт ведущих предприятий по улучшению условий и безопасности труда на железнодорожном транспорте. Освоение материала учебника позволит обучающимся самостоятельно выявлять опасные и вредные производственные факторы при создании и эксплуатации оборудования и технологических процессов, разрабатывать технические и организационные мероприятия, предотвращающие производственный травматизм и профессиональные заболевания. 5 Глава 1. ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА 1.1. Законодательные акты и правовые нормативные документы по труду и охране труда 1.1.1. Общие положения трудового законодательства Трудовое законодательство — система нормативных актов, регулирующих трудовые и другие непосредственно связанные с ними отношения. Трудовое законодательство в Российской Федерации состоит из Трудового кодекса РФ, федеральных законов, указов Президента РФ, постановлений Правительства РФ и нормативных правовых актов федеральных органов исполнительной власти. Трудовой кодекс Российской Федерации является основополагающим федеральным законом и обладает высшей юридической силой перед другими нормативными документами о труде и охране труда. Федеральные законы принимаются, если соответствующие изменения внесены в Трудовой кодекс РФ. Указы Президента Российской Федерации оперативно решают вопросы трудовых отношений. В последующем указы должны быть урегулированы законом. Постановления Правительства РФ, содержащие нормы трудового права, издаются для решения вопросов, отнесенных к компетенции исполнительной власти Российской Федерации. Во многих случаях постановления Правительства РФ принимаются для реализации федеральных законодательных положений. Трудовые отношения могут регулироваться подзаконными нормативными правовыми актами федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих функции по нормативно-правовому регулированию в сфере труда. Эти акты не должны противоречить Трудовому кодексу, федеральным законам, указам Президента РФ и постановлениям Правительства РФ. 6 Особое значение для регламентации трудовых отношений имеют приказы Министерства здравоохранения и социального развития РФ. Эти приказы, а также письма, разъясняющие применение нормативных актов в области труда, обязательны для исполнения всеми министерствами, государственными комитетами и другими федеральными органами исполнительной власти, а также органами самоуправления и организациями. Органы государственной власти субъектов Российской Федерации принимают законы и иные нормативные правовые акты, содержащие нормы трудового права, по вопросам, не отнесенным к полномочиям федеральных органов государственной власти, не урегулированным федеральными законами и иными нормативными правовыми актами РФ. Закон или нормативный правовой акт, принимаемый субъектом Российской Федерации, приводится в соответствие с федеральным законом или другим нормативным правовым актом РФ. При обнаружении противоречия между нормативным правовым актом субъекта РФ и Трудовым кодексом или иным федеральным законом принимаются нормы Трудового кодекса. По общности и действию законодательные и нормативные правовые акты подразделяются на пять уровней. 1. Единые акты, действующие на всей территории России для всех предприятий, организаций, учреждений и устанавливающие основные принципы и правила государства в области охраны труда. К ним относятся федеральные законы, указы Президента, постановления Правительства и федеральных министерств и ведомств, приказы федеральных органов исполнительной власти. 2. Межотраслевые акты, действующие во всех отраслях экономики без исключения. К ним относятся, например, стандарты системы безопасности труда, санитарные нормы и правила работы с отдельными опасными и вредными производственными факторами, гигиенические нормативы и др. Такие нормативные акты разрабатываются и утверждаются только специально уполномоченными федеральными органами. 3. Акты субъектов Федерации, действующие только на территории субъекта и регулирующие отдельные вопросы охраны труда применительно к субъекту. Они разрабатываются и утверждаются законодательными и исполнительными органами субъектов Федерации. 7 4. Отраслевые акты, действующие только в той или иной отрасли (железнодорожной, металлургической, химической, текстильной) и не имеющие юридической силы в других отраслях. Они разрабатываются и утверждаются отраслевыми министерствами и ведомствами или другими уполномоченными органами. 5. Нормативные правовые акты предприятия, представляющие собой документы по охране труда и действующие только на конкретном предприятии (приказы, решения, инструкции). Законодательные и нормативные правовые акты более низкого уровня не должны противоречить актам более высокого уровня. 1.1.2. Трудовой кодекс Российской Федерации Трудовой кодекс, являясь основополагающим документом по труду и охране труда, регулирует практически все трудовые отношения между работодателями и работниками. В Трудовом кодексе закреплены основные понятия охраны и безопасности труда. Охрана труда — система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и другие мероприятия. Условия труда — совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, влияющая на работоспособность и здоровье работника. Вредный производственный фактор (ВПФ) — производственный фактор, воздействие которого может привести к заболеванию работника. Опасный производственный фактор (ОПФ) — производственный фактор, воздействие которого может привести к травме работника. Безопасные условия труда — условия труда, при которых воздействие вредных или опасных производственных факторов на работающих исключено, либо уровни их воздействия не превышают установленные нормативы. Рабочее место — место, в котором работник должен находиться или в которое ему необходимо прибыть в связи с его работой и которое прямо или косвенно находится под контролем работодателя. 8 Средства индивидуальной и коллективной защиты работников — технические средства, используемые для предотвращения или уменьшения воздействия вредных или опасных производственных факторов на работников, а также для защиты от загрязнения. Сертификат соответствия организации работ по охране труда — документ, удостоверяющий соответствие проводимых работодателем работ по охране труда государственным нормативным требованиям охраны труда. Производственная деятельность — совокупность действий работников с применением орудий труда, необходимых для превращения ресурсов в готовую продукцию. Действия включают в себя производство и переработку различных видов сырья, строительство, оказание различных видов услуг. Требования охраны труда — государственные нормативные требования охраны труда, в том числе стандарты безопасности труда, а также требования охраны труда, установленные правилами и инструкциями по охране труда. Государственная экспертиза условий труда — оценка соответствия объекта экспертизы государственным нормативным требованиям охраны труда. Аттестация рабочих мест по условиям труда — оценка условий труда на рабочих местах в целях выявления вредных и (или) опасных производственных факторов и осуществления мероприятий по приведению условий труда в соответствие с государственными нормативными требованиями охраны труда. Аттестация рабочих мест по условиям труда проводится в порядке, установленном федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере труда. Стандарты безопасности труда — правила, процедуры, критерии и нормативы, направленные на сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности и регламентирующие осуществление социально-экономических, организационных, санитарно-гигиенических, лечебно-профилактических и реабилитационных мер в области охраны труда. Трудовой кодекс устанавливает обязанности работодателя по обеспечению безопасных условий и охраны труда, с одной стороны, и обязанности работника в области охраны труда, с другой. 9 Перечислим меры обеспечения безопасных условий и охраны труда, которые обязан выполнять работодатель: – обеспечивать безопасность работников при эксплуатации зданий, сооружений, оборудования, при осуществлении технологических процессов, а также при использовании в производстве инструментов, сырья и материалов; – применять прошедшие обязательную сертификацию или декларирование соответствия в установленном законодательством Российской Федерации о техническом регулировании порядке средства индивидуальной и коллективной защиты работников; – создавать соответствующие требованиям охраны труда условия труда на каждом рабочем месте; – соблюдать режим труда и отдыха работников в соответствии с трудовым законодательством и другими нормативными правовыми актами, содержащими нормы трудового права; – приобретать и выдавать за счет собственных средств специальную одежду, специальную обувь и другие средства индивидуальной защиты, смывающие и обезвреживающие средства; – обучать безопасным методам и приемам выполнения работ и оказанию первой помощи пострадавшим на производстве, проводить инструктаж по охране труда, стажировку на рабочем месте и проверку знания требований охраны труда; – проводить аттестацию рабочих мест по условиям труда с последующей сертификацией организации работ по охране труда; – отстранять от исполнения трудовых обязанностей, если работники не прошли обязательные медицинские осмотры (обследования), обязательные психиатрические освидетельствования, а также если имеются медицинские противопоказания; – информировать работников об условиях и охране труда на рабочих местах, о риске повреждения здоровья и полагающихся им компенсациях и средствах индивидуальной защиты; – принимать меры по предотвращению аварийных ситуаций, сохранению жизни и здоровья работников при возникновении таких ситуаций, в том числе по оказанию пострадавшим первой помощи; – расследовать и учитывать несчастные случаи на производстве и профессиональные заболевания; 10 – организовывать санитарно-бытовое и лечебно-профилактическое обслуживание работников в соответствии с требованиями охраны труда, а также доставку работников, заболевших на рабочем месте, в медицинскую организацию в случае необходимости оказания им неотложной медицинской помощи; – осуществлять обязательное социальное страхование работников от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний; – разрабатывать и утверждать правила и инструкции по охране труда для работников с учетом мнения выборного органа первичной профсоюзной организации или иного уполномоченного работниками органа. По сути, работодатель обязан полностью обеспечить безопасные условия и охрану труда работникам. В свою очередь работник обязан: – соблюдать требования охраны труда; – правильно применять средства индивидуальной и коллективной защиты; – проходить обучение безопасным методам и приемам выполнения работ и оказанию первой помощи пострадавшим на производстве, инструктаж по охране труда, стажировку на рабочем месте, проверку знаний требований охраны труда; – немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя о любой ситуации, угрожающей жизни и здоровью людей, о каждом несчастном случае, происшедшем на производстве, или об ухудшении состояния своего здоровья, в том числе о проявлении признаков острого профессионального заболевания (отравления); – проходить обязательные предварительные (при поступлении на работу) и периодические (в течение трудовой деятельности) медицинские осмотры (обследования), а также проходить внеочередные медицинские осмотры (обследования) по направлению работодателя в случаях, предусмотренных Трудовым кодексом и другими федеральными законами. Каждый работник заключает с работодателем трудовой договор, в котором записаны права и обязанности сторон, в том числе и по обеспечению безопасных условий и охраны труда. Отсутствие 11 в трудовом договоре каких-либо прав и обязанностей работника и работодателя не рассматривается как отказ от реализации или исполнения обязанностей, установленных трудовым законодательством. 1.1.3. Технические регламенты и стандарты Федеральным законом «О техническом регулировании» от 27.12.2002 № 184-ФЗ был введен новый порядок стандартизации и были разделены понятия «технический регламент» и «стандарт». Технический регламент устанавливает обязательные для применения и исполнения требования к объектам технического регулирования (продукции, в том числе зданиям, строениям и сооружениям или к связанным с требованиями к продукции процессам проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации). Технические регламенты принимаются в целях: – защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества; – охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений; – предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей; – обеспечения энергетической эффективности. Технические регламенты с учетом степени риска причинения вреда устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие: – безопасность излучений; – биологическую безопасность; – взрывобезопасность; – механическую, пожарную, промышленную, термическую, химическую, электрическую, ядерную и радиационную безопасность; – электромагнитную совместимость в части обеспечения безопасности работы приборов и оборудования; – единство измерений; – другие виды безопасности, соответствующие техническим регламентам. 12 Приведем примеры некоторых утвержденных (до 2011 г.) технических регламентов в сфере обеспечения безопасных условий труда. Решением Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 № 878 утвержден технический регламент о безопасности средств индивидуальной защиты ТР ТС 019/2011. Он устанавливает минимально необходимые требования, которые обеспечивают механическую, термическую, биологическую, химическую, электрическую и радиационную безопасность при работе со средствами индивидуальной защиты. Под безопасностью средств индивидуальной защиты понимаются обеспечение безопасности человека при воздействии на него вредных (опасных) факторов при эксплуатации средств индивидуальной защиты и отсутствие недопустимого воздействия на человека и на окружающую среду такими средствами. Регламент устанавливает требования к 8 видам средств индивидуальной защиты. Федеральным законом от 30.12.2009 № 384-ФЗ принят «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». Объектом технического регулирования являются здания и сооружения любого назначения (в том числе входящие в их состав сети и системы инженерно-технического обеспечения), а также связанные со зданиями и с сооружениями процессы проектирования (включая изыскания), строительства, монтажа, наладки, эксплуатации и утилизации (сноса). Технический регламент устанавливает минимально необходимые требования механической, пожарной безопасности, безопасности при опасных природных и техногенных воздействиях, безопасности пребывания и пользования зданиями и сооружениями, доступности зданий и сооружений для групп населения с ограниченными возможностями, энергетической эффективности и безопасного уровня воздействия на окружающую среду. Стандарт стал документом добровольного применения. Обязательность применения стандартов безопасности труда, в том числе и действующей системы стандартов безопасности труда (ССБТ), закреплена дополнительным федеральным законом от 24.07.2009 № 206-ФЗ «О внесении изменений в Трудовой кодекс Российской Федерации», вступившим в силу с 1 января 2010 года. Порядок разработки, утверждения и изменения стандартов безопасности труда определяется Правительством РФ с учетом мнения Российской 13 трехсторонней комиссии по регулированию социально-трудовых отношений. Основу новой структуры нормативных правовых актов, содержащих государственные нормативные требования охраны труда, составляют: – стандарты безопасности труда; – правила и типовые инструкции по охране труда; – государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (санитарные правила и нормы, санитарные нормы, санитарные правила и гигиенические нормативы, устанавливающие требования к факторам рабочей среды и трудового процесса). Структура стандартов безопасности, состоящая из пяти групп, представлена на рис. 1.1. В первую группу входят организационно-методические стандарты, содержащие требования к нормированию условий труда, системам управления охраной труда, структуре службы охраны труда и др. Во вторую группу входят стандарты по аттестации рабочих мест (нестационарных, временных рабочих мест и др.). Третья группа — стандарты эргономики рабочего места. Четвертая — стандарты мероприятий в области условий и охраны труда. Они включают требования к обучению охране труда, к правильному применению средств индивидуальной и коллективной защиты и др. Пятая груп- Рис. 1.1. Структура стандартов безопасности труда 14 па — это стандарты, устанавливающие требования к проведению оценки профессиональных рисков у работодателей и управлению профессиональными рисками. В систему подзаконных нормативных правовых актов, содержащих государственные нормативные требования охраны труда, входят также правила по охране труда. Структура правил по охране труда представлена на рис. 1.2. Рис. 1.2. Структура правил по охране труда Структура имеет три основных блока: – правила и типовые инструкции по охране труда по видам экономической деятельности; – межотраслевые правила и типовые инструкции по охране труда — сквозные для всех видов экономической деятельности (например, обеспечение средствами индивидуальной защиты); – правила по охране труда для наиболее травмоопасных работ (например, работы на высоте, сварочные работы и т.п.). Санитарные правила и нормы, гигиенические нормативы, устанавливающие требования к факторам рабочей среды и трудового процесса, разграничивают сферы действия законодательства о техническом регулировании, а также о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения. 1.2. Особенности регулирования труда женщин и работников в возрасте до восемнадцати лет Особенности регулирования труда — нормы, частично ограничивающие применение общих правил по тем же вопросам либо предусматривающие для женщин и работников в возрасте до 18 лет 15 дополнительные правила. Законодательно особенности определены Трудовым кодексом. Конкретные ограничения или дополнительные правила устанавливаются Правительством РФ или нормативными правовыми документами федеральных органов исполнительной власти. Перечни производств, работ и должностей с вредными и (или) опасными условиями труда, на которых ограничивается применение труда женщин, и предельно допустимые нормы нагрузок для женщин при подъеме и перемещении тяжестей вручную утверждены постановлением Правительства РФ от 25.02.2000 № 163 СанПиН 2.2.0.555-96 «Гигиенические требования к условиям труда женщин» установил показатели допустимой трудовой нагрузки (табл. 1.1). Таблица 1.1 Нормы предельно допустимых нагрузок для женщин при подъеме и перемещении тяжестей вручную Характер работы Допустимая норма Допустимая во время беременнорма, кг ности, кг Подъем и перемещение (разовое) тяжестей при чередовании с другой работой (до 2 раз в 1 ч) 10 2,5 Подъем и перемещение (разовое) тяжестей постоянно в течение рабочей смены 7 1,25 350 175 60 не допускается Суммарная масса грузов, перемещаемая в течение каждого часа рабочей смены на расстояние до 5 м, не должна превышать: с рабочей поверхности с пола Беременным женщинам в соответствии с медицинским заключением и по их заявлению снижаются нормы выработки, нормы обслуживания либо эти женщины переводятся на другую работу, исключающую воздействие неблагоприятных производственных факторов, с сохранением среднего заработка по прежней работе. До предоставления беременной женщине другой работы, исключающей воздействие неблагоприятных производственных факторов, ее освобождают от работы с сохранением среднего заработка за все пропущенные рабочие дни за счет средств работодателя. 16 Женщинам по их заявлению и на основании выданного в установленном порядке листка нетрудоспособности предоставляется отпуск по беременности и родам продолжительностью 70 (в случае многоплодной беременности — 84) календарных дней до родов и 70 (в случае осложненных родов — 86, при рождении двух или более детей — 110) календарных дней после родов с выплатой пособия по государственному социальному страхованию. Кроме того, определенные гарантии беременным женщинам и женщинам, имеющим детей, установлены относительно служебных командировок, привлечения к сверхурочным работам, при расторжении трудового договора и в других случаях. Для работников в возрасте до 18 лет запрещается труд на работах с вредными и (или) опасными условиями труда, на подземных работах, а также на работах, выполнение которых может причинить вред их здоровью и нравственному развитию (игорный бизнес, работа в ночных кабаре и клубах, производство, перевозка и торговля спиртными напитками, табачными изделиями, наркотическими и иными токсическими препаратами). Запрещаются переноска и перемещение тяжестей, превышающих установленные для них предельные нормы (табл. 1.2). Таблица 1.2 Нормы предельно допустимых нагрузок для работников моложе 18 лет при подъеме и перемещении тяжестей вручную Характер работы Предельно допустимая масса груза, кг Юноши Девушки 16 лет 17 лет 16 лет 17 лет Подъем и перемещение груза постоянно в течение рабочей смены Подъем и перемещение груза вручную в течение не более 1/3 рабочей смены: постоянно (не более 2 раз в 1 ч) при чередовании с другой работой (до 2 раз в 1 ч) Суммарная масса груза, перемещаемая в течение смены: подъем с рабочей поверхности подъем с пола 4 4 3 3 11 20 13 24 5 7 6 8 1000 500 1500 700 400 200 500 250 17 Работники в возрасте до 18 лет принимаются на работу только после предварительного обязательного медицинского осмотра (обследования) и в дальнейшем, до достижения возраста 18 лет, ежегодно подлежат обязательному медицинскому осмотру (обследованию). Ежегодный основной оплачиваемый отпуск работникам в возрасте до 18 лет предоставляется продолжительностью 31 календарный день в удобное для них время. Нельзя направлять в служебные командировки, привлекать к сверхурочной работе, к работе в ночное время, в выходные и нерабочие праздничные дни работников в возрасте до 18 лет. Расторжение трудового договора с работниками в возрасте до 18 лет по инициативе работодателя (за исключением случая ликвидации организации или прекращения деятельности индивидуальным предпринимателем), помимо соблюдения общего порядка, допускается только с согласия соответствующей государственной инспекции труда и комиссии по делам несовершеннолетних и защите их прав. 1.3. Надзор и контроль соблюдения трудового законодательства Надзор и контроль соблюдения трудового законодательства и иных нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, осуществляются на трех уровнях: государственный надзор; внутриведомственный государственный контроль и общественный контроль. 1.3.1. Государственный надзор за соблюдением трудового законодательства Государственный надзор и контроль соблюдения трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, всеми работодателями на территории Российской Федерации осуществляет федеральная инспекция труда. Инспекция является территориальным органом Федеральной службы по труду и занятости (Роструд). Основными задачами федеральной инспекции труда являются: – обеспечение соблюдения и защиты трудовых прав и свобод граждан, включая право на безопасные условия труда; 18 – обеспечение соблюдения работодателями трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права; – обеспечение работодателей и работников информацией о наиболее эффективных средствах и методах соблюдения положений трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права; – информирование соответствующих органов государственной власти о фактах нарушения, о действиях (бездействии) или злоупотреблениях, которые не подпадают под действие трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права. Государственный надзор за соблюдением правил по безопасному ведению работ в отдельных отраслях и на некоторых объектах промышленности наряду с федеральной инспекцией труда осуществляют соответствующие федеральные органы исполнительной власти, в функции которых входят контроль и надзор в установленной сфере деятельности. К таким федеральным органам исполнительной власти относятся перечисленные ниже службы. Ростехнадзор (Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору) принимает нормативные правовые акты и осуществляет контроль и надзор в сфере: – безопасности при использовании атомной энергии; – промышленной безопасности; безопасного ведения работ, связанных с пользованием недрами и охраной недр (при разработке месторождений полезных ископаемых); – безопасности производства, хранения и применения взрывчатых материалов промышленного назначения; – безопасности электрических и тепловых установок и сетей; – безопасности гидротехнических сооружений на объектах промышленности и энергетики; – охраны окружающей среды в части, касающейся ограничения негативного техногенного воздействия, в том числе в области обращения с отходами производства и потребления. Роспотребнадзор (ранее — Санэпидемнадзор) является уполномоченным федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по контролю и надзору в сфере обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, защиты прав потребителей и потребительского рынка. Роспотребнадзор в 19 установленном порядке проверяет деятельность юридических лиц, индивидуальных предпринимателей и граждан по выполнению требований санитарного законодательства. Государственный пожарный надзор — специальный вид государственной надзорной деятельности, осуществляемый должностными лицами органов управления и подразделений Государственной противопожарной службы в целях контроля соблюдения требований пожарной безопасности и пресечения их нарушений. Государственный надзор за точным и единообразным исполнением трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, осуществляют генеральный прокурор и подчиненные ему прокуроры. 1.3.2. Внутриведомственный государственный и общественный контроль Внутриведомственный государственный контроль соблюдения трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, в подведомственных организациях осуществляют федеральные органы исполнительной власти, органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации, а также органы местного самоуправления в порядке и на условиях, определяемых федеральными законами и законами субъектов Российской Федерации. Общественный контроль соблюдения трудового законодательства и законных интересов работников в области охраны труда осуществляют представители работников — уполномоченные (доверенные) лица по охране труда. К ним относятся уполномоченные (доверенные) лица по охране труда, избранные профсоюзной организацией или собранием коллектива работников. Основными задачами уполномоченных (доверенных) лиц по охране труда являются: содействие созданию здоровых и безопасных условий труда; консультирование работников по вопросам охраны труда; участие в разработке мероприятий по предупреждению несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний, мероприятий по устранению выявленных недостатков; участие в работе комиссий по расследованию несчастных случаев на производстве, по обследованию технического состояния зданий, сооружений, машин, механизмов, оборудования на их соответствие нормам 20 и правилам по охране труда; контроль соблюдения работодателями трудового законодательства. Общественный контроль соблюдения трудового законодательства могут осуществлять правовые и технические инспекции профсоюзов, образованные межрегиональными, территориальными объединениями (ассоциациями) организаций профессиональных союзов. 1.3.3. Ответственность за нарушение трудового законодательства Соблюдение трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, является обязанностью и работодателя, и работника. Лица, виновные в нарушении трудового законодательства и других актов, содержащих нормы трудового права, привлекаются к дисциплинарной и материальной ответственности в порядке, установленном Трудовым кодексом РФ и другими федеральными законами, а также привлекаются к гражданско-правовой, административной и уголовной ответственности в порядке, установленном федеральными законами (рис. 1.3). Рис. 1.3. Виды ответственности за нарушение трудового законодательства 21 За совершение дисциплинарного поступка, т.е. неисполнение или ненадлежащее исполнение работником по его вине возложенных на него трудовых обязанностей, работодатель имеет право применить следующие дисциплинарные взыскания: 1) замечание; 2) выговор; 3) увольнение по соответствующим основаниям. В результате нарушения трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, работодатель может причинить материальный ущерб работнику, в свою очередь работник при таких же обстоятельствах может нанести ущерб работодателю. В этих случаях лицо, причинившее ущерб, привлекается к материальной ответственности в порядке, установленном соответствующими главами Трудового кодекса РФ. Вред, причиненный работникам в результате несчастных случаев или профессиональных заболеваний и не возмещенный в полном объеме по социальному страхованию, влечет ответственность работодателя по нормам гражданского права (гражданско-правовая ответственность). Работник может потребовать также материальное возмещение за причиненный ему моральный вред. Работодатели и другие должностные лица, виновные в нарушении трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, привлекаются к административной ответственности в соответствии с Кодексом РФ об административных правонарушениях (КоАП). Установлены следующие виды административных наказаний: 1) административный штраф; 2) дисквалификация; 3) административное приостановление деятельности. Административный штраф является денежным взысканием с должностного лица или работодателя. Дисквалификация заключается в лишении физического лица права занимать руководящие должности в исполнительном органе управления юридического лица, входить в совет директоров (наблюдательный совет), осуществлять предпринимательскую деятельность по управлению юридическим лицом, а также осуществлять управление юридическим лицом в иных случаях, предусмотренных законодательством Российской Федерации. Административное наказание в виде дисквалификации назначается 22 судьей. Административное приостановление деятельности применяется в случае угрозы жизни или здоровью людей, возникновения эпидемии, эпизоотии, наступления радиационной аварии или техногенной катастрофы, причинения существенного вреда состоянию или качеству окружающей среды. Административное приостановление деятельности назначается судьей только в случаях, предусмотренных статьями КоАП РФ. Уголовная ответственность применяется, если здоровью человека причинен тяжкий вред либо наступила смерть человека. Данное преступление может быть совершено только по неосторожности, но если у лица, сознательно нарушившего правила техники безопасности, был умысел на причинение вреда человеку — это уже умышленное причинение вреда здоровью или умышленное убийство. Так, на основании статьи 143 УК РФ: «Нарушение правил техники безопасности или иных правил охраны труда, совершенное лицом, на котором лежали обязанности по соблюдению этих правил, если это повлекло по неосторожности причинение тяжкого вреда здоровью человека, — наказывается штрафом в размере до 200 тыс. руб. или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период до 18 месяцев, либо исправительными работами на срок до 2 лет, либо лишением свободы на срок до одного года. То же деяние, повлекшее по неосторожности смерть человека, — наказывается лишением свободы на срок до 3 лет с лишением права занимать определенные должности или заниматься определенной деятельностью на срок до 3 лет или без такового». 1.4. Управление охраной труда и промышленной безопасностью на железнодорожном транспорте Государственная политика в области охраны труда определена Трудовым кодексом на основе генеральной концепции приоритета сохранения жизни и здоровья работников. Политика по охране труда на железнодорожном транспорте (ОАО «РЖД») проводится с помощью системы управления охраной труда (СУОТ). Элементами СУОТ являются: – политика в области охраны труда; – организация работ по охране труда; – основные функции по осуществлению политики ОАО «РЖД» по охране труда, достижению целей и решению задач СУОТ; 23 – оценка состояния охраны труда и эффективности функционирования СУОТ; – совершенствование СУОТ. Основная цель СУОТ — создание безопасных условий труда железнодорожников, направленное на предупреждение (сокращение) производственного травматизма и профессиональных заболеваний. Задачами СУОТ являются: – обеспечение безопасности технологических процессов; – обеспечение безопасной эксплуатации производственного оборудования и железнодорожного подвижного состава; – обеспечение безопасной эксплуатации зданий, строений, сооружений и инфраструктуры; – улучшение условий труда работников; – обеспечение работников сертифицированными средствами индивидуальной защиты (СИЗ), санитарно-бытовым и лечебно-профилактическим обслуживанием; – обучение работников охране труда и совершенствование форм и методов обучения; – информационное обеспечение в области охраны труда. Из перечисленных задач СУОТ отметим, что улучшение условий труда железнодорожников достигается: – аттестацией рабочих мест по условиям труда, выявлением опасностей, оценкой рисков и проведением мероприятий по улучшению условий и охраны труда в соответствии с нормативными документами; – периодическим контролем параметров опасных и вредных производственных факторов на рабочих местах и устранением причин их возникновения; – сокращением применения материалов и веществ, являющихся источниками опасных и вредных производственных факторов; – содержанием в исправном состоянии средств коллективной защиты от опасных и вредных производственных факторов; – контролем соблюдения оптимальных режимов рабочего времени и времени отдыха работников; – контролем организации и проведения обязательных предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров работников. 24 Организационная структура СУОТ базируется на структуре управления ОАО «РЖД», сформированной по основным направлениям деятельности общества, и основывается на распределении функций управления, установлении взаимосвязей и отношений органов управления и должностных лиц аппарата управления ОАО «РЖД», железных дорог, других филиалов и структурных подразделений ОАО «РЖД». Управление охраной труда в ОАО «РЖД» осуществляется на трех уровнях управления. Первый уровень: вице-президент по вопросам охраны труда; Управление охраны труда, промышленной безопасности и экологического контроля (ЦБТ); специалисты департаментов управлений и дирекций. Второй уровень: главный инженер железной дороги; служба охраны труда и промышленной безопасности железных дорог (НБТ); специалисты по охране труда технических служб и дирекций железной дороги. Третий уровень: руководитель структурных подразделений железных дорог и дирекций, не входящих в состав железных дорог; специалисты по охране труда структурных подразделений. Участие работников и их представителей в управлении охраной труда является важнейшим фактором совершенствования и повышения эффективности функционирования СУОТ. Для участия работников в управлении охраной труда в структурных подразделениях железных дорог и в других филиалах ОАО «РЖД» по инициативе руководителя соответствующего подразделения (представителя работодателя) и/или работников либо их представительного органа на паритетной основе создается комитет (комиссия) по охране труда. Комитет (комиссия) по охране труда организует совместные действия работодателя и работников по обеспечению требований охраны труда, предупреждению производственного травматизма и профессиональных заболеваний. Проводит проверки условий и охраны труда на рабочих местах и информирует работников о результатах указанных проверок, собирает предложения к разделу коллективного договора (соглашения) об охране труда. Представительным органом работников ОАО «РЖД» является Российский профсоюз железнодорожников и транспортных строителей (Роспрофжел). Профсоюзные инспекторы труда Роспрофжела 25 и уполномоченные (доверенные) лица по охране труда в установленном порядке беспрепятственно посещают производственные подразделения ОАО «РЖД». Проводят проверки соблюдения трудового законодательства и других нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, а также выполнения условий коллективного договора и вносят обязательные для рассмотрения должностными лицами предложения об устранении выявленных нарушений требований охраны труда. 1.5. Обучение охране труда работников ОАО «РЖД» Все работники организации, в том числе ее руководитель, обязаны проходить обучение охране труда и проверку знаний требований охраны труда в порядке, установленном Правительством РФ (ст. 225 Трудового кодекса РФ). Порядок обучения охране труда и проверки знаний требований охраны труда работников организаций утвержден постановлением Минтруда России и Минобразования России от 13.01.2003 № 1/29. На железнодорожном транспорте действует стандарт СТО РЖД 1.15.011—2010 «Система управления охраной труда в ОАО «РЖД». Организация обучения» (далее — стандарт). Так как железнодорожный транспорт является производством с повышенной опасностью труда, стандарт устанавливает виды работ, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда. Соответственно организация обучения безопасности труда имеет определенную специфику. Система подготовки работников состоит из инструктажей и специального обучения с проверкой знаний по охране труда. Различают вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой инструктажи (табл. 1.3). Вводный инструктаж по охране труда проводится до начала работы со всеми принимаемыми на работу лицами, а также командированными в подразделение ОАО «РЖД» работниками и работниками сторонних организаций (выполняющими работы на выделенном участке в порядке, определенном в договоре), студентами образовательных учреждений, проходящими производственную практику, и другими лицами, участвующими в производственной деятельности подразделения ОАО «РЖД». С работниками, переводимыми из одного производственного подразделения в другое, вводный инс26 Таблица 1.3 Виды инструктажей по охране труда Вид Периодичность Кто проводит Цель Вводный Ознакомление с условиями труда, праОднажды, во время оформления на равилами трудового Специалист боту (производствен- по охране труда распорядка, травманую практику) тизмом, законами охраны труда Первичный на рабочем месте Уяснить опасные и Непосредственвредные факторы на Однажды, до начала ный руководирабочем месте, меры самостоятельной ратель (произвобезопасности, СИЗ, боты (стажировки) дитель) работ действия при ЧС Повторный Не реже 1 раза в 6 мес. Непосредствен- Закрепление и повтоПри повышенных ный руководи- рение знаний первичтребованиях безопас- тель (произво- ного инструктажа на ности труда — 1 раз в дитель) работ рабочем месте 3 мес. Внеплановый При необходимости: Изучение новых изменение техноло- Руководители правил охраны труда, гического процесса; производствен- безопасности новой новые правила по ох- ных подразде- технологии, причин ране труда; несчаст- лений (мастера, несчастных случаев, ный случай; авария; инструкторы) пожаров, взрывов пожар и т.п. и т.п. Целевой Перед выполнением разовых работ, не Руководитель связанных со специвыполняемых альностью. работ При работах по наряду-допуску Безопасность выполнения разовых (новых) работ. Конкретные меры безопасности работ по наряду-допуску труктаж не проводится. Программа вводного инструктажа утверждается руководителем подразделения ОАО «РЖД». Обучение и проверка знаний по охране труда проводятся по категориям работников. Одну категорию составляют работники рабочих профессий, другую — руководители и специалисты. Работники рабочих профессий проходят обучение охране труда в процессе теоретического и производственного обучения. Изучение 27 предмета «Охрана труда» заканчивается экзаменом, который является одновременно проверкой знаний требований охраны труда. Профессиональная подготовка работников рабочих профессий, занятых на работах, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда, осуществляется, как правило, на курсах в дорожных технических школах, учебных (учебно-производственных) центрах, техникумах и колледжах, а также в профессиональных училищах соответствующего профиля. Первичную проверку знаний требований охраны труда такие работники проходят после стажировки в объеме, соответствующем их должностным и трудовым обязанностям. Работники рабочих профессий, не подлежащие профессиональной подготовке, переподготовке или обучению второй профессии, а также стажировке, проходят устную проверку знаний требований охраны труда непосредственным руководителем, проводившим первичный инструктаж на рабочем месте. Руководители и специалисты подразделений ОАО «РЖД» проходят специальное обучение охране труда по соответствующим программам в объеме должностных обязанностей при поступлении на работу в течение первого месяца, далее — по мере необходимости, но не реже одного раза в три года. Обучение завершается проверкой знаний требований охраны труда и выдачей «Удостоверения о проверке знаний требований по охране труда» установленной формы. Перед очередной проверкой знаний требований охраны труда у руководителей и специалистов проводится обучение охране труда (лекции, семинары, собеседования, индивидуальные или групповые консультации, деловые игры, могут использоваться элементы самостоятельного изучения программы обучения охране труда, модульные и компьютерные программы, а также дистанционное обучение). Внеочередная проверка знаний требований охраны труда у руководителей и специалистов организуется независимо от срока проведения предыдущей проверки в случаях: – введения новых или внесения изменений и дополнений в действующие законодательные и другие нормативные правовые акты, содержащие требования охраны труда (при этом ведется проверка знаний только этих законодательных и нормативных правовых актов); 28 – ввода в эксплуатацию нового оборудования и технологических процессов, требующих дополнительных знаний по охране труда работников (при этом проверяются знания требований охраны труда, связанных с соответствующими изменениями); – назначения или перевода руководителей и специалистов на другую работу, если новые обязанности требуют дополнительных знаний по охране труда; – по требованию должностных лиц федеральной инспекции труда, других органов государственного надзора и контроля, федеральных органов исполнительной власти, работодателя (или уполномоченного им лица); – при установлении нарушений требований охраны труда и недостаточных знаний у руководителей и специалистов требований безопасности и охраны труда; – аварий и несчастных случаев, а также выявления неоднократных нарушений работниками требований нормативных правовых и иных актов по охране труда; – перерыва в работе в данной должности более одного года. Обучение охране труда руководителей, специалистов и работников рабочих профессий, кроме того, осуществляется при всех формах повышения квалификации. 1.6. Финансирование работ по охране труда в ОАО «РЖД» Финансирование мероприятий по улучшению условий и охраны труда осуществляется в соответствии с планами мероприятий (программами) по улучшению условий и охраны труда в рамках планов научно-технического развития ОАО «РЖД». В программы по улучшению условий и охраны труда в ОАО «РЖД» включаются следующие мероприятия: – модернизация производственного оборудования; – внедрение систем (устройств) автоматического и дистанционного управления и регулирования технологическими процессами; – совершенствование технологических процессов в целях устранения воздействия опасных и вредных производственных факторов; – установка предохранительных, защитных и сигнализирующих устройств обеспечения безопасной эксплуатации производственного оборудования и сооружений; 29 – снижение уровней вредных веществ в воздухе рабочей среды; – снижение уровней шума, вибрации, ультразвука; – устройство и совершенствование имеющихся средств коллективной защиты работников от воздействия опасных и вредных факторов; – перепланировка размещения производственного оборудования, организация рабочих мест для обеспечения безопасности труда; – нанесение сигнальных цветов и знаков безопасности на производственное оборудование, коммуникации и другие объекты; – оборудование, оснащение и реконструкция санитарно-бытовых помещений; – обеспечение работников моющими и обезвреживающими средствами; – оборудование помещений для обогрева работников; – ремонт и содержание маршрутов служебных проходов; – организация кабинетов и уголков по охране труда; – приобретение аптечек первой медицинской помощи; – проведение аттестации рабочих мест по условиям труда. Финансирование мероприятий по улучшению условий и охраны труда осуществляется в соответствии со статьей 226 Трудового кодекса Российской Федерации в размере не менее 0,2 % суммы затрат на производство продукции (работ, услуг). Учитывая, что имеется много железнодорожных профессий, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда, Коллективным договором ОАО «РЖД» предусматривается существенно больший процент финансирования мероприятий по охране труда. Например, Коллективным договором ОАО «РЖД» на 2011—2013 гг. установлено направлять не менее 0,7 % суммы эксплуатационных расходов компании (без учета затрат на специальную одежду, специальную обувь, другие средства индивидуальной защиты и медицинские осмотры). При этом не менее 50 % указанных средств направляется на высвобождение работников из опасных зон производства и внедрение технических средств предупреждения травматизма. Фондом социального страхования Российской Федерации, начиная с 2001 года, осуществляется финансирование предупредительных 30 мер по сокращению производственного травматизма и профессиональных заболеваний работников. Фонду разрешено направлять до 20 % сумм страховых взносов перечисленных за предыдущий год (за вычетом расходов Фонда на выплату обеспечения по страхованию по страховым случаям, произошедшим у этого страхователя) на частичное финансирование предупредительных мер по сокращению производственного травматизма и профессиональных заболеваний работников. В перечень предупредительных мер входят следующие мероприятия: – оплата профилактического лечения, в том числе и стоимости путевок на санаторно-курортное лечение работников, занятых на работах с вредными и опасными производственными факторами; – оплата расходов на приобретение работникам, занятым на работах с вредными и опасными условиями труда, а также на работах, выполняемых в особых температурных условиях, сертифицированных средств индивидуальной защиты по установленным нормам; – проведение аттестации рабочих мест по условиям труда, сертификация работ по условиям труда в организациях и др. Правила финансирования и сам перечень предупредительных мер по сокращению производственного травматизма и профессиональных заболеваний работников ежегодно утверждает Минздравсоцразвитие России. 1.7. Расследование несчастных случаев на производстве Несчастный случай на производстве — событие, в результате которого работник получил увечье или иное повреждение здоровья при исполнении им обязанностей по трудовому договору (контракту). Расследованию в соответствии с «Положением об особенностях расследования несчастных случаев на производстве в отдельных отраслях и организациях» от 24.10.2002 № 73 подлежат события, в результате которых пострадавшими были получены: телесные повреждения (травмы), в том числе нанесенные другим лицом; тепловой удар; ожог; обморожение; утопление; поражение электрическим током, молнией, излучением; укусы и другие телесные повреждения, нанесенные животными и насекомыми; повреждения в результате взрывов, аварий, разрушения зданий, сооружений и конструкций, стихийных бедствий и других чрезвычайных обстоятельств, иные 31 повреждения здоровья, обусловленные воздействием внешних факторов, повлекшие за собой необходимость перевода пострадавших на другую работу, временную или стойкую утрату ими трудоспособности либо смерть пострадавших, если указанные события произошли: – в течение рабочего времени на территории работодателя либо в ином месте выполнения работы, в том числе во время установленных перерывов, а также в течение времени, необходимого для приведения в порядок орудий производства и одежды, выполнения других предусмотренных правилами внутреннего трудового распорядка действий перед началом и после окончания работы, или при выполнении работы за пределами установленной для работника продолжительности рабочего времени, в выходные и нерабочие праздничные дни; – при следовании к месту выполнения работы или с работы на транспортном средстве, предоставленном работодателем (его представителем), либо на личном транспортном средстве в случае использования личного транспортного средства в производственных (служебных) целях по распоряжению работодателя (его представителя) или по соглашению сторон трудового договора; – при следовании к месту служебной командировки и обратно, во время служебных поездок на общественном или служебном транспорте, а также при следовании по распоряжению работодателя (его представителя) к месту выполнения работы (поручения) и обратно, в том числе пешком; – при следовании на транспортном средстве в качестве сменщика во время междусменного отдыха (водитель-сменщик на транспортном средстве, проводник или механик рефрижераторной секции в поезде, член бригады почтового вагона и другие); – при работе вахтовым методом во время междусменного отдыха, а также при нахождении на судне (воздушном, морском, речном) в свободное от вахты и судовых работ время; – при осуществлении других правомерных действий, обусловленных трудовыми отношениями с работодателем либо совершаемых в его интересах, в том числе действий, направленных на предотвращение катастрофы, аварии или несчастного случая. Работник обязан немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя о каждом несчастном случае, 32 происшедшем на производстве, или об ухудшении состояния своего здоровья, в том числе о проявлении признаков острого профессионального заболевания (отравления). В свою очередь руководитель обязан сообщить о несчастном случае работодателю или его представителю. При несчастном случае работодатель: – немедленно организует первую помощь пострадавшему; – при необходимости обеспечивает его доставку в медицинскую организацию и организует запрос медицинского заключения о степени тяжести повреждения здоровья; – принимает неотложные меры по предотвращению развития аварийной или иной чрезвычайной ситуации и воздействия травмирующих факторов на других лиц; – сохраняет до начала расследования несчастного случая обстановку, какой она была на момент происшествия, если это не угрожает жизни и здоровью других лиц и не ведет к катастрофе, аварии или возникновению иных чрезвычайных обстоятельств, а в случае невозможности ее сохранения — фиксирует сложившуюся обстановку (составляет схемы, фотографирует и т.п.); – немедленно информирует о несчастном случае на производстве родственников пострадавшего. При групповом несчастном случае на производстве (два человека и более), тяжелом несчастном случае на производстве, несчастном случае на производстве со смертельным исходом работодатель (его представитель) в течение суток обязан направить извещение: – в соответствующую государственную инспекцию труда; – в прокуратуру по месту происшествия несчастного случая; – в федеральный орган исполнительной власти по ведомственной принадлежности; – в орган исполнительной власти субъекта РФ; – в организацию, направившую работника, с которым произошел несчастный случай; – в территориальные объединения организаций профсоюзов; – в территориальный орган государственного надзора, если несчастный случай произошел в организации или на объекте, подконтрольных этому органу; – страховщику по вопросам обязательного социального страхования от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний. 33 Медицинское учреждение по диагнозу повреждения здоровья пострадавшего от несчастного случая немедленно выдает заключение по форме № 315/у о степени тяжести по категории «легкая» или «тяжелая». Работодатель в зависимости от степени тяжести травмы образует приказом комиссию по расследованию несчастного случая (табл. 1.4). Общие требования к комиссиям по расследованию несчастных случаев: – состав комиссии в любом случае должен состоять из нечетного числа членов; – каждый пострадавший, а также его законный представитель или иное доверенное лицо имеют право на личное участие в расследовании несчастного случая, происшедшего с пострадавшим; – лица, осуществляющие непосредственный контроль работы пострадавшего, в состав комиссии не включаются; – в зависимости от обстоятельств происшествия, числа пострадавших и характера повреждений в состав комиссий включаются соответствующие специалисты. Таблица 1.4 Минимальный состав комиссий по расследованию несчастных случаев «Легкий» несчастный случай Представитель работодателя (председатель) Специалист по охране труда Уполномоченный по охране труда «Тяжелый» несчастный случай, смертельный исход Государственный инспектор труда (председатель) Представитель страховщика Представитель территориального объединения профсоюзов Представитель местных органов власти Представитель работодателя Специалист по охране труда Уполномоченный по охране труда Расследование несчастных случаев (в том числе групповых), в результате которых пострадавшие получили повреждения, отнесенные к категории легких, проводится комиссией в течение 3 дней. Расследование «тяжелых» несчастных случаев проводится в течение 15 дней. Сроки расследования несчастных случаев исчисляются в календарных днях, начиная со дня издания работодателем приказа об образовании комиссии по расследованию несчастного случая. 34 Несчастные случаи, о которых не было своевременно сообщено работодателю (его представителю) или в результате которых нетрудоспособность наступила не сразу, расследуются в установленном порядке по заявлению пострадавшего или его доверенных лиц в течение одного месяца со дня поступления указанного заявления. Материалы расследования несчастного случая включают: – приказ (распоряжение) о создании комиссии по расследованию несчастного случая; – планы, эскизы, схемы, протокол осмотра места происшествия, а при необходимости, фото- и видеоматериалы; – документы, характеризующие состояние рабочего места, наличие опасных и вредных производственных факторов; – выписки из журналов регистрации инструктажей по охране труда и протоколов проверки знания пострадавшими требований охраны труда; – протоколы опросов очевидцев несчастного случая и должностных лиц, объяснения пострадавших; – экспертные заключения специалистов, результаты технических расчетов, лабораторных исследований и испытаний; – медицинское заключение о характере и степени тяжести повреждения, причиненного здоровью пострадавшего, или причине его смерти, нахождении пострадавшего в момент несчастного случая в состоянии алкогольного, наркотического или иного токсического опьянения; – копии документов, подтверждающих выдачу пострадавшему специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты в соответствии с действующими нормами; – другие документы по усмотрению комиссии. На основании собранных материалов расследования комиссия устанавливает обстоятельства и причины несчастного случая, а также лиц, допустивших нарушения государственных нормативных требований охраны труда. Комиссия вырабатывает мероприятия по устранению причин и предупреждению подобных несчастных случаев; определяет, были ли действия пострадавшего в момент несчастного случая обусловлены трудовыми отношениями с работодателем либо участием в его производственной деятельности и квалифицирует расследуемый несчастный случай как несчастный случай на производстве или как несчастный случай, не связанный с производством. 35 Расследуются в установленном порядке и по решению комиссии могут квалифицироваться как не связанные с производством: – смерть вследствие общего заболевания или самоубийства, подтвержденная в установленном порядке учреждением здравоохранения и следственными органами; – смерть или иное повреждение здоровья, единственной причиной которых явилось алкогольное, наркотическое или иное токсическое опьянение (отравление) работника (по заключению учреждения здравоохранения), не связанное с нарушениями технологического процесса, где используются технические спирты, ароматические, наркотические и другие токсические вещества; – несчастный случай, происшедший при совершении пострадавшим действий, квалифицированных правоохранительными органами как уголовное правонарушение (преступление). По каждому несчастному случаю, квалифицированному по результатам расследования как несчастный случай на производстве, оформляется акт формы Н-1 в двух экземплярах, обладающих равной юридической силой, на русском языке либо на русском языке и государственном языке республики, входящей в состав Российской Федерации. При групповом несчастном случае на производстве акт о несчастном случае на производстве составляется на каждого пострадавшего отдельно. При несчастном случае на производстве с застрахованным работником составляется дополнительный экземпляр акта о несчастном случае на производстве. В акте о несчастном случае на производстве должны быть подробно изложены обстоятельства и причины несчастного случая, а также указаны лица, допустившие нарушения требований охраны труда. В случае установления факта грубой неосторожности застрахованного, содействовавшей возникновению вреда или увеличению вреда, причиненного его здоровью, в акте указывается степень вины застрахованного в процентах. После завершения расследования акт о несчастном случае на производстве подписывается всеми лицами, проводившими расследование, утверждается работодателем (его представителем) и заверяется печатью. Работодатель (его представитель) в трехдневный срок после завершения расследования несчастного случая на производстве обязан выдать один экземпляр утвержденного им акта о несчастном случае на производстве пострадавшему (его законному представителю или иному доверенному лицу). При несчастном случае на производс36 тве со смертельным исходом акт выдается лицам, состоявшим на иждивении погибшего, либо лицам, состоявшим с ним в близком родстве или свойстве (их законному представителю или иному доверенному лицу), по их требованию. Второй экземпляр указанного акта вместе с материалами расследования хранится в течение 45 лет работодателем (его представителем), осуществляющим по решению комиссии учет данного несчастного случая на производстве. При страховых случаях третий (дополнительный) экземпляр акта о несчастном случае на производстве и копии материалов расследования направляются в трехдневный срок в исполнительный орган страховщика (по месту регистрации работодателя в качестве страхователя). Государственный надзор и контроль соблюдения установленного порядка расследования, оформления и учета несчастных случаев на производстве осуществляются органами федеральной инспекции труда. 1.8. Установление и расследование профессионального заболевания Расследованию и учету подлежат острые и хронические профессиональные заболевания (отравления), возникновение которых обусловлено воздействием вредных производственных факторов при выполнении трудовых обязанностей. Под острым профессиональным заболеванием (отравлением) понимается заболевание, которое является, как правило, результатом однократного (в течение не более одного рабочего дня, одной рабочей смены) воздействия на работника вредного производственного фактора (факторов), повлекшего временную или стойкую утрату профессиональной трудоспособности. Под хроническим профессиональным заболеванием (отравлением) понимается заболевание, которое является результатом длительного воздействия на работника вредного производственного фактора (факторов), повлекшего временную или стойкую утрату профессиональной трудоспособности. Трудовой кодекс РФ требует, чтобы работники, занятые на тяжелых работах и на работах с вредными условиями и (или) опасными условиями труда, а также на работах, связанных с движением транспорта, проходили обязательные предварительные и периоди37 ческие медицинские осмотры (освидетельствования). Предварительные медицинские осмотры при поступлении на работу проводятся с целью определения соответствия здоровья работника поручаемой ему работе. Периодические медицинские осмотры проводятся с целью динамического наблюдения за состоянием здоровья работников, своевременного выявления начальных форм профессиональных заболеваний, ранних признаков воздействия вредных и (или) опасных производственных факторов на состояние здоровья работников, формирования групп риска. Работники железнодорожного транспорта проходят предварительные и периодические медицинские осмотры в учреждениях здравоохранения железнодорожного транспорта, которым предоставлено право устанавливать заключительный диагноз острого профессионального заболевания. Надзор за объектом, на котором возникло профессиональное заболевание, осуществляют территориальные отделы управления Роспотребнадзора по железнодорожному транспорту (далее — территориальный отдел Роспотребназора), которые выясняют обстоятельства и причины возникновения заболевания, а также составляют санитарно-гигиеническую характеристику условий труда работника с предварительным диагнозом профессионального заболевания. На железных дорогах имеются центры профессиональной патологии и экспертизы профессиональной пригодности (далее — центр профпаталогии), имеющие право устанавливать заключительный диагноз хронического профессионального заболевания. 1.8.1. Порядок установления профессионального заболевания При установлении предварительного диагноза острого профессионального заболевания (отравления) учреждение здравоохранения в течение суток направляет экстренное извещение о профессиональном заболевании работника в территориальный отдел Роспотребназора и сообщает работодателю. Территориальный отдел Роспотребнадзора в течение суток со дня его получения выясняет обстоятельства и причины возникновения заболевания, составляет санитарно-гигиеническую характеристику условий труда работника и направляет ее в учреждение здравоохранения. Учреждение здравоохранения на основании клинических данных состояния здоровья работника и санитарно-гигиенической характеристики условий его 38 труда устанавливает заключительный диагноз — острое профессиональное заболевание (отравление). Схема взаимодействия структур (организаций) при установлении хронического профессионального заболевания представлена на рис. 1.4. При установлении предварительного диагноза хронического профессионального заболевания (отравления) извещение о профессиональном заболевании работника в 3-дневный срок направляется в территориальный отдел Роспотребназора, который в 2-недельный срок со дня получения извещения представляет в учреждение здравоохранения санитарно-гигиеническую характеристику условий труда работника. Учреждение здравоохранения, установившее предварительный диагноз хронического профессионального заболевания (отравление), в месячный срок направляет больного на амбулаторное или стационарное обследование в Центр профпатологии с представлением следующих документов: а) выписка из медицинской карты амбулаторного и (или) стационарного больного; б) сведения о результатах предварительного (при поступлении на работу) и периодических медицинских осмотров; в) санитарно-гигиеническая характеристика условий труда; Рис. 1.4. Схема установления хроничесг) копия трудовой книжки. кого профессионального заболевания 39 Центр профпатологии на основании клинических данных состояния здоровья работника и представленных документов устанавливает заключительный диагноз — хроническое профессиональное заболевание, составляет медицинское заключение и в 3-дневный срок направляет соответствующее извещение в территориальный отдел Роспотребназора, работодателю, страховщику и в учреждение здравоохранения. Медицинское заключение о наличии профессионального заболевания выдается работнику под расписку и направляется страховщику и в учреждение здравоохранения, направившее больного. 1.8.2. Порядок расследования обстоятельств и причин возникновения профессионального заболевания Работодатель в течение 10 дней после получения извещения об установлении заключительного диагноза профессионального заболевания образует комиссию по расследованию профессионального заболевания, возглавляемую начальником территориального отдела Роспотребназора. В состав комиссии входят представитель работодателя, специалист по охране труда, представители учреждения здравоохранения, профсоюзного или иного уполномоченного работниками представительного органа. Для проведения расследования работодатель обязан: а) представлять документы и материалы, в том числе архивные, характеризующие условия труда на рабочем месте (участке, в цехе); б) проводить по требованию членов комиссии за счет собственных средств необходимые экспертизы, лабораторно-инструментальные и другие гигиенические исследования с целью оценки условий труда на рабочем месте; в) обеспечивать сохранность и учет документации по расследованию. В процессе расследования комиссия опрашивает сослуживцев работника, лиц, допустивших нарушение санитарно-эпидемиологических правил, получает необходимую информацию от работодателя и заболевшего. На основании рассмотренных документов комиссия устанавливает обстоятельства и причины профессионального заболевания работника, определяет лиц, допустивших нарушения санитарно-эпидемиологических правил, иных нормативных актов, 40 а также меры по устранению причин возникновения и предупреждения профессиональных заболеваний. По результатам расследования комиссия составляет акт о случае профессионального заболевания в пяти экземплярах, предназначенных для работника, работодателя, территориального отдела Роспотребназора, Центра профпатологии и страховщика. Акт о случае профессионального заболевания является документом, устанавливающим профессиональный характер заболевания, возникшего у работника на данном производстве. 1.8.3. Возмещение вреда пострадавшему на производстве Правовые, экономические и организационные основы возмещения вреда, причиненного жизни и здоровью работника при исполнении им обязанностей по трудовому договору (контракту), определяются федеральным законом от 24.07.1998 № 125 «Об обязательном социальном страховании от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний». Объектом такого страхования являются имущественные интересы физических лиц, связанные с утратой здоровья, профессиональной трудоспособности либо их смертью в результате несчастного случая на производстве или профессионального заболевания. Субъектами обязательного страхования являются: застрахованный, страхователь и страховщик. Застрахованный — физическое лицо, состоящее в трудовых отношениях с работодателем и подлежащее обязательному социальному страхованию от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний. Страхователем является работодатель любой организационноправовой формы, осуществляющий свою деятельность на территории Российской Федерации. Страховщик — Фонд социального страхования Российской Федерации. Страхователь обязан начислять и перечислять страховщику страховые взносы на обязательное социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний в соответствии с тарифами, установленными федеральным законом от 22.12.2005 №179-ФЗ. Размер страховых тарифов устанавливается по видам экономической деятельности и классам профессионального риска. Класс профессионального риска учитывает уровни произ41 водственного травматизма, профессиональных заболеваний и расходов по обязательному социальному страхованию и определяется интегральным показателем профессионального риска: Ип = 100 %, где Ип — интегральный показатель профессионального риска по отрасли экономики, выраженный в процентах; ВВ — сумма возмещения вреда, начисленная в отрасли экономики в истекшем календарном году, руб.; ФОТ — размер фонда оплаты труда в отрасли, на который начислены взносы страхователю, руб. Размеры страховых взносов установлены для 32 классов профессионального риска в зависимости от интегрального показателя. Например, деятельность железнодорожного транспорта отнесена к III классу профессионального риска, и страховой взнос составляет 0,4 %. Производство железнодорожных локомотивов, электропоездов и другого подвижного состава отнесено к XXIV классу профессионального риска, соответственно страховой тариф составляет 4,1 %. Правилами предусматривается, что при изменении интегрального показателя может изменяться класс профессионального риска и соответственно страховой тариф. Обязательства страховщика по страхованию возникают в страховых случаях, подтвержденных фактом повреждения здоровья застрахованного в результате несчастного случая на производстве или профессионального заболевания. Виды обеспечения страхования, т.е. страховое возмещение в виде денежных сумм, выплачиваемых страховщиком застрахованному работнику или лицам, имеющим на это право, представлены на рис. 1.5. Пособие по временной нетрудоспособности в связи с несчастным случаем на производстве или профессиональным заболеванием выплачивается за весь период временной нетрудоспособности застрахованного до его выздоровления или установления стойкой утраты профессиональной трудоспособности в размере 100 % его среднего заработка независимо от стажа. Возмещение утраченного заработка в виде ежемесячных страховых выплат определяется как доля среднего месячного заработка 42 Рис. 1.5. Виды возмещения вреда пострадавшему на производстве застрахованного, исчисленная в соответствии со степенью утраты им профессиональной трудоспособности, которая устанавливается учреждениями медико-социальной экспертизы. Если комиссия по расследованию несчастного случая на производстве или профессионального заболевания установила, что грубая неосторожность застрахованного содействовала возникновению или увеличению вреда, причиненного его здоровью, размер ежемесячных страховых выплат уменьшается пропорционального степени вины застрахованного, но не более чем на 25 %. Степень вины застрахованного устанавливается комиссией по расследованию страхового случая в процентах и указывается в акте о несчастном случае на производстве или в акте о профессиональном заболевании. Размер ежемесячных страховых выплат не может быть уменьшен в случае смерти застрахованного работника. Ежемесячные страховые выплаты выплачиваются застрахованным в течение всего периода стойкой утраты им профессиональной трудоспособности. В случае смерти застрахованного работника выплаты производятся лицам, имеющим право на их получение в периоды, установленные законом для каждой категории иждивенцев. Федеральными законами о бюджете социального страхования на каждый год устанавливается максимальная сумма, из которой исчисляется размер единовременной страховой выплаты по обязательному социальному страхованию от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний. На 2011 г. максимальная сумма составляет 68 586 руб., которая выплачивается застра43 хованному работнику в случаях 100 %-й потери трудоспособности либо лицам, имеющим право на получение таких выплат в случае его смерти. Степень утраты профессиональной трудоспособности устанавливается учреждениями медико-социальной экспертизы в процентах, которые и составляют единовременные страховые выплаты от установленной максимальной суммы на день осуществления выплаты. Возмещение расходов на медицинскую, социальную и профессиональную реабилитацию производится в виде: – оплаты лечения застрахованного, осуществляемого на территории Российской Федерации непосредственно после произошедшего тяжелого несчастного случая на производстве до восстановления трудоспособности или установления стойкой утраты профессиональной трудоспособности; – приобретения лекарств, изделий медицинского назначения и индивидуального ухода; – оплаты проезда застрахованного, а в необходимых случаях и проезда сопровождающего его лица к месту медицинской реабилитации в организациях, оказывающих санаторно-курортные услуги; – обеспечения транспортными средствами при соответствующих медицинских показаниях и отсутствии противопоказаний к вождению, их текущий и капитальный ремонт и оплату расходов на горюче-смазочные материалы; – других реабилитационных расходов. Возмещение застрахованному работнику морального вреда, причиненного в связи с несчастным случаем на производстве или профессиональным заболеванием, осуществляется работодателем и, как правило, по решению суда. 1.8.4. Льготы и компенсации работникам за вредные и тяжелые условия труда Льготы и компенсации устанавливаются работникам, занятым на тяжелых работах, работах с вредными и (или) опасными и иными особыми условиями труда, по результатам аттестации рабочих мест. К тяжелым работам относятся работы (рабочие места), при выполнении которых (на которых) на работника воздействуют только 44 факторы тяжести труда, превышающие предельно допустимые значения, установленные действующим законодательством. К работам с вредными и (или) опасными условиями труда относятся работы, при выполнении которых на работника воздействуют вредные и (или) опасные производственные факторы, превышающие установленные нормативы. Особые условия труда связаны с постоянным повышенным риском для жизни и здоровья работников, профессиональная деятельность которых обусловлена выполнением производственного процесса в необычной для жизнедеятельности человека среде или выполнением работ с повышенным личным риском для жизни. Самыми распространенными вредными производственными факторами, которые способствуют образованию рабочих мест с вредными и опасными условиями труда на железнодорожном транспорте, являются: шум и вибрация (20 %); напряженность труда (15 %); микроклимат (10 %); освещение (8 %). За тяжелые работы, работы с вредными и (или) опасными и иными особыми условиями труда предусматриваются компенсации пяти видов за счет средств работодателя и одна льгота — за счет государства. К ним относятся: – оплата труда в повышенном размере по сравнению с тарифными ставками (должностными окладами); – сокращенная продолжительность рабочего времени — не более 36 ч в неделю; – ежегодный дополнительный отпуск работникам, занятым на работах с вредными условиями труда; – бесплатная выдача молока или других равноценных продуктов или компенсационные выплаты в размере, эквивалентном их стоимости, работникам с вредными условиями труда, которым в профилактических целях предписано употребление молока; – бесплатная выдача лечебно-профилактического питания в связи с особо вредными условиями труда; – досрочная профессиональная пенсия по спискам № 1 и № 2 производств, работ, профессий, должностей и показателей, дающих право на льготное пенсионное обеспечение. Правовой основой повышения оплаты труда не менее 4 % тарифной ставки (оклада), установленной для различных видов работ с нормальными условиями труда, сокращенной продолжительно45 сти рабочего времени не более 36 ч в неделю и ежегодного дополнительного оплачиваемого отпуска не менее 7 календарных дней является Трудовой кодекс РФ и постановление Правительства РФ от 20.11.2008 № 870. Перечень вредных производственных факторов, при воздействии которых в профилактических целях рекомендуется употребление молока или других равноценных продуктов, утвержден Минздравсоцразвития России (приказ от 16.02.2009 № 45н). Перечень производств, профессий и должностей, работа в которых дает право на бесплатное получение лечебно-профилактического питания в связи с особо вредными условиями труда также утвержден Минздравсоцразвития России (приказ от 16.02.2009 № 46н). Списки № 1 и № 2 производств, работ, профессий, должностей и показателей, дающих право на льготное пенсионное обеспечение, утверждены постановлением кабинета Министров СССР от 26.01.1991 № 10. В список № 1 производств, работ, профессий, должностей и показателей на работах с особо вредными и особо тяжелыми условиями труда по железнодорожному транспорту включены рабочие: – бандажники; – заливщики свинцово-оловянистых сплавов; – пробивальщики — продувальщики труб; – слесари по ремонту подвижного состава, занятые на ремонте цистерн из-под этиловой жидкости; – слесари по ремонту подвижного состава, занятые на ремонте, заправке и смене клапанов цистерн. В список № 2 производств, работ, профессий, должностей и показателей с вредными и тяжелыми условиями труда по железнодорожному транспорту включены: а) рабочие – аппаратчики приготовления химических растворов; – бригадиры (освобожденные) предприятий железно-дорожного транспорта, занятые на промывочно-пропарочных станциях (поездах, пунктах); – котельщики, занятые на теплой промывке котлов паровозов; – кочегары паровозов в депо; 46 – приемосдатчики груза и багажа, занятые в пунктах налива и слива сернистой нефти и едких веществ; – промывальщики котлов паровозов. б) руководители и специалисты – мастера промывочно-пропарочных станций (поездов, пунктов). Правом на пенсию в связи с особыми условиями труда пользуются профессии рабочих локомотивных бригад, а также профессии и должности работников отдельных категорий железнодорожников: – бригадиры (освобожденные) по текущему содержанию и ремонту пути и искусственных сооружений, занятые на участках магистральных железных дорог с интенсивным движением поездов; – дежурные по железнодорожным станциям внеклассным и первого класса, занятые приемом, отправлением и пропуском поездов на участках магистральных железных дорог с особо интенсивным движением; – дежурные по сортировочным горкам, занятые на станциях внеклассных и первого класса; – диспетчеры маневровые железнодорожных станций внеклассных и первого класса; – диспетчеры поездные; – кондукторы грузовых поездов; – кочегары паровозов; – мастера, старшие мастера (дорожные, мостовые, тоннельные), занятые на текущем содержании, ремонте пути и искусственных сооружений на участках магистральных железных дорог с интенсивным движением поездов; – машинисты и помощники машинистов автомотрис и мотовозов; – машинисты и помощники машинистов паровозов; – машинисты кранов (крановщики), занятые на паровых кранах на железнодорожном ходу; – машинисты и помощники машинистов тепловозов, электровозов, дизель-поездов, электропоездов; – машинисты-инструкторы локомотивных бригад; – механики рефрижераторных поездов (секций); – монтеры пути, занятые на текущем содержании, ремонте пути и искусственных сооружений на участках магистральных железных дорог с интенсивным движением поездов; 47 – операторы сортировочных горок, занятые на станциях внеклассных и первого класса; – осмотрщики вагонов, занятые на пунктах технического (технического и коммерческого) обслуживания вагонов станций внеклассных, первого и второго классов магистральных железных дорог; – осмотрщики-ремонтники вагонов, занятые на пунктах технического (технического и коммерческого) обслуживания вагонов станций внеклассных, первого и второго классов магистральных железных дорог; – регулировщики скорости движения вагонов; – ремонтники искусственных сооружений, занятые на участках с интенсивным движением поездов магистральных железных дорог; – слесари по ремонту подвижного состава, занятые на пунктах технического (технического и коммерческого) обслуживания вагонов станций внеклассных, первого и второго классов магистральных железных дорог; – составители поездов; – электромонтеры контактной сети, занятые на магистральных железных дорогах; – электромеханики, занятые обслуживанием контактной сети магистральных железных дорог. На тяжелых работах и работах с вредными и (или) опасными условиями труда запрещается применение труда женщин и лиц моложе 18 лет, а также тех лиц, которым эти работы противопоказаны по состоянию здоровья. Дополнительные компенсации работникам могут определяться коллективным договором или соглашением с учетом специфики труда на конкретном участке (рабочем месте). Пособие по временной нетрудоспособности при утрате трудоспособности вследствие заболевания или травмы (в понятие травмы входят травмы, полученные по пути на работу или с работы и в быту) выплачиваются в следующем размере: а) застрахованному лицу, имеющему страховой стаж 8 и более лет, — 100 % среднего заработка; б) застрахованному лицу, имеющему страховой стаж от 5 до 8 лет, — 80 % среднего заработка; 48 в) застрахованному лицу, имеющему страховой стаж до 5 лет, — 60 % среднего заработка. Пособие по временной нетрудоспособности вследствие заболевания или травмы исчисляется из среднего заработка застрахованного лица, рассчитанного за последние 2 года работы у данного страхователя, предшествующих месяцу наступления временной нетрудоспособности. В средний заработок, из которого исчисляется пособие по временной нетрудоспособности, включаются все виды выплат и иных вознаграждений в пользу работника, которые включаются в базу для начисления страховых взносов в фонд социального страхования (ФСС). Предельная база для начисления страховых взносов для каждого физического лица на 2010 г. установлена в сумме, не превышающей 415 000 руб. нарастающим итогом с начала расчетного периода. Предельное значение базы для начисления страховых взносов подлежит ежегодной индексации в соответствии с ростом средней заработной платы в Российской Федерации. Например, с 01.01.2011 г. предельная база составляет 463 000 руб. Средний дневной заработок, из которого исчисляются пособия по временной нетрудоспособности, не может превышать средний дневной заработок, определяемый путем деления двух предельных значений базы для начисления страховых взносов на 730. Таким образом, средний дневной заработок в 2011 г. не может превышать 1 136,98 руб. = 830 000:730. Первые три дня нетрудоспособности оплачивает работодатель, а далее — ФСС. Примеры расчета пособия по временной нетрудоспособности в результате заболевания или травмы приведены ниже. 1. Застрахованный работник А, имеющий стаж работы более 8 лет, предъявил листок нетрудоспособности с 8 по 21 января 2011 г., т.е. нетрудоспособность составляет 14 календарных дней, а средний заработок у него за предыдущие 2 года составил 649 700 руб. Пособие работнику А составит 1 136,15·14 = 15 917,3. 2. Застрахованный работник Б предъявил листок нетрудоспособности с аналогичными данными нетрудоспособности, но средний заработок за предыдущие 2 года у него составил 1 240 000. Пособие работнику Б составит (830 000:730)·14 = 15 917,8 руб. 49 Глава 2. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТРУДА РАБОТНИКОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ 2.1. Статистические данные по травматизму на железнодорожном транспорте Работа по созданию безопасных и благоприятных условий труда, предупреждению и сокращению несчастных случаев на производстве позволила в 2010 г. сохранить тенденцию к снижению производственного травматизма работников ОАО «РЖД». В 2010 г. производственный травматизм в целом по ОАО «РЖД» снизился: – общий на 14 % — травмированы 534 человека (в 2009 г. — 620 человек); – со смертельным исходом на 6 % — погибли 73 человека (в 2009 г. — 78 человек). Коэффициент частоты общего травматизма (число травмированных на 1000 работающих) по сравнению с 2009 г. в целом по Компании снижен на 7 % и составил Кчаст. общ = 0,55 (в 2009 г. — Кчаст. общ = 0,59). Коэффициент частоты со смертельным исходом (число погибших на 1000 работающих) остался на уровне 2008—2009 гг. и составил Кчаст. см = 0,07. Коэффициент тяжести (число дней нетрудоспособности на 1000 работающих) снижен на 3 % и составил Ктяж = 44,2 (в 2009 г. — Ктяж = 45,6). Производственный травматизм в ОАО «РЖД» в динамике представлен на рис. 2.1 и 2.2. Основная доля травмированных (68 %) приходится на железные дороги. При этом в 2010 г. большинство показателей производственного травматизма сети железных дорог по сравнению с 2009 г. 50 Рис. 2.1 Динамика производственного травматизма в ОАО «РЖД» в 2003—2010 гг. Рис. 2.2. Динамика травмирования работников железнодорожного транспорта в результате наезда подвижного состава за период 2003—2010 гг. 51 ухудшилось. При снижении общего производственного травматизма на 11 % травматизм со смертельным исходом возрос на 13 %. В 2010 г. на сети железных дорог травмировано всего 362 чел. (из них 60 со смертельным исходом) против 407 травмированных (в 2009 г. — из них 53 погибших). Коэффициенты частоты общего травматизма возросли на 7 %, со смертельным исходом на 28 %. Коэффициент тяжести увеличился на 13,6 %. Среди хозяйств железных дорог самое тяжелое положение с производственным травматизмом сложилось в хозяйстве электрификации и электроснабжения. Ослабление профилактической работы в этом хозяйстве привело к значительному росту производственного травматизма: – общего — с 37 до 55 пострадавших (рост на 49 %); – со смертельным исходом — с 8 до 14 погибших (рост на 75 %). Значение коэффициента частоты травматизма со смертельным исходом в этом хозяйстве превысило среднее значение в 3,6 раза. Кроме хозяйства электрификации и электроснабжения, наиболее травмоопасными остаются хозяйства пути и сооружений, управления движением. Коэффициент частоты травматизма в этих хозяйствах превысил среднее значение в 1,2 раза (в хозяйстве управления движением) и в 1,1 раза (в хозяйстве пути и сооружений). Рост общего производственного травматизма произошел также в хозяйствах: – пассажирских сообщений и пригородных пассажирских перевозок (с 14 до 21 пострадавших); – управления объектами технологического и коммунального назначения (с 8 до 18 пострадавших); – социальной сферы (с 1 до 2 пострадавших). Рост производственного травматизма со смертельным исходом допущен в хозяйствах: – автоматики и телемеханики (с 1 до 2 погибших); – пригородных пассажирских перевозок (с 1 до 2 погибших); – социальной сферы (с 0 до 1 погибшего). Наибольшее число пострадавших в 2010 г. было в хозяйствах инфраструктуры. 52 Основными видами происшествий, в результате которых произошли травмирование и гибель работников ОАО «РЖД», в 2010 г. были: – дорожно-транспортные происшествия (67 пострадавших, из них 20 погибших); – наезд, удар, зажатие подвижным составом (41 пострадавший, из них 19 погибших); – поражение электрическим током (36 пострадавших, из них 16 погибших); – падения с высоты и с движущегося подвижного состава (65 пострадавших, из них 8 погибших); – падения, обрушения предметов, материалов (24 пострадавших, из них 3 погибших); – убийства, избиения (24 пострадавших, из них 2 погибших); – повреждения при стихийных бедствиях (3 пострадавших, из них 2 погибших); – воздействия перемещаемых грузов, движущихся, разлетающихся деталей (58 пострадавший, из них 1 погибший); – воздействия экстремальных температур (7 пострадавших, из них 1 погибший); – удар, зажатие о расположенные рядом сооружения (7 пострадавших, из них 1 погибший); – падения, скольжения, на поверхности передвижения (64 пострадавших); – удар, придавливание, захват инструментами, приспособлениями (33 пострадавших); – попадание в глаз инородного тела (18 пострадавших); – крушение, авария на железнодорожном транспорте (3 пострадавших); – пожар (2 пострадавших); – прочие происшествия (86 пострадавших). Основными видами происшествий, которые приводят к травмированию работников со смертельным исходом, остаются: наезд, удар, зажатие подвижным составом; дорожно-транспортные происшествия; воздействие электрического тока. В этих трех видах происшествий погибли 54 работника, что составляет 73 % от всех травмированных со смертельным исходом в ОАО «РЖД» в 2010 г. 53 Наезд подвижного состава влечет за собой тяжелые последствия. Подтверждение тому — из 41 пострадавшего от наезда подвижного состава в 2010 г. лишь 5 работников получили легкие травмы, из остальных 19 человек погибли, 17 — получили тяжелые травмы — по сути стали инвалидами. С момента образования ОАО «РЖД» в результате наезда подвижного состава было травмировано 480 человек, из них 222 человека погибли. Процент смертельного исхода в этом виде происшествия наибольший, и в 2010 году он составил 47 %. Риску травмирования подвижным составом больше всего подвержены работники путевого комплекса. Бригадиров и монтеров пути в текущем году было травмировано 18 человек, в том числе 9 со смертельным исходом. Высоким остается уровень травматизма от наездов подвижного состава и в хозяйстве движения. Составителей поездов было травмировано 11 человек, в том числе 6 человек погибли. В результате наезда подвижного состава травмированы работники и других профессий: – электромонтеры, электромеханики (3 человека, из них 2 человека погибли); – осмотрщики вагонов (3 человека, из них 1 погиб); – руководители и ИТР (2 человека, из них 1 погиб); – машинисты (помощники машинистов) локомотива, путевых машин (3 человека); – регулировщик скорости роспуска вагонов (1 человек). Травмирование работников подвижным составом произошло при выполнении следующих видов работ: – текущее содержание и ремонт пути (16 человек травмированы, из них 8 человек погибли); – прием и отправление поездов, маневровая работа (13 человек травмированы, из них 6 человек погибли); – общие и прочие виды работ (8 человек травмированы, из них 3 погибли); – техническое обслуживание и ремонт устройств связи и СЦБ (2 человека травмированы, из них 1 погиб); – техническое обслуживание и ремонт систем электроснабжения (1 человек погиб); 54 – техническое обслуживание и ремонт вагонов (1 человек травмирован); – погрузочные работы (1 человек травмирован); – строительные работы (1 человек травмирован). Следует отметить, что во время производства работ в «окно» травмированы 7 работников, в том числе 4 погибли. Несчастные случаи происходили в основном в светлое время суток при нормальных погодных условиях. Из 41 пострадавшего травмированы: • по времени суток: – в светлое время суток 26 человек, из них 13 со смертельным исходом; – в темное время — 12 человек, из них 5 со смертельным исходом; – в сумеречное — 3 человека, из них 1 со смертельным исходом; • по времени года: – в зимний период — 10 человек, из них 5 смертельно; – в весенний — 9 человек, из них 3 смертельно; – в летний — 9 человек, из них 4 смертельно; – в осенний — 13 человек, из них 6 смертельно. Четырнадцать травмированных, в том числе 8 погибших, в момент наезда подвижного состава находились на рабочем месте в состоянии алкогольного опьянения. Это работники хозяйств: – пути (6 травмированных, в том числе 2 погибших); – управления движением (5 погибших); – электрификации и электроснабжения (2 погибших); – вагонного (1 травмированный); – ЦДРП (3 травмированных, в том числе 2 погибших). Основными причинами наездов подвижного состава, принятыми к учету в 2010 г., были: – неудовлетворительная организация и слабый контроль производства работ; – нарушение технологического процесса; – нарушения трудовой и производственной дисциплины. Производственный травматизм в результате дорожно-транспортных происшествий (далее ДТП) в ОАО «РЖД» остается высоким 55 на протяжении ряда лет. С 2003 г. в результате ДТП травмировано 457 работников, из них 85 человек со смертельным исходом. В 2010 году в ДТП пострадало 67 человек (в 2009 г. — 52 человека), из них 20 человек со смертельным исходом (в 2009 г. — 10 человек). Наибольшее число погибших в результате ДТП приходится на 2010 г. Основным фактором, влияющим на безопасность дорожного движения, является человеческий фактор. Причины дорожно-транспортных происшествий: – нарушение правил дорожного движения при эксплуатации автотранспортных средств (нарушение скоростного режима, выезд на встречную полосу, нарушение очередности проезда, правил перевозки людей на автотранспорте, правил проследования железнодорожных переездов) — 81 % пострадавших; – нарушения трудовой и производственной дисциплины — 6 % пострадавших; – неудовлетворительная организации работ — 2 % пострадавших. В ДТП пострадали работники разных профессий: – бригадиры и монтеры пути (11 человек, из них 8 погибли); – машинисты и помощники машинистов подвижного состава (11 человек, из них 5 погибли); – водители автомобиля (10 человек, из них 5 погибли); – электромонтеры и старшие электромеханики (7 человек, из них 3 погибли); – руководители и ИТР (13 человек, из них 5 погибли) и др. Ряд ДТП совершен по вине водителей автотранспортных средств сторонних организаций. В Компании нарушается порядок использования личного автотранспорта. Анализ материалов расследования ДТП показывает, что в нарушение статьи 60 Трудового кодекса РФ и разработанных в ОАО «РЖД» документов о порядке использования личного автотранспорта руководители разного уровня управления продолжают использовать личный автотранспорт для служебных поездок без заключения договора (контракта). В результате 36 % ДТП с работниками ОАО «РЖД» в 2010 году произошли при использовании личного автотранспорта, что почти в два раза больше, чем в 2009 г. 56 Показатели производственного травматизма в результате поражения электрическим током свидетельствуют о недостаточности принимаемых профилактических мер по обеспечению электробезопасности работающих. За период с 2003 по 2010 гг. травмированы 298 человек, в том числе 137 со смертельным исходом. В 2010 г. электротравматизм в Компании возрос на 6 % — с 33 до 36 травмированных и с 15 до 16 погибших. Риску поражения электротоком в большей степени подвержены работники хозяйства электрификации и электроснабжения — в 2010 г. травмированы 25 человек (69 % от всех травмированных электротоком), из них 11 человек погибли (68 % от всех травмированных электротоком со смертельным исходом). В 2010 г. электротравмы получили работники следующих профессий этого хозяйства. Работники контактной сети: – электромонтеры (9 человек, из них 4 погибли); – электромеханики (3 человека, из них 2 погибли); – начальник района контактной сети (1 человек). Работники тяговых подстанций и ремонтно-ревизионного участка: – электромонтеры (4 человека, из них 3 погибли); – электромеханики (3 человека, из них 1 погиб); – начальник тяговой подстанции (1 человек). Работники электрических сетей: – электромонтер (3 человека, из них 1 погиб); – начальник электрических сетей (1 человек). – 29 % от всех травмированных (9 человек) — руководители среднего звена, из них 3 начальника цеха. Прослеживается тенденция к травмированию наиболее квалифицированных кадров хозяйства электроснабжения — работников тяговых подстанций и ремонтно-ревизионных участков. Данные показывают, что наибольшее число электротравм (38 %) было зафиксировано среди работников с небольшим стажем работы, что объясняется низкой квалификацией и малым опытом работы, а также недостаточной работой с данной категорией работников по вопросам электробезопасности. Среди квалифицированных работников со стажем свыше 3 лет число травмированных увеличивается со стажем работы, что ука57 зывает на потерю остроты восприятия опасности поражения электрическим током и пренебрежением выполнения требований электробезопасности. Электротравмы у Компании получили работники при выполнении следующих видов работ: – техническое обслуживание и ремонт контактной сети и высоковольтных линий электропередач (18 человек, из них 8 погибли); – техническое обслуживание и ремонт оборудования тяговых подстанций (5 человек, из них 2 погибли); – техническое обслуживание и ремонт подвижного состава (4 человека, из них 1 погиб); – обслуживание электроустановок потребителей (3 человека, из них 1 погиб). При подъеме на крышу подвижного состава электротравмы получили 4 человека, из них 2 погибли. Основные причины электротравматизма: – нарушение технологического процесса, неудовлетворительная организация и слабый контроль производства работ, а именно работа на неподготовленном рабочем месте и расширение фронта работы; – нарушение трудовой и производственной дисциплины (2 человека травмированы в состоянии алкогольного опьянения); – низкий уровень знаний в области электробезопасности. При таких знаниях организация работы по электробезопасности не может быть организована на высоком уровне. Основными причинами травмирования работников ОАО «РЖД» в 2010 г. были: – неудовлетворительная организация и слабый контроль производства работ — 21,3 % от всех нарушений, приведших к травмированию работников, 24,1 % нарушений в случаях травмирования со смертельным исходом; – нарушения трудовой и производственной дисциплины — 15,2 % от всех нарушений, 16,7 % в случаях травмирования со смертельным исходом. – нарушения технологического процесса 13,6 % от всех нарушений, 14,8 % в случаях травмирования со смертельным исходом; 58 – нарушение правил дорожного движения — 8,6 % от всех нарушений, 15,7 % в случаях травмирования со смертельным исходом. 2.2. Специфические условия труда на железнодорожных станциях Прием, обработка, расформирование, формирование и отправление поездов, обслуживание и ремонт станционных устройств и подвижного состава проводятся круглосуточно при любой погоде в основном на открытом воздухе, вне помещений. Работники станции других служб выполняют эту работу в тесном взаимодействии друг с другом и под руководством дежурного по станции (маневрового диспетчера), от правильности действия которого зависит безопасность движения поездов и безопасность труда всех работников, находящихся на станционных путях. В парках при большой протяженности их территории работают чаще всего небольшие группы людей, и контролировать их действиями не всегда просто. Рабочие места большинства работников (составителей поездов и их помощников, регулировщиков скорости движения вагонов, дежурных стрелочных постов, операторов технической конторы, монтеров пути, приемщиков поездов и др.), занятых обслуживанием станционных устройств и обработкой поездов, расположены внутри рельсовой колеи или в непосредственной близости от нее и на подвижном составе. В условиях движения поездов и маневровой работы эти лица подвергаются большой опасности, которая увеличивается при движении составов вагонами вперед. Интенсивные шумы приглушают сигналы, оповещающие об опасности. Большое количество вагонов на путях, движение поездов и маневрирующих составов ухудшают локомотивным и составительским бригадам условия видимости людей, находящихся на путях. Недостаточная освещенность территории повышает опасность наезда и травмирования работающих. Значительная часть станций расположена на электрифицированных участках. Напряжение в контактном проводе создает опасность поражения электрическим током при несоблюдении правил техники безопасности. В вагонах, обрабатываемых на станциях, перевозят легковоспламеняющиеся, взрывчатые и ядовитые вещества, негабаритные, пылящие и другие грузы. Все это дает основание считать, что работа на станционных путях связана с 59 повышенной опасностью, а дежурные по станции, постам, паркам и путям, маневровые диспетчеры испытывают большую психоэмоциональную напряженность, обусловленную сознанием ответственности за безопасность движения поездов, жизнь подчиненных работников, сохранность подвижного состава и груза. Наезды подвижного состава на работников станций происходят главным образом при маневровой работе, обслуживании стрелочных переводов и переходах по путям к месту работы. Чаще других травмы при наездах подвижного состава получают составительские бригады, дежурные стрелочных постов и регулировщики скорости движения вагонов. При маневровой работе подавляющая часть наездов подвижного состава происходит на основной территории станций. По характеру маневровых передвижений в момент травмирования наезды распределяются: на отцепы при роспуске с горок и маневрах толчками — 58 %, маневровые составы, движущиеся вагонами вперед, — 17 %, одиночные локомотивы — 8 %, составы с локомотивами впереди — 7 %. В сортировочных парках происходит 66,6 % наездов во время маневровой работы, а в парках приема и отправления — соответственно 10,2 и 8,2 %. В момент травмирования пострадавшие находились: внутри рельсовой колеи — 38 %, в междупутьи — 20 %, в межвагонных пространствах — 7 %, под вагонами или локомотивом — 6 %, в колее пути между группами стоящих вагонов — 4 %, на подвижном составе (при проезде) — 25 %. Однако эти статистические данные о травматизме при наездах на людей во время маневровой работы не раскрывают технологической необходимости, побудившей пострадавшего находиться в опасной зоне. В табл. 2.1 приведена характеристика травматизма по роду работы пострадавшего в момент несчастного случая. Таблица 2.1 Характеристика травматизма по роду работы пострадавшего в момент несчастного случая Травматизм Технологические операции Технологические переходы по путям станции. Не связан с подвижным Работа на путях и облуживание стрелочных перевосоставом дов (без контакта с подвижным составом) 60 Окончание табл. 2.1 Травматизм Технологические операции Связан с подвижным составом (наезды, падения) Проезд на подвижном составе, сопровождение на подножках, сход и посадка на ходу. Установка и уборка башмаков, торможение посторонними предметами. Встреча и проводы поезда, списывание номеров вагонов, разметка вагонов Связан с обслуживанием подвижного состава, стоящего на путях станции Соединение и разъединение автосцепки, тормозных рукавов, переключение концевых кранов. Осмотр и ремонт вагонов и напольных устройств на путях. Пролезание под вагонами, переход по автосцепкам (и под ними) Опасность наезда возникает при необходимости выполнять работу в опасной зоне (в пределах габарита подвижного состава) и при многократных пересечениях путей работниками станции при исполнении ими своих должностных обязанностей, а также из-за неуправляемости опасных объектов (движущихся вагонов и поездов, одиночных локомотивов). В табл. 2.2 приведены причины несчастных случаев, вызванных наездами подвижного состава, и факторы опасности. Таблица 2.2 Несчастные случаи, вызванные наездами подвижного состава, и факторы опасности Причина опасности Факторы опасности наезда Необходимость работы в опасной зоне Расположение рабочих мест в пределах габарита подвижного состава. Опасные технологические маршруты работников. Стесненные межгабаритные пространства. Недостатки конструкции объектов обслуживания Неуправляемость опасных объектов Плохой обзор, несогласованность действий работников. Протяженные тормозные пути поездов и маневровых групп. Фиксированное положение подвижного состава в рельсовой колее. Невозможность воздействия на отдельные отцепы 61 Около 55 % несчастных случаев, связанных с наездами подвижного состава, в службе движения происходит с составительскими бригадами. Работы, при выполнении которых происходили несчастные случаи с составителями, вызванные с наездами подвижного состава: – посадка и спрыгивание с вагонов при повышенной скорости (25 %); – расцепка автосцепки с заходом в межвагонное пространство при движении (23 %); – укладка тормозного башмака в опасной близости от движущегося отцепа и под вторые скаты руками (22,5 %); – перебегание пути перед идущим отцепом (составом) (15 %); – отсутствие контрольной проверки наличия габарита в зоне работы перед маневрами (14,5 %). Травмирование регулировщиков скорости движения вагонов чаще происходит на немеханизированных горках (около 40 %) и на механизированных горках с ручным торможением на целевой тормозной позиции подгорочного парка (до 30 %). Каждый четвертый несчастный случай происходит на горках малой мощности. До двух третей несчастных случаев с регулировщиками скорости движения вагонов происходит в темное время суток (от 21.00 до 6.00 ч). Опасность травмирования несколько выше во второй половине смены (до 95 %), в последней трети смены она в полтора раза выше, чем в первой, и увеличивается в период окончания отчетных суток. Это связано с изменениями реакции и утомляемости работающих в течение смены, поэтому должно учитываться при определении ритма работы. С технологическими переходами в процессе роспуска составов с горки связано в среднем 54 % травм, с установкой башмака на рельс — до 32 %. До 18 % случаев вызвано неожиданным сдвигом стоящих вагонов направленными на этот путь отцепами, около 4 % связано с переходом пути под движущимися вагонами или по элементам конструкции вагона (автосцепкам). Причины травматизма из-за наездов подвижного состава на работников станции связаны с недостатками в решении вопросов безопасности труда при проектировании и эксплуатации технических устройств и оборудования на путях, при разработке технологии ра62 боты и санитарно-гигиенических условий труда. Ниже перечислены наиболее типичные и часто повторяющиеся причины: – несовершенство путевого развития станций и технических устройств на них или неисправность последних (наличие сортировочно-отправочных парков, пропуск грузовых поездов и локомотивов перед пассажирским зданием, вытяжные пути на кривых малого радиуса, необходимость ручного торможения на третьей позиции и др.); – недостаточное расстояние между осями путей на станциях для обеспечения удобства в работе и безопасности труда при размещении на междупутьях технологического оборудования; – неисправность или несовершенство конструкций подвижного состава (локомотивов и вагонов), большой тормозной путь; – отсутствие (неисправность) механизмов и приспособлений для очистки станционных путей и стрелочных переводов от снега и грязи; – нарушение габарита приближения строений; – отсутствие (несовершенство) средств ограждения места работ и подвижного состава, средств оповещения о подходе подвижного состава; – отсутствие устройств для перехода через пути, занятые подвижным составом (в разных уровнях); – отсутствие или низкое качество технологии работ (мелкие и разбросанные работы на путях, производство работ в габарите подвижного состава в одно лицо без ограждения, ограниченное и часто недостаточное время для выполнения работ и др.); – переход на работу в одно лицо локомотивных и составительских бригад без осуществления технических и организационных мер безопасности и учета местных условий; – отсутствие постоянных и оборудованных рабочих мест для встречи и пропуска поездов сходу; – неудовлетворительное наблюдение за свободностью пути и неподача оповестительных сигналов локомотивными и составительскими бригадами; – неудовлетворительное содержание междупутий, проходов и проездов, отсутствие оборудованных проходов к рабочим местам на путях станции; – неправильное размещение служебно-технических помещений; 63 – нарушение порядка ограждения места работ; – использование несоответствующего условиям работы или требованиям охраны труда инструмента, оборудования и приспособлений; – нарушение технологических процессов выполнения отдельных операций (превышение скорости роспуска составов, порядка расцепления вагонов); – необученность работающих безопасным приемам работы; – несоответствие квалификации и состояния здоровья работающего выполняемой им работе; – выполнение сложных и опасных операций без участия руководителя работ; – низкая трудовая дисциплина; – неудовлетворительное качество (или отсутствие) спецодежды, обуви и индивидуальных средств защиты; – нарушение режима работы и отдыха; – недостаточное и нерациональное освещение рабочих мест и станционных путей; – неблагоприятные метеорологические условия (низкая температура, ветер, осадки, метель и т.д.); – шум, заглушающий предупредительные сигналы об опасности; – кратковременная необоснованно повышенная интенсивность труда; – отсутствие или неудовлетворительное состояние бытовых помещений. Выше указаны только объективные причины травматизма и опущены так называемые субъективные: неосторожность (рассеяние внимания, отвлечение и др.), усталость, неловкость и др. При тщательном анализе обычно субъективная причина оказывается связанной с какой-либо объективной: неисправность технических устройств, недостаточное обучение работающего, наличие шума и др. 2.3. Рабочие места на станциях и подвижном составе Рабочие места персонала, занятого обработкой составов на станциях, располагаются на междупутьях. Для предупреждения несчастных случаев очень важно, чтобы размеры рабочей зоны обеспечивали безопасное выполнение необходимых операций. 64 Расчетные значения ширины рабочей зоны можно использовать для определения сетевых нормативов на междупутья проектируемых и реконструируемых станций с учетом условий обеспечения безопасности обслуживающего персонала. По полученным расчетным значениям ширины рабочей зоны в междупутьях можно судить, на каких из существующих на конкретных станциях междупутий обеспечивается безопасность труда, где надо расширить междупутья или какие требуется ввести ограничения на выполнение отдельных операций, если необходимые размеры невозможно обеспечить до реконструкции данной станции. Расстояние между осями смежных станционных путей из условий обеспечения безопасности работающих определяется с учетом ширины рабочей зоны, зазора безопасности и боковых смещений подвижного состава во время движения за очертания габарита в сторону междупутья. Зазор безопасности — свободное пространство между рабочей зоной и подвижным составом, которое должно оставаться на случай, если работник отступит от движущихся вагонов в сторону смежного пути, занятого в это время подвижным составом. При скорости движения 60 км/ч и менее, когда аэродинамические силы не оказывают влияния на рядом стоящего человека, зазор безопасности принимается равным 500 мм. При движении поездов по главному пути станции со скоростью 80 км/ч минимально необходимый зазор безопасности принимается равным 1200 мм, при скорости 100 км/ч — 1400 мм, а при скорости 120 км/ч —1500 мм. При пропуске поезда, следующего со скоростью 61—120 км/ч, когда работник стоит и психологически подготовлен к встрече с поездом, зазор безопасности может быть принят равным 1000 мм. Маневровая работа станции по расформированию и формированию поездов должна быть изолирована от движения организованных поездов. Если маневровая работа выполняется на путях, расположенных в непосредственной близости от главных путей, необходимо устанавливать заградительные сетчатые барьеры (высотой не менее 1,8 м) или автоматическую оповестительную сигнализацию о поездах, проходящих по главным путям. На сортировочной горке, полугорке и вытяжных путях постоянные рабочие места составителей и помощников составителей поездов должны быть оборудованы в местах расцепления вагонов, где балластный 65 слой надвижных и вытяжных путей должен быть уширен и иметь от конца шпал с каждой стороны расстояние не менее 1 м на протяжении от места расцепки вагонов до горба горки (полугорки) или до точки отрыва вагонов от состава. Балласт необходимо насыпь на одном уровне с поверхностью шпал и уплотнять или покрывать асфальтом. На сортировочных горках на протяжении всего горба горки на расстоянии до 1920 мм от оси пути не должно быть никаких устройств, возвышающихся над уровнем верха головки рельса. На надвижной части горки в пределах зоны расцепки вагонов длиной 70— 90 м не должно быть стрелочных переводов. При наличии стрелочных переводов в этой зоне необходимо устроить дощатый настил в уровне головок рельсов. Зона расцепления должна быть свободной от посторонних предметов, в ней устанавливается только стеллаж со специальными вилками для расцепления вагонов и тормозными башмаками. Перед вершиной горки необходимо установить световой указатель числа вагонов в отцепе и устройство экстренной остановки состава. Составитель и его помощник должны иметь радиосвязь с машинистом маневрового локомотива и дежурным по горке. Рабочие места регулировщиков скорости движения вагонов должны располагаться в междупутьях шириной не менее 4800 мм и иметь твердое (асфальтовое) покрытие. В рабочей зоне регулировщиков скорости движения вагонов необходимо установить устройства громкоговорящего оповещения, стеллаж или тумбочки для размещения тормозных башмаков, вилки для подкладывания, приспособления для очистки головок рельсов и полоза башмака от снега и льда, а также емкости для хранения сухого песка и угольной пыли. На каждом рельсе путей подгорочного парка, где работают регулировщики скорости движения вагонов, должны быть установлены башмакосбрасыватели на расстоянии не менее 25 м от предельного столбика пути подгорочного парка. На третьей тормозной позиции механизированных горок, как правило, устанавливаются замедлители или башмаконакладыватели с дистанционным управлением. Для отдыха и обогревания регулировщиков скорости движения вагонов в сортировочных парках станций, расположенных в районах с холодной зимой, на междупутьях необходимо устанавливать переносные помещения с двойной деревянной обшивкой и прокладкой из шлаковаты. 66 На станциях должны быть установлены места встречи поездов (составов) дежурными по станциям, паркам и путям, дежурными стрелочных постов, приемосдатчиками груза и багажа, приемщиками поездов, операторами технической конторы. При этом они должны находиться от ближайшего рельса пути, по которому происходит движение: – пассажирских поездов со скоростью свыше 120 км/ч — на расстоянии не менее 5 м; – поездов с меньшей скоростью, маневровых составов и одиночных локомотивов — на расстоянии не менее 2 м; – поездов или маневровых составов с негабаритным грузом — на расстоянии не менее 2,5 м. Места встречи должны быть обозначены на обочине или на междупутьи, а в необходимых случаях освещены и оборудованы барьером высотой не менее 1 м и навесом (зонтом). Места встречи поездов (составов) необходимо отразить в Техническо-распорядительном акте (ТРА) станции. При сопровождении маневровых составов рабочим местом составителей и их помощников часто служит подножка грузового вагона. Падения с подножки во время движения происходят из-за конструкционных недостатков поручней и подножек, спроектированных без учета размеров рук и ног человека. Для предупреждения несчастных случаев необходимо, чтобы габариты рабочих мест на подвижном составе соответствовали размерам тела человека (антропометрическим данным) с учетом размеров специальной одежды и обуви. Спецодежда, особенно зимняя, существенно увеличивает размеры отдельных частей тела (ступней ног, кистей рук и др.). Размеры подножек и поручней грузовых вагонов определяются из максимальных значений антропометрических данных. Важным технологическим звеном при восстановлении работоспособности грузового подвижного состава являются промывочнопропарочные станции (ППС) — специализированные железнодорожные предприятия, которые подготавливают цистерны под налив нефти и нефтепродуктов, а также под все виды ремонта. По данным департамента вагонного хозяйства ОАО «РЖД» на дорогах сейчас действуют 17 ППС, 8 из которых находятся в аренде у ПГК, еще три ППС арендует ЗАО «Научно-производственное горное бюро «Рико», оставшиеся 6 станций по-прежнему числятся 67 на балансе ОАО «РЖД». Самая современная ППС России была построена в 1985 г. Большинству же станций больше 30 лет, их строили рядом с нефтеперерабатывающими заводами, исходя из технологической и экономической целесообразности. Кроме того, около десятка ППС уже введено в эксплуатацию собственниками вагонов. По оценкам экспертов, износ оборудования станций составляет примерно 60 %, а их очистных сооружений — 80 %. Эти предприятия создают вредные условия труда для работников, а также являются крупными потребителями ресурсов и источником загрязнения окружающей среды (ОС). Рабочие (пропарщики-промывальщики цистерн, слесари-заправщики сливных приборов цистерн и бригадиры-промывальщики) на открытых эстакадах подвергаются воздействию паров веществ, перевозимых цистернами, а также сезонных колебаний температуры. Для комплексной оценки безопасности ППС для работников, занятых в технологическом процессе, и окружающей среды специалисты МГУПСа детально исследовали ППС-17 ст. «Суховская» Восточно-Сибирской железной дороги. В результате исследований было установлено, что используемая технология на предприятии создает вредные условия труда для работников и является мощным локальным источником загрязнения окружающей среды: – эмиссия вредных веществ (ВВ) в атмосферный воздух от промывочно-пропарочных операций над цистернами со светлыми нефтепродуктами выше, чем с темными. Условия труда работников являются вредными. Из анализируемых ВВ в воздухе рабочей зоны наибольшее превышение максимально разовых показателей наблюдалось непосредственно у источника и зарегистрировано для минерального масла, а наименьшее — для толуола. Наибольшие концентрации ВВ на территории ППС отмечаются на расстоянии 50 м от источника с наветренной стороны. Санитарно-гигиеническая оценка проб воздуха на территории жилой застройки показала превышение нормативов по двум из четырех анализируемых веществ — углеводородам и бензолу; – обнаруженные концентрации загрязняющих веществ (3В) в сточных водах после прохождения имеющихся очистных сооружений, свидетельствуют о неудовлетворительной их работе. В резуль68 тате были превышены санитарно-экологические показатели для всех анализируемых веществ (минимальное превышение по показателю рН и максимальное — по концентрации дизельного топлива). Комплексная оценка опасности очищенных сточных вод, проводимая методом биотестирования на гидробионтах, показала, что анализируемая сточная вода является токсичной; – проведенная санитарно-экологическая оценка почвы предприятия указывает на интенсивное химическое загрязнение нефтепродуктами. 2.4. Методы исследования причин травматизма В специфических производственных условиях на безопасность труда влияют факторы технического, психофизиологического, организационного и социологического характера. Трудно количественно оценить влияние на безопасность труда таких факторов, как климатические условия, время года и суток, конструкция и надежность объектов обслуживания, техническая оснащенность и состояние рабочего места, квалификация работника. В этих случаях целесообразно пользоваться методом ранговой корреляции, основанном на математической обработке экспертных оценок влиятельности факторов. Факторы, прямо или косвенно сопутствовавшие несчастному случаю, изучаются несколькими способами. Наиболее распространенный способ — изучение причин травматизма на основе статистических данных статистическим, групповым или монографическим методом. Групповой и монографический методы используются при изучении глубоких и неявно выраженных причин несчастных случаев по результатам детального обследования рабочих мест и участков. Статистический метод предусматривает накопление и обработку статистического материала по уже происшедшим несчастным случаям с последующими профилактическими рекомендациями. Этот метод дает возможность оценивать количественно и качественно уровни травматизма с помощью двух показателей — коэффициента частоты и коэффициента тяжести несчастных случаев. В монографическом методе изучения травматизма детально исследуется весь комплекс условий, в которых произошел несчастный случай: изучаются трудовой и технологический процессы, основное 69 и вспомогательное оборудование, обрабатываемые материалы, общие условия производственной обстановки, рабочие места, индивидуальные защитные средства, особенности работы, режим труда и отдыха, психологические факторы и т.п. Изучаются также аварии, происшедшие без нанесения ущерба здоровью людей. Топографический метод предусматривает проведение топографического исследования предприятий. Он заключается в изучении причин несчастных случаев по месту их происшествия. Групповой метод изучения травматизма основан на повторяемости несчастных случаев независимо от тяжести поражения. Имеющийся материал расследований несчастных случаев распределяется по группам для выявления несчастных случаев, происшедших при одинаковых обстоятельствах и однородной обстановке, на одном и том же оборудовании и одинаковых по характеру повреждений. Суть метода ранговой корреляции заключается в том, что возможно большему кругу специалистов (экспертов) предлагается оценить сравнительную степень влияния каждого из факторов на изучаемую функцию путем расположения их в порядке убывания степени влияния, присвоив факторам соответствующие ранги. Наиболее влиятельному фактору, как правило, присваивается ранг «1» и по мере убывания влияния — «2», «3» и т.д. 2.5. Особенности управления процессом роспуска и основные факторы загрузки горочных операторов 2.5.1. Роль и функции горочного оператора в системе «оператор—сортировочная горка» Для изучения специфики деятельности горочных операторов при любом способе управления горкой и разработки средств повышения эффективности их работы применяются методы инженерной психологии, позволяющие рассматривать систему «оператор—сортировочная горка» на всех этапах ее механизации и автоматизации как большую систему класса «человек—машина». Особенность, характеризующая сложность работы горочного оператора в этой системе, состоит в том, что оператору приходится одновременно решать разнородные эксплуатационные задачи. Так, оператор любой сортировочной горки при расформировании и формировании поездов одновременно работает в режимах оператора70 диспетчера (организация роспуска и маневровых передвижений), оператора-технолога (слежение за отцепами и регулирование их скорости), а также оператора дистанционного управления скатывающимися вагонами или отцепами. Эти задачи горочный оператор выполняет в условиях: – высокой динамичности процессов сортировки вагонов на горках (обслуживание роспуска до 80 вагонов в течение 6—8 мин при скатывании вагонов с интервалами 5—7 с); – большого числа сбоев процесса, требующих немедленного вмешательства и нормализации роспуска (один-два сбоя в течение роспуска в зависимости от технологии работы горки и уровня ее автоматизации); – критичности времени вмешательства оператора (лимит времени вмешательства составляет 2—3 с, по истечении которых ликвидировать сбой невозможно); – сложности оперативной обстановки (до 10 пространственно разделенных объектов в поле зрения); – высокой ответственности (промедление отдельных управляющих действий на 0,5—0,7 с и неправильное их исполнение могут привести к крушениям с тяжелыми последствиями); – необходимости руководства работой других операторов системы (рис. 2.3). Работа горочных операторов существенно осложняется тем, что объекты управления и контроля пространственно разделены. Часть из них (стрелки, замедлители, вагоны и др.) расположена на спускной части горки вне помещения горочного поста, другая — непосредственно на горочном пульте. Как показали наблюдения, одновременное действие перечисленных условий при недостаточно четкой организации труда и отсутствии необходимых технических средств приводит к большим перегрузкам горочных операторов и к их отказам выполнять необходимые действия. Особенности технологии, местных условий и технического оснащения сортировочных горок отражаются в организационных структурах и связях между горочными операторами, в распределении обязанностей между ними и даже в наименовании отдельных лиц, частично или полностью выполняющих обязанности горочных операторов (дежурные по горкам, помощники диспетчера и т.д.). 71 Рис. 2.3. Структура типичных информационных связей горочного оператора Для наиболее типичных по техническому оснащению сортировочных горок приняты следующие определения. Механизированная сортировочная горка — горка с одним распорядительным (1) и несколькими исполнительными (2, 3) постами управления, на которых рассредоточены горочные операторы. Горка оснащена замедлителями первой и второй тормозных позиций с электрической централизацией горочных стрелок при индивидуальном управлении стрелками или с горочной автоматической централизацией (ГАЦ) старых (неблочных) систем. Механизированная сортировочная горка с блочной ГАЦ (БГАЦ) — горка с одним центральным постом управления, за горочным пуль72 том которого сосредоточены все горочные операторы, с размещением тормозных средств, типичным для механизированных горок. Автоматизированная сортировочная горка — полностью механизированная горка с БГАЦ, дополненная третьими (парковыми) тормозными позициями на каждом подгорочном пути и оснащенная системами АРС и ГПЗУ — АЗСР. Горочный оператор (ОП) — звено, включенное в контур управления сортировочной горки и выполняющее, помимо функций оператора-диспетчера, функции оператора-технолога и непосредственного дистанционного управления движением отцепов (воздействием на органы управления горочного пульта). Оператор-распорядитель (ОП-Р) — главный горочный оператор, задающий программу работы горки, командующий надвигом состава и управляющий головными стрелками и первой тормозной позицией. Рабочее место — на распорядительном посту или за главной секцией центрального горочного пульта. Оператор-исполнитель (ОП-И) — горочный оператор исполнительного поста (механизированной горки) или пучковых секций центрального горочного пульта, оперативно подчиненный оператору-распорядителю, управляющий вторыми тормозными позициями и распределительной стрелочной зоной, включая подгорочные пути. Помощники операторов-исполнителей на механизированных и автоматизированных горках с третьими парковыми тормозными позициями управляют только замедлителями этих позиций и могут располагаться в специально вынесенных в подгорочный парк постах. Решение проблем совершенствования взаимодействия операторов с технической частью систем управления сортировочной горки ведется в трех основных направлениях (табл. 2.3). В результате можно: 1) установить оптимальный объем и наилучшие способы выдачи информации оператору; 2) правильно скомпоновать горочные пульты управления; 3) определить и предложить к внедрению комплекс организационных, технологических и технических мероприятий, снижающих загрузку оператора и повышающих эффективность системы. 73 Таблица 2.3 Решение проблем совершенствования взаимодействия операторов с технической частью систем управления сортировочной горки Оптимизация распределения функций между оператором и горочными автоматическими устройствами Оптимизация сопряжения информационных каналов оператора с технической частью систем автоматики Повышение эффективности системы путем улучшения профессионального отбора и обучения операторов Принципы и критерии распределения функций между оператором и управляющими системами горочной автоматики Способы и критерии оценки оптимальности структуры сопряжения (согласования) операторского звена с техническими устройствами управления процессом роспуска Методы, критерии профессионального отбора горочных операторов Показатели характеристики точности, скорости и надежности действий горочного оператора Показатели информационной загрузки и средства ее снижения, перераспределения и др. Средства обучения горочных операторов Оптимальные структуры алгоритмов функционирования комплексных систем «оператор—сортировочная горка» с учетом алгоритмов работы оператора Способы и принципы представления технологической информации горочному оператору. Принципы рациональной компоновки горочных пультов управления и критерий оценки оптимальности компоновки 2.5.2. Основные факторы загрузки, сбоев и ошибок в работе горочного оператора Исследования деятельности операторов горочных управляющих систем на разных стадиях автоматизации горки позволили установить перечень и объем функций управления и контроля, характерных для каждой из этих стадий (табл. 2.4), а также выявить особенности управления роспуском и общие факторы перегрузки опера- 74 тора (табл. 2.5): логическую сложность переработки оперативной информации, особенно при сбоях процесса; большое число запоминаемых различных технологических ситуаций; высокую плотность скатывающихся отцепов и многообразие неблагоприятных их сочетаний, особых признаков и режимов роспуска. Таблица 2.4 Перечень и объем функций управления и контроля на разных стадиях автоматизации горки Объем функций оператора, % Деятельность оператора Перечень основных объектов и выполняемых операций Функции Горочные сигналы. управления Стрелки. Установка маршрутов ГАЦ. Замедлители. Надвиг. Маневровая работа. Автоматические устройства при сбоях Функции контроля Отрыв отцепов. Интервалы. Ходовые свойства отцепов и ситуации на спусковой части горки. Правильность маршрутов (правильность ввода их в ГАЦ). Правильность действия ГАЦ, АЗСР, ГПЗУ, АРС. Правильность хода роспуска. Правильность расцепки. Ситуации в парках сортировочном и прибытия. Маневровые передвижения. Проход длиннобазных вагонов и отцепов с особыми признаками Механизированная горка Механи- Автомазирован- тизироная горка ванная с БГАЦ горка 80 60 20 20 40 80 75 Таблица 2.5 Особенности управления роспуском и общие факторы перегрузки оператора Фактор перегрузки оператора Механизи- Механизиро- Автоматированная ванная горка зированная горка с БГАЦ горка Лимит времени оценки ситуаций, принятия и реализации решений, с 5—7 3—4 2—3 Высокая плотность скатывания отцепов, отцеп/мин 4—5 8—10 12—15 Логическая сложность принятия решений при устранении сбоев, выборе пути отброса отцепов и т.д., условные единицы 1,5—2 2—2,5 3—4 Перегрузка моторными (управляющими) функциями, число действий на 1 отцеп До 10 До 6 — Напряженность управления головными стрелками — — — Перегрузка информационных каналов между операторами, число командосообщений на 1 состав 40 30 20 Большой объем запоминаемой оператором информации, перегрузка его оперативной и долговременной памяти, число необходимых для запоминания ситуаций 6—8 8—10 12—15 3 600 6 1200 10 2000 170 220 260 Перегрузка при работе за пультом управления: большие габариты, м2; насыщенность органами сигнализации и управления, число элементов; большие углы обзора, град Наиболее сложный режим работы горочных операторов — действия по устранению сбоев и нарушений в ходе роспуска. В табл. 2.6 приведены классификация и количественная оценка сбоев и нарушений. 76 Таблица 2.6 Классификация и количественная оценка сбоев и нарушений Сбои и нарушения Сбои-нарушения, не зависящие от операторов: 1) нерасцепы, саморасцепы; 2) нагоны отцепов; 3) переполнение путей, отказы устройств горочной автоматики Число сбоев и нарушений в % к общему числу на 100 поездов 6 11 8 5 10 7 20 15 18 14 — 1 сход вагона на 10 000 составов Ошибки при составлении программы роспуска 4 3 Ошибки при считывании информации 16 15 Неправильное управление стрелками 15 14 Технологические ошибки 5 4 Сбои-нарушения по вине операторов: 1) неправильное торможение отцепов; 2) несогласованность действий операторов; 3) неправильный пропуск длиннобазных вагонов Перечень основных причин и технологических недостатков, вызывающих перегрузку операторов и приводящих к сбоям роспуска и снижению качества работы механизированных горок, приведен в табл. 2.7. Основными причинами ошибочных действий операторов и их низкой надежности являются: дефицит времени при вмешательствах и корректировках, информационно-логическая перегрузка операторов, нерациональная компоновка пультов управления, недостаток опыта и низкий уровень обученности операторов. Совершенствование организации труда горочных операторов и оптимизация сопряжения их функций с системой управления для конкретных сортировочных горок выполняются в следующем порядке: исследуют загрузку операторов, особенности их деятельности, определяют «узкие» места, организационно-технические и технологические недостатки; для каждого из выявленных недостатков разрабатывают необходимые меры, способы и технические средства их ликвидации; внедряют выбранные способы и средства, а также определяют их эффективность. 77 Таблица 2.7 Перечень основных причин и технологических недостатков, вызывающих перегрузку операторов, приводящих к сбоям роспуска и снижению качества работы механизированных горок Сбой-нарушение, вызывающее Причины и организационно-технологиснижение качества работы горки ческие недостатки Перегрузка ОП-Р при подаче Неправильное распределение обязаннокоманды. стей между ОП. Излишние переговоры «Ступенчатость» передачи команд-сообщений последовательно через ОП-Р Систематические сбои программы роспуска. Запуски. «Чужаки» Разобщенность рабочих мест ДСЦ, ОП, ТК. Несвоевременность корректировок сортировочного листка. Несогласованность подачи сообщений РСЦ о сбоях в расцепке вагонов. Несогласованность действий ОП с ТЛТ, ДСЦ. Отсутствие удобной оперативной связи между РСЦ и ОП Значительные потери времени Неправильный выбор пути отброса при и простои при: запуске и нагоне. устранении «чужаков»; Перегрузка ОП из-за дефицита времени. осаживании, подформироваНедостаточность информации. нии; Отсутствие оперативно-технологических сведений у ОП-Р. перестановках вагонов Нечеткая организация маневровой работы Разъединение документов Несвоевременные, неправильные или и вагонов. неполные сообщения в техническую контору о «чужаках» и сбоях. Ошибки в натурных листах на сформированные составы. Перегрузка ОП-Р. Отправление бездокументных ва- Низкая технологическая дисциплина гонов («чужаков») с разрешения ОП-И оператора Сходы и запуски длиннобазных Отсутствие сведений или ложные данные вагонов и других отцепов в сортировочном листке. с особыми признаками (простои Несвоевременные сообщения ОП-Р о горки, убытки от схода и боя скатывании отцепов с особыми признавагонов) ками. «Автоматизм» ОП-Р при управлении головной стрелкой (перевод рукоятки «под вагоном») Примечание. ДСЦ — маневровый диспетчер; РСЦ — расцепщик; ТЛТ — телетайпист; ТК — работник технической конторы. 78 2.5.3. Методика анализа загрузки оператора и способы совершенствования организации его труда Правильный выбор и внедрение наиболее эффективных для каждой сортировочной горки способов и средств совершенствования организации труда горочных операторов основаны на результатах анализа процесса роспуска, качественной и количественной оценки загрузки и пропускной способности оператора, выявления слабых мест в системе, определения предела возможностей оператора в различных условиях и режимах роспуска. Подобная методика, учитывающая специфические особенности условий работы операторов сортировочных горок, рекомендуется для использования работниками станций и служб при внедрении мероприятий по повышению эффективности работы систем «оператор—сортировочная горка» на разных стадиях механизации и автоматизации. Основные этапы методики показаны на рис. 2.4. Рис. 2.4. Программа совершенствования системы «оператор—сортировочная горка» 79 Технологический анализ. На этом этапе изучают технологические особенности работы горки, выявляют технологические связи, способы заготовки и передачи первичных источников информации о поезде (натурных и сортировочных листов), исследуют сбои и нарушения программы из-за технических отказов, а также по вине эксплуатационного персонала. Последовательность и способы выполнения технологического анализа системы «оператор—горка» приведены в табл. 2.8. Получаемые в результате анализа данные о сбоях и нарушениях заносят в специальные бланки, которые являются исходным материалом для выполнения следующего этапа — информационного анализа. Таблица 2.8 Последовательность и способы выполнения технологического анализа системы «оператор—горка» Порядок выполнения Способы и средства анализа выполнения анализа Анализ технологиНатурные наблюдения. ческих особенносРегистрация технологитей работы горки ческих связей. Отчеты и выявление основных горочных работников технологических зве- (письменные и речевые, с записью на диктофоне) ньев и взаимосвязей между ними Изучение способов со- Изучение натурных и ставления программы сортировочных листов роспуска, характера корректировок Результаты анализа Структура (схема) управления процессом. Нерациональное распределение обязанностей. Роль и место операторских звеньев Качество заготовки программы. Необходимость, значимость, качество и своевременность корректировок программы. Число несвоевременно обнаруженных и вводимых корректировок. Скрытые нарушения технологии заготовки и передачи программы роспуска Исследование сбоев Фотохронометры для Технологические недопроцесса и нарушерегистрации числа сбоев. статки. Факторы загрузки ний программы в ходе Бланки-таблицы оператора. Число сбоев и роспуска их классификация. Распределение ошибок оператора в течение смены 80 Информационный анализ. Этот этап (табл. 2.9) начинается с анализа условий, целей и задач горочного оператора, и на основе натурных наблюдений, отчетов работников и изучения инструкций, журналов, сортировочных, натурных листов дается профессиографическое описание деятельности оператора. Устанавливается перечень задач и действий оператора, строятся схемы циркуляции потоков информации и определяется загрузка каждого в отдельности канала связи, фиксируется с помощью регистратора загрузки оператора проходящая информация в течение роспуска составов. Таблица 2.9 Информационный анализ Порядок выполнения анализа Способы и средства выполнения анализа Устанавливаемые результаты анализа Анализ условий работы и задач оператора, профессиографическое описание деятельности оператора Натурные наблюде- Этапность выполнения задач. ния. Содержание и основные опеОпросы работников. рации выполняемой работы Изучение натурных, сортировочных листов, инструкций, журнала СЦБ и др. Составление схем информационной структуры деятельности оператора Диктофон. Хронометры Схемы циркуляции информации, и загрузка каналов связи при роспуске Анализ и классифика- Натурные наблюдеция информации, пония. ступающей к оператору Отчеты работников. Регистратор загрузки оператора (РЗО). Хронометры Виды и источники информации, частота и общее количество средней информации. Распределение потоков информации во времени. Алфавит рабочих сигналов и темп их поступления Анализ способов восприятия и хранения поступающей к оператору информации Несвоевременность поступления и потери информации оператором. Нерациональные способы представления информации. Загрузка и причины перегрузки памяти оператора Фото- и киноаппаратура 81 Вся поступающая к оператору информация подразделяется на постоянную, общеосведомительную, конкретно осведомительную, оперативную и аварийную. При решении сложных задач по перераспределению информационной загрузки (например, между операторами и автоматическими устройствами, а также при создании новых систем горочной автоматики, перекомпоновки пультов и т.д.) и учету сигналов информации составляется таблица полного перечня источников информации — так называемого рабочего алфавита оператора (табл. 2.10). Таблица 2.10 Таблица полного перечня источников информации — рабочего алфавита оператора Сигналы (симвоИсточник лы) от источника информаинформации ции SNi Ni i N N1 S 1; S N2 1 2 Nn S Nn Среднее количество Вероятность информации от каждого источника сигнала n N N pNi Si HN pS i log pS i Частота каждого сигнала nNi Si i N N 1 n N N N ; ...; S 1 n 1 ; ...; n 1 p 1 ; ...; p 1 S S S S n N ; ...; S n 1 n 1 N N N N S S S S n 1 n HN HN i 1 n n n Ni i n n n ; ...; n n p n ; ...; p n 1 i 1 — — — i 1 Hобщ H N i 1 i Для получения среднего количества информации Нобщ определяется частота или вероятность появления каждого сигнала (п или рsi): n Hобщ H N , i 1 (2.1) i где п — общее число источников информации; HN — количество информации от Ni-го источника. i Величина Hобщ — объективная информационная характеристика анализируемой системы, по которой оценивают количество сигналов информации, темп их поступления (распределения) во 82 времени, число оперативных сигналов, их насыщение информацией и оптимальность кодирования. Располагая значениями HN для отдельных источников или i групп источников информации, возможно выделить из них наиболее важные, значимые, т.е. информативные. Пример расчета группы подобных сигналов приведен в табл. 2.11. Таблица 2.11 Пример расчета группы информативных сигналов Вероятность Сигналы Частота каждо- % от общего поступления источника го показания числа показасигналов информации ний п р Количество поступающей информации p log2 р S1 109 33 0,33 0,5278 S2 124 37 0,37 0,5307 S3 68 20 0,20 0,4644 S4 20 6 0,06 0,2435 S5 6 2 0,02 0,1128 S6 1 0,3 0,003 0,0251 S7 5 1,7 0,017 0,1000 333 100 p = 1,0 H = 2,0043 Так как имеется дефицит времени, то сложность работы горочного оператора учитывается его «пропускной способностью» C H и , (2.2) где и — время переработки информации; H — количество переработанной информации. Величина С, зависящая от способов восприятия, переработки и хранения информации, связана с показателем загрузки памяти оператора, которая определяется числом запоминаемых и удерживаемых в памяти горочного оператора различных оперативнотехнологических ситуаций на спускной части горки, в парке приема и в подгорочном парке (табл. 2.12). 83 Таблица 2.12 Критерии определения показателя загрузки памяти горочного оператора Ситуация, удерживаемая в памяти оператора Число информационных признаков в ситуации Si 1 2 … n–1 n Местонахождение «чужаков» Местонахождение специальных вагонов Местонахождение локомотивов Необходимость изъятия вагонов Необходимость осаживания вагонов Отсутствие и переполнение проходов Изменение специализации путей Готовность состава Перестановка вагонов Отсутствие пути приема в парке прибытия Прочие ситуации Показатель загрузки памяти КП определяется по данным табл. 2.10 с использованием формулы i i KП S j p j , (2.3) i 1 i 1 где Sj — число информационных признаков (j = 1, 2, 3, … , n), удерживаемых памятью оператора в каждой ситуации (при числе ситуаций, равном 1, 2, 3, … , n); pj — частота появления необходимости запоминания каждой ситуации. Пример. Расчет показателей КП для конкретных условий сортировочной горки. В сложившейся ситуации в подгорочном парке оператор запомнил: 1) на 15- и 31-м путях имеются «чужаки»; 2) на 24-м пути находится локомотив; 3) на 12-, 34- и 41-м путях требуется осаживание вагонов; 4) на 13- и 14-й пути нет проходов; 5) с 16-го пути необходимо перестановить три вагона на 32-й путь. Оператор запомнил пять ситуаций различной сложности. Тогда 2 2 1 K 1 2 3 1,8 условной единицы загрузки. П 5 5 5 84 После количественной оценки загрузки памяти в различные периоды смены КП1, КП2, …, КПn дается сравнительный анализ сложности работы оператора в эти периоды и устанавливаются критичные значения показателей КП, используемые при выборе способов и средств совершенствования организации труда оператора. Результаты информационного анализа позволяют выявить наиболее напряженные периоды поступления информации, сопровождающиеся перегрузкой памяти, потерей информации и общим снижением эффективности системы. Алгоритмический анализ. При алгоритмическом анализе (табл. 2.13) сложные действия оператора расчленяют на элементарные Таблица 2.13 Определение числа действий и сложности операций при алгоритмическом анализе Последовательность выполнения анализа Способы и средства проведения анализа Результаты анализа Составление алгоритма работы оператора в описательной и символической форме Натурные наблюдения. Количество элементарных Отчеты работников. действий и последовательность их выполнения. Фиксация движений кино- и фотосъемками. Логика принятия решений и Изучение инструкций закономерности их реализации Анализ логических схем Хронометры Структура алгоритмов раалгоритмов, вероятнос- РЗО боты. тная оценка отдельных Рациональные способы реавариантов реализации лизации алгоритмов. алгоритмов, хронометЗакономерности ошибочных раж и накопление стадействий оператора тистического материала о частотах различных действий и логических операций Оценка загрузки и надежности оператора Хронометры РЗО Узкие места в структуре алгоритма. Сложность алгоритмов и их отдельных групп действий. Надежность «операторского звена». Недостатки пульта управления, алгоритмов автоматических систем 85 86 Рис. 2.5. Блок-схема алгоритма деятельности горочного оператора действия и логические условия, оценка которых необходима для перехода к выполнению следующей операции. Запись полученного алгоритма в символическом или схематическом виде позволяет определить число действий и сложность операций. Общая блок-схема алгоритма работы горочного оператора, типичная для большинства сортировочных горок, показана на рис. 2.5. Блок-схема характеризуется рядом факторов, определяющих сложность и перегрузку оператора: – роспуск (наиболее напряженная группа действий, включающая в себя дополнительные операции по корректировке процесса и его нормализации при сбоях); – поиск (выбор) пути отброса для отцепов (логически сложные действия в условиях дефицита времени при неправильных расцепах, нагонах, запусках); – постоянная оценка текущих технологических ситуаций в сортировочном парке (см. табл. 2.10); – контроль правильности скатывания отцепов (особенно при параллельном роспуске); – контроль отрыва и скатывания длиннобазных вагонов и вмешательство оператора при этом в работу ГАЦ (наиболее ответственное, связанное с безопасностью роспуска, действие оператора). Образец построения структурной схемы алгоритма для операций подготовки состава к роспуску показан в табл. 2.14. Для объективной оценки загрузки оператора по результатам алгоритмического анализа принята система показателей (табл. 2.15) и в качестве примера даны их числовые значения применительно к алгоритму операции подготовки состава к роспуску. Таблица 2.14 Построение структурной схемы алгоритма для операций подготовки состава к роспуску Условные обозначения элементарных действий и логических операций Правила построения алгоритма Структура алгоритма 1 2 3 Ппр — получение программы роспуска: Опр — ознакомление с программой; — Начало реализации алгоритма 87 1 2 Кпр — корректировка про— Переход граммы; к оценке логическоГс — управление горочными го условия сигналами; Кос — контроль открытия светофора; — Переход Пм — переговоры с машик действию (логинистами локомотивов; ческое условие Взв — выключение звонка выполняется) надвига; Уф — управление фидерами радиосвязи; — Переход Кнр — команды перед к другому действию роспуском; Усп — установка стрелочных (логическое условие рукояток в среднее положе- не выполняется) ние; ВГ — включение ГАЦ; — ЦикличесПо — переговоры с оператокая проверка выполрами-исполнителями; Оп — обращение к програм- нения логического условия ме; Умн — управление накопителем маршрутов; — Переход Кн — контроль работы накок следующему пителя; действию Ву — восприятие функций управления при сбоях; Урс — ручное управление — Переход стрелками; к другому алгоритму Кзн — контроль занятости накопителя; Вд — вычеркивание данных программы роспуска; — Конец Ипр — наличие изменений в реализации программе; алгоритма Сн — отсутствие контроля открытия светофора; bГ — отсутствие контроля включения ГАЦ; Им — наличие индикации маршрутов; Нз — заполнение накопителя маршрутов 88 Окончание табл. 2.14 3 Таблица 2.15 Система показателей для объективной оценки загрузки оператора Основные показатели алРасчетная формула горитмической и числовые значения загрузки при показателей подготовке к роспуску Наименование ошибок оператора 1 Суммарное число действий в алгоритме 4 Нарушение посi ледовательности N N i N j считывания, восi 1 i 1 приятия, контроля нажатия кнопок k «Пучок» и «Путь» процесса и др.; N l 60 ед. на пульте управN — управляющие k j k 1 ления. действия (нажатие Ошибочное накнопок, поворот ружатие соседней кояток, тумблеров); кнопки при наl N — логические k боре маршрутов действия в ГАЦ Среднее время реализации алгоритма 1 2 ... n Динамическая интенсивность работы Мера неопределенности (энтропия) оператора при выполнении алгоритма 2 Обозначения i i 2,5 мин V N 24 действия мин H H H Hl 6,7 дв.ед. 3 N — операции 1—n — затраты времени на выполнение отдельных действий Ввод маршрутного задания в ГАЦ для седьмого по счету «отцепа» (при емкости накопителя — шесть отцепов) Неправильное считывание и пропуск данных об отцепах из программы роспуска H ,H ,H l — энтро- Ошибочное выпия при выполнении черкивание дансоответственно дейс- ных об отцепах, введенных в ГАЦ твий N , N , N l 89 Окончание табл. 2.15 1 Стереотипность работы — загрузка оператора при выполнении последовательности действий без логических условий Логическая сложность работы — число последовательно оцениваемых логических условий Серийная скорость переработки средней информации 2 3 Z XnPn n1 4,0 усл. ед. Xm — число логических условий в группе подряд по 1, 2, 3, …, m; Pm — частота таких групп m L XmPm m1 1,1 усл. ед. Cs 4 Xn — число действий, следующих друг за другом подряд без логических условий по 1, 2, 3, …, п в группе; Pn — частота таких групп n H Hs Hl дв. ед. 2,7 мин — Так как в деятельности горочного оператора имеются специфичные для сортировочной горки ситуации, связанные с высокой динамичностью роспуска, дефицитом времени, сложностью обстановки при одновременном скатывании нескольких отцепов, то показатели алгоритмического анализа (см. табл. 2.15) дополняются специальными критериями надежности и напряженности работы оператора. По показателю относительной временной загрузки h оценивается надежность оператора по временным параметрам n h t1 t2 t3 tи n1 T , (2.4) где t1, t2, t3 — затраты времени соответственно на восприятие оператором информации, первичную оценку и переработку полученной информации (показание прибора, индикация пульта, ситуация на спускной части горки, команда диспетчера), на принятие оператором решения; 90 n tи — затраты времени на группу исполнительных действий, выполняемых n1 после принятия решения; Т — продолжительность процесса (задается процессом). В большинстве случаев при оценке надежности системы по показателю h за период Т принимается цикл скатывания одного отцепа. Временные составляющие в формуле (2.4) определяются с помощью прибора РЗО. При условии надежности оператора в системе принимается соотношение n t1 t2 t3 tи T . (2.5) n1 Если h > 1, то операторское звено системы оказывается ненадежным и эффективность системы «оператор—горка» в целом падает (т.е. оператор не успевает выполнить необходимые действия и либо наступает сбой процесса, либо темпы роспуска снижаются). Для оценки степени напряженности работы оператора, обусловленной темпом роспуска, скоростью надвига составов, плотностью одиночно скатывающихся отцепов и другими особенностями в работе горки, вводится показатель напряженности работы n m i 2 i 2 D X одPод YобPоб, (2.6) где Xод — число групп одиночно скатывающихся друг за другом вагонов подряд по 2, 3, 4, …, n в группе; Род — частоты таких групп; Yоб — число пар отцепов, скатывающихся друг за другом в общий пучок из разных параллельно распускаемых составов по 1, 2, 3, …, т пар в процессе роспуска; Роб — частота таких групп. В процессе технологического, информационного и алгоритмического анализа выявляются отдельные звенья и элементы, снижающие эффективность работы операторского звена в системе. По показателям комплексной оценки подбираются и рекомендуются следующие способы и средства, повышающие эффективность системы «оператор—горка»: 91 – организационно-технологические; – оперативно-технологические и оперативно-технические; – автоматические и полуавтоматические информационно-логические устройства; – устройства автоматического контроля параметров системы и хода роспуска, а также ускоренного и правильного обучения операторов. В табл. 2.16 в качестве примера приведены способы и средства, рекомендуемые для исправления конкретных недостатков системы, выявленных по отклонению от нормы отдельных показателей. Таблица 2.16 Способы и средства, рекомендуемые для исправления конкретных недостатков системы Анализ и показатель Величина критичности Рекомендуемые способы и средства улучшения системы 1 2 3 Технологический Число команд-сообщений, 40 Перераспределение обязанноспроходящих через оператора тей между остальными операто(на один состав) рами системы. Организация прямых оперативных связей между отдельными звеньями системы Задержки в поступлении программы роспуска. Неожиданные корректировки программы Ошибки программы, «пропуск» данных в сортировочном и натурном листах Задержки надвига по вине оператора-распорядителя 2 мин на состав Перевод маневрового диспетчера, технических конторщиков, телетайпистов на пост оператора-распорядителя 5 ошибок на Тренаж — обучение телетай100 поездов пистов 30 мин в смену Передача функций управления надвигом дежурному по горке Информационный Общее число информационных связей оператора с другими звеньями 92 8 Перераспределение информационных каналов Продолжение табл. 2.16 1 2 3 40 Объединение и перераспределение источников информации, совмещенные табло-транспаранты, совмещенные приборы и т.д. Среднее количество информации от одного источника информации 3 дв. ед. Применение средств выдачи укрупненной информации (замена прибора, ввод табло с показателями «много—мало— нормально» и т.д.) Общее количество информации (на один состав) 120 дв. ед. Сокращение числа источников информации путем их объединения и перераспределения Среднее количество информации от одного прибора, расположенного вне зоны оптимальной видимости 4 дв. ед. Перекомпоновка отдельных приборов пульта. Применение многофункциональных средств отображения информации Загрузка памяти оператора (при запоминании текущих сведений) 3 ед. Применение паркового табло оперативной информации с манипуляторами. Введение символических способов запоминания Среднее количество информации в отдельные периоды («пики») рабочей смены 800 дв. ед. Выделение заблаговременно подготовленных помощников Общее число источников информации Алгоритмический Суммарное число членов алгоритма 400 дв. ед. Передача монотонных, однообразных действий автоматике Неопределенность ситуации при обращении к средствам индикации, контроля и к средствам управления отличается по значениям На 30 % Перекомпоновка пульта. Применение выносных табло и манипуляторов 93 Окончание табл. 2.16 1 Энтропия при визуальном контроле хода роспуска (при дробности отцепов 75—80 %) 2 4 дв. ед. 3 Автоматизация контроля хода роспуска. Автоматизация контроля прохода длиннобазных вагонов, вагонов с высокоомными шунтами и др. Стереотипность при реализации алгоритма в условиях острого дефицита времени 3 дв. ед. Разгрузка однообразных действий оператора путем применения различных программных устройств Логическая сложность на этапе оценки ситуации и принятия решения 2,5 ед. Разгрузка логических действий оператора путем применения информационно-логических устройств (ИЛУ), блоков логической переработки информации, ТОЙ Относительная временная загрузка 1 Передача отдельных действий или групп действий автоматике. Применение предупредительной сигнализации и индикации Глава 3. БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ 3.1. Требования безопасности на станциях В технологическом процессе работы станции для повышения безопасности труда необходимо решить следующие задачи: – выбор наивыгоднейших маршрутов передвижения поездов, вагонов и локомотивов по станционным путям с учетом схемы станции, принятого метода обработки поездов и размещения служебнотехнических помещений; – установление определенной системы передвижений по станционным путям работников важнейших профессий, чтобы сократить время пребывания их в опасной зоне и расстояние, проходимое во время работы; – оснащение, организация и культурное содержание рабочих мест и оборудования в служебно-технических помещениях и на территории станции в соответствии с рекомендациями охраны труда и технической эстетики; – мероприятия по взаимному обеспечению безопасности на станционных путях работников всех служб, связанных с движением поездов и работой технических устройств. В техническо-распорядительных актах или в отдельных инструкциях должны быть отражены: – организация явки работников смены на дежурство, маршруты их прохода по территории станции к служебно-техническим помещениям и к рабочим местам; – перечень негабаритных мест и порядок проезда через них. Список работников, ответственных за соблюдение габарита в местах погрузки и выгрузки навалочных грузов; – порядок оповещения работающих на стрелочных переводах и станционных путях о предстоящих передвижениях; – порядок выявления и устранение неисправностей автосцепок, поручней и подножек вагонов; 95 – меры безопасности при обработке составов поездов и вагонов и при маневровой работе в каждом районе станции, особенно при маневрах толчками; – меры предосторожности при параллельном движении вагонов на смежных путях (нахождение работника в опасной зоне); – меры предупреждения наезда на людей при движении вагонами (тендером) вперед; – обеспечение дежурных стрелочных постов безопасности и работников службы пути при очистке (ремонте) стрелок; – ответственные за соблюдение техники безопасности во время дежурства в смене и в отдельных районах; – порядок проведения инструктажа на рабочих местах; – меры безопасности при обслуживании пневматической почты, при маневровой работе на подъездных путях, грузовом дворе, льдопункте; – меры электробезопасности; – вопросы, вытекающие из специфики работы станции (обслуживание маневровых локомотивов одним машинистом, работа составителя без помощника и т.п.). Технологическому процессу работы станции необходимо давать оценку по степени опасности наезда подвижного состава на людей, работающих на станционных путях. Станционные пути можно рассматривать как некоторую физическую систему с дискретными состояниями: П 0 — путь свободен; П1 — i-е сечение пути находится в опасной зоне приближающегося подвижного состава; П 2 — путь занят движущимся составом; П3 — путь занят стоящим подвижным составом. Точные моменты времени перехода системы из одного состояния в другое заранее указать невозможно. Для анализа такой системы используется аппарат теории случайных процессов. Основные состояния людей при работе на путях можно квалифицировать следующим образом: Л 0 — ожидание начала работы во время технологических перерывов; Л 1 — проходы по междупутьям, обочинам; Л2 — пересечение колеи пути; Л 3 — нахождение в пределах габарита подвижного состава при выполнении технологических операций; Л4 — проезд на подвижном составе (на подножках, тормозных площадках и т.д.); Л 5 — сход и посадка на движущийся подвижной состав. 96 Совместив граф-схему состояний станционных путей при каждом передвижении с соответствующим графом состояний людей (рис. 3.1) и решив уравнения, описывающие совмещенную модель, можно получить количественную оценку вероятности нахождения работников каждой профессии в пределах зоны движения подвижного состава. Производственный цикл на станции начинается с момента прибытия поезда. Движение людей от дежурного помещения к прибывающему поезду связано с двумя состояниями Л 1 и Л2. При этом опасность наезда существует в основном в состоянии Л 2 — при пересечении колеи пути, находящегося в состоянии П 1. Переход пути в состоянии П3 опасен в момент трогания состава. Вероятность перехода системы из состояний П 3 и П2 учитывается при оценке опасности во время обслуживания стоящего на пути состава. Вероятность возникновения опасной ситуации Рос при пересечении колеи пути за время, в течение которого в месте перехода возможно появление подвижных единиц, оценим как произведение вероятности РЛ нахождения человека в пределах рельсовой колеи 2 при переходе пути на вероятность РП того, что место перехода 1 входит в опасную зону. Вероятность РЛ нахождения одного чело2 века в состоянии Л2 может быть получена по данным хронометражных измерений как отношение суммарной продолжительности Рис. 3.1. Графы-схемы сортировочных операций: а — прием поезда; б — роспуск состава; в — торможение отцепов 97 Л2 времени нахождения человека в пределах колеи при переходе путей к продолжительности рабочей смены Т: РЛ = Л 2/Т. Ана2 логичным образом вероятность Р Л2 нахождения пути в состоянии П 1 оценим как отношение времени tП , когда место возможного 1 перехода входит в опасную зону, к продолжительности смены Т: РП = tП1/Т. Потенциальную производственную опасность оцени1 ваем при наиболее неблагоприятном стечении обстоятельств. Хронометражные наблюдения показали, что для однократного пересечения станционного пути требуется в среднем Л2 = 4,6 с. Для одного работника парка прибытия среднее число заходов в опасную зону nвх определим как отношение среднего времени хода tx от поста к обрабатываемому поезду к среднему интервалу iл между очередными пересечениями путей. Из анализа работы одной из сортировочных станций получены значения iл = 26,8 с, tx = 47,2 с и соответственно nвх = 1,8. Пусть среднее число принимаемых на станцию поездов в смены Т: РП = tП /Т. Тогда относительное время нахождения в потен1 1 циально опасной зоне одного рабочего при приеме поезда РЛ = 2Л nвх mп/Т = 0,0115, где Т = 43 200 с. 2 2 Определим относительное время пребывания любого пути в опасном для перехода состоянии. Для этой цели общее число передвижений в парке прибытия за смену nпр = 100 распределим равномерно по числу lпр = 7 путей парка. Вероятность нахождения пути в состоянии П1 вычислим как отношение произведения Л2 на среднее число пП передвижений по данному пути nП = nпр/ /lпр = 100/7 = 14 к продолжительности рабочей смены. Тогда РП = 1 = Л nП/Т = 4,6·14/43 200 = 0,0015. 2 Определим вероятность возникновения опасной ситуации для работника, занятого при приеме поездов: Рос = РЛ РП1 = 0,0115 2 0,0015 = 0,000017. Зная число работников (N = 12), выходящих на пути обслуживания в парке прибытия, определим математическое ожидание числа людей, находящихся в опасной зоне при этой технологической операции в течение смены: N0 = Рос N = 0,00024. Аналогично рассмотренному можно вычислить опасность наезда для других операций (табл. 3.1). 98 Таблица 3.1 Степень опасности для различных технологических операций Элемент технологического процесса Прием поезда, пересечение путей Осаживание угловой передачи, сопровождение Число Вероятность Показатель Показатель занятых возникновения опасности травматизма людей опасной ситуации операции 12 0,00002 0,00020 0,00130 1 0,00008 0,00008 0,00066 Стоянка поезда, техническое обслуживание (парк прибытия) 12 — — 0,00066 Надвиг вагонов 1 0,00210 0,00210 0,00066 Роспуск, торможение 7 0,00660 0,04620 0,01400 Заезды локомотива, сопровождение 1 0,00053 0,00530 0,00130 Формирование поезда, обеспечение 3 0,00098 0,00296 0,00460 Перестановка сформированных поездов, пересечение путей 24 0,00004 0,00096 0,00260 Стоянка поезда, техническое обслуживание 24 — — 0,00130 Отправление поезда, пересечение путей 14 0,00040 0,00564 0,00066 Полученные оценки опасности технологических операций сравним со статистическими данными о травматизме от наездов подвижного состава для той же сортировочной станции, на которой проводились хронометражные наблюдения. Уровень травматизма СT = nTj / N0jТ, где nTj — число наездов, зафиксированное при данной операции за период Т = 15 лет; N0j — среднесписочный контингент работников сортировочной стан- ции. 99 Полученное значение коэффициента корреляции r = 0,54 свидетельствует о довольно тесной связи между расчетным показателем технологической опасности и уровнем травматизма. 3.2. Безопасность при обработке грузовых поездов в приемоотправочных парках Типовой график обработки транзитного поезда со сменой локомотива и локомотивной бригады, с укрупненным ремонтом вагонов приведен на рис. 3.2. Порядок и условия выполнения основных операций в приемоотправочных парках почти не зависит от вида поезда, поэтому рассмотрим технологию обработки их с позиции охраны труда на примере этого графика. Как видно из графика, все операции делятся на две группы: подготовительные и выполняемые после прибытия поезда. Если не будут проведены подготовительные операции, то ни одна группа работников, участвующих в обработке поезда, не выполнит свою работу в предусмотренное технологическим процессом время, при этом ухудшаются условия труда и снижается его производительность. Чтобы обеспечить безопасность выполнения операций в приемоотправочных парках, необходимо: – равномерно подводить и отправлять поезда, не допускать штурмовщины перед отчетным часом; – организовать предварительную информацию о принимаемых поездах работников пункта технического обслуживания и технической конторы, приемщиков поездов; – равномерно распределять принимаемые поезда между приемоотправочными парками или путями одного направления, учитывая их техническое оснащение; – установить определенную систему в передвижениях работников во время работы на путях, правильно оснащать и содержать в чистоте рабочие места; – рационально размещать на территории станции и оборудовать служебно-технические и бытовые здания и помещения; – правильно определять нормы времени на выполнение операций с учетом качественного выполнения работы по всем позициям, установленным технологией и должностными инструкциями по профессиям. 100 Рис. 3.2. Типовой график обработки транзитного поезда со сменой локомотива и бригады Составляя технологический процесс работы, необходимо подробно и тщательно проанализировать приемы и способы выполнения правил техники безопасности и причины, порождающие травматизм, и наметить меры, направленные на улучшение условий труда. Имеется в виду не противопоставление мероприятий по охране труда действующей типовой и местной технологии, а их органическая связь. 10 1 При выполнении каждой технологической операции обработки поездов на станции действия всех работников, участвующих в производственном процессе, должны быть согласованы с помощью средств связи. Конкретный распорядок организации связи на каждой станции, в ее парках и районах определяется техническо-распорядительным актом (ТРА) станции. Станционный персонал, работающий в зоне движения поездов и маневровых составов, необходимо оповещать заблаговременно о предстоящем приеме и отправлении поездов и маневровых передвижениях по станционной связи или с помощью автоматической сигнализации о приближении подвижного состава. Работники технической конторы, пунктов технического обслуживания и коммерческого осмотра вагонов к моменту прибытия поезда должны находиться в установленных местах, расположенных в безопасной зоне. При выполнении технологических операций работники должны соблюдать меры безопасности, установленные отраслевыми правилами и инструкциями по технике безопасности. На быстроту и безошибочность списывания вагонов влияют следующие факторы: способ списывания; скорость движения поезда; длина вагонов и число групп разнотипных вагонов в одном поезде; размер цифр номера вагона; расстояние от списчика до движущегося поезда; освещенность стенки и номера вагона; контрастность цифр; уровень квалификации оператора технической конторы. Условия труда операторов технической конторы на участковых станциях остаются неблагоприятными. Переносные радиостанции освобождают только от написания натурного листка. На сортировочных станциях проверка номеров вагонов движущегося поезда выполняется, как правило, из помещения входного поста с помощью телетайпа. Расстояние от входного поста до движущегося поезда: минимальное — 6 м, максимальное — 11 м. Освещенность номера вагона — не менее 65—75 лк, фронт освещения — 15 м. Время списывания на один вагон в этом случае составляет 2,07 с. Скорость прибытия поезда при таком способе считывания номеров вагонов не должна превышать 18 км/ч. Изъятие поездных документов из приемного бункера производится после остановки поезда. Доставка поездных документов в 102 техническую контуру и из нее в пункты выдачи документов производится, как правило, по пневматической или электромеханической почте. 3.3. Безопасность при техническом обслуживании вагонов Технология обслуживания вагонов на путях станций непрерывно совершенствуется; ее необходимо постоянно увязывать с вопросами улучшения и облегчения условий труда работников пунктов технического обслуживания вагонов (ПТО). Осмотрщики и слесари этих пунктов не имеют стационарного рабочего места, а постоянно перемещаются по территории парка. Большую часть времени (50—60 %) они тратят на ходьбу с грузом (инструментами, материалами, запасными частями и др.) и без груза. Скорость передвижения рабочих вдоль составов при осмотре вагонов составляет 3,5—4,5 км/ч, а энергозатраты с учетом неровности пути и массы переносимого груза — 250—300 ккал/ч. За смену осмотрщик проходит до 25—30 км. Значительная доля оперативного времени (от 14 до 45 %) приходится на работу в неудобной позе (согнувшись, на корточках и т.п.). Работа осмотрщиков не сопряжена с какими-либо статическими усилиями, а в работе слесаря и осмотрщика-ремонтника, хотя эти усилия и составляют всего до 3 %, могут достигать 35—40 кг. К числу факторов, определяющих напряженность труда работников ПТО, относится также эмоциональное напряжение, обусловленное необходимостью в сжатые сроки выполнить большой объем работ по подготовке состава в рейс при повышенной ответственности за их качество. Обслуживание вагонов на ПТО производится по типовой технологии многогруппового (три-четыре группы) осмотра и ремонта вагонов. На грузонапряженных участках дорог с большим потоком транзитных поездов число групп увеличивается до шести-восьми для выполнения работ в установленное время: в парке прибытия — 15 мин, в парке отправления — 30 мин. Большая часть рабочего времени при существующей технологии затрачивается на различные проходы и вспомогательные работы. Удельный вес основного времени (затрачиваемого непосредственно на выполнение операций по обработке состава) для слесарей по ремонту подвижного состава составляет 8—15 % общей продолжи10 3 тельности смены. Если проходы осмотрщиков вдоль всех обрабатываемых вагонов в настоящее время технологически необходимы, то проходы слесарей, особенно по обработке буксового узла с подшипником скольжения, являются вспомогательной операцией, и их можно сократить и даже исключить, как это сделали на станции Основа. В Южной сортировочной системе этой станции установлен пост для централизованной заливки букс осевым маслом при надвиге составов на горб горки. В парке прибытия при осмотре вагонов оставляют открытыми крышки букс, требующих дозаливки смазки. При надвиге состава на горб горки (скорость до 7 км/ч) заправщики заливают в буксы осевое масло с помощью заправочных пистолетов. После заливки буксовую крышку закрывают специальным приспособлением. Работают одновременно четыре человека, по два с каждой стороны состава. Места заливки ограждены стационарными барьерами. При централизованной заливке букс сокращаются проходы вдоль составов, максимально близко к постоянному рабочему месту располагаются пункты отдыха и обогрева работников, улучшаются условия содержания междупутий и механизированной их уборки от снега, имеется возможность автоматизировать процесс заливки букс, так как в эксплуатации находятся вагоны только на тележках с унифицированной базой (1800—1850 мм). По типовой технологии основная работа по обслуживанию вагонов выполняется в парках отправления. Основной лимитирующей операцией в этих парках является безотцепочный ремонт вагонов — наиболее трудоемкая и продолжительная операция технического обслуживания вагонов. Особенно опасен ремонт на станциях с совмещенными сортировочно-отправочными парками. Для уменьшения числа работающих в зоне повышенной опасности, сокращения непроизводительных проходов и снижения затрат на оснащение ПТО на указанных станциях работники Львовской дороги устраняют выявленные недостатки в парках прибытия. В парках отправления проводится только контрольный осмотр и устранение неисправностей, возникших при сортировке вагонов, соединение тормозной магистрали и опробование автотормозов. Продолжительность обслуживания вагонов в составах при такой схеме: в парке прибытия — 30 мин, в парке отправления — 15—20 мин. 104 Улучшить условия и повысить производительность труда слесарей-ремонтников на сортировочных станциях можно за счет выполнения работ по замене подшипников, воздухораспределителей, автосцепок, триангелей, регулировке рычажной передачи (с большим объемом работ) не на путях парков прибытия и отправления, а на специально оборудованных механизированных путях подгорочного парка. В парке прибытия вагоны с более крупным объемом ремонта помечают для отцепки при сортировке на два механизированных пути. При этом один из них закрывается для накопления, на нем выполняется ремонт вагонов. Второй путь открыт для накопления или уборки вагонов. Однако необходимость повторной сортировки вагонов через основную горку в ущерб роспуску других составов ограничивает возможность увеличения пропускной способности как самой горки, так и всей станции. Желательно техническое обслуживание вагонов выделять в самостоятельную параллельную поточную технологическую линию. К недостаткам типовой технологии обслуживания вагонов в поездах в приемоотправочных парках, влияющим на безопасность труда работающих и качество ремонта вагонов, можно отнести такую организацию труда, при которой наиболее квалифицированный работник — осмотрщик вагонов — не участвует в ремонте. Этот недостатка устранен в многогрупповом методе обработки поездов с совмещением осмотра и ремонта вагонов. Для выполнения укрупненного ремонта в группу, кроме осмотрщика вагонов и его помощника, включают одного-двух слесарей. Основная причина, по которой не хватает технологического времени на обслуживание и ремонт вагонов в поездах, — отсутствие механизации процессов технического осмотра и пока недостаточная механизация безотцепочного ремонта вагонов, особенно транспортировки деталей и механизмов по фронту работы. Проводимая в настоящее время работа по усилению технической оснащенности ПТО и повышению уровня механизации улучшает условия труда работников, способствует ускорению осмотра и ремонта вагонов, но в то же время ставит ряд новых проблем. Так, развитая сеть смазкопроводов, с одной стороны, позволяет сократить непроизводительные переходы и ускорить обработку поездов, а с другой стороны — является источником загрязнения земляного полотна. Различные обустройства вагонного хозяйства на парковых 10 5 междупутьях создают препятствия для механизированной уборки снега, повышают опасность травмирования работающих на путях станции. Мощность (производительность) технических средств и оборудования ПТО выбирается исходя из наибольших объемов работ, т.е. рассчитывается на максимально возможное число одновременно обрабатываемых поездов. Однако, как показывает практика, степень использования оборудования на ПТО очень мала: 1—3 % — трубопроводов для зарядки и испытания автотормозов в поездах, питания пневматического инструмента, подачи осевого масла для заливки букс вагонов; 7—10 % — электросварочных устройств, самоходных ремонтных установок, поперечных транспортных тоннелей, гидравлических ручных домкратов и т.д.; 18—25 % — устройств для централизованного ограждения составов и опробования автотормозов. Аналогичное положение наблюдается и с технологическим запасом материалов на ПТО. Их суточный расход, как правило, не превышает 1—2 % фактического запаса. Большой запас деталей и материалов на ПТО обусловливается сложностью их доставки и распределения по стеллажам парков, а также необходимостью установки в парках большого числа стеллажей для сокращения непроизводительных переходов работников и времени ремонта. Для безопасного и качественного технического обслуживания и ремонта вагонов в поездах, технологические процессы работы ПТО и станции должны обеспечивать: – порядок извещения ремонтных бригад о подходе поезда с соседней станции — время прибытия, путь приема поезда и время его стоянки; техническое состояние вагонов; – порядок и место встречи поезда каждым работником; – порядок ограждения поезда сигналами остановки; – схему осмотра состава, порядок и сроки выполнения безотцепочного ремонта; – средства и способы связи осмотрщиков, слесарей со старшим осмотрщиком, сменным мастером, дежурным аппаратом станции; – порядок извещения дежурных по парку об окончании технического обслуживания и снятия ограждения; 106 – порядок комплектования бригад для осмотра и ремонта вагонов; – систему обеспечения ПТО запасными частями, смазкой, сжатым воздухом и др. Коммерческий осмотр вагонов и устранение неисправностей Коммерческий осмотр поездов и вагонов на станциях проводится на пунктах коммерческого осмотра (ПКО). На сети дорог работают более 500 ПКО. На 93 ПКО установлены смотровые вышки, на 22 — электронные габаритные ворота, на 19 — промышленное телевидение. Порядок работы ПКО определяется технологическим процессом работы станции. На коммерческий осмотр и устранение неисправностей типовой и местные технологические процессы предусматривают 20—25 мин. При одногрупповом осмотре старший приемосдатчик и приемщик поездов осматривают вагоны одновременно с двух сторон с головы или хвоста поезда. Каждый из них обязан проверить: наличие и состояние пломб, дверных штырей, накладок, закруток, люков и др.; правильность размещения и крепления груза на открытом подвижном составе, состояние кузова и крыши вагона. Кроме осмотра состава, в их обязанность входит: разметка вагонов с коммерческими неисправностями, передача оператору технической конторы номеров вагонов, которые не могут следовать в поезде. Приемщики поездов руководят устранением коммерческих неисправностей специальными рабочими из штата станции в сроки, установленные технологическим процессом. Во время осмотра только одного состава, работая по технологической схеме, приемщики поездов вынуждены проходить расстояние 1,5—1,8 км. Простые расчеты показывают, что при такой технологии они могут обрабатывать в смену за 12 ч с осмотром крыш вагонов 12—15 составов, проходя при этом расстояние более 25 км, а без осмотра крыш — соответственно 20—25 составов с расстоянием 35—40 км. Такая нагрузка оказывается тяжелой для них. При пачковом подводе большого числа поездов к станции два приемщика не обеспечат своевременной обработки составов. На электрифицированных участках для коммерческого осмотра и устранения неисправностей, особенно с проверкой крыш и креп10 7 ления груза на открытом подвижном составе, требуется снимать напряжение с контактной сети над составом, что не везде позволяют схемы ее секционирования. Так как осмотр, а тем более устранение неисправностей в таком случае правилами техники безопасности запрещены, требуется отцеплять вагоны от состава и подавать их на специальные пути. Ниже перечислены основные причины нарушения технологии и правил техники безопасности при коммерческом осмотре и устранении неисправностей: – недостаточное время на выполнение операций. Это снижает качество осмотра, вынуждает работающих спешить, что приводит к их преждевременному утомлению; – нерациональные маршруты передвижений во время осмотра и длительные переходы приемщиков поездов и рабочих к составу и обратно, которые утомляют их, рассеивают внимание, притупляют бдительность; – отсутствие необходимых средств связи приемщиков поездов с дежурным по парку, а также с технической конторой; – неудовлетворительное содержание и освещение станционных междупутий; – отсутствие необходимых материалов, механизмов и приспособлений для устранения коммерческих неисправностей. Технология коммерческого осмотра поездов и вагонов на путях станций непрерывно совершенствуется. На некоторых станциях запись в журнале дежурного по парку о приеме состава для коммерческого осмотра делает оператор, получив сообщение об этом по громкоговорящей связи или телефону. Такой порядок позволяет устранить лишние переходы приемщиков поездов к составу и обратно, но не облегчает выполнение основной операции — коммерческого осмотра. На станции Челябинск-Главный коммерческий осмотр проводится во время движения в несколько этапов. Предварительный осмотр — во входной горловине парка приема со специальных вышек. Выявляются смещение груза и нарушение его крепления в вагоне, открывшиеся борта платформ и люки полувагонов, неисправности крыш. Сведения об этом передаются в центральную техническую контору и дежурному по горке для принятия мер предосторожности при роспуске состава. Основной осмотр делают в районе надвиж108 ной части сортировочной горки со смотровых вышек, установленных на расстоянии 50 м от горба горки рядом с путями надвига. Коммерческие неисправности устраняются в сортировочном парке под руководством приемщика поездов составительской бригадой и регулировщиками скорости движения вагонов. Работа выполняется с разрешения дежурного по горке после полного прекращения роспуска вагонов или с ограждением места работы (с применением тормозных башмаков). Окончательный коммерческий осмотр готовых составов и устранение оставшихся неисправностей выполняют в парке отправления три группы (по 2 человека) приемщиков поездов (поочередно две группы на осмотре, одна — на устранении неисправностей). Для более качественного осмотра и выявления нарушений габарита погрузки на пути надвига устанавливают электронно-габаритные ворота с фотоэлементами и дистанционным контролем. С помощью телевизионных камер, установленных на верхней части металлической конструкции габаритных ворот, определяются коммерческие неисправности. Мероприятия, направленные на обеспечение безопасности труда приемщиков поездов: – переход на грузонапряженных станциях на двух- и многогрупповой метод коммерческого осмотра с обходом. Маршруты передвижений при этом должны соответствовать принятой технологии осмотра и устранения неисправностей, расположению служебных помещений и другим местным условиям; – оборудование постоянных рабочих мест на специальных вышках (с хорошим обзором, средствами связи, отоплением) для выполнения коммерческого осмотра во время движения поезда; – специальные телевизионные установки, позволяющие получать данные о наличии и состоянии пломб и проводить повторный осмотр; – оборудование пунктов коммерческого осмотра необходимыми средствами малой механизации и приспособлениями. На станциях электрифицированных участков секционирование контактной сети должно позволять снимать напряжение с нее над любым составом без ущерба для движения поездов; – соответствие числа приемщиков поездов и рабочих для устранения неисправностей числу поездов, обрабатываемых в парке, их 10 9 длине и массе, характеру грузопотока, интервалам прибытия и продолжительности стоянки; – четкий порядок ограждения состава во время осмотра и устранения неисправностей, извещения дежурного по станции (парку) об окончании работы и снятия ограждения; – организация механизированных пунктов по устранению коммерческих неисправностей на сортировочных и участковых станциях. 3.4. Дистанционное ограждение составов Для ограждения работников, занятых осмотром и ремонтом вагонов, и обеспечения безопасных условий их труда на станциях применяют устройства дистанционного ограждения составов. С помощью этих устройств исключается возможность выезда подвижного состава на ограждаемый путь и обеспечивается своевременное извещение работников о включении и снятии ограждения соответствующего пути. Ограждение составов выполняют: с помощью специально устанавливаемых светофоров ограждения; исключением задания маршрута на ограждаемый путь; установкой и запиранием охранных стрелок в положении, исключающем возможность выезда на ограждаемый путь. Выбор способа ограждения зависит от вида устройств автоматики и телемеханики, используемых на данной станции для регулирования движением поездов. При электрической централизации маневровых районов для ограждения составов применяют способ установки и замыкания охранной стрелки в положении, исключающем выезд на ограждаемый путь. Устройствами ограждения управляет оператор пункта технического осмотра (ПТО) совместно с оператором маневрового района. Для этого в помещении ПТО располагают пульт управления и необходимую аппаратуру (рис. 3.3). На пульте управления расположены кнопки запроса и включения ограждения, контрольные лампы белого цвета запроса ограждения и включения ограждения (красного цвета). Все перечисленные кнопки и лампы устанавливают отдельно для каждого пути. Кроме этого, на пульте установлены групповая кнопка отмены запроса ограждения и контрольная лампа. Применяют пульт управления устройствами ограждения оператора ПТО наклонного типа с типизированной разметкой панели 110 111 Рис. 3.3. Схема включения устройств дистанционного ограждения путей в маневровых районах управления на 26 путей. Индивидуальное проектирование такого пульта не требуется. В помещении ПТО установлены следующие реле: ОЗ — запроса ограждения (отдельно на каждый ограждаемый путь); ОГ — включения ограждения; СОГ — согласия на ограждение; ОСОГ — отмены согласия (групповое реле отмены запроса на ограждение); ВОСОГ — вспомогательное отмены согласия; СОГ1 — повторитель реле отмены согласия. Кроме этого, применяют реле включения звонка 3В и аварийное реле ограждения. В релейном помещении маневрового района для каждого пути установлены реле: ОИ — исключающее реле ограждения; ОЗ — запроса ограждения; ОИ1 — повторитель исключающего реле ограждения; СОГ — согласия ограждения. На каждую стрелку района ограждения предусмотрено замыкающее реле З. Отмену данного согласия на ограждение и снятие ограждения выполняют с помощью комплекта реле групповой отмены СОГ1, ОСОГ и ВОСОГ. Вспомогательное реле В фиксирует нажатие кнопки замыкания любой стрелки при ограждении пути. Для фиксации нарушения нормальной работы устройств ограждения применяют аварийное реле А и реле включения звонка 3В. На пульте маневрового района для каждого пути установлены лампы запроса ограждения белого цвета и включения ограждения — красного. На свободной части пульта управления размещены индивидуальные кнопки включения замыкания стрелок и контрольные красные лампы замыкания. Для ограждения, например, пути 7П оператор нажимает кнопку 703. В результате срабатывает реле 7ОЗ и самоблокируется по нижней обмотке, так как питание в полюсе МР отсутствует. Контактами реле 7ОЗ включается белая лампа на пульте оператора ПТО и изменяется полярность в цепи питания реле 7ОИ. На время нажатия кнопки 7ОЗ включается реле 3В, контактами которого замыкается цепь возбуждения реле ЗВ в маневровом районе. В результате кратковременно включается звонок и подается акустический сигнал запроса ограждения. Реле 7ОИ переключает поляризованный якорь и замыкает цепь включения реле 7ОЗ в маневровом районе, контактами которого включается мигающим огнем белая лампа запроса ограждения на пульте оператора маневрового района. Оператор маневрового райо112 на выбирает стрелку, с помощью которой будет ограждаться путь 7П. В данном случае ограждение пути 7П возможно замыканием стрелки 67 в плюсовом положении. Кроме этого, ограждение пути 7Я может быть также выполнено запиранием стрелок 53 и 65 в плюсовом и стрелки 55 в минусовом положениях. Выбор стрелки определяется конкретными условиями: числом одновременно ограждаемых путей; длительностью времени ограждения, объемом маневровой работы и т.д. Оператор маневрового района переводит стрелку 67 в плюсовое положение, и нажатием кнопки 673 выключается соответствующее реле 673, так как обмотки реле включены встречно. На пульте включается красная контрольная лампа. Контактами реле 673 размыкается цепь управления пусковых реле данной стрелки и замыкается цепь возбуждения реле согласия 7СОГ на ограждение пути 717. В цепи возбуждения этого реле проверяется наличие запроса на ограждение (7ОЗ), установки ограждения в необходимое положение (67ПК) и ее замыкание (673). На рис. 3.3 приведена также схема включения реле согласия СОГ на ограждение только для трех путей. Схему включения реле СОГ для остальных путей строят аналогично. Поскольку любой путь можно оградить, установив несколько стрелок в необходимое положение, то в цепи возбуждения реле СОГ проверяется установка любой из этих стрелок в соответствующее положение. Реле 7СОГ также возбудится, если будет установлена и замкнута в плюсовом положении стрелка 65 или 53, в минусовом — стрелка 55. Контактами реле 7СОГ белая лампа 7П на пульте маневрового района переводится на непрерывный режим горения. Одновременно включается соответствующее реле в ПТО. Белая лампа на пульте оператора переводится на мигающий режим горения контактами 7СОГ ПТО. Это свидетельствует о получении согласия дежурного маневрового района на ограждение соответствующего пути. Оператор ПТО нажатием кнопки 70Г включает ограждение. В результате выключается реле 70Г, контактами которого выключается реле 03 и размыкается цепь питания реле 7ОИ. На пульте оператора ПТО выключается белая и включается красная лампа ограждения данного пути. 113 В маневровом районе нейтральным контактом реле 7ОИ выключаются реле 7ОЗ и 7ОИ1. Реле 7СОГ переводится на цепь самоблокировки. На пульте маневрового района включается красная лампа ограждения пути 7П. Схема включения замыкающих реле стрелок позволяет без прекращения осмотра и ремонта составов на данном пути изменять номер стрелки, с помощью которой ограждается этот путь. Например, при ограждении пути 7П можно перейти со стрелки 67 на стрелку 65. Для этого стрелку 65 переводят в плюсовое положение и замыкают в этом положении нажатием кнопки 653. Для снятия замыкания со стрелки 67 нажимают групповую кнопку отмены и кнопку замыкания 573. С нажатием групповой кнопки отмены выключается реле ОСОГ. При этом его контактом выключается питание полюса ОП-О и подключается к полюсу ОП-Р. После отпускания групповой кнопки отмены срабатывает повторитель СОГ1, На пульте маневрового района начинает мигать белая лампа отмены. Затем оператор маневрового района нажимает кнопку 673, отчего срабатывает реле 673 и самоблокируется. В цепи возбуждения реле 673 проверяется установка стрелок 65, 55 или 53 в необходимое положение и ее запирание. На время нажатия кнопки 573 реле В выключается. Через его тыловой контакт замыкается цепь возбуждения реле ВОСОГ, контактом которого включается реле ОСОГ. В результате реле СОГ1 выключается. После отпускания кнопки 573 срабатывает реле В и выключает ВОСОГ. Реле комплекта отмены приходят в исходное состояние. При ограждении пути 7П стрелкой 55 (вместо стрелки 57) видоизменяется цепь питания реле 7СОГ, в которой проверяется установка стрелки 55 в плюсовое положение и ее замыкание, а также снятие замыкания со стрелки 57. После завершения необходимых работ на пути 7П для снятия ограждения с него оператор ПТО вытягивает кнопку 7ОГ, через контакт которой срабатывает реле ТОГ. На пульте оператора ПТО выключается красная лампа и включается белая (мигает). Контактами реле 7ОГ замыкается цепь возбуждения реле 7ОИ током прямой полярности. При этом срабатывает его повторитель 7ОИ1. На пульте маневрового района выключается красная лампа ограждения и включается белая. 114 Оператор маневрового района нажимает сначала групповую кнопку отмены ВСОГ, а затем кнопку замыкания соответствующей стрелки. В результате срабатывает реле З, в цепи возбуждения которого проверяется возбужденное состояние повторителя исключающего реле ОИ1 ограждения путей с помощью данной стрелки. После возбуждения замыкающего реле выключается реле СОГ ранее огражденного пути. Ограждение снимается, все реле приводятся в исходное положение. В ПТО установлен комплект реле отмены ОСОГ, СОГ1 и ВОСОГ для отмены запроса на ограждение, что возможно только до включения ограждения. 3.5. Ограждение места работ на вагонных замедлителях Замедлители верхней тормозной позиции со стороны горба горки и со стороны подгорочных путей ограждают сигналами. Замедлители средней тормозной позиции ограждают со стороны подгорочных путей сигналами, а со стороны горба горок — стрелками, замыкаемыми в положении, исключающем возможность выхода отцепов на ограждаемый замедлитель. Замедлители парковой тормозной позиции ограждают со стороны горба горки так же, как и замедлители средней тормозной позиции, а со стороны подгорочных путей — в соответствии с инструкцией по сигнализации на железных дорогах при ограждении места путевых работ на станциях. Для запроса на ограждение замедлителей, а также для управления замедлителями после получения согласия на их ограждение устанавливают заградительные колонки. На верхней и средней тормозных позициях каждого пучка устанавливают одну заградительную колонку. На парковых тормозных позициях одну заградительную колонку устанавливают на пучок. Для сигнализации о приближении подвижного состава к ограждаемому замедлителю и вызова производителя работ на колонках устанавливают ревуны. Запрос согласия на ограждение производится нажатием на панели заградительной колонки кнопки запроса. В результате на пульте оператора и на панели колонки мигающим светом загораются лампы ограждения (ЛО). Правильность работы устройств ограждения контролируется с помощью аварийного реле А, в цепи включения которого проверяется соответствие включенного ограждения фактической даче 115 согласия на это для каждого пути. При выключении реле А его контактами выключается реле ОГА в ПТО и включается звонок. Схема включения устройств ограждения для района полугорки строится аналогично рассмотренной схеме с учетом конкретного путевого развития. Аппаратура устройств ограждения может быть размещена в закрытом штепсельном штативе СШРЗ-120 или в релейных шкафах ШРШ-4. В устройствах ограждения использованы реле НМШМ1-1400 (03, СОГ); НМШМ-1800 (3, ОГ, ВОСОГ, ОСОГ); НМШ2-3000 (3В, СОП); КМШ-450 (ОИ); НМШМ1-700 (ОИ1). Устройства ограждения, размещенные в ПТО, получают питание по смешанной системе напряжением 24 В от двух выпрямителей ВАК-13М, работающих в буфере с двумя аккумуляторными батареями, каждая из которых состоит из шести аккумуляторов АБН-72. Выпрямители и аккумуляторные батареи устанавливают в батарейном шкафу. Если противоположная горловина маневрового района (полугорки) оборудована устройствами ЭЦ с маршрутизированными маневровыми передвижениями, то ограждение данного пути производится с участием ДСП поста ЭЦ. Устройства ограждения при ремонте и осмотре составов должны обязательно дополняться связью громкоговорящего оповещения. Оператор дает согласие на ограждение нажатием на пульте управления кнопки согласия. После нажатия кнопки замыкаются соответствующие стрелки и сигналы, управление замедлителями передается на заградительную колонку, а лампы ограждения на пульте и панели заградительной колонки загораются ровным светом. Отмена ограждения происходит после возвращения в исходное состояние кнопки запроса на панели заградительной колонки. Лампы ограждения в этом случае гаснут, управление замедлителями передается на пульт оператора. В схеме ограждения замедлителей вторых тормозных позиций (рис. 3.4) при нажатии на панели заградительной колонки кнопки запроса ограждения, например 11-12 ОЗ, на горочном посту обесточивается реле запроса ограждения замедлителей первого пучка. Фронтовыми контактами реле 03 разомкнет цепь первоначального возбуждения реле 11-12 ОГ, а тыловыми подключит к цепям мигания красные лампы на пульте и панели заградительной колонки 116 117 Рис. 3.4. Схема ограждения замедлителей (лампы 11-12 ЛО). Кроме того, тыловым контактом реле 11-12 ОЗ включается реле звонка ограждения, которое фронтовым контактом включает звонок на пульте. Одновременно контактом реле 11-12 ОЗ готовится цепь возбуждения реле согласия 11-12 СОГ. После этого оператор нажимает кнопку согласия ограждения 1112 СОГ. Возбуждается реле согласия на ограждение замедли- телей первого пучка 11-12 СОГ с проверкой закрытого состояния заградительного сигнала, целости нити его лампы (реле МГШ и МГЮ под током) и минусового положения стрелки 2 (реле 2 МК под током.). Возбужденное реле 11-12 СОГ размыкает цепь питания реле ограждения 11-12 ОГ. Обесточенное реле 11-12ОГ исключает возможность открытия сигнала МП и перевода стрелки 2, размыкания цепи возбуждения сигнального реле МПС и управления стрелкой 2, а также переключает цепи управления замедлителями с пульта на заградительную колонку. При отмене ограждения кнопка 11-12ОЗ возвращается в исходное состояние. При этом реле 11-12ОЗ и 11-12ОГ возбуждаются, а реле 11-12СОГ обесточиваются. Лампы ограждения 11-12 ЛО на пульте и на панели заградительной колонки гаснут. Схема приходит в исходное состояние. Глава 4. ЗАЩИТА РАБОТНИКОВ И НАСЕЛЕНИЯ ОТ НАЕЗДОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА 4.1. Организационные методы защиты работников и населения от наездов подвижного состава 4.1.1. Ограждение места работ на перегонах По существующим правилам места работы на перегонах, как и любое другое препятствие для движения поезда, должны быть ограждены соответствующими сигналами и выданы в соответствующих случаях по установленной форме предупреждения на поезда. Путевые и другие работы проводят только под руководством работников, имеющих разрешение. К работам приступают после ограждения места работ сигналами. До начала работ, требующих ограждения сигналами остановки, руководитель инструктирует сигналистов о порядке установки и снятия сигналов. Сигналы ограждения не снимают до полного окончания работ и приведения пути в исправное состояние. Ограждение места работ на пути сигналами производится с обеих сторон независимо от того, ожидается поезд или нет. Сигнальные знаки «С», «Конец и начало опасного места», сигнал уменьшения скорости на однопутных участках устанавливают с правой стороны по направлению движения к месту работ, а на двухпутных участках — на ближайшей обочине с одной стороны пути. На многопутных участках место работ, относящееся к средним путям, ограждается по схеме ограждения однопутных участков; относящееся к крайним путям — по схемам двухпутных участков. На рис. 4.1, а и 4.1, б представлены схемы ограждения места работ сигналами остановки при фронте менее 200 м. При ограждении фронта работ на расстоянии 50 м от границ огражденного участка с обеих сторон устанавливают переносные красные сигналы, которые находятся под наблюдением руководителя работ. От этих сигналов на расстоянии 1000—1700 м (в зави119 Рис. 4.1 (начало). Схемы ограждения места работ сигналами остановки при фронте работ до 200 м (размеры в метрах): а — на однопутном участке; б — на одном из двух путей двухпутного участка симости от руководящего спуска и максимально допускаемой скорости движения поездов на перегоне) укладывают по три петарды в соответствии с расстояниями установки сигналов уменьшения скорости и петард, представленными в табл. 4.1. На расстоянии 200 м от первой ближайшей к месту работ петарды устанавливают переносные сигналы уменьшения скорости. Переносные сигналы уменьшения скорости и петарды охраняют сигналисты, которые стоят в 20 м от первой петарды в сторону места работ с ручными красными сигналами (днем — с развернутым красным флагом, ночью — с ручным фонарем, красный огонь 120 в Рис. 4.1 (окончание). в — схемы ограждения места работ сигналами «Начало опасного места» и «Уменьшение скорости» Таблица 4.1 Расстояния установки сигналов уменьшения скорости поездов Расстояние от Расстояние от песигнальных знаков реносных красных Руководящий спуск и максимальная «начало опасного сигналов и от места допускаемая скорость движения места» до сигналов возникшего препоездов на перегоне «уменьшения ско- пятствия до первой петарды Б, м рости» А, м 1 На перегонах, где имеются руководящие спуски менее 0,006, при скорости движения: а) грузовых поездов не более 80 км/ч, пассажирских и рефрижераторных поездов не более 100 км/ч; б) рефрижераторных поездов более 100, но не более 120 км/ч и пассажирских поездов более 100, но не более 140 км/ч 2 3 800 1000 1000 1200 121 Окончание табл. 4.1 1 2 3 в) грузовых поездов более 80, но не более 90 км/ч; г) грузовых поездов более 90, но не более 100 км/ч и пассажирских поездов более 140, но не более 160 км/ч 1100 1300 1400 1600 На перегонах, где имеются руководящие спуски 0,006 и круче, но не более 0,010, при скорости движения: а) грузовых поездов не более 80 км/ч, пассажирских и рефрижераторных поездов не более 100 км/ч; б) рефрижераторных поездов более 100, но не более 120 км/ч и пассажирских поездов более 100, но не более 140 км/ч; в) грузовых поездов более 80, но не более 90 км/ч; г) пассажирских поездов более 140, но не более 160 км/ч На перегонах, где имеются спуски круче 0,010 1000 1200 1100 1300 1300 1500 1500 1700 Устанавливаются начальником дороги Устанавливаются начальником дороги которого обращен в сторону ожидаемого поезда). При фронте работ менее 200 м необходимо установить 6 петард и до 4 переносных сигналов. При одновременном проведении работ на нескольких путях число установленных петард и переносных сигналов соответственно увеличивается. Кроме того, необходимо выделить требуемое число сигналистов, которые не принимают непосредственного участия в выполнении работ. При фронте работ более 200 м переносные красные сигналы устанавливают на расстоянии 50 м от границ огражденного участка. В условиях, когда расстояния от переносных красных сигналов до первой ближайшей к месту работ петарды превышают 1200 м, а также при плохой видимости в случае отсутствия радиосвязи или телефонной связи, при необходимости, кроме сигналистов, охраняющих петарды, должны выставляться дополнительные сигналисты. 122 Таким образом, если фронт работ превышает 200 м, в условиях неудовлетворительной видимости при отсутствии связи с сигналистами их число может достигать шести человек. При этом число переносных сигналов и петард такое же, как по схеме ограждения на рис. 4.1. Если место работ на перегоне находится вблизи станции, то со стороны перегона его ограждают по установленному порядку, а со стороны станции устанавливают переносной красный сигнал по оси пути против входного сигнала или сигнального знака «Граница станции» и три петарды, охраняемые сигналистом. При расположении места работ на расстоянии менее 60 м от входного сигнала или сигнального знака «Граница станции» петарды со стороны станции не укладывают. Если место работ находится вблизи станции, то в журнале осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ и связи и контактной сети делается запись о приеме поездов с остановкой на станции и об условиях дальнейшего следования. Таким образом, прежде чем начать работы на перегоне, необходимо установить петарды (6 шт.) и 7 переносных сигналов на расстоянии до 1700 м. В ограждении участвуют 6 сигналистов, которые затрачивают на ограждение до 20 мин. Отвлечение людей на ограждение снижает производительность труда, увеличивает продолжительность выполнения путевых работ. Кроме того, статистика несчастных случаев свидетельствует о недостаточной эффективности существующих способов обеспечения безопасности людей, работающих на путях перегонов. Это, в частности, связано с тем, что момент установки и снятия сигналов сигналистами объективно не контролируется. 4.1.2. Ограждение места работ на станциях При необходимости оградить сигналами остановки места работы на станционном пути все ведущие к нему стрелки устанавливают в положении, при котором на путь исключается заезд. Их закрывают на замок или зашивают костылями и соответствующими сигналами ограждения. Одна из схем ограждения места работ на станционных путях представлена на рис. 4.2. На месте работ на оси устанавливают переносной сигнал остановки (рис. 4.2, а). Если остряки стрелок 123 Рис. 4.2. Схема ограждения места работ на станционных путях: а — переносной сигнал установки; б — ограждение места работ, если невозможно изолировать путь, и при направлении остряков стрелок в сторону места работ; в — установка красного сигнала между остряками стрелки при расстоянии 50 м и меньше до места работ направлены в сторону места работ и нельзя изолировать путь, то место работ ограждают в соответствии со схемой, приведенной на рис. 4.2, б. При расстоянии 50 м и менее от места работ до остряков стрелки переносной красный сигнал устанавливают между остряками стрелки (рис. 4.2, в). При ограждении переносными красными сигналами места препятствия или производства работ на стрелочном переводе сигналы устанавливаются: со стороны крестовины — против предельного столбика на оси каждого из сходящихся путей; с противоположной стороны — в 50 м от остряка стрелки (рис. 4.3, а). Если вблизи от стрелочного перевода, подлежащего ограждению, расположена другая стрелка, которую можно поставить в такое положение, что на стрелочный перевод, где имеется препятствие, не 124 Рис. 4.3. Ограждение переносными красными сигналами места препятствия или производства работ на стрелочном переводе: а — со стороны крестовины — против предельного столбика на оси каждого из сходящихся путей; с противоположной стороны — в 50 м от остряка стрелки; б — переносной красный сигнал со стороны изолирующей стрелки не ставится; в — установка переносного красного сигнала на расстоянии 50 м от места препятствия или производства работ в направлении к стрелке в случае, когда эту стрелку в указанное положение поставить нельзя; г — место препятствия или производства работ ограждается закрытым входным сигналом в случае, когда оно находится между входной стрелкой и входным сигналом, со стороны станции — переносным красным сигналом, установленным между остряками входной стрелки 125 Рис. 4.4. Ограждение мест переносными сигналами, требующими уменьшения скорости Рис. 4.5. Ограждение мест переносными сигналами, требующими уменьшения скорости 126 может выехать подвижной состав, то стрелка в таком положении запирается или зашивается. В этом случае переносной красный сигнал со стороны такой изолирующей стрелки не ставится (рис. 4.3, б). Когда стрелку в указанное положение поставить нельзя, то на расстоянии 50 м от места препятствия или производства работ в направлении к этой стрелке устанавливается переносной красный сигнал (см. рис. 4.3, а). Если место препятствия или производства работ находится на входной стрелке, то со стороны перегона оно ограждается закрытым входным сигналом, а со стороны станции — переносными красными сигналами, устанавливаемыми на оси каждого из сходящихся путей против предельного столбика (рис. 4.3, в). Когда место препятствия или производства работ находится между входной стрелкой и входным сигналом, то со стороны перегона оно ограждается закрытым входным сигналом, а со стороны станции — переносным красным сигналом, установленным между остряками входной стрелки (рис. 4.3, г). Дежурный стрелочного поста, обнаруживший препятствие на стрелочном переводе, должен немедленно установить один переносной красный сигнал на месте препятствия (до начала работ по ремонту) и сообщить об этом дежурному по станции. Место на главном пути станции, требующее уменьшения скорости, ограждается переносными сигналами уменьшения скорости и сигнальными знаками «Начало опасного места» и «Конец опасного места», как указано на рис. 4.4 и 4.5. Таким образом, схема ограждения места работ на станционных путях определяется путевым развитием. Поэтому число переносных сигналов, которые необходимо установить, может быть больше двух. Особенно это относится к стрелочным улицам, где, помимо более сложной схемы ограждения, условия видимости как со стороны места работ, так и из кабины локомотива — неудовлетворительные. 4.1.3. Ограждение места работ при использовании съемных подвижных единиц Работы на контактной сети с использованием изолирующих съемных вышек без остановки и уменьшения скорости движения поездов производятся только в светлое время суток. Перед выез127 дом на линию руководитель работ должен проверить наличие и исправность сигнальных принадлежностей. Бригада должна иметь переносные щиты, ручные флаги, петарды, духовые рожки, а при производстве работ в темное время суток с закрытием путей — сигнальные фонари. Производить работы под напряжением с изолирующей съемной вышки при скорости ветра более 12 м/с запрещается. Работы по ремонту контактной сети на перегонах и главных путях станций с использованием изолирующих съемных вышек подлежат ограждению согласно инструкции по сигнализации на железных дорогах. Расстановка сигналистов, ограждающих съемную вышку на перегонах и главных путях станций, производится в соответствии с принятыми правилами и на расстояниях, приведенных в табл. 4.2. Таблица 4.2 Расстояния расстановки сигналистов Расстояние от Расстояние, на котором Руководящий спуск и максимальсъемной вышки основной сигналист ная допустимая скорость движедо основного сиг- должен знать о приблиния поездов налиста Б, м жении поезда, В, м 1 Перегоны с руководящими спусками не менее 6 % при скорости движения: а) грузовых поездов не более 80 км/ч, пассажирских и рефрижераторных поездов не более 100 км/ч; б) рефрижераторных поездов более 100, но не более 120 км/ч и пассажирских поездов более 100, но не более 140 км/ч; в) грузовых поездов более 80, но не более 90 км/ч; г) грузовых поездов более 90, но не более 100 км/ч и пассажирских поездов более 140, но не более 160 км/ч 128 2 3 1000 1700 1200 2000 1300 1500 1600 2000 Окончание табл. 4.2 1 Перегоны с руководящими спусками 6 % и круче, но не более 10 % при скоростях движения: а) грузовых поездов не более 80 км/ч, пассажирских и рефрижераторных поездов не более 100 км/ч; б) рефрижераторных поездов более 100, но не более 120 км/ч и пассажирских поездов более 100, но не более 140 км/ч; в) грузовых поездов более 80, но не более 90 км/ч; г) пассажирских поездов более 140, но не более 160 Перегоны с руководящими спусками круче 10 % 2 3 1200 1700 1300 2000 1500 1500 1700 2000 Устанавливается начальником дороги Устанавливается начальником дороги Число сигналистов и места их расстановки определяются руководителем работ, исходя из конкретных условий. Если основной сигналист не может видеть приближающийся поезд на расстоянии В, то необходимо дополнительно выставить сигналиста-оповестителя, который своевременно оповещает основного сигналиста о приближении поезда. На каждой дистанции контактной сети начальник участка энергоснабжения утверждает перечень мест, где выставляются дополнительные сигналисты и сигналисты-оповестители. Участки, на которых разрешается одностороннее ограждение вышек, устанавливаются начальником дороги согласно требованиям инструкции. Устанавливать изолирующую съемную вышку на путь разрешается только после расстановки всех сигналистов. Порядок ограждения съемных изолирующих вышек при их транспортировке на собственном ходу с одного места на другое аналогичен порядку при обычном выполнении работ. При работе в условиях плохой видимости на поезда выдаются письменные предупреждения согласно инструкции. При производстве работ на многопутных участках с двусторонним ограждением и со снятием вышки на соседний путь предупреждение выдается 129 также и на поезда, следующие по смежному пути. Выбор схемы расстановки сигналистов зависит от условий видимости. При хорошей видимости между сигналистом и бригадой устанавливаются только основные сигналисты, а при отсутствии видимости ставятся дополнительные. Перед началом работ на станционных путях руководитель работ согласовывает с дежурным по станции точное время начала и окончания работ и делает соответствующую запись в журнале осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети. При работах на главных путях станции и боковых путях с безостановочным пропуском поездов съемную вышку ограждают по правилам, установленным для перегонов, а на станционных путях, где поезда имеют остановку, ограждают сигналистами, находящимися на расстоянии не менее 50 м от нее с обеих сторон. Порядок ограждения съемной вышки сигналами и расстановка сигналистов при использовании радиосвязи такие же, как и при применении других видов связи. Ограждение вышки с использованием радиосвязи допускается только при обеспечении уверенного приема радиоинформации в радиусе не менее 2000 м. В этом случае дополнительных сигналистов не выставляют. В случае нарушения радиосвязи с руководителями работ сигналист обязан принять меры к остановке поезда и далее действовать согласно инструкции. Работа со съемными подвижными единицами, дрезинами, путевыми вагончиками, путеизмерительными и дефектоскопными тележками производится без выдачи поездных документов на право занятия ими перегонов. Дорожный мастер в необходимых случаях дает заявку на выдачу предупреждений с сообщением времени работы и на каких километрах будет работать указанная съемная единица. Категорически запрещается выезд на перегон путевых вагончиков и других съемных подвижных единиц в условиях плохой видимости и при перевозке на путевых вагончиках тяжелых грузов без заявки на выдачу предупреждений поездам. Движение съемных единиц не должно нарушать следования поездов по расписанию. Для этого перед выездом на перегон ответственный за ведение работ должен получить расписание и справку от дежурного по станции о фактическом движении поездов. При выезде дрезин, путевых вагончиков и других съемных единиц на перегоны ограждение производится в установленном порядке: 130 – на однопутных и при движении по неправильному пути на двухпутных участках: днем — прямоугольный щит красного цвета (или красный флаг на месте), ночью — красный огонь фонаря; – на двухпутных участках при следовании по правильному пути: днем — прямоугольный щит, окрашенный с передней стороны в белый, а с задней — в красный цвет, ночью — впереди прозрачнобелый, а сзади красный огонь фонаря на месте. Путевые вагончики, кроме того, должны быть ограждены с обеих сторон переносными или ручными красными сигналами, переносимыми одновременно с передвижением вагончика на расстоянии Б (см. табл. 4.2), установленном начальником дороги для данного перегона. Если на двухпутном или многопутном участке по смежному пути будет следовать встречный поезд, то красный сигнал, ограждающий путевой вагончик пли другую съемную подвижную единицу с передней стороны, до прохода поезда снимается. При работе на станциях путевой вагончик должен иметь днем прямоугольный щит красного цвета или красный флаг на шесте, а ночью — впереди и сзади красный огонь фонаря, укрепленного на месте. Путевой вагончик, кроме того, должен быть огражден на расстоянии не менее 50 м с обеих сторон переносными или ручными красными сигналами, переносимыми одновременно с передвижением вагончика. Работники, руководящие передвижением съемных единиц и их ограждений, должны иметь ручные флаги (ночью сигнальный фонарь). Однако существующий порядок ограждения места работ из-за отсутствия необходимого числа работников, а также по причинам нарушения трудовой дисциплины не всегда выполняется. Поэтому требуются системы автоматического оповещения о приближении подвижного состава к месту работ. 4.2. Технические средства защиты работников и населения от наездов подвижного состава 4.2.1. Назначение и область применения устройств автоматического оповещения Автоматические системы оповещения (далее — системы оповещения) предназначены для своевременного и достоверного информирования работников, находящихся на железнодорожных путях 131 станций и перегонов, о приближении подвижного состава при выполнении ими работ, не требующих затрат времени для подготовки пути к пропуску поездов, следовании к месту производства работ и обратно. Внедрение систем оповещения должно снизить уровень риска наезда подвижного состава на работающих на пути людей за счет заблаговременного их предупреждения о приближении подвижного состава, что позволит им своевременно выйти из опасной зоны. Использование систем оповещения работников о приближении подвижного состава является одним из направлений в комплексе мероприятий по предупреждению наездов. Применение систем оповещения не отменяет необходимость ограждения места производства работ соответствующими сигналами и принятие других мер безопасности, установленных правилами и инструкциями. Системы оповещения призваны сократить численность дополнительных сигналистов, выставляемых на перегонах в местах производства работ с плохой видимостью, и повысить эффективность наблюдения за приближением подвижного состава при выполнении работ. Эксплуатационные характеристики систем оповещения должны позволять использовать передаваемую ими информацию при техническом обслуживании и ремонте объектов железнодорожного транспорта, а также при проведении строительно-монтажных, снегоуборочных и других работ на путях станций и перегонов. Конструкции систем оповещения могут быть различны, но должны обеспечивать надежную и устойчивую работу при техническом обслуживании и ремонте объектов железнодорожного транспорта, выполняемых без закрытия путей перегонов и станций, при следовании поездов по смежному пути, в том числе в неправильном направлении, в технологические и плановые «окна», а также при выполнении работ механизированными комплексами, с применением специализированных машин и моторно-рельсового транспорта. Применяются системы оповещения двух типов: – стационарные, которыми оборудуются станции с электрической централизацией стрелок и перегоны, имеющие постоянное подключение к источникам информации или входящие в состав источников информации; 132 – передвижные, устанавливаемые на перегонах и станциях, не оборудованных рельсовыми цепями, на перегонах с малой интенсивностью движения, не оборудованных автоблокировкой, и на станциях, не оборудованных электрической централизацией. На первом этапе создаваемые системы оповещения эксплуатируются в качестве вспомогательных. Переход ко второму этапу позволит освободиться от сигналистов или существенно сократить их число и может быть осуществлен после проверки в эксплуатации принятых решений, т.е. должен быть положительный опыт эксплуатации систем. Основные требования, которым должны удовлетворить системы автоматического оповещения: – формировать и оперативно передавать работающим на железнодорожных путях перегонов и станций достоверную информацию как об отсутствии, так и о приближении поезда к месту проведения работ; – формировать и оперативно передавать машинисту локомотива, МВПС или ССПС информацию о месте проведения работ и о допустимости движения по этому месту; – иметь незначительный вес и малые габариты; потреблять малую мощность; – небольшое время для монтажа и ввода в эксплуатацию; сигнализаторы систем оповещения должны быть индивидуальными; – индикация и сигнализация, выдаваемая аппаратурой, должна быть четкой, понятной и надежно восприниматься в условиях высокого уровня шума, создаваемого движением поездов и работой механизмов, в любых погодных условиях, а также при плохой видимости из-за сложного плана и профиля пути. 4.2.2. Система оповещения работников пути при работах на удаленных стрелках с использованием шунта «Сирена-Ш» Аппаратура системы «Сирена-Ш» предназначена для формирования на посту ЭЦ и передачи по радиоканалу сигналов оповещения рабочих путевых бригад при производстве работ на удаленных стрелках станций, а также малых и больших станций, оборудованных электрической централизацией. Система «Сирена-Ш» позволяет улучшить условии труда работающих на стрелках, допускает работу в одно лицо, что бывает необходимо в определенных условиях, и дает возможность оперативной связи с ДСП. 133 В состав системы «Сирена-Ш» входит аппаратура системы «Сирена-Р»: – синтезатор оповещения СИО; – источник питания стабилизированный ИПС; – пульт оповещения ПО; – шунт; – две радиостанции типа GP-340 «Motorola» или РЗЗ-Ш «Гранит», или 1Р32Н-4.3 «Радий-301» или IC-F3GT «ICOM» или аналогичные с мощностью передатчика (1-2) Вт. Шунт служит для шунтирования рельсовой цепи, в которую входит стрелка производства работ. Система «Сирена-Ш» работает в полуавтоматическом режиме. Различие систем «Сирена-Р» и «Сирена-Ш» заключается в том, что в системе «Сирена-Ш» работник пути надежно ограждает себя от наезда путем наложения шунта на рельсовую цепь, в которую входит стрелка. Этим исключается задание маршрута и открытие сигнала по стрелке, на которой производятся работы. Работнику пути постоянно по радиосвязи передается сообщение о том, что рельсовая цепь зашунтирована и стрелочное путевое реле находится без тока, в виде мелодичной посылки, повторяющейся периодически. При снятии или потере шунта автоматически звучит речевое сообщение: «наложите шунт». В релейном помещении на штативе на двух местах реле НМШ устанавливаются синтезатор оповещения СИО и источник питания стабилизированный ИПС. У дежурного по станции устанавливается пульт оповещения с радиостанцией. Шунт может храниться у ДСП и выдаваться работнику на стрелке на время работ. 4.2.3. Устройства автоматического оповещения с передачей информации по рельсовым цепям На перегонах, оборудованных автоблокировкой, контакты путевых, сигнальных и известительных реле могут выполнять функции датчиков определения местоположения поезда, а сама рельсовая линия может служить каналом передачи оповестительной информации на место работ. Это позволит с максимальной эффективностью использовать существующие наиболее надежные технические средства автоблокировки. Исследования показали, что наиболее надежным, исключающим взаимное влияние автоблокировки и устройства опо134 вещения, является канал, в котором в качестве одного провода используется один или два рельса, а в качестве другого — жила кабеля или воздушный провод (в том числе существующие кабельные или воздушные линии связи). Канал связи рельс—провод позволит снизить влияние электрических цепей оповещения на устройства связи и СЦБ, а также обеспечит их взаимную совместимость. В настоящее время специалисты МГУПС и Московской дороги разработали устройства оповещения о приближении подвижного состава при работе на перегонах. Они тесно связаны с действующими системами автоблокировки и максимально используют их возможности, аппаратуру и источники питания. Устройства оповещения обеспечивают автоматическое включение оповещения о приближении поезда на заданном расстоянии к месту работ, обладают высокой надежностью и помехозащищенностью, работоспособны в любых погодных и эксплуатационных условиях, имеют постоянный контроль исправности системы и переводят устройство в режим оповещения при различных неисправностях. Структурная схема устройства оповещения представлена на рис. 4.6 и состоит из стационарной и переносной аппаратуры. В состав стационарной аппаратуры, размещенной в релейном шкафу сигнальной точки или на посту ЭЦ, входят: блок генератора Рис. 4.6. Устройство оповещения с использованием смежных рельсовых цепей 135 оповещения БГО, подключаемого к блоку усилителя БУ с помощью контактов датчиков, определяющих местоположение состава, и согласующий трансформатор Тр. В качестве первого датчика используются контакты известителей приближения, путевых или линейных реле блок-участка перед местом проведения работ, а в качестве второго — контакты сигнального реле желтого огня или путевого реле того блок-участка, на котором ведутся работы. Блок генератора оповещения через согласующий трансформатор связан с комбинированной линией связи, где в качестве одного провода используются один или оба рельса блок-участка, а в качестве другого — жила кабеля, которая на неэлектрифицированных участках через фильтр подключается к началу и концу рельсовой линии непосредственно, а на электрифицированных — через средние точки дроссель-трансформаторов. Рельс и жила кабеля в качестве линии связи снижают влияние электрических цепей оповещения на устройства автоблокировки и обеспечивают их взаимную совместимость. Переносная аппаратура устанавливается на месте производства работ стационарно или на дефектноскопной тележке (лейтере) и состоит из приемника оповещения, связанного индуктивно с рельсами через приемную катушку индуктивности ПК, блока фильтров БФ, блока усилителя сигналов оповещения БУ и блока сигнализации БС, имеющего источники звуковых и световых сигналов. Приемная катушка индуктивности выполнена на ферритовом сердечнике, усилитель и блок фильтров — на транзисторах и LC-контурах. В качестве звукового источника сигналов оповещения используется электромагнитный громкоговоритель, а светового — светодиод красного цвета повышенной яркости. Устройство работает следующим образом. На месте работ устанавливают приемную катушку таким образом, чтобы обеспечить индуктивную связь между рельсами и приемником оповещения переносной аппаратуры. В результате сигнал от генератора оповещения через приемную катушку, фильтр и усилитель поступает на блок сигнализации. Если и на блок-участке, где ведутся работы, и на впередилежащем участке отсутствует подвижной состав, а аппаратура оповещения правильно установлена и исправна, то через фронтовые контакты первого (2ИП) и второго 136 (4Ж) датчиков определения местонахождения поезда на вход приемника поступает контрольный сигнал оповещения частотой 1115 Гц, усиливается и поступает на блок сигнализации, где преобразуется в звуковой и световой сигналы. Контрольный сигнал поступает в импульсном режиме, создающимся за счет работы мультивибратора на выходе генератора оповещения. При вступлении поезда на впередилежащий блок-участок первый датчик местонахождения поезда 2ИП обесточивается и замыкает свой тыловой контакт. При этом создается цепь прохождения постоянного сигнала за счет отключения импульсной выходной цепи мультивибратора в генераторе оповещения. Когда поезд вступает на блок-участок, где ведутся работы, обесточивается и замыкает тыловые контакты второй датчик местоположения поезда 4Ж. Создается цепь прохождения сигнала оповещения, как в первом случае. Непрерывный сигнал оповещения поступает в линию связи до тех пор, пока поезд не освободит оба блок-участка, после чего снова генерируется импульсный сигнал, обусловленный замыканием фронтовых контактов реле 2ИП и 4Ж и информирующий работающих об отсутствии поезда на обоих контролируемых участках. В дальнейшем работа устройства повторяется. Генератор оповещения в данном устройстве предназначен для формирования амплитудных сигналов. Он может быть выполнен в виде генератора определенной частоты и соответствующей мощности. Мощность генератора выбирается из условий надежной работы переносной аппаратуры устройства оповещения при индуктивном снятии информации с учетом затухания сигнала в линии связи. Для целей оповещения могут быть использованы частоты не менее 1 кГц. Необходимо отметить, что стационарная аппаратура разработана в виде отдельных функциональных блоков с использованием аппаратуры рельсовых цепей тональной частоты. Для усилителя оповещения в качестве выходной нагрузки используется согласующий трансформатор ПТЦ. К первичной обмотке подключается выход генератора оповещения, а со вторичной обмотки напряжение подается в линию связи. Напряжение в линии связи регулируется различным включением секций вторичной обмотки. Номинальная мощность трансформатора составляет 50 В·А. Ток холостого хода — не более 300 мА при напряжении на первичной обмотке 25 В. 137 Приемник содержит приемные катушки индуктивности, фильтры, усилитель и сигнализатор. Приемная катушка рассчитывается на восприятие протекающих в рельсовой линии токов оповещения. ЭДС, наведенная в линии, зависит от тока в рельсовой линии, числа витков обмотки, сечения и магнитной проницаемости материала сердечника катушки, расстояния между его осью и рельсами. Рис. 4.7. Устройство автоматического оповещения на двухпутных участках, где нельзя использовать в качестве обратного провода жилы кабеля Для двухпутных участков, где нельзя использовать жилы кабеля в качестве обратного провода, разработано устройство автоматического оповещения, приведенное на рис. 4.7. Оно одновременно контролирует по два блок-участка на каждом из соседних путей. В этом устройстве блок-участки соседних путей получают питание от одного комплекта стационарной аппаратуры, состоящей из генератора оповещения ГО, усилителя У и согласующего трансформатора Тр, подключенных к средним точкам дроссель-трансформаторов. В этом случае аппаратура оповещения подключается к средним точкам дроссель-трансформаторов соседних путей. Работа данного устройства аналогична работе описанного выше устройства. В качестве известителей приближения подвижного состава в данной схеме используются контакты реле ОПИП и ОП 7—9. 138 4.3. Перспективные системы информирования пассажиров и оповещения работников на железнодорожных путях о приближении поезда 4.3.1. Централизованная интегрированная система информирования пассажиров, оповещения работающих на железнодорожных путях и парковой станционной связи (ЦИСОП) Централизованная интегрированная система информирования пассажиров, оповещения работающих на железнодорожных путях и парковой станционной связи (ЦИСОП) разработана в ОАО «НИИАС». Эта система с помощью средств громкоговорящего оповещения, двухсторонней парковой связи, средств визуального отображения информации (табло, световые сигналы), на основании информации, получаемой от информационно-управляющих систем управления движением, обеспечивает безопасность движения и автоматически информирует пассажиров, находящихся в железнодорожных вокзалах, на пассажирских платформах железнодорожных станций и остановочных пунктов: – о времени отправления (прибытия) и порядке следования пассажирских и пригородных поездов; – приближении самоходного железнодорожного подвижного состава (далее подвижного состава); – чрезвычайных ситуациях и других обстоятельствах, связанных с обслуживанием и обеспечением безопасности пассажиров. Система ЦИСОП с помощью средств громкоговорящего оповещения, двухсторонней парковой связи, средств радиосвязи, индивидуальных и коллективных оповестителей также информирует работающих на путях в парках железнодорожных станций и на перегонах о чрезвычайных ситуациях и других обстоятельствах, связанных с безопасностью движения поездов; оповещает работающих на путях перегонов и станций о приближении железнодорожного подвижного состава; позволяет передавать поездным диспетчером, дежурным по станции и по вокзалу, оперативную информацию пассажирам, находящимся в вокзалах, на пассажирских платформах железнодорожных станций и остановочных пунктов. 139 С помощью колонн (точек) экстренного вызова ЦИСОП обеспечивает оперативную фиксированную связь пассажиров, находящихся в железнодорожных вокзалах, на пассажирских платформах железнодорожных станций и остановочных пунктов, со справочными или другими службами железнодорожного транспорта для получения информации о следовании поездов, предоставляемых услугах и для передачи информации о необходимости оказания медицинской или другой помощи в экстренных ситуациях. Она также передает команды и сообщения руководителей эксплуатационных и ремонтных бригад исполнителям работ, находящимся в парках железнодорожных станций, позволяет вести переговоры персонала эксплуатационных и ремонтных бригад между собой, предоставляет удаленный доступ зарегистрированных абонентов к системам громкоговорящей двухсторонней парковой связи через системы оперативно-технологической и общетехнологической связи ОАО «РЖД» и передает информацию для устройства оповещения пешеходных переходов. Системы ЦИСОП предполагается применять на железнодорожных станциях, железнодорожных вокзалах и остановочных пунктах на участках железных дорог ОАО «РЖД» высокоскоростного, скоростного движения, на участках первой и второй категории. В зависимости от категории, технологии работы железнодорожных станций, участков железных дорог, интенсивности движения поездов допускаются несколько вариантов исполнения ЦИСОП (рис. 4.8). Вариант 1 включает: – централизованную систему информирования пассажиров, находящихся в железнодорожных вокзалах, на пассажирских платформах железнодорожных станций и остановочных пунктов; – централизованную систему оповещения работающих на железнодорожных путях станций и перегонов о приближении подвижного состава; – централизованную систему парковой (станционной) громкоговорящей связи. Вариант 2 включает: – централизованную систему информирования пассажиров, находящихся в железнодорожных вокзалах, на пассажирских платформах железнодорожных станций; 140 141 Рис. 4.8. Алгоритм работы подсистемы централизованного информирования пассажиров и оповещения работающих на путях перегона – централизованную систему оповещения работающих на железнодорожных путях станций о приближении подвижного состава; – централизованную систему парковой (станционной) громкоговорящей связи. Вариант 3 включает: – централизованную систему информирования пассажиров, находящихся в железнодорожных вокзалах, на пассажирских платформах железнодорожных станций или централизованную систему оповещения работающих на железнодорожных путях станций о приближении подвижного состава; – централизованную систему парковой (станционной) громкоговорящей связи. Вариант 4 включает: – централизованную систему парковой (станционной) громкоговорящей связи. 4.3.2. Состав, назначение и требования к конструкции основных устройств ЦИСОП ЦИСОП состоит из следующих логически (программно) разделенных подсистем: – централизованная система парковой (станционной) громкоговорящей связи или система подвижной станционной радиосвязи; – централизованная система информирования пассажиров, находящихся в железнодорожных вокзалах, на пассажирских платформах (рис. 4.9—4.11); – централизованная система оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении подвижного состава. В состав ЦИСОП входят следующие основные устройства и элементы: – центральный информационный сервер (ЦИС); – оборудование автоматизированных рабочих мест для диспетчеров ЦИСОП и дежурных по зонам оповещения (АРМ-Д, АРМ-3); – станционный сервер (СС) (опционально); – трансляционный усилитель (УТ); – звуковоспроизводящие устройства (динамики, колонки и др.) – информационные табло (опционально); – переговорные колонки экстренного вызова (ПК) (опционально); 142 143 Рис. 4.9. Поезд дальнего следования, останавливающийся на станции N: ИУС — информационно-управляющая система 144 Рис. 4.10. Пригородный поезд, останавливающийся на станции N 145 Рис. 4.11. Грузовой или пассажирский поезд, проходящий станцию N без остановки – индивидуальный носимый оповещатель о приближении подвижного состава (ИНО) (опционально); – коллективный переносимый оповещатель о приближении подвижного состава (КПО) (опционально); – пульт (АРМ) руководителя парковой станционной связи (ПР); – парковое переговорное устройство (ППУ) (опционально); – парковое переговорное устройство упрощенное (ППУ-У) (опционально); – парковое переговорное устройство внутреннее (ППУ-В) (опционально; – оборудование станционной радиосвязи радиодоступа (опционально); – вводно-защитные устройства; – кабельные сети, каналы и оборудование систем передачи данных; – сооружения и устройства для размещения устройств отображения и воспроизведения информации. 4.3.3. Индивидуальный носимый оповещатель о приближении подвижного состава (ИНО) ИНО содержит приемник навигационных сигналов от глобальных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS, носимый приемопередатчик системы радиосвязи, используемой для организации оповещения, контроллер, обеспечивающий взаимодействие приемопередатчика с приемником навигационных сигналов, устройства акустического и оптического оповещения и аккумулятор (рис. 4.12). Вес устройства с источником электропитания не превышает 1,0 кг. На расстоянии 0,25 м уровень звукового сигнала оповещения — не ниже 75 дБ в полосе частот 350—2500 Гц. Источник электропитания обеспечивает непрерывную работу устройства не менее 12 ч без подзаряда. При снижении напряжения электропитания ниже установленной нормы появляется сигнал оповещения о приближении поезда. 4.3.4. Коллективный переносимый оповещатель о приближении подвижного состава (КПО) КПО содержит приемник навигационных сигналов от глобальных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS, носимый приемопередатчик системы радиосвязи, используемой для организации оповеще146 147 Рис. 4.12. Схема оповещения работающих на железнодорожных путях станции о приближении подвижного состава 148 Рис. 4.13. Схема оповещения работающих на железнодорожном пути перегона с использованием радиосвязи GSM-R (ТЕТRА) ния, контроллер, обеспечивающий взаимодействие приемопередатчика с приемником навигационных сигналов, устройства акустического и оптического оповещения и аккумулятор (рис. 4.13). 4.3.5. Оповещение работающих на путях в парках железнодорожных станций о приближении подвижного состава Оповещение работающих на путях в парках железнодорожных станций осуществляется средствами парковой громкоговорящей связи на основании информации о перемещении и отправлении подвижного состава, формируемой в информационно управляющей системе (ИУС) и поступающей от ЦИС или от ЭЦ. Информация, поступающая от ИУС в ЦИС, содержит данные, определяющие маршрут следования подвижного состава. Соответствующие команды на включение конкретных трансляционных усилителей и фидерных линий формируются в ИУС на основе фактической конфигурации путевого развития станций, хранящейся в ее базе данных. Речевые сообщения для информирования пассажиров и оповещения работающих на путях станции формируются непосредственно в станционном сервере. При отсутствии поездов на участке приближения к зоне оповещения (фронту работ) с периодичностью 1 раз в 150,5 с передается сигнал тональной частоты длительностью 2 с, свидетельствующий о готовности системы оповещения. Отсутствие сигнала готовности системы оповещения свидетельствует о том, что система неисправна. В этом случае работы на путях должны быть прекращены, персонал выведен, инструмент, инвентарь и другие средства убраны за пределы габарита приближения строений. Работы могут быть возобновлены только после перехода работающих на железнодорожных путях на другой способ оповещения и информирования об этом дежурного по станции. Оповещение о приближении подвижного состава содержит информацию о номере пути и/или номере стрелочного перевода, направлении движения. Передаче оповещения предшествует сигнал гонга. Передача сигналов оповещения начинается за 605 с до момента вступления подвижного состава в зону оповещения, повторяется каждые 101 с до выхода подвижного состава из зоны оповещения и прекращается через 1-2 с после его выхода. 149 Устройства, обеспечивающие передачу сигналов оповещения, оборудованы системой документированной регистрации. Наличие исполнителей ремонтных работ в соответствующей зоне станции определяется с помощью навигационного приемника системы Глонасс/GPS, взаимодействующего с радиостанцией носимой (РН), выданной руководителю или исполнителю работ. Если на станции сети имеется радиосеть, оповещение работающих на железнодорожных путях организовано с помощью придаваемой руководителю или исполнителю РН. Оповещение о приближении подвижного состава в этом случае передается от ИУС через ЦИС и далее в терминальный абонентский радиоблок (ТАРБ). 4.3.6. Оповещение работающих на железнодорожных путях перегонов о приближении подвижного состава Оповещение обеспечивается с помощью ИНО и КПО, которые имеются у работающих. Информация о местоположении работающих с навигационного приемника ИНО и КПО каждые 15—20 с передается через ближайшую к месту работ базовую станцию, соединенную с Центральным коммутатором системы радиосвязи, на вход сервера коротких сообщений (SDS), подключенного к информационно управляющей системе (ИУС). Географические координаты местоположения в железнодорожные преобразуются в ИУС. Сигнал оповещения о приближении подвижного состава, формируемый в ИУС на основании данных о местоположении бригады и поездного положения на участке, передается на ИНО и КПО по каналам радиосвязи. Передача сигналов оповещения начинается за 1205 с до момента вступления подвижного состава в зону оповещения, повторяется каждые 101 с до выхода подвижного состава из зоны оповещения и прекращается через 1-2 с после его выхода. При подходе к месту расположения работающих на железнодорожном пути подвижного состава со встречных направлений передача оповещения прекращается только после прохода подвижного состава в каждом направлении. Сигнал оповещения представляет собой периодические посылки тональной частоты в диапазоне 300—3500 Гц длительностью 2 с с периодом 3—5 с, воспроизводимые громкоговорителями ИНО и КПО. 150 Сигнал оповещения о приближении подвижного состава, движущегося со скоростью 140—200 км/ч, должен иметь дополнительное прерывание звука с частотой 20 Гц. При передаче сигналов оповещения о приближении подвижного состава передача контрольных сигналов прекращается и возобновляется не позднее чем через 5 с после освобождения подвижным составом зоны оповещения. 4.3.7. Система информирования находящихся на перегонах железнодорожных путей работающих бригад с использованием спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS В ОАО «НИИАС» разрабатывается система информирования находящихся на перегонах железнодорожных путей работающих бригад с использованием спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS. Система оповещения (СО) информирует: – ремонтные бригады о приближении подвижных единиц; – машинистов подвижных единиц о работающих на пути; – ДСП/ДНЦ о местоположении ремонтных бригад и подвижных единиц. Система GSM позволит обеспечить (рис. 4.14): – непрерывность взаимодействия устройств автоматической системы оповещения на станциях и перегонах; – требуемые скорости и объемы передачи информации; – надежную инфраструктуру системы радиосвязи. Бортовые и мобильные устройства оповещения представлены на рис. 4.15 и 4.16. Структурная схема взаимодействия устройств системы показана на рис. 4.17. Информационный обмен предусматривается организовать по радиоканалу двумя способами: – с использованием аппаратуры цифровой радиосвязи О8М; – использованием средств зоновой связи на основе аппаратуры цифровой радиосвязи и встроенных в устройства «КЛУБ-У» модемов на выделенных для ОАО «РЖД» диапазонах частот. Экономическая оценка разработки и внедрения систем оповещения приведена на рис. 4.18. 151 Рис. 4.14. Общая схема взаимодействия объектов системы оповещения для участка Решетниково-Завидово Октябрьской ж.д. Рис. 4.15. Бортовые устройства системы оповещения 152 Рис. 4.16. Мобильные устройства оповещения Каналы передачи данных должны обеспечивать автоматическую двустороннюю передачу сообщений на станции и перегоне при следующих условиях: – число подвижных единиц, участвующих в обмене данными в зоне 20 км на одном направлении железной дороги, равно 32; – число бригад на таком же участке — не более 10; – период передачи сообщений от каждой подвижной единицы — 10 с; – период передачи сообщений от контролируемых бригад на пути — 10 с; – ориентировочный средний объем передаваемых данных — 30 байт. Число объектов системы необходимо уточнить на последующих этапах разработки. Система передачи данных должна обеспечивать организацию режимов передачи данных с вероятностями 0,98 по месту и времени в зонах станций и прилегающих к станциям перегонов и 0,955 по месту и времени на перегонах вне этих зон. 153 154 Рис. 4.17. Схема информационного обмена между устройствами автоматической системы оповещения в стандарте GSM Рис. 4.18. Схема экономической оценки разработки и внедрения систем оповещения Система должна обеспечивать передачу данных с вероятностью ошибки на 1 бит 10–4 в пределах станций и 10–3 на перегонах. Информация с бортовых и носимых устройств передается по сети О8М в сервер пакетной связи. Контроль канала связи осуществляет СПС. Бортовое или носимое устройство устанавливает соединение с Интернет сервис-провайдером по протоколу IР. Адреса этого соединения конфигурируются сервис-провайдером. Подсоединившись к Интернету, бортовое или носимое устройство устанавливает туннель с СПС. Адрес со стороны клиента определяется сервис-провайдером. Внутри туннеля клиент работает с внутренними ресурсами сети по протоколу IР. Обмен информацией между локомотивным и станционным оборудованием осуществляется по цифровому радиоканалу в асинхронном формате со следующими параметрами: – 8 бит данных; – 1 стоп-бит; – без контроля четности; – скорость передачи — 9600. Ввод локомотива в систему осуществляется после ответа локомотива на приглашение. После передачи приглашения станционное оборудование «молчит» в течение 3 временных интервалов. 155 Приглашение передается штатно (при наличии зарегистрированных поездов) и нештатно (при отсутствии зарегистрированных поездов). В штатном режиме каждые 60 временных интервалов передается блок № 20, в нештатном режиме приглашение передается постоянно (с соблюдением оговоренного промежутка). При получении блока № 201 локомотив отвечает блоком № 202. После ввода в систему станционная аппаратура должна передавать блок № 200 с установленным интервалом, на который локомотив отвечает блоком № 151. Передача сообщений локомотиву прекращается на выходе локомотива из зоны связи (в протоколе фиксируется вывод из системы по причине выхода из зоны ответственности) либо при отсутствии сообщения от локомотива в течение 10 раз (неверных ответов). Для организации цифрового радиоканала передачи данных в информационной координатной системе контроля и оповещения используется частотный диапазон 900 и 1800 МГц. Проведен расчет дальности связи в диапазоне 160 Мгц по правилам организации и расчета сетей поездной радиосвязи. Согласно расчетам дальность составляет 6 км. 4.3.8. Прибор-сигнализатор о приближении поезда В центре речевых технологий разрабатывается прибор-сигнализатор о приближении поезда. «Сигнализатор-П» предназначен для обнаружения приближающегося подвижного состава или другого рельсового движущегося объекта и своевременной выдачи звукового и светового сигналов для предупреждения работников, выполняющих работы на железнодорожных путях. Прибор обнаруживает приближение подвижного состава (поезда, одиночного локомотива, специального самоходного подвижного состава, отцепа), движущегося со скоростью до 140 км/ч не менее, чем за 50 с до его подхода к месту установки прибора. Принцип работы прибора основан на приеме и обнаружении виброакустических сигналов от движущегося подвижного состава и формирование периодических тональных звуковых и световых сигналов оповещения о приближении поезда. В качестве способа оповещения используется звуковой сигнал. Он представляет собой многократный тональный сигнал частотой 3200±200 Гц длительностью 1,5 с и паузой 3 с. Оптический сигнал синхронно повторяет звуковой сигнал. 156 Эксплуатационные характеристики «Сигнализатора-П». – Массо-габаритные характеристики: габаритные размеры — 29315074 мм, масса — 2500 г. – Источник электропитания обеспечивает непрерывную работу изделия без подзарядки аккумуляторной батареи в течение не менее 12 ч. – Устройство работает в диапазоне температур от минус 50 С до плюс 55 С. – Согласно ГОСТ 14254 по защите от доступа к опасным частям и от вредного воздействия в результате проникновения внутрь оболочки твердых предметов и воды относится к классу 1Р54 (для устройств, используемых в наружных условиях). Прибор состоит из нескольких функциональных блоков: приемного, регистрирующего, анализатора, питания, самоконтроля и оповещения. Встроенный микропроцессор анализирует виброакустические сигналы по разработанному алгоритму обнаружения поезда. Реализована система обеспечения наработки на опасный отказ. Имеется USB-порт для скачивания информации после отработанной смены. Технические условия работы прибора приведены на рис. 4.19. Комбинация двух источников: 1) линейного, неравномерно распределенного вибратора продольных и поперечных волн с узкополосным виброакустическим шумом (рис. 4.20); Рис. 4.19. Технические условия работы «Сигнализатора-П» 157 Рис. 4.20. Распределенный вибратор продольных и поперечных волн с узкополосным вибро-акустическим шумом а Рис. 4.21. Случайный импульсный источник продольно-поперечных волн б Рис. 4.22. Конструкторская сборка опытного образца прибора-сигнализатора о приближении поезда: а — вид сбоку; б — вид сверху 2) случайного импульсного источника продольно-поперечных волн (рис. 4.21). Конструкторская сборка опытного образца прибора-сигнализатора о приближении поезда приведена на рис. 4.22, а, б. 158 4.4. Эксплуатационно-технические требования к пешеходным переходам Железнодорожные пути общего пользования и железнодорожные станции, пассажирские платформы, а также другие, связанные с движением поездов и маневровой работой, объекты железнодорожного транспорта являются зонами повышенной опасности. Пешеходные переходы предназначены для удобного, быстрого и безопасного прохода людей через железнодорожные пути в одном уровне с рельсами. Такие переходы устраивают в местах интенсивных пешеходных потоков, если отсутствуют пешеходные переходы в разных уровнях железнодорожными путями (мосты, тоннели). Пешеходные переходы как технический комплекс являются неотъемлемой частью инженерного оснащения инфраструктуры железнодорожного транспорта, включающей в себя инженерные сооружения и информационные системы. Инженерные сооружения включают в себя настилы и лестницы, ограждения, осветительные установки и другие элементы для обеспечения удобных и безопасных условий пересечения пешеходами железнодорожных путей в одном уровне с верхом головки рельсов. Информационные системы в зависимости от категории пешеходных переходов включают в себя предупредительные знаки (плакаты, указатели) и устройства автоматической сигнализации. 4.4.1. Классификация пешеходных переходов. Категории переходов По месту расположения пешеходные переходы подразделяются на вокзальные, станционные и перегонные. Вокзальные переходы предназначены для связи платформ, пассажирского здания и привокзальной площади между собой (с учетом пересечения пассажирами и багажом перронных железнодорожных путей). Станционные переходы пересекают пути железнодорожной станции для организации движения пассажиров на пассажирские платформы и населения через железнодорожные пути. Перегонные переходы расположены на железнодорожных перегонах и служат для организации движения пассажиров на пассажирские платформы и (или) населения через железнодорожные пути. 159 Пешеходные переходы по техническому оснащению делятся на регулируемые и нерегулируемые. К нерегулируемым относятся пешеходные переходы, оборудованные инженерными сооружениями и информационными системами, включающими в себя только предупредительные знаки (указатели, плакаты). К регулируемым относятся пешеходные переходы, оборудованные устройствами автоматической сигнализации (световая, звуковая) о приближении поезда (подвижного состава) к пешеходному переходу. Пешеходные переходы, размещаемые в одном уровне с верхом головки рельсов, в зависимости от интенсивности пешеходного потока и интенсивности движения поездов подразделяются на 3 категории (табл. 4.3). Пешеходные переходы 3-й категории имеют настил, ограждения и искусственное освещение. Необходимость искусственного освещения и установки ограждения на подходах к пешеходному переходу этой категории определяется в каждом конкретном случае исходя из местных условий. Таблица 4.3 Категории пешеходных переходов Интенсивность движения поездов (не менее двух поездов и в двух направлениях), поезд/сутки Расчетная интенсивность движения пешеходов через переход (чел/ч) До 150 151—600 Более 600 1 До 50 включительно, а также по всем станционным и подъездным путям 2 3-я категория 51—100 3-я категория 2-я категория 1-я категория 101—200 2-я категория 1-я категория 1-я категория Более 200 1-я категория 1-я категория 1-я категория для существующих пешеходных переходов. Новые переходы — в разных уровнях 160 3 4 3-я категория 2-я категория Окончание табл. 4.3 1 2 Линии скоростного 1-я категория движения 3 4 1-я категория 1-я категория для существующих пешеходных переходов. Новые переходы — в разных уровнях Линии высокоскоростного движения Пешеходные переходы в разных уровнях 1-я категория для существующих пешеходных переходов. Новые переходы — в разных уровнях Пешеходные переходы в разных уровнях Примечания. 1. Для линий скоростного и высокоскоростного движения строительство новых пешеходных переходов в одном уровне с верхом головок рельсов не допускается, а существующие подлежат реконструкции в соответствии с нормами настоящих эксплуатационно-технических требований. 2. При проектировании и строительстве новых железнодорожных линий устройство пешеходных переходов определяется требованиями СНиП 32-01—95 «Железные дороги колеи 1520 мм». Информационная система пешеходных переходов 3-й категории включает в себя предупредительные надписи, знаки (указатели, плакаты) (рис. 4.23). Пешеходные переходы 2- и 1-й категорий имеют настил, ограждение, искусственное освещение и зоны накопления пешеходов. Информационная система пешеходных переходов этих категорий включает в себя предупредительные надписи, знаки (указатели, плакаты), а также устройства автоматической сигнализации о приближении поезда (рис. 4.24). Для переходов 1-й категории дополнительно в состав информационной системы могут быть включены световые указатели направления движения поезда, приближающегося к пешеходному переходу. Необходимость установки таких указателей определяется для каждого конкретного случая в зависимости от местных условий (в первую очередь в местах, где не обеспечиваются нормы видимости подвижного состава на участке приближения к переходу). Для линий скоростного движения установка световых указателей направления движения поезда обязательна (рис. 4.25). 161 162 Рис 4.23. Пешеходный переход 3-й категории: 1 — пешеходный настил; 2 — тактильный указатель; 3 — предупреждающий плакат; 4 — указатель места перехода через железнодорожные пути; 5 — пешеходная дорожка; 6 — мачта освещения; 7 — разделитель пассажирских потоков; 8 — ограждение Рис. 4.24. Пешеходный переход 2-й категории: 1 — пешеходный настил; 2 — тактильный указатель; 3 — предупреждающий плакат; 4 — указатель места перехода через железнодорожные пути; 5 — пешеходная дорожка; 6 — осветительная установка; 7 — разделитель пассажирских потоков; 8 — заградительные барьеры; 9 — светозвуковая сигнализация; 10 — зона накопления Рис. 4.25. Пешеходный переход 1-й категории: 1 — пешеходный настил; 2 — тактильный указатель; 3 — предупреждающий плакат; 4 — указатель места перехода через железнодорожные пути; 5 — пешеходная дорожка; 6 — осветительная установка; 7 — разделитель пассажирских потоков; 8 — заградительные барьеры; 9 — зона накопления; 10 — светозвуковая сигнализация; 11 — указатели направления движения поезда 4.4.2. Основные технические требования к устройству и оборудованию пешеходных переходов Места размещения пешеходных переходов определяются с учетом сложившихся пешеходных потоков населения и перспективы развития (по согласованию с органами местного самоуправления) инфраструктуры населенного пункта и железнодорожного транспорта. Места перехода через железнодорожные пути наносятся на схематические планы железнодорожных путей и утверждаются руководителем филиала ОАО «РЖД». 163 На каждый вновь строящийся пешеходный переход разрабатывается проект. При проектировании переходов необходимо, чтобы число железнодорожных путей, пересекаемых потоками граждан и пассажиров, и длина маршрутов движения основных потоков граждан и пассажиров, пользующихся пешеходным переходом до остановок местного транспорта, до платформ и т.д., были минимальными. При выборе места размещения пешеходного перехода необходимо обеспечить нормы видимости подвижного состава, приведенные в табл. 4.4. Эти нормы должны обеспечиваться для пешеходов, приближающихся к месту начала пешеходного перехода, начиная с расстояния не менее 5 м от крайнего рельса, пересекаемого железнодорожного пути. Если на пешеходном переходе 3-й категории нельзя обеспечить указанные нормы видимости, то обязательным является оснащение такого перехода системой автоматической сигнализации о приближении поезда. Таблица 4.4 Нормы видимости подвижного состава Максимальная скорость движения поезда, установленная 25 и 201—250 141—200 121—140 81—120 41—80 26—40 на подходах к пешеменее ходному переходу, км/ч Расстояние видиБолее 900 мости, м, не менее 900 700 600 400 200 150 Примечание. Нормы видимости, приведенные в таблице, применяются для пешеходных переходов, не оснащенных автоматической сигнализацией. Расстояние от настила перехода до элементов стрелочного перевода должно составлять не менее 20 м. Настилы пешеходных переходов укладываются перпендикулярно оси пересекаемого пути. В зонах накопления (на подходах к железнодорожным путям) устанавливаются направляющие ограждения, препятствующие переходу людей через пути в не установленных для этой цели местах, а также препятствующие проезду автотранспорта. Направляющие ограждения должны обеспечивать ориентацию потока пешеходов 164 (пассажиров) таким образом, чтобы приближающийся поезд был в поле зрения в течение времени, достаточного (не менее 6 с) для принятия решения о возможности перехода. Ограждения должны быть окрашены в сигнальные цвета (чередование красных и белых полос. Указатели направления движения пешеходов (пассажиров) устанавливаются так, чтобы были видны и показывали требуемое направление движения. Знаки безопасности, предупреждающие плакаты (указатели) устанавливаются перед переходом через железнодорожные пути и должны быть видны пешеходам (пассажирам). Часть перехода, идущая вдоль железнодорожного пути, должна иметь ограждение высотой 900—1100 мм. Расстояние от торцевого схода с платформы до перехода через железнодорожные пути в одном уровне с рельсами должно составлять не менее 20 м, расстояние от линии ограждения до крайнего рельса — не менее 2500 мм. На участках скоростного и высокоскоростного движения это расстояние должно составлять не менее 4 м. Если требуемая ширина перехода (кроме вокзальных) превышает 1500 мм, для разделения потоков пешеходов и предотвращения несанкционированного движения автотранспорта на входах на пешеходный переход необходимо устанавливать металлические барьеры (столбики). Такие барьеры должны быть ориентированы вдоль оси пешеходного перехода и удовлетворять следующим параметрам: высота 900—1100 мм, длина 1000—2000 мм (диаметр столбика не менее 100 мм), расстояние от крайнего рельса 2500—2700 мм. Минимальная допустимая ширина пешеходного перехода должна обеспечивать возможность безопасного перехода групп граждан при максимальной интенсивности пешеходного движения в любом поперечном сечении на всей длине пешеходного перехода. Ширина вокзального перехода ZВ выбирается в зависимости от пассажиропотока с учетом распределения по платформам пассажиров (в общем случае) как дальних, так и пригородных в соответствии с «Отраслевыми нормами технологического проектирования (ОНТП) железнодорожных вокзалов для пассажиров дальнего следования», принятыми и введенными в действие с 01.07.1998 указанием МПС России от 31.12.1997 № О-1 у. 165 Ширина поперечного сечения и пропускная способность пешеходных переходов других типов определяются по методике расчета пропускной способности и основных планировочных параметров поперечного сечения в зависимости от расчетной интенсивности движения пешеходов в час «пик» по формуле Z01 = Np /P0r0, (4.1) где Ро — пропускная способность стандартной полосы пешеходного движения (измеряемая в чел/ч) — предельно допустимое число пешеходов (суммарное в двух направлениях), которое может пропустить за 1 ч одна стандартная полоса движения (в основной зоне пешеходного движения) при нормативных условиях комфортности движения пешеходов. Для пешеходных переходов Ро принимается равной 800 чел/ч; Np — расчетная интенсивность пешеходного движения. Пешеходные переходы, относящиеся к 3-й категории, оборудуются пешеходным настилом шириной не менее 1500 мм. Такая ширина обеспечивает две стандартные полосы движения пешеходов, что гарантирует беспрепятственное движение в обоих направлениях. Решение о соответствии параметров существующего пешеходного перехода имеющемуся пешеходному потоку принимается на основе сопоставления пропускной способности пешеходного перехода Ро и расчетной интенсивности пешеходного движения Np. Расчетную интенсивность пешеходного движения в час «пик» на пешеходных переходах в условиях реконструкции рекомендуется определять с учетом натурных обследований на месте проектируемого перехода. При обследованиях, кроме определения числа пешеходов в час «пик», следует выявлять состав пешеходного потока (дети, пешеходы с колясками, инвалиды и т.п.). Расчетная интенсивность движения Nр, чел/ч, определяется по формуле Nр = NнаблК1К2К3, (4.2) где Nнабл — интенсивность движения в час пик, установленная наблюдением, чел/ч;· К1 — коэффициент сезонной неравномерности, принимаемый равным 1,1— 1,3 в зависимости от сезона наблюдения. Для курортных городов коэффициент сезонной неравномерности должен учитывать сезонный прирост населения; K2 — коэффициент, учитывающий прирост населения и увеличение его подвижности (обычно в пределах 1,2—1,4). В каждом конкретном случае К2 166 следует определять по данным генплана (или ТЭО генплана) города, в котором имеются сведения о приросте населения и его подвижности; К3 — коэффициент суточной неравномерности, учитывающий изменение суточных потоков пассажиров по двум наиболее загруженным дням недели: пятница + суббота, суббота + воскресенье, принимается равным не более 1,20. Ширина основной зоны пешеходного движения должна быть постоянной по всей длине перехода. Минимальное расстояние от кромки пешеходного перехода до конструкций и искусственных сооружений (мачты освещения, шкафы СЦБ > т.д.), которые мешают наблюдению за свободностью пути, должно быть не менее 5 м. На пешеходных переходах допускаются продольные уклоны основания не более 40 ‰ и поперечный — для отвода воды с поверхности площадок (ступеней) с уклоном от 10 до 15 ‰ в сторону от оси пешеходного перехода. Для сопряжения горизонтальных участков пешеходного перехода с перепадом высот от 40 до 350 мм следует устраивать пандусы длиной 360 мм и более, лестницы, которые должны дублироваться пандусами для инвалидных колясок или колясок с детьми. Для предотвращения попадания воды с тротуара на пешеходный переход верхние площадки сходов следует предусматривать с превышением над тротуаром не менее 60 мм и не более 150 мм и с обеспечением плавного сопряжения с поверхностью пешеходной дорожки. Для обеспечения передвижения инвалидов и маломобильных групп населения при проектировании пешеходных переходов следует руководствоваться требованиями СНиП 35-01-01 «Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения», которые введены в действие с 01.09.2001 постановлением Госстроя России от 16.07.2001 № 73. На переходе должен быть размещен плакат о возможности пересечения железнодорожных путей инвалидами только с сопровождающими лицами. Покрытие перехода должно быть твердым, прочным, ремонтопригодным, экологичным и не допускать скольжения. Вид покрытия следует выбирать в соответствии с его целевым назначением и с учетом возможных предельных нагрузок, характера и состава движения пешеходов. Не допускается применять в качестве покрытия пешеходных переходов и ступеней лестниц гладкие или отполированные плиты из искусственного и естественного камня. 167 На верхней поверхности плит тактильного указателя предусмотрено рифление глубиной 5-6 мм. Плита тактильного указателя должна быть окрашена в контрастный цвет. С наружной стороны колеи настил должен быть в одном уровне с верхом головок рельсов. Допускается понижение верха настила относительно верха головки рельсов не более чем на 20 мм. Внутри колеи настил должен быть выше головок рельсов на 10— 30 мм. Ширина желоба, образованного элементами настила пешеходного перехода и головкой рельса, устанавливается в пределах от 75 до 100 мм, а глубина — не менее чем 45 мм. Элементы конструкции пешеходных переходов надежно изолируются от рельсов и обеспечивают нормальную работу рельсовых цепей. Конструкция пешеходного перехода должна обеспечивать стабильность параметров на протяжении всего периода эксплуатации, а также обеспечивать безопасность движения поездов. Электрическое освещение устанавливается на всех пешеходных переходах 1-й и 2-й категорий. Необходимость искусственного освещения на пешеходных переходах 3-й категории определяется в каждом конкретном случае комиссионно. Светильники для освещения следует размещать таким образом, чтобы исключать слепящее действие как на людей при движении по пешеходному переходу и на подходах нему, так и на машинистов при движении подвижного состава к месту размещения пешеходного перехода. На пешеходных переходах, оборудованных искусственным освещением, минимальная освещенность на уровне настила принимается равной не менее 5 лк, а отношение наибольшей освещенности к наименьшей не превышает 5:1 на пешеходных переходах 1-й категории и 10:1 на пешеходных переходах остальных категорий. Освещенность лестничных сходов — не менее 5 лк. Искусственное освещение включается и выключается автоматически: включение при снижении уровня естественной освещенности до 5 лк, а отключение при его повышении до 5 лк. Коэффициент запаса освещенности пешеходных переходов принимается равным 1,5. Устройства автоматической сигнализации о приближении поезда на пешеходных переходах предназначены для извещения граждан 168 о приближении поезда к переходу с любого направления по каждому из пересекаемых пешеходным переходов пути и включают в себя световую и звуковую сигнализацию. На участках высокоскоростного (скоростного) движения устройства автоматической сигнализации о приближении поезда на пешеходных переходах должны быть включены в систему диагностики и мониторинга устройств автоматики и телемеханики. Сигнальные головки светофоров должны иметь типовую, общепринятую для пешеходных переходов индикацию красного и зеленого цвета. Сигналом о приближении поезда для пешехода является красное показание светофора, а сигналом разрешения для движения пешеходов — зеленое показание светофора. Пешеходные светофоры снабжаются двумя сигнальными головками. Одна из них ориентирована перпендикулярно оси пересекаемого пути, а другая — на зону накопления. В каждой головке имеются два вертикально расположенных сигнала круглой или квадратной формы с диаметром круга или стороной квадрата 200 или 300 мм. Верхний сигнал — красный силуэт стоящего пешехода, нижний — зеленый силуэт идущего пешехода. Оба силуэта выполняются на черном фоне. Включение сигнала оповещения о приближении подвижного состава к пешеходным переходам является сигналом опасности, при котором движение по пешеходным переходам запрещено. Время от начала включения сигнала оповещения автоматической сигнализации о приближении поезда на регулируемом пешеходном переходе до фактического прохода поезда зависит от длины пешеходного перехода. Участок приближения поезда рассчитывается в зависимости от установленной скорости движения на конкретном участке. Расчетное время указывается в проектной документации. Минимальное время включения сигнала оповещения должно составлять не менее 1 мин. На участках высокоскоростного (скоростного) движения время включения сигнала оповещения автоматической сигнализации о приближении высокоскоростного (скоростного) поезда определяется расчетным путем в зависимости от длины и скорости прохождения поезда. Если переход расположен в непосредственной близости от пассажирской платформы, то сигнал оповещения автоматической сигнализации на переходе включается одновременно с началом оповещения пассажиров на платформе. 169 Запрещающее показание сигналов светофора на пешеходных переходах (и отключение звукового сигнала) должно сменяться на разрешающее не позднее 10 с от момента полного освобождения поездом зоны пешеходного перехода. Светофоры на стойках или кронштейнах располагаются на высоте 2,5—3,5 м от поверхности пешеходных переходов до нижней линзы светофора. Светофоры устанавливаются на расстоянии 0,5—2 м от края пешеходного перехода, запрещается размещать светофорные стойки на переходе. На станционных пешеходных переходах при пересечении нескольких путей можно применять дублирующие светофоры, которые устанавливаются в междупутье в пределах габарита приближения строений. Световой сигнал должен быть виден пешеходами как в пределах всего пешеходного перехода, так и на пути подхода к нему на расстоянии не менее 10 м от крайнего рельса. В качестве звуковых сигналов оповещения в зависимости от категории пешеходных переходов применяются звонки и мультитональные сигнализаторы. Звуковые сигнализаторы оповещения должны обеспечивать: – превышение уровня звука формируемого сигнала над уровнем шума не менее 6 дБ для речевого информатора и не менее 10 дБ для мультитонального сигнала или звонка; – уровень звукового давления формируемого сигнала на расстоянии 1 м от сигнализатора в направлении рабочей оси должен быть не менее 90 дБ в полосе частот 300—4000 Гц. Звуковой сигнал сигнализатора подается для одно- и двухпутного участка мультитональным сигналом в диапазоне частот 300—4000 Гц с модуляцией по амплитуде с периодом 1—2 с. Уровень звукового сигнала должен обеспечивать надежное восприятие в пределах всего пешеходного перехода. Звуковые сигнализаторы имеют регулировку уровня громкости день/ночь. Максимальный уровень звукового сигнала не должен нарушать санитарные нормы в ночное время. Содержание настилов пешеходных переходов на путях общего пользования в исправном состоянии, ремонт и очистка от снега (гололеда) в зимнее время возлагаются на дистанции пути железных дорог. 170 Содержание автоматической сигнализации на пешеходных переходах осуществляется дистанциями сигнализации, централизации и блокировки. Содержание устройств энергоснабжения осветительных установок пешеходных переходов осуществляется дистанциями электроснабжения. Содержание информационной системы (знаки, плакаты, указатели) возлагается на дистанции пути железных дорог. Контроль исправного состояния пешеходных переходов (как инженерных сооружений, так и информационных систем) осуществляется в процессе периодических (комиссионных) осмотров. 4.5. Схемы управления звуковой и световой сигнализацией на пешеходных переходах Схемы управления разработаны институтом по проектированию сигнализации, централизации, связи и радио на железнодорожном транспорте «Гипротранссигналсвязь» (филиал ОАО «Росжелдорпроект»). В соответствии с требованиями к устройствам автоматической сигнализации (световой, звуковой) о приближении поезда оборудуются пешеходные переходы 2-й и 1-й категорий. Пешеходные переходы 3-й категории оборудуются этими устройствами, если нельзя обеспечить нормы видимости подвижного состава пешеходом (см. табл. 4.4). В качестве оборудования используются светофоры оповестительной пешеходной сигнализации, выпускаемые Армавирским электромеханическим заводом, и извещатели акустические для железнодорожных переездов с резервированием, выпускаемые ЗАО «Транс-Сигнал». Так как используются светодиодные головки, аппаратуру размещают в релейном шкафу, устанавливаемом в непосредственной близости от пешеходного перехода (длина соединительного кабеля от светофоров до релейного шкафа пешеходного перехода составляет не более 50 м). Питание устройств сигнализации пешеходного перехода осуществляется от двух независимых источников электроснабжения первой категории без аккумуляторного резерва. При наличии одного 171 источника электроснабжения первой категории в качестве второго источника используется аккумуляторная батарея. Запрещающее показание сигналов светофора на пешеходных переходах (и отключение звукового сигнала) должно сменяться на разрешающее не позднее 15 с от момента полного освобождения поездом зоны пешеходного перехода. На участках с автоблокировкой для исключения коротких рельсовых цепей для выключения сигнализации на переходе допускается использовать действующие рельсовые цепи автоблокировки или дополнительные устройства контроля проследования хвоста поезда. Информация о неисправности устройств автоматической сигнализации пешеходного перехода передается в существующую систему диспетчерского контроля. Если участок не оборудован устройствами диспетчерского контроля, то применяется релейная схема контроля работы автоматической сигнализации на пульт-табло ближайшей станции. Длина участка приближения для пешеходных переходов Lпр (в правильном направлении движения) и Lнепр (в неправильном направлении) рассчитывается по формуле Lпр = 0,28Vпрtизв, м; Lнепр = 0,28Vнепрtизв, м, где Vпр и Vнепр — скорость движения поезда соответственно в правильном и в неправильном направлениях движения в соответствии с действующим приказом начальника дороги, км/ч. На участках высокоскоростного (скоростного) движения длина участка приближения для пешеходных переходов для определения начала включения сигнализации о приближении поезда рассчитывается на максимально допустимую скорость высокоскоростных и скоростных поездов, установленную для данного участка. Время включения сигнализации о приближении поезда tизв, с, определяется как сумма трех независимых величин tизв = t1 + t2 + t3, где t1 — время, затрачиваемое пешеходами (для расчетов берется группа из 3 человек с интервалом 1 м — Lгр = 1·3 = 3 м) на движение в пределах опасной зоны (длина пешеходного перехода Lп), ограниченной границами накопительных зон пешеходного перехода в соответствии с проектом на обустройство пешеходного перехода; 172 t2 — время срабатывания приборов цепей извещения и управления, принимаемое равным 4 с; t3 — гарантийное время, принимаемое равным 10 с. Время нахождения пешехода в опасной зоне t1 определяется по формуле t1 = (Lп + Lгр) / Vпеш, где Lп — длина пешеходного перехода, определяемого проектом на обустройство пешеходного перехода. Для вновь проектируемых пешеходных переходов организуются зоны накопления (см. рис. 4.24). Вводится понятие границы зоны накопления (выход на пешеходный переход). Расстояние между двумя границами зон накопления является длиной пешеходного перехода. Lгр — условная длина группы пешеходов (3 м); Vпеш — расчетная скорость движения пешеходов, принимаемая равной 0,83 м/с (3 км/ч). Исходные данные: – Vпеш = 200 км/ч; – Vнепр = 160 км/ч; – Lп№1 = 4 + 1,52 + 4,21 + 4 = 13,72 м; – Lп№2 = 4 + 1,52 + 4,21 + 4 = 13,72 м. Расчет времени t1: Для пешеходного перехода № 1: t1 = (13,72 + 3)/0,83 21 с, (округление до ближайшего большего целого числа) tоп = 21 + 4 +10 = 35 с. Для пешеходного перехода № 2: t1 = (13,72 + 3)/0,83 21 с, tоп = 21 + 4 +10 = 35 с. Расчетная длина участков извещения: Lр.пр = 0,28·200·35 = 1960 м, Lр.непр = 0,28·160·35 = 1568 м. По кабельной сети перегона или двухниточному плану станции, исходя из длины существующих рельсовых цепей, определяются длины фактических участков извещения (Lф.пр и Lф.непр). При но- 173 вом проектировании (не в действующих устройствах) длина фактического участка подачи извещения не должна отличаться более чем на 20 % от расчетного. Условия работы пешеходного перехода указываются на путевом плане перегона или схематическом плане станции, на кабельной сети перегона и в таблице взаимозависимости для станции. При проектировании в действующих устройствах, если фактическое время извещения на включение автоматической сигнализации превышает расчетное более чем на 20 с (рассчитанное на установленную скорость движения), то необходимо принять меры для сокращения этой разницы. Автоматическая сигнализация о приближении поезда к пешеходному переходу выполняется на сертифицированном оборудовании, выпускаемом заводами Российской Федерации. В качестве автоматической пешеходной сигнализации применяется светофор оповестительной пешеходной сигнализации со светодиодной головкой. Для звукового оповещения вместо звонка применяется акустический извещатель. Светофорная светодиодная оповестительная головка пешеходной сигнализации предназначена для замены традиционных линзовых светофорных головок на лампах накаливания и применяется для подачи оптических сигналов, извещающих пешеходов о приближении поезда к пешеходному переходу (рис. 4.26). Комплект состоит из 2-х светодиодных систем («стоящий человек» — красного цвета и «шагающий человек» — зеленого цвета) и фонового щита с козырьками и присоединительного фланца. Рис. 4.26. Светофорная светодиодная головка Основные технические характеристики каждой из светодиодных систем: – напряжение питания (постоянного или переменного тока) — 10,5—12 В; – потребляемая мощность — не более 5 Вт; – диаметр светодиодной системы — 200 мм; – сила света по оптической оси — не менее 50 кд; 174 – средняя наработка на отказ — не менее 50 000 ч; – средний срок службы до списания — не менее 20 лет. Изделие предназначено для работы в условиях умеренного и холодного климата (при температурах от –60 до +55 С). Внешний вид акустического извещателя для железнодорожных переездов с резервированием представлен на рис. 4.27. Для повышения надежности в извещателе с резервированием продублировано устройство воспроизведения фонограммы. Дублирующее устройство включается при отказе любого из основных извещателей (светофора А или Рис. 4.27. Акустический извеБ). Для контроля исправности основщатель ных извещателей и автоматического включения резервных извещателей в шкафу пешеходного перехода реализуется доработанная схема управления и контроля. Извещатель с резервированием конструктивно состоит из двух (основного и резервного) одиночных акустических извещателей для железнодорожных переездов, установленных на кронштейне и закрытых ограждением. В качестве средств формирования электрических сигналов, содержащих информацию о факте проследования осей подвижного состава и направлении движения, используются путевые электромагнитные парные датчики ДПЭП-М. Датчики крепятся к подошве рельса внутри колеи с помощью специализированных элементов крепления, которые должны соответствовать типу рельса. Путевой датчик электрически соединяется с блоком напольного преобразователя сигналов датчика типа НПС-М, который размещается в кабельной муфте, устанавливаемой на обочине пути или в междупутье, в непосредственной близости от места установки датчика. Электрическое соединение датчика ДПЭП-М и блока НПС-М обеспечивается по жилам специализированного кабеля, являющегося составной частью датчика. Внешний вид путевого датчика ДПЭП-М, установленного на подошву рельса, показан на рис. 4.28. Габаритные размеры этого датчика в сборе с элементами крепления к подошве рельса типа Р65 составляют 22516085 мм, вес — 6 кг, длина кабеля датчика — 2,7 м. 175 Блок напольного преобразователя сигналов датчика НПС-М (рис. 4.29) предназначен для преобразования параметров сигналов, формируемых путевым датчиком. После преобразования указанные сигналы передаются по жилам сигнально-блокировочного кабеля к счетно-решающему прибору СРП-У в релейный шкаф, а такРис. 4.28. Путевой датчик же обеспечивается электропитание типа ДПЭП-М блока НПС-М. Габаритные размеры блока НПС-М — 25012045 мм, вес — 1,5 кг. Счетно-решающий прибор СРП-У (рис. 4.30) предназначен для контроля фактического проследования поезда за пешеходный переход и формирования управляющих цепей на выключение сигнализации пешеходного перехода. Электропитание СРП-У и связанных с прибором счетных пунктов при переключении основного и резервного источников питания релейного шкафа осуществляется источником бесперебойного питания ИБП-14/12-10 (рис. 4.31). На рис. 4.31 представлен внешний вид задней (а) и лицевой (б) панелей ИБП 14/12-10. Рис. 4.29. Внешний вид напольного блока преобразователя сигналов датчика НПС-М 176 Рис. 4.30. СРП-У Рис. 4.31. Внешний вид задней (а) и лицевой (б) панелей ИБП 14/12-(10) В соответствии с проектом обустройства пешеходных переходов инженерными сооружениями (на основании схемы планировочной организации пешеходного перехода) определены границы зон накопления для каждого из переходов и ширина междупутий для расчета участков извещения включения автоматической сигнализации. Установка светофоров пешеходной сигнализации осуществляется также с учетом проекта на обустройство пешеходного перехода с целью оптимального выбора места его установки для наилучшего восприятия сигнала пешеходом как из зоны накопления, так и при нахождении непосредственно на пешеходном переходе. Электропитание устройств автоматической сигнализации осуществляется от двух независимых источников, определяемых по проекту. Питание аппаратуры счета осей осуществляется от устройств бесперебойного питания ИБП. Электропитание светофоров, акустических извещателей, линейных цепей и схем управления осуществляется от местной схемы питания. 177 В данных типовых проектных решениях для станций, оборудованных электрической централизацией, сохранен основной принцип построения схем автоматической сигнализации для пешеходных переходов. Схемы автоматической сигнализации для станций представлены в следующих вариантах: – для блокировки с тональными рельсовыми цепями; – для кодовой автоблокировки; – для станций; – для станций, оборудованных системой ЭЦ-И; – для станций, оборудованных системой ЕBILOCK-950 (микропроцессорная электрическая централизация). Глава 5. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 5.1. Действие электрического тока на организм человека Производство энергии в одном месте и потребление ее в другом является одной из важнейших особенностей электроэнергии. По этой причине «электрификацией» широко охвачены все отрасли производства. В результате при эксплуатации и ремонте электрооборудования и сетей человек может оказаться в сфере действия электромагнитного поля или в непосредственном соприкосновении с находящимися под напряжением проводниками электрического тока. При прохождении тока через тело человека может нарушиться его жизнедеятельность. Опасность такого воздействия усугубляется тем, что ток не имеет внешних признаков и, как правило, человек без специальных приборов не может заблаговременно обнаружить грозящую ему опасность. Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него сложное воздействие, вызывая термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических сред, что приводит в них к функциональным расстройствам. Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении их физико-химического состава. Механическое действие тока приводит к разрыву мышечных тканей. Биологическое действие тока заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма. Любое из перечисленных воздействий тока может привести к электрической травме, т.е. к повреждению организма, вызванному воздействием электрического тока или электрической дуги. На практике условно различают местные электротравмы, когда возникает местное повреждение организма — электрический ожог, электрический знак, металлизация кожи частицами расплавившегося под 179 действием электрической дуги металла, механические повреждения, вызванные непроизвольными сокращениями мышц под действием тока, и общие электротравмы, чаще называемая электрическим ударом, когда из-за нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем поражается весь организм в целом. Часто оба вида травм сопутствуют друг другу, но возможна гибель организма от общей электротравмы, когда внешних местных повреждений не видно. Под электрическим ударом понимается процесс возбуждения живых тканей организма электрическим током, сопровождающийся судорожным сокращением мышц. Степень воздействия на организм этих явлений может иметь различный характер и зависит от многих факторов, таких, как сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, выпрямленный, переменный), пути прохождения и др. Установлено, что увеличение силы тока приводит к качественным изменениям воздействия его на организм человека (табл. 5.1). Таблица 5.1 Воздействие на организм человека переменного тока промышленной частоты и постоянного тока Сила тока, мА 1 менее 0,5 1—6 180 Характер воздействия при длительном протекании Переменный ток Постоянный ток частотой 50 Гц 2 3 Не ощущается Ощущения тока безболезненны. Управление мышцами не нарушается Не ощущается Начало ощущения в виде нагрева в месте контакта с проводником 6—24 Ощущения тока болезнен- Усиление нагрева в месте конны. Управление мышцами такта с проводником затруднено 24—50 Ощущения тока весьма болезненны, самостоятельное освобождение от контакта с частями, находящимися под напряжением, невозможно. Дыхание затруднено Еще большее усиление нагревания, незначительное сокращение мышц рук Окончание табл. 5.1 1 2 3 50—100 Паралич дыхания. Начало «трепетания желудочков сердца». Возможна фибрилляция сердца, приводящая к смерти Болевой порог ощущений нагревания. Сокращение мышц рук. Судороги. Затруднение дыхания 100—500 Фибрилляция сердца, самовосстановление сердечного ритма невозможно Паралич дыхания, возможна фибрилляция сердца 3000—5000 Дыхание парализуется мгновенно. Сильные ожоги в местах контакта. Возможна остановка сердца, но фибрилляция не наступает. Из приведенных в табл. 5.1 данных видно, что с увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (неотпускающий эффект для переменного и болевой эффект для постоянного тока) и, наконец, фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие указанные реакции организма человека, получили, соответственно, названия ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные токи, а их минимальные значения принято называть пороговыми. Ощутимые токи не представляют серьезной опасности для деятельности организма человека, и так как при такой силе тока возможно самостоятельное освобождение человека от контакта с токоведущими частями, допустимо его длительное протекание через тело человека. В тех случаях когда раздражающее действие тока становится настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта, возникает опасность длительного протекания тока через тело человека. Длительное воздействие неотпускающих токов может привести к затруднению и нарушению дыхания. Постоянный ток не вызывает неотпускающего эффекта, а приводит к сильным болевым ощущениям. При протекании тока в несколько сотых долей ампера возникает опасность возникновения фибрилляции сердца, т.е. беспорядочного, нескоординированного сокращения волокон сердечной 181 мышцы, при этом сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам, происходит остановка кровообращения. Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим и сила тока, вызывающего его, является смертельной. Экспериментальные и теоретические исследования показали, что пороговые значения указанных токов представляют собой случайные величины, при этом значения ощутимых и неотпускающих токов распределяются по нормальному закону, а значения фибрилляционных — по логарифмически-нормальному закону. Во многих случаях длительность воздействия является определяющим фактором, от которого зависит конечный исход поражения. С уменьшением длительности воздействия значения допустимых для человека токов существенно увеличиваются. При уменьшении времени воздействия от 1 до 0,01 с допустимый ток возрастет в 11 раз. Постоянный и переменный токи оказывают различное воздействие на организм человека главным образом при напряжениях до 500 В. При таких напряжениях степень поражения постоянным током меньше, чем переменным той же величины. Считают, что напряжение 120 В постоянного тока при одинаковых условиях эквивалентно по опасности напряжению 50 В переменного тока промышленной частоты. При напряжении 500 В и выше различий в воздействии постоянного и переменного токов практически не наблюдается. Исследования показали, что самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50 Гц). При увеличении частоты (более 50 Гц) значения неотпускающего тока возрастают. С уменьшением частоты (от 50 Гц до 0) значения неотпускающего тока также возрастают и при частоте, равной нулю (постоянный ток — болевой эффект), они становятся больше примерно в 3 раза. Как показывает статистика электротравматизма, в исходе электротравмы большое значение имеет путь тока, который идет, как правило, по пути «рука — рука» или «рука — ноги» (около 80 % электротравм). Однако он может протекать и по другим путям, например, «голова — ноги», «спина — руки», «нога — нога» и др. Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы 182 человека попадут под воздействие тока, а также силы тока, проходящего непосредственно через сердце. Допустимые значения токов, представленные в разд. 5.2, установлены для пути тока «рука-рука», «рука-ноги». 5.2. Электрическое сопротивление тела человека Сила тока, который определяет исход поражения, зависит от напряжения электроустановки и электрического сопротивления цепи тока, в которое входит и сопротивление тела человека. Основным фактором, определяющим сопротивление тела человека, является кожа, ее тонкий роговой наружный слой, в котором нет кровеносных сосудов и который обладает очень большим удельным сопротивлением (около 10 6 Ом·см). При контакте с электродом этот плохо проводящий ток наружный слой кожи и внутренняя ткань, находящаяся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С и сопротивлением его изоляции rн. Сопротивление изоляции rн и емкость С зависят от площади электродов (площадь контакта), с ростом которой сопротивление изоляции уменьшается а емкость увеличивается. Тогда на участке цепи тока между двумя электродами (место контакта) общее электрическое сопротивление тела человека можно представить схемой замещения (рис. 5.1) из сопротивлений двух наружных слоев кожи и внутреннего сопротивления rв остальной части тела. Опыты показали, что внутреннее сопротивление тела человека можно рассматривать как чисто активное. Между током, протекающим через тело человека, и напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения ток растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. Так, при напряжении на электродах 40—45 В в наружном слое кожи возникают большие напряженности электрического поля, при которых полностью или частично происходит пробой наружного слоя, что снижает полное сопротивление тела Рис. 5.1. Электрическая схема замещения сопротивления тела человека человека. С увеличением элект183 рического напряжения полное сопротивление тела человека уменьшается (рис. 5.2) и при напряжении 120—140 В падает до значения внутреннего сопротивления. Из схемы замещения видно, что с ростом частоты тока сопротивление человека из-за емкости С в цепи тока уменьшается и при больших частотах стремится к внутреннему сопротивлению. Опыты Рис. 5.2. Зависимость полного сопротивподтвердили эти выводы, что ления тела человека от напряжения свидетельствует о правомочности схемы замещения. Зная допустимые значения токов Iдоп для различной длительности воздействия и полное сопротивление тела человека Zч, можно определить допустимое напряжение Uдоп Uдоп = Iдоп Zч. В табл. 5.2 приведены установленные в зависимости от времени воздействия предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью. Таблица 5.2 Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при продолжительности воздействия тока t, с Род тока Переменный 50 Гц Постоянный ток 184 Нормируемая величина Продолжительность воздействия тока t, с 0,01— 0,08 0,1 0,2 0,5 1,0 Свыше 1,0 U, В 550 340 160 105 60 20 I, мА 650 400 190 125 50 6 U, В 650 500 400 250 200 40 I, мА 15 Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в табл. 5.2 соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам. При измерении токов и напряжений прикосновения сопротивление тела человека в электрической цепи при частоте 50 Гц должно моделироваться резистором сопротивления: при времени воздействия до 0,5 с — 0,85 кОм, более 0,5 с — 1 кОм. Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл. 5.3. Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки и установлены исходя из реакции ощущения. Таблица 5.3 Предельно допустимые токи и напряжения прикосновения при нормальном режиме работы электроустановки Род тока U, В I, мА Не более Переменный, 50 Гц 2,0 0,3 Постоянный 8,0 1,0 5.3. Опасность прикосновения к токоведущим частям в однофазных и трехфазных сетях Тяжесть электротравмы, оцениваемая величиной тока, проходящего через тело человека, зависит от целого ряда факторов — схемы включения человека в цепь, напряжения сети, схемы самой сети и режима работы ее нейтрали. Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными. При этом различают: прямое прикосновение — электрический контакт человека с токоведущими частями, находящимися под напряжением, и косвенное прикосновение — электрический контакт человека с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции. При прямом прикосновении наиболее характерными схемами включения являются: между двумя проводами (двухполюсное при185 косновение) и между проводом и землей (однополюсное прикосновение). Двухполюсное прикосновение, как правило, более опасно, поскольку сопротивление цепи тока состоит только из сопротивления тела человека, а ток через человека зависит от напряжения электроустановки и не зависит от режима работы нейтрали сети. Как показывает практика эксплуатации электроустановок, однофазное прикосновение происходит много чаще, чем двухполюсное. В этом случае последствия такого прикосновения существенно зависят от схемы самой сети и режима работы ее нейтрали. На рис. 5.3 приведена схема однополюсного прикосновения человека к проводу изолированной от земли однофазной сети. Через r1 и r2 обозначены сопротивления изоляции проводов сети относительно земли. При своевременном и качественном обслуживании электрооборудования сопротивление изоляции токоведущих частей обычно поддерживается на одинаковом уровне, т.е. r1 = Рис. 5.3. Схема прямого прикосновения = r2 = rиз, а сила тока, протечеловека в изолированной от земли од- кающего через тело человека, нофазной сети Iч = U/(rиз+2Rч). Из этого равенства можно сделать вывод, что сила тока, протекающего через человека, следовательно, и электрическая безопасность во многом определяются сопротивлением изоляции сети. На рис. 5.4 представлена схема однофазной сети, в которых один из полюсов источника питания соединен с Рис. 5.4. Схема прямого прикоснове- землей через малое сопротивния человека в однофазной сети, один ление ro. В этом случае имеем из полюсов которой соединен с землей заземленную однофазную сеть. через малое сопротивление Из сравнения схем прикосно186 вения человека в изолированной и заземленной однофазных сетях видно их подобие. Если учесть, что rо << r1 и rо << r2, то Iч = = U/Iч. Отсюда следует, что единственным фактором при данном напряжении, ограничивающем силу тока, протекающего через тело человека в заземленных однофазРис. 5.5. Схема прикосновения челоных сетях, является сопротивле- века к одной из фаз трехфазной сети ние тела человека. Опасность с изолированной нейтралью эксплуатации таких электроустановок очевидна. Трехфазные сети бывают только переменного напряжения и могут быть выполнены по схеме с изолированной или заземленной нейтралью. На рис. 5.5 показана схема прикосновения человека к одной из фаз трехфазной сети с изолированной нейтралью. На ней через r1—r3 обозначены сопротивления изоляции, а через С1—С3 — емкости фаз сети относительно земли. Предположим, что параметры сети — сопротивления изоляции r1—r3 равны между собой и равны rиз и С1 = С2 = С3 = С. Оценку их влияния на опасность прикосновения будем вести отдельно. При С = 0 сила тока, протекающего через тело человека: Iч = 3U/(3Rч + rиз). (5.1) При U = 220 В, Rч = 1 кОм и rиз = 7 кОм, сила тока Iч = 66 мА, что опасно, а при rиз = 500 кОм, Iч = 1,3 мА, что вызывает у человека только ощущение тока. Из выражения (5.1) и примеров расчета очевидна защитная роль сопротивления изоляции сети. Поддерживая сопротивление изоляции на достаточно высоком уровне, можно в сети с изолированной нейтралью с малой емкостью приблизить однофазное прикосновение к безопасным условиям. Теперь рассмотрим сеть, обладающую большой емкостью, т.е. когда емкостное сопротивление (1/2fC) существенно меньше сопротивления изоляции rиз. Тогда сила тока, протекающего через тело человека при однополюсном прикосновении, равна Iч = 6UfC/ 1 3 62 f 2C 2R2ч. 187 При U = 220 В, Rч = 1 кОм, f = = 50 Гц и С = 0,5 мкФ сила тока Iч = 93 мА, т.е. достигает значения фибрилляционного тока. Емкость кабельной сети зависит от марки кабеля, условий его прокладки (в земле, кабельных каналах, лотках и т.д.) и длины кабеля. На рис. 5.6 показана схема трехРис. 5.6. Схема трехфазной сети фазной сети с глухозаземленной нейс глухозаземленной нейтралью тралью. Пусть к фазе L прикоснулся человек. Тогда сила тока, протекающего через тело человека, составит Iч = U/Rч. В этом случае, как и при прикосновении в однофазной сети, опасность поражения будет всецело определяться напряжением сети и электрическим сопротивлением тела человека. В реальных условиях возможно включение последовательно с сопротивлением тела человека сопротивления его обуви rоб, пола помещения rп. Ориентировочно сопротивление обуви можно принять равным 1,5—8000 кОм (последнее для рантовых ботинок с микропористой подошвой). Сопротивление пола (кОм) принимается следующим: – деревянный, сухой — 10 000; – деревянный пол, смоченный водой — 20—25; – бетонный пол, сухой — 75; – бетонный пол, сырой — 1,5. Из этих данных видно, что обувь и пол могут существенно повлиять на силу тока, протекающего через тело человека. Однако рассчитывать на защитные свойства обуви и пола нельзя, так как в рабочих помещениях всегда имеется большое количество аппаратуры, металлических конструкций, связанных электрически с землей, и к которым возможно прикосновение человека. В этом случае ток не проходит через обувь человека или пол помещения и, как было рассмотрено выше, единственным элементом, ограничивающим силу тока, проходящего через тело человека, будет его электрическое сопротивление. 188 Из рассмотренного ясно, что применение той или иной схемы энергоснабжения (однофазной или трехфазной, изолированной или глухозаземленной) существенно изменяет условия электрической безопасности при однополюсном прикосновении человека к токоведущим частям. При двухполюсном прикосновении схема электроснабжения не влияет на электробезопасность человека. В этом случае при прикосновении человека к токоведущим частям в установках напряжением 110, 220 или 380 В электрическое сопротивление тела человека практически падает до внутреннего и вполне вероятно протекание через него фибрилляционного тока. Увеличение частоты электроустановки в этом случае может сыграть решающую роль в снижении вероятности поражения током, так как пороговое значение фибрилляционного тока с увеличением частоты возрастает. Аналогичное положение и при однополюсном прикосновении человека к токоведущим частям установки с глухозаземленной нейтралью. Здесь человек оказывается под фазным напряжением и увеличение частоты электроустановки также может повысить безопасность обслуживающего персонала. Иначе обстоит дело в сети с изолированной нейтралью. Сила тока, протекающего через тело человека, зависит от сопротивления изоляции и емкости сети, причем с повышением частоты электроустановки емкостная проводимость (2fС)возрастает. Следовательно, возрастает и сила тока, протекающего через тело человека: Iч = 6UfC/ 1 3 62 f 2C 2R2ч. Таким образом, в установках с изолированной нейтралью повышение частоты повышает опасность поражения человека электрическим током. 5.4. Опасность напряжений прикосновения и шага при замыкании токоведущих частей электроустановки на землю Замыкание токоведущих частей электроустановки на землю сопровождается протеканием через нее тока или, как принято говорить, происходит растекание тока в земле. Такое растекание происходит через проводник, находящийся в непосредственном кон- 189 такте с землей, который может быть случайным (обрыв провода воздушной линии) или преднамеренным. В этом случае проводник, находящийся в контакте с землей, называется заземлителем. При этом между корпусами оборудования и землей, а также между отдельными точками грунта, где происходит растекание тока, возникают напряжения, что представляет опасность для человека. Для оценки опасности возникающего напряжения необходимо определить закон распределения потенциалов на поверхности грунта при растекании в нем тока. Рассмотрим схему растекания тока в земле считая, что ток стекает в землю через полусферический заземлитель радиусом a, погруженный в однородный грунт с удельным сопротивлением (рис. 5.7). В этом случае ток замыкания будет стекать с поверхности заземлителя по направлению радиусов от заземлителя, как от центра сферы. С увеличением расстояния от заземлителя плотность тока уменьшается из-за возрастания сечения земли, через которое протекает ток, и соответственРис. 5.7. Схема растекания тока в земле но уменьшается разность почерез полусферический заземлитель тенциалов двух соседних точек поверхности земли в рассматриваемом направлении. Потенциал произвольной точки A, находящейся на расстоянии x от центра заземлителя, относительно бесконечно удаленных точек земли x = Iз/2x, (5.2) т.е. распределение потенциалов по поверхности земли при растекании тока с полусферического заземлителя подчиняется гиперболическому закону при максимальном значении потенциала, равного потенциалу заземлителя: з = Iз/2а. На расстоянии 1 м от заземлителя падение напряжения составляет 68 %, на расстоянии 10 м — 92 % потенциала заземлителя. 190 На расстоянии более 20 м от заземлителя падение напряжения практически равно потенциалу заземлителя, а потенциалы точек поверхности земли — нулю. Пространство вокруг заземлителя, за пределами которого электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть принят равным нулю, называется полем или зоной растекания тока. Аналогичное распределение потенциалов происходит при растекании тока с заземлителей другой формы, таких, как труба, пластины, место соприкосновения оборванного провода с землей и т.п. Неравномерный характер распределения электрического потенциала в зоне растекания тока в земле приводит к возникновению напряжения прикосновения и шага. Напряжение прикосновения — напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека. В этом случае напряжение прикосновения Uпр не есть разность потенциалов (з – x), так как одновременно в электрическую цепь дополнительно включаются сопротивление обуви человека и сопротивление растеканию тока с ног человека. В расчетах падение напряжения на дополнительных сопротивлениях учитывается специальным коэффициентом a1<1, тогда Uпр = (з – x)a1. Только при некоторых неблагоприятных условиях, когда отсутствуют дополнительные сопротивления или они очень малы, разность потенциалов (з – x) будет равна напряжению прикосновения. Это, например, возможно при одновременном прикосновении к корпусу электроустановки и металлическим конструкциям, имеющих хорошую электрическую связь с землей. В зоне растекания тока человек может быть поражен током, даже если он не прикасается к заземленным или токоведущим частям электроустановки. Это возможно, если ноги человека находятся на точках поверхности земли с различными потенциалами. Напряжение между двумя точками на поверхности земли на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека, называется напряжением шага. Разность потенциалов двух точек поверхности земли, которые расположены от заземлителя на расстояниях x и (x + lш),можно определить по формуле x – (x+l ) = Iзlш/2x(x + lш) = з1, ш 191 где 1 — коэффициент напряжения шага, учитывающий форму распределения потенциала на поверхности земли. Дополнительное сопротивление растеканию тока с ног человека при расчете напряжения шага обычно учитывается коэффициентом 2. В общем случае напряжение шага равно i = з12. При заданной длине шага напряжение шага зависит от расстояния x от места замыкания. По мере удаления от места замыкания опасность напряжений шага уменьшается. Напряжение шага опасно тем, что оно вызывает судороги мышц ног человека, и он может упасть на землю, при этом за счет увеличения расстояния между точками земли, которых при падении он будет касаться руками и ногами, увеличится разность потенциалов, и ток будет протекать по более опасному пути «руки-ноги». 5.5. Система обеспечения электрической безопасности на железнодорожном транспорте Электрическая безопасность представляет собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Система обеспечения электрической безопасности предусматривает: – назначение ответственных за электрохозяйство и их заместителей на каждом предприятии; – обучение и проверку знаний по электрической безопасности всех работников; – обеспечение безопасной организации работ в электроустановках; – применение технических мер и средств защиты от поражения электрическим током. Для непосредственного выполнения обязанностей по организации безопасной эксплуатации электроустановок работодатель соответствующим документом назначает ответственного за электрохозяйство и его заместителя. Ответственный за электрохозяйство и его заместитель назначается из числа руководителей и специалистов после проверки знаний и присвоения им IV группы по 192 электробезопасности при эксплуатации электроустановок до 1000 В и V группы — до и выше 1000 В. Учитывая повышенную опасность электроэнергии для человека, к эксплуатации электроустановок допускается только квалифицированный обслуживающий персонал. Степень квалификации персонала определяется объемом знаний об опасности электрического тока и умением оказать первую помощь при несчастных случаях. Установлены 5 групп по электробезопасности — I группа (самая низшая), V группа (высшая для работы в электроустановках до и выше 1000 В). Все работники разделены на три категории: неэлектротехнический, электротехнологический и электротехнический персонал. Требования к персоналу, эксплуатирующему электроустановки, представлены в табл. 5.4. К неэлектротехническому персоналу относится персонал, у которого при выполнении должностных обязанностей может возникнуть опасность поражения электрическим током. В современных условиях практически все работающие, которые не отнесены к категориям электротехнологического и электротехнического персонала, являются неэлектротехническим персоналом и ему присваивается I группа по электробезопасности. Присвоение I группы производится путем проведения особого инструктажа, который, как правило, должен завершаться проверкой знаний в форме устного опроса и (при необходимости) проверкой приобретенных навыков безопасных способов работы или оказания первой помощи при поражении электрическим током. Присвоение I группы проводит работник из электротехнического персонала с группой по электробезопасности не ниже III. Информация о присвоении I группы заносится в «Журнал учета присвоения группы I по электробезопасности неэлектротехническому персоналу». Удостоверения не выдаются. Обслуживание электротехнологических установок (электросварка, электролиз, электротермия и т.п.), а также сложного энергонасыщенного производственно-технологического оборудования, при работе которого требуется постоянное техническое обслуживание и регулировка электроаппаратуры, электроприводов, ручных электрических машин, переносных и передвижных электроприемников, переносного электроинструмента, должен осуществлять электротех193 194 Таблица 5.4 Требования к персоналу, эксплуатирующему электроустановки Персонал Неэлектротехнический Электротехнологический Группа по электробезопасности I II и выше 2 Элементарное представление об опасности электрического тока 3 Отчетливое представление об опасности электрического тока 1 Объем знаний об опасности электрического тока (по электротехнике) Электротехнический: а) административно-технический персонал; б) оперативный; в) оперативно-ремонтный; г) ремонтный II III IV V 4 5 6 7 Отчетливое Элементарные Знание электротехники представпознания в обв объеме специализиление об ласти электротех- рованного профессиоопасности ники нального технического электричеучилища ского тока Объем знаний по Знакомство Практические Практические Умение оказывать Умение оказывать оказанию первой с правилами навыки оказания навыки ока- первую помощь и обучать помощи оказания первой первой помощи зания первой помощи помощи Аттестация Инструктаж Экзамен перед утвержденной комиссией из 5 человек (комиссия правомочна работником из работать в составе 3 человек). электротехничес- Состав комиссии: Председатель комиссии у потребителей с электроустановкого персонала не ками до и выше 1000 В должен иметь V группу, а напряжением только до ниже III группы 1000 В — IV группу по электробезопасности. Все члены комиссии должны иметь группу по электробезопасности Окончание табл. 5.4 1 Сроки очередных аттестаций 2 1 раз в год 195 3 4 5 6 7 1 раз в год, специалисты по охране труда, допущенные к инспектированию (IV группа) — 1 раз в 3 года Оформление Запись в «Журнал Запись в «Журнал учета проверки знаний норм и правил работы в электроусучета присвоения тановках». группы I по элект- Выдается удостоверение установленной формы робезопасности…» Удостоверение не выдается Обучение и Инструктаж и Впервые, после обучения перСтаж работы со Стаж Стаж повышение ква- при необходимос- сонала со средним образовани- средним образо- работы со работы со лификации ти устный опрос ем по программе не менее 72 ванием не менее средним средним безопасных мето- часов. Стаж работы персонала 2 мес. в предыду- образова- образованидов работы и ока- со средним и высшим электро- щей группе; нием не ем не менее зания первой по- техническим образованием не 1 мес. — с высменее 3 12 мес. в мощи нормируется шим электротех- мес. в пре- предыдущей ническим образо- дыдущей группе; ванием группе; 3 мес. — с 2 мес. — с высшим высшим электротехэлекроническим техниобразоваческим нием образованием нологический персонал. Электротехнологическому персоналу присваивается II группа по электробезопасности и выше. Эксплуатацию электроустановок и проводимые в них работы осуществляет подготовленный электротехнический персонал, который подразделяется на административно-технический, оперативный, оперативно-ремонтный и ремонтный. Руководители и специалисты, на которых возложены обязанности по организации технического и оперативного обслуживания, проведение ремонтных, монтажных и наладочных работ в электроустановках относятся к административно-техническому персоналу. Оперативный персонал осуществляет оперативное управление и обслуживание электроустановок (осмотр, оперативные переключения, подготовку рабочих мест, допуск и надзор за работающими, выполнение работ в порядке текущей эксплуатации). К оперативно-ремонтному персоналу относится ремонтный персонал, специально обученный и подготовленный для оперативного обслуживания в утвержденном объеме закрепленных за ним электроустановок. С целью подготовки к безопасной работе в электроустановках с оперативным и оперативно-ремонтным персоналом проводятся: – все виды инструктажей по охране труда и пожарной безопасности (вводный, первичный инструктаж на рабочем месте, повторный и внеплановый); – подготовка по новой должности или профессии с обучением (стажировка); – проверка знаний и присвоение соответствующей группы по электробезопасности; – дублирование и допуск к самостоятельной работе (оформляется работодателем, соответствующим документом); – контрольные противоаварийные и противопожарные тренировки; – профессиональное дополнительное образование для непрерывного повышения квалификации. Ремонтный персонал обеспечивает техническое обслуживание и ремонт, монтаж, наладку и испытание электрооборудования. С целью подготовки к безопасной работе в электроустановках с ремонтным персоналом проводится такая же работа, как с оперативным 196 (оперативно-ремонтным) персоналом, за исключением дублирования и контрольных противоаварийных (противопожарных) тренировок. Все работы в электроустановках выполняются либо по наряду-допуску, либо по распоряжению, либо по перечню работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации. Ответственными за безопасное ведение работ являются: – выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации; – ответственный руководитель работ; – допускающий; – производитель работ; – наблюдающий; – член бригады. Выдающий наряд, отдающий распоряжение, определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде (распоряжении) мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных за безопасность, а также за соответствие выполняемой работе групп перечисленных в наряде работников. Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из числа административно-технического персонала организации, имеющим группу V в электроустановках напряжением выше 1000 В и группу IV в электроустановках напряжением до 1000 В. Небольшие по объему виды работ, выполняемые в течение рабочей смены и разрешенные к производству в порядке текущей эксплуатации, должны содержаться в заранее разработанном и подписанном техническим руководителем или ответственным за электрохозяйство, утвержденном руководителем организации перечне работ. При этом должны быть соблюдены следующие требования: – работа в порядке текущей эксплуатации (перечень работ) распространяется только на электроустановки напряжением до 1000 В; – работа выполняется силами оперативного или оперативноремонтного персонала на закрепленном за этим персоналом оборудовании, участке; 197 – подготовка рабочего места осуществляется теми же работниками, которые в дальнейшем выполняют необходимую работу. Работа в порядке текущей эксплуатации, включенная в перечень, является постоянно разрешенной, на которую не требуется каких-либо дополнительных указаний, распоряжений, целевого инструктажа. К работам, выполняемым в порядке текущей эксплуатации в электроустановках напряжением до 1000 В, могут быть отнесены: – работы в электроустановках с односторонним питанием; – отсоединение, присоединение кабеля, проводов электродвигателя, другого оборудования; – ремонт магнитных пускателей, рубильников, контакторов, пусковых кнопок, другой аналогичной пусковой и коммутационной аппаратуры при условии установки ее вне щитов и сборок; – ремонт отдельных электроприемников (электродвигателей, электрокалориферов и т.д.); – ремонт отдельно расположенных магнитных станций и блоков управления, уход за щеточным аппаратом электрических машин; – снятие и установка электросчетчиков, других приборов и средств измерений; – замена предохранителей, ремонт осветительной электропроводки и арматуры, замена ламп и чистка светильников, расположенных на высоте не более 2,5 м; – другие работы, выполняемые на территории организации, в служебных и жилых помещениях, складах, мастерских и т.д. Приведенный перечень работ не является исчерпывающим и может быть дополнен по решению руководителя организации. В перечне должно быть указано, какие работы могут выполняться единолично. 5.6. Технические меры и средства защиты от поражения электрическим током Только одни организационные и технические мероприятия по предупреждению поражения электрическим током не могут в полной мере обеспечить необходимую электрическую безопасность персонала при эксплуатации электроустановок. В соответствии с Правилами устройств электроустановок (ПУЭ) и Правилами технической эксплуатации электроустановок потреби198 телей (ПТЭЭП) для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения: основная изоляция токоведущих частей, ограждения и оболочки, установка барьеров, размещение токоведущих частей вне зоны досягаемости, сверхнизкое (малое) напряжение, не превышающее 50 В переменного тока и 120 В постоянного тока. В качестве дополнительной меры защиты от прямого прикосновения в электроустановках до 1000 В следует применять устройства защитного отключения (УЗО). Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции (косвенное прикосновение) должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры: защитное заземление, автоматическое отключение питания, выравнивание потенциалов, уравнивание потенциалов, двойная или усиленная изоляция, защитное электрическое разделение сетей. Условия применения указанных мер защиты регламентированы ГОСТ Р 50571.3-94 «Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током». Физический смысл изоляции как защитной меры заключается в ограничении силы тока, протекающего через тело человека при различных обстоятельствах, возникающих в процессе эксплуатации электроустановок. Состояние изоляции зависит от материала изоляции, конструкций электроустановки, а также от условий производственной среды: температуры, влажности, наличия в воздушной среде пыли, едких паров. Качество изоляции характеризуется ее электрическим сопротивлением. Заземлением называют преднамеренное соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. Оно состоит из заземлителя (проводящие металлические конструкции, находящиеся в электрическом контакте с землей) и заземляющего проводника, соединяющего заземлитель с проводящими частями электроустановки. По назначению различают два вида заземлений: рабочее и защитное. Рабочим (функциональным) заземлением называется заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки (например, нейтраль трансформатора), выполненное для обеспечения ее работы. 199 Защитным заземлением называется заземление открытых проводящих частей (металлических частей электроустановки) с целью обеспечения электробезопасности. Основной принцип работы защитного заземления состоит в следующем. При замыкании токоведущего Рис. 5.8. Принцип действия защитного провода (фазы сети) на корпус заземления заземленной электроустановки происходит стекание тока Iзу на землю (рис. 5.8). Пусть этого же корпуса касается человек. Предполагая, что Rзу < Rч и учитывая их параллельное электрическое соединение Rзу // Rч, можно записать: Iзу = Iз, и тогда IчRч = IзRзу, где Iз — ток замыкания; Rзу — сопротивление растеканию току заземляющего устройства. Это выражение можно записать в виде I ч Iз Rч / Rзу , т.е. защитное заземление уменьшает силу тока через тело человека в сотни раз. (При отсутствии заземляющего устройства Iч = Iз.) Так как электрическое сопротивление человека принимается равным 1000 Ом, то необходимые условия электрической безопасности Iч Iч.доп при установленном значении тока замыкания могут быть достигнуты только при определенном значении Rзу. Сила тока замыкания в общем случае определяется напряжением и схемой электрической сети, к которой подключена электроустановка. В соответствии с ПУЭ сети могут быть сетями напряжением: – выше 1 кВ с глухозаземленной или эффективно-заземленной нейтралью; – выше 1 кВ с изолированной нейтралью; 200 – до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью; – до 1 кВ с изолированной нейтралью. В сетях с изолированной нейтралью, где ток замыкания на землю не зависит от сопротивления заземляющего устройства, защитное заземление наиболее эффективно и является основной технической мерой защиты. Расчет заземлителей электроустановок напряжением до 1 кВ, а также свыше 1 до 35 кВ включительно выполняют обычно методом коэффициентов использования по допустимому сопротивлению заземлителя растеканию тока. При этом допускают, что заземлитель находится в однородной земле. Для электроустановок в сети с эффективно заземленной нейтралью напряжением 110 кВ и выше заземлитель рассчитывают способом наведенных потенциалов как по допустимому сопротивлению, так и по допустимому напряжению прикосновения. При этом учитывают многослойное строение земли, представляя ее в расчете в виде двухслойной модели. Цель расчета защитного заземления — определение числа электродов заземлителя и заземляющих проводников, их размеров и схемы размещения в земле, при которых сопротивление заземляющего устройства не превышает допустимых значений. Для расчета используют следующие данные: – характеристика электроустановки (рабочее напряжение, мощность, вид оборудования, режим нейтрали питающей сети); – план электроустановки с указанием размеров и размещения оборудования; – данные об естественных заземлителях, в частности измеренное сопротивление конструкций растеканию тока, которые допускаются ПУЭ для использования в качестве заземлителей: проложенные под землей трубы и другие металлические трубопроводы (исключая трубопроводы горючих и взрывчатых жидкостей и газов), металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций зданий и сооружений, свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, рельсовые пути неэлектрифицированного транспорта. Если сопротивление естественного заземлителя нельзя измерить, то нужно иметь сведения о его конфигурации, размерах, материале, глубине заложения в землю и другие данные, необходимые для определения его сопротивления расчетным методом; 201 – электрическое удельное сопротивление земли на участке размещения заземлителя и признаки климатической зоны, в пределах которой сооружается заземлитель.Расчетное удельное сопротивление определяют по формуле = и, где — коэффициент сезонности, значение которого зависит от климатической зоны, в которой сооружают заземлитель; и — среднее удельное сопротивление земли, Ом·м; значения для однородной земли указаны в табл. 5.5, а ориентировочные значения удельных электрических сопротивлений различных видов земель и воды — в табл. 5.6; – для электроустановок напряжением свыше 1 кВ — расчетный ток Iз замыкания на землю. Таблица 5.5 Коэффициенты сезонности для однородной земли Влажность земли * во время Влажность земли * во время Клима- измерения ее сопротивления Клима- измерения ее сопротивления тическая тическая зона повышен- нормаль- малая зона повышен- нормаль- малая ная ная ная ная Вертикальный электрод длиной 3 м Горизонтальный электрод длиной 10 м I 1,9 1,7 1,5 I 9,3 5,5 4,1 II 1,7 1,5 1,3 II 5,9 3,5 2,6 III 1,5 1,3 1,2 III 4,2 2,5 2,0 IV 1,3 1,1 1,0 IV 2,5 1,5 1.1 Вертикальный электрод длиной 5 м Горизонтальный электрод длиной 50 м I 1,5 1,4 1,3 I 7,2 4,5 3,6 II 1,4 1,3 1,2 II 4,8 3,0 2,4 III 1,3 1,2 1,1 III 3,2 2,0 1,6 IV 1,2 1,1 1,0 IV 2,2 1,4 1,12 * Считается, что земля имеет повышенную влажность, если измерению ее сопротивления предшествовало выпадение большого количества (свыше нормы) осадков (дождей); нормальную влажность — если предшествовало выпадение близкого к норме количества осадков; малую влажность — если количество осадков было ниже нормы. Примечание. Расстояние от поверхности земли до верхнего конца вертикальных электродов и до горизонтального электрода равно 0,7—0,8 м. 202 Таблица 5.6 Ориентировочные значения удельных электрических сопротивлений различных видов земли и воды Вид земли и воды Кокс, коксовая мелочь Гранит , Ом·м Вид земли и воды , Ом·м 20—60 Торф 10—30 1000—1200 Чернозем 10—50 Садовая земля 20—60 Каменный уголь Известняк пористый 150—200 Глины пластинчатые 3—80 Сланцы графитовые 10-100 Глины полутвердые 40—80 Аргилиты 10—60 Мел 20—100 Алевриты 100—300 Суглинок пластинчатый 5—40 Пахотная земля 20—180 Почва 10—300 Супесь водонасыщенная 20—60 Супесь влажная 100—200 Супесь слабовлажная 200—400 Лесс 200—300 Мергели глинистые 10—100 Мергели 100—250 Мергели известковистые 250—400 Известняк плотный 1000—2000 Скальные породы 1000—3000 Гравий, щебень 100—150 4000—7000 Песок при глубине залегания вод менее 5 м 300—700 Песок при глубине залегания вод 6—10 м 500—1500 Вода морская 0,2—1 речная 10—100 прудовая 40—50 грунтовая 20—70 в ручьях 10—60 Числовые значения допустимых сопротивлений заземляющего устройства Rдоп установлены ПУЭ в зависимости от режима нейтрали, уровня напряжения электроустановки и удельного сопротивления грунта. При использовании естественного заземлителя наибольшее допустимое сопротивление сооружаемого искусственного заземлителя Rи.доп рассчитывают по формуле Rи.доп RеRдоп /(RгRдоп ), где Rе — сопротивление растеканию тока используемого естественного заземлителя. 203 Для заземления стационарных электроустановок наибольшее распространение получили групповые искусственные заземлители, размещенные в земле на определенной глубине. Они представляют собой систему вертикальных электродов, параллельно соединенных между собой горизонтальным проводником связи. Вертикальные электроды располагают в ряд или по контуру. Соседние вертикальные электроды рекомендуется располагать (если позволяют размеры отведенной под заземлитель площадки) на расстоянии а не менее 2,5 м. Для заземлителей, расположенных в ряд, отношение а к длине l вертикального электрода предпочтительно выбирать равным 2—3, а при расположении электродов по контуру — равным 3. Сопротивление одиночного вертикального электрода можно определить с помощью соответствующих расчетных зависимостей, приведенных в табл. 5.7. Например, при использовании стальных стержней длиной l, круглого сечения диаметром d, находящихся у поверхности земли, сопротивление рассчитывают по формуле Rв ln 4l / d. 2l Ориентировочное число п вертикальных электродов можно определить с некоторым избытком следующим образом. Таблица 5.7 Формулы для расчета сопротивления одиночных заземлителей, размещенных в однородном грунте Тип заземлителя 1 Стержневой круглого сечения (трубчатый) или уголковый у поверхности земли То же в земле 204 Схема Формула Условия применения 2 3 4 4l R 2l ln d l >> d для уголков с шириной полки b d = 0,95b l >> d;t0 >> 0,5 2l 1 4t l R 2l ln d 2 ln 4t l для уголка с шириной полl ки b t t 0 2 d = 0,95b Окончание табл. 5.7 1 Протяженный на поверхности земли (стержень, труба, полоса, кабель и т.п.) 2 3 2l R l ln d То же в земле R Кольцевой на поверхности земли l 2 ln 2l dt 8D R ln 2 D d То же в земле R Круглая пластина на поверхности земли 4D 2 ln 22D dt R 2D 4 l >> d Для полосы шириной b d = 0,5b l >> d; L>> 4t для полосы шириной b d = 0,5b D >> d для полосы шириной b d = 0,5b D >> d ; D >> 2t для полосы шириной b d = 0,5b — Предварительно находят произведение коэффициента использования вертикальных электродов на их число n по формуле вn = = Rв / Rи.доп, а затем по табл. 5.8 определяют число вертикальных электродов п. Не указанные в таблице значения п находят методом интерполяции. Полученные значения округляют в меньшую сторону до целых чисел. С учетом схемы размещения заземлителя в грунте находим длину L (м) горизонтального проводника связи по формулам: – при расположении электродов в ряд L = 1,05(n – 1)a; – при расположении электродов по контуру L = 1,05an. 205 Сопротивление горизонтального проводника связи в виде стальной полосы шириной b, соединяющего верхние концы вертикальных электродов, можно определить по формуле Rг 2L2 2l ln bt0 . Значения в представленных формулах берут с учетом соответствующих коэффициентов сезонности (см. табл. 5.5 и 5.6). Результирующее сопротивление группового заземлителя находят по формуле Rи RвRг Rвг Rгв , где г, в — коэффициенты использования горизонтального и вертикального электродов, значения которых представлены в табл. 5.8 и 5.9. Полученное значение Rи не должно превышать Rи.доп. В то же время Rи не должно быть существенно меньше допустимого значения, чтобы избежать неоправданно больших затрат. Таблица 5.8 Коэффициенты использования в вертикальных электродов без учета влияния полосы связи и их числа n При размещении в ряд a/l 1 1 2 206 При размещении по контуру вn n в вn n в 2 3 4 5 6 7 1,7 2 0,85 2,76 4 0,69 2,34 3 0,78 3,66 6 0,61 2,92 4 0,73 5,50 10 0,55 3,5 5 0,7 9,40 20 0,47 3,9 6 0,65 16,40 40 0,41 5,9 10 0,59 23,40 60 0,39 8,1 15 0,54 36,00 100 0,36 9,6 20 0,48 — — — 1,82 2 0,91 3,12 4 0,78 2,61 3 0,87 4,38 6 0,73 3,32 4 0,83 6,80 10 0,68 Окончание табл. 5.8 1 2 3 2 3 4 5 6 7 4,05 5 0,81 12,60 20 0,63 4,62 6 0,77 23,20 40 0,58 7,40 10 0,74 33,0 60 0,55 10,50 15 0,70 52,0 100 0,52 13,40 20 0,67 — — — 1,88 2 0,94 3,4 4 0,85 2,73 3 0,91 4,8 6 0,80 3,56 4 0,89 7,6 10 0,76 4,35 5 0,87 14,2 20 0,71 5,10 6 0,85 26,4 40 0,66 8,10 10 0,81 38,4 60 0,64 11,70 15 0,78 62,0 100 0,62 15,20 20 0,76 — — — Таблица 5.9 Коэффициенты использования горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальные электроды Число вертикальных электродов a/l 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 70 100 1 0,85 0,77 0,72 0,67 0,62 0,42 0,31 — 0,21 — — — 2 0,94 0,89 0,84 0,79 0,75 0,56 0,46 3 0,96 0,92 0,88 0,85 0,82 0,68 0,58 — 0,36 — — — — 0,49 — — — 1 — 0,45 0,40 0,36 0,34 0,27 0,24 0,22 0,21 0,20 0,20 0,19 2 — 0,56 0,48 0,43 0,40 0,32 0,30 0,29 0,0,28 0,27 0,26 0,23 3 — 0,70 0,64 0,60 0,56 0,45 0,41 0,39 0,37 0,36 0,35 0,33 При расположении электродов в ряд При расположении электродов по контуру На каждое находящееся в эксплуатации заземляющее устройства заводится паспорт, содержащий схему устройства, основные технические данные о результатах проверки его состояния. Сопротивление заземляющего устройства измеряется после монтажа и переустройства и капитального ремонта в периоды наибольшего 207 высыхания грунта, но не реже 1 раза в 6 лет. Если в результате измерений окажется, что сопротивление заземляющего устройства выросло, его следует привести в соответствие с нормой. Уменьшение сопротивления заземляющего устройства может быть достигнуто путем солевой обработки грунта, добавления в грунт около заземлителей Рис. 5.9. Схема работы защитного зазем- хорошо сохраняющих влагу ления в сети с глухозаземленной веществ, забивку дополнинейтралью тельных электродов и др. В сетях с глухозаземленной нейтралью защитное заземление приводит к снижению тока через тело человека, но необходимых условий электробезопасности одно защитное заземление обеспечить не может. Так, например, в сети с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В при замыкании фазы на заземленный корпус (рис. 5.9) напряжение на корпусе составит Uк = IзRзу = UфRзу/(Rзу+Rо), где Uф — фазовое напряжение сети; Rо —защитное заземление нейтрали трансформатора, которое по требованиям ПУЭ не может превышать, как правило, нескольких Ом. При Uф = 220 В, Rо = Rзу напряжение на корпусе составит Uк = = 110 В, что недопустимо по условиям электробезопасности. В таких случаях правилами (ПУЭ) предусматривается применение автоматического отключения источника питания в качестве основной меры защиты. Для этого открытые проводящие части (корпуса) электропотребителей присоединяют дополнительным защитным проводником, обозначаемым на схемах буквами «PE», к глухозаземленной нейтрали источника питания (защитное зануление), а для автоматического отключения должны быть применены защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или на дифференциальный ток. При этом время автоматического отключения не должно превышать значений, указанных в табл. 5.10. 208 Таблица 5.10 Наибольшие допустимые времена защитного автоматического отключения в сети с глухозаземленной нейтралью. Номинальное фазное напряжение Uф, В Время отключения, с 127 220 380 Более 380 0,8 0,4 0,2 0,1 Принципиальная схема защитного зануления приведена на рис. 5.10. Из схемы видно, что любое замыкание токоведущей части на корпус превращается в короткое замыкание, при котором должна сработать максимальная токовая защита, отключающая поврежденную электроустановку от питающей сети: Iз = Iкз = Uф /Rпр, где Rпр— сопротивление петли «фаза—нуль», т.е. фазного и нулевого защитного проводников сети (Rф+RPE). Сопротивление фазного и нулевого защитного проводников зависят от материала, длины и их сечения, т.е. определяется конструкцией питающей сети, и не зависит от подключаемой нагрузки. В качестве аппаратов защиты электрических сетей напряжением до 1000 В используются автоматические выключатели или плавкие предохранители. Требуемое время отключения поврежденной электроустановки обеспечивается, если ток короткого замыкания превышает номинальный ток установленного аппарата защиты, зависящий, в свою очередь, от типа коммутационного аппарата, в К раз. Так, например, при защите плавкими предохранителями этот коэффициент должен быть не менее 3. Для проверки соответствия тока плавления предохранителей или уставок Рис. 5.10. Принципиальная схема защитрасцепителей автоматичесного зануления 209 Рис. 5.11. Схема системы TN-C (проводники N и PE совмещены в одном проводнике PEN на всем протяжении сети) Рис. 5.12. Схема системы TN-S (нулевой рабочий N и нулевой защитный PE проводники разделены на всем протяжении сети) Рис. 5.13. Система TN-C-S (нулевой рабочий N и нулевой защитный PE проводники совмещены в одном проводнике только в какой-то части сети, начиная от источника питания) ких выключателей току короткого замыкания электропотребителей периодически измеряют сопротивление петли «фаза—ноль» с помощью специально предназначенных для этих целей приборов. Измерения проводят при профилактических работах, а также при капитальном и текущем ремонтах, но не реже 1 раза в 6 лет. В сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В нулевой рабочий N и нулевой защитный PE проводники могут быть: – совмещены в одном проводнике PEN на всем протяжении сети (система TN-C) (рис. 5.11); – разделены на всем протяжении сети (система TN-S) (рис. 5.12); – совмещены в одном проводнике только в какой-то части сети, начиная от источника питания (система TN-C-S) (рис. 5.13). 210 Первая буква в обозначении системы характеризует состояние нейтрали источника питания относительно земли: T — заземленная нейтраль; I — изолированная нейтраль. Вторая буква — состояние открытых проводящих частей (металлических корпусов электроустановки) относительно земли: T — открытые проводящие части заземлены независимо от отношения к земле нейтрали источника питания; N — открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания. В системе TN с целью уменьшения опасности поражения током выполняют повторное заземление PE- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, на концах воздушных линий электропередач или ответвлений от них длиной более 200 м. Для повторного заземления в первую очередь используют естественные заземлители. Следует помнить, что повторное заземление только снижает опасность поражения, но не исключает ее. Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов путем присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине, которую устанавливают внутри вводного устройства электроустановки. Главная заземляющая шина — шина, входящая в состав заземляющего устройства и предназначенная для соединения заземляющих проводников с другими защитными проводниками. Для снижения напряжений прикосновения и шага применяют выравнивание потенциалов путем устройства контурных заземлений. Заземлители в контурном заземлении располагают как по контуру, так и внутри защищаемой зоны. Вертикальные заземлители (трубы, уголки), забитые в землю, соединяются стальными полосами в преРис 5.14. Выравнивание потенциалов делах защищаемых объектов. в контуре заземления, состоящего из двух На рис. 5.14 показан контур электродов 211 заземления, состоящий из двух заземляющих устройств Rзу1 и Rзу2, на котором произошло замыкание токоведущей части электроустановки. Штриховыми линиями показано распределение потенциалов при одиночных заземлителях, а сплошной линией — результирующая кривая потенциалов точек поверхности земли относительно удаленной «земли». Из рисунка видно, что выравнивание потенциалов, т.е. уменьшение напряжений прикосновения и шага, происходит только внутри контура. За пределами контура заземления наблюдается картина распределения потенциалов, мало отличающаяся от картины для одиночного заземлителя. Для выравнивания потенциалов вне контура заземления дополнительно укладывают стальные полосы за пределами контура заземления. Защитное электрическое разделение цепей представляет собой разделение электрической сети на отдельные электрически не связанные между собой участки с помощью двойной изоляции или основной изоляции и защитного экрана или усиленной изоляции. Так, например, разветвленные сети большой протяженности имеют большие емкости относительно земли, что создает повышенную опасность при прямом прикосновении человека. Применение же разделительного трансформатора, первичная обмотка которого отделена от вторичной путем защитного электрического разделения цепей, позволяет существенно повысить электробезопасность потребителя, подключенного к вторичной обмотке указанного трансформатора. Двойная изоляция представляет собой электрическую изоляцию, состоящую из основной, обеспечивающей нормальную работу электроустановки и защиту от прямого прикосновения, и дополнительной изоляции, выполняемой дополнительно к основной для защиты при косвенном прикосновении. Усиленная изоляция — это улучшенная основная изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная изоляция. Защитное отключение представляет собой быстродействующую защиту, обеспечивающую автоматическое отключение электроустановки от сети при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током. Такая опасность может возникнуть при прикосновении человека непосредственно к токоведущим частям или корпусу электроустановки, на который произошло замыкание 212 токоведущей части. Статистика электротравматизма показывает, что наибольшее их число происходит при непосредственном прикосновении человека к токоведущим частям. Достоинством устройства защитного отключения (УЗО) является его способность спасти человека в подобной ситуации. Поэтому широкое применение УЗО является необходимым и целесообразным средством снижения электротравматизма. Принцип работы УЗО заключается в постоянном контроле некоторых электрических параметров сети, например, напряжения корпуса, напряжения фаз относительно земли и др. Изменение этих параметров может служить сигналом для устройства защитного отключения. При превышении, установленного из условий электрической безопасности, заданного уровня УЗО срабатывает и происходит автоматическое отключение контролируемой электроустановки от сети. В практике эксплуатации электроустановок до 1000 В наибольшее распространение получили устройства защитного отключения, управляемые дифференциальным током. УЗО с помощью встроенного в него дифференциального (суммирующего) трансформатора определяет сумму токов в проводниках своей главной цепи и разрывает эту цепь, если сумма токов превышает заданное значение. На рис. 5.15 показана функциональная схема УЗО, состоящего из дифференциального трансформатора ДТ, расцепителя дифференциального тока Р и главного выключателя К. В нормальном режиме работы электрической цепи (Iз = 0) токи, протекающие в проводниках главной цепи I1 и I2 , равны току нагрузки, тогда магнитные потоки, создаваемые токами I1 и I2, равны между собой и направлены встречно друг другу. В результате этого величина тока Ip будет равна нулю. В аварийном режиме, вызванном повреждением изоляции и возникновением тока замыкания на землю Iз, по одному из проводников главной цепи, помимо тока нагрузки, Рис. 5.15. Функциональная схема будет протекать возникший устройства защитного отключения 213 ток замыкания. Сумма токов в проводниках главной цепи устройства будет отлична от нуля и составит I = I1 – I2 = Iз. В этих условиях расцепитель дифференциального тока Р может сработать и главный выключатель отключит поврежденный потребитель от сети. В качестве главного выключателя применяют контакторы, автоматические выключатели, время срабатывания которых лежит в интервале 0,06—0,13 с. В стандартах установлены следующие значения номинального отключающего дифференциального тока I: 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5 А; (6, 10, 30, 100, 300, 500) мА. Правила устанавливают обязательную установку устройств защитного отключения, реагирующих на дифференциальный ток, с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА для: – групповых линий, питающих розеточные сети, находящиеся вне помещений, в особо опасных помещениях и с повышенной опасностью поражения электрическим током; – в случаях, если устройство защиты от сверхтока не обеспечивает автоматического отключения из-за низких значений токов короткого замыкания. Любое устройство защитного отключения для периодического контроля оснащается контрольным устройством, которое имитирует появление дифференциального тока в главной цепи УЗО и применяется только для эксплуатационного испытания и не должно использоваться в качестве средства его отключения. 5.7. Защита от наведенных напряжений При рассмотрении вопросов электромагнитной совместимости электротехнических устройств следует говорить о влиянии отдельных цепей или устройств на другие цепи или устройства. Под влиянием понимают процесс, при котором в некоторых устройствах появляются дополнительные напряжения и токи за счет перекачки части электроэнергии из других устройств. При этом внешними влияниями назовем влияния на низковольтные цепи со стороны высоковольтных (или сильноточных) цепей, а взаимными — влияния от соседних цепей одной или однотипной линии. 214 Так, внешними будут влияния со стороны тяговой сети на линии связи, а взаимными — влияния друг на друга разных пар многопроводной линии связи. Влияющая линия создает в окружающем пространстве электрическое поле, определяемое напряжением в линии, а также магнитное поле, связанное с токами в линии. Кроме того, различные виды влияний подразделяются по значениям наводимых напряжений, т.е. по силе воздействия, на опасные и мешающие влияния. Опасные влияния могут привести к поражениям людей электрическим током или к повреждениям аппаратуры или пожарам, а мешающие влияния, которые меньше по величине и только снижают устойчивость работы линий связи или телемеханики, нарушают нормальную их работу и действуют как помехи. Введем еще несколько понятий и определений. Так, сближением между электрифицированной железной дорогой и смежными линиями называют такое взаимное их расположение, при котором в цепях этих линий могут возникать опасные и мешающие напряжения и токи, т.е. смежные линии находятся в зоне влияния электрических железных дорог (ЭЖД). Длиной сближения называют длину той части смежной линии, которая находится в зоне влияния тяговой сети ЭЖД. Шириной сближения называется кратчайшее расстояние между осью железной дороги и проводами смежной линии. Подверженными влиянию оказываются все смежные линии, расположенные в зоне влияния контактной сети или одной из перечисленных ниже линий: отключенная секция контактной сети и линии электропередачи, волноводный провод, линии низкого напряжения и линии связи. Влияние контактной сети 125 кВ изменяет режим работы линий 6—10 кВ, расположенных на опорах контактной сети, поскольку нарушается работа системы сигнализации от однофазных коротких замыканий. В общем, наводимые напряжения тем больше, чем ближе смежная линия к влияющему проводу, поэтому провода, подвешенные на опорах контактной сети, подвержены наиболее сильному влиянию со стороны последней. Тяговая сеть электрифицированной железной дороги оказывает электрическое, магнитное и гальваническое влияния на смежные линии. Электрическое влияние обусловлено емкостными связями между контактной сетью и смежным проводом. Магнитное влияние возникает из-за переменного магнитного поля, создаваемого током 215 контактной сети. Гальваническому влиянию подвержены цепи, имеющие общие заземляющие устройства. На рис. 5.16 показана схема емкостной связи между проводами при электрическом влиянии. Допустим, что влияющий провод Кс напряжением Uk имеет длину l1 и расположен над землей на высоте b, а подверженный влиянию изолированный провод А подвешен на высоте c, имеет Рис. 5.16. Схема емкостной связи между проводами при электрическом влиянии длину l2 и проходит параллельно влияющему проводу К на расстоянии а. Между влияющим и подверженным влиянию проводами существует емкостная связь C1, а провод А относительно земли имеет емкость C2. Потенциал провода А относительно земли можно приближенно определить по формуле: UА = UkC1l1 / C2l2. С увеличением расстояния а и уменьшением высоты подвеса c, наведенное напряжение на проводе А будет уменьшаться. По расчетам наведенное напряжение от электрического влияния на отключенной контактной подвеске станционных путей длиной 570 м, расположенной на расстоянии 4,8 м от ближайшего пути, контактная сеть которого находится под напряжением 27 кВ, при b = с = 7 м составит 5500 В. Магнитное влияние обусловлено наведением ЭДС в замкнутых контурах при пересечении их переменным магнитным полем. Ток, протекающий в контактной сети, создает магнитное поле в окружающем пространстве. В контуре смежный провод — земля переменным магнитным полем наводится ЭДС, значение которой определяется законом электромагнитной индукции для синусоидальных токов E = –Ф, где Ф — магнитный поток под смежной линией в воздухе и земле. 216 Можно говорить о существовании воздушного трансформатора, первичная обмотка которого образована контактной сетью и землей, а вторичная обмотка — это контур смежная линия — земля. Для обеспечения безопасности при работах на проводах, подверженных электромагнитному влиянию, предусматривают следующие защитные мероприятия: – увеличивают расстояние между влияющим и подверженным влиянию проводами; – заземляют изолированные от земли металлические конструкции сооружений, находящихся в зоне электромагнитного влияния (крыши вагонов с деревянными кузовами, крыши помещений стрелочных постов, трубопроводы и др.). Для повышения надежности эти сооружения соединяют с «землей» двумя специальными заземлителями; – по фронту работ на расстоянии не более 200 м друг от друга на отключенную, подверженную электромагнитному влиянию линию завешивают заземляющие штанги. Расстояние между штангами выбирают исходя из того, чтобы наведенные потенциалы при этом не превышали по величине допустимые для человека. С целью повышения надежности контакта провода с «землей» с каждой стороны от работающих завешивают по две заземляющие штанги; – для выравнивания потенциалов между проводами контактной сети и заземленными конструкциями, не связанными с рельсами, устанавливают шунтирующие перемычки. 5.8. Защита от статического электричества Термин «статическое электричество» означает совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках. Электризация материалов часто препятствует нормальному ходу технологических процессов производства, а также создает дополнительную пожарную опасность в результате искрообразования при разрядах и наличия в помещениях, резервуарах и ангарах горючих паро- и газовоздушных смесей. Электростатическая искробезопасность (ЭСиБ) — состояние объекта защиты, при котором исключена возможность возникновения пожара или взрыва от разрядов статического электричества. Элек217 тризация возникает главным образом в диэлектрических и плохо проводящих телах в результате трения друг о друга или соударения диэлектрических жидкостей с емкостями при переливании, а также в твердых диэлектриках при размельчении, просеивании и т.п. Согласно теории контактной электризации тел, при соприкосновении двух разных диэлектрических веществ происходит перераспределение электронов (в жидкостях и газах еще и ионов) с образованием двойного электрического слоя с противоположными знаками электрических зарядов. Таким образом, между соприкасающимися телами, особенно при их трении, возникает контактная разность потенциалов. Интенсивность образования электрических зарядов зависит от различия диэлектрических свойств материалов, а также силы и скорости трения. Чем больше сила и скорость трения и сильнее различаются электрические свойства, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов. При последующем разделении этих тел каждое из них сохраняет свой электрический заряд. С увеличением расстояния между ними (при уменьшении электрической емкости системы) за счет совершаемой работы по разделению зарядов разность потенциалов возрастает и может достигнуть десятков и сотен киловольт. Например, при движении резиновой ленты транспортера в устройствах ременной передачи на ленте (ремне) и на роликах транспортера (шкивах) из-за некоторой пробуксовки возникают заряды противоположных знаков, а разность их потенциалов может достигать 45 кВ. Аналогично происходит электризация при сматывании (наматывании) тканей, бумаги, полиэтиленовой пленки и др. В ряде случаев статическая электризация тела человека и затем последующий разряд с человека на землю или заземленное производственное оборудование, или электрический разряд с незаземленного оборудования через тело человека вызывают небольшие и очень кратковременные токи. Электротравмы при этом не возникают, однако, разряд, как правило, вызывает рефлекторное движение человека, что в ряде случаев может привести к резкому движению, падению человека с высоты. При образовании заряда с большим электрическим потенциалом вокруг них создается электрическое поле повышенной напряженности, которое вредно для человека. При длительном пребывании его в таком поле наблюдаются функциональные изменения в цент218 ральной нервной, сердечно-сосудистой и других системах организма человека. Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены в ГОСТ12.1.045-84 «Электростатические поля». Применение средств защиты работающих обязательно в тех случаях, когда фактические уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах превышают 60кВ/м. Защита от статического электричества осуществляется двумя путями: – уменьшением интенсивности образования электрических зарядов; – устранением образовавшихся зарядов статического электричества. Уменьшение интенсивности образования электрических зарядов достигается за счет снижения скорости и силы трения, различия в диэлектрических свойствах материалов и повышения их электропроводимости. Силы трения уменьшают смазкой, снижением шероховатости и площади контакта взаимодействующих поверхностей. Скорости трения ограничивают за счет снижения скоростей обработки и транспортировки материалов. Поскольку интенсивность образования зарядов тем выше, чем меньше электропроводность материала, то желательно применять материалы с большей электропроводностью или повышать их электропроводность путем введения электропроводных (антистатических) присадок. Так, для покрытия полов нужно использовать антистатический линолеум, желательно периодически проводить антистатическую обработку ковров, ковровых материалов, синтетических тканей и материалов с использованием препаратов бытовой химии. Соприкасающиеся предметы и вещества предпочтительнее изготовлять из одного и того же материала или материалов, имеющих близкие значения диэлектрических проницаемостей, так как в этом случае не будет возникать контактная электризация. Устранение зарядов статического электричества достигается, прежде всего, заземлением корпусов оборудования. Заземление для отвода статического электричества можно объединять с защитным заземлением электрооборудования. Если заземление используется только для снятия статического электричества, то его электрическое сопротивление может быть существенно больше, чем для защитного сопротивления электрооборудования (до 100 Ом). 219 Влажный воздух имеет достаточную электропроводность, чтобы образующиеся электрические заряды стекали через него на землю. Поэтому во влажной воздушной среде электростатических зарядов практически не образуется, и увлажнение воздуха является одним из наиболее простых и распространенных методов борьбы со статическим электричеством. Другой распространенный способ устранения электростатических зарядов — ионизация воздуха. Образующиеся при работе ионизатора ионы нейтрализуют заряды статического электричества. Таким образом, бытовые ионизаторы воздуха не только улучшают аэроионный состав воздушной среды в помещении, но и устраняют электростатические заряды, образующиеся в сухой воздушной среде на коврах, ковровых синтетических покрытиях, одежде. В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться антистатическая обувь, антистатические халаты, заземляющие браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечивающие электростатическое заземление тела человека. 5.9. Молниезащита Молния — это гигантский электрический искровой разряд между облаками или между облаками и земной поверхностью, проявляющийся обычно вспышкой света и сопровождающийся громом. Наиболее часто молнии возникают в кучево-дождевых облаках. Длина молнии может составлять несколько километров, диаметр — десятки сантиметров и длительность — десятые доли секунды. Энергия, выделяемая при ударе молнии, достигает многих миллиардов джоулей. Температура в канале молнии составляет по разным источникам от 10 до 30 тысяч градусов по Цельсию и даже более. Плотность ударов молнии в землю зависит от региона земного шара, геологических, климатических и других факторов. На нашей планете есть места, где грозовая активность практически не прекращается, а есть места, где гроз не бывает десятилетиями. Существуют также закономерности в распределении ударов молнии. Количество гроз возрастает от полюсов земного шара к экватору. Кроме того, число молний резко сокращается в пустынях и увеличивается в регионах с интенсивными процессами испарения (во влажных тропических зонах плотность ударов молнии составляет до 20—30 разрядов на 1 км2 земли за год). 220 При такой большой интенсивности ударов молнии не удивительно, что молния уносит множество жизней. Так ежегодно от удара молнии во Франции погибает несколько десятков людей, в США — около 100 чел., а в небольшом государстве Зимбабве — до 160. Кроме человеческих жертв удары молний влекут и большое количество пожаров. Только в нашей стране 7 % пожаров в жилых домах происходит от попадания молнии. При прямом ударе в результате высокой температуры в канале молнии происходит мгновенный нагрев конструкций здания и воздуха. Воздух, расширяясь, образует ударную воздушную волну, разрушающую здания и сооружения. Помимо прямого удара, проявления молнии могут быть в виде электростатической и электромагнитной индукций. В результате действия электромагнитного поля тока молнии, ударяющей в объект или на расстоянии от него, возникает эдс, которая может вызвать искрение или сильное нагревание в местах с недостаточно плотным контактом между металлическими элементами конструкций, что в свою очередь может привести к пожару или взрыву. Молния во всех случаях опасна высокими потенциалами, которые вызывают поражения людей прямым ударом, а также напряжением прикосновения и шага. Молниезащита — комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, вызванных ударом молнии. Систему молниезащиты проектируют на основании документов: «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» РД 34.21.122—87 от 30.07.1987 и «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО 153—343.21.122—2003 от 30.07.2003. Молниезащита зданий разделяется на внешнюю и внутреннюю. Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод ее в землю. В состав внешней молниезащиты входит: – молниеприемник (молниеотвод громоотвод) — служит для приема разряда молнии и располагается в зоне возможного контакта с каналом молнии; – токоотвод — часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю; 221 – заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей. По конструкции молниеприемники разделяют на стержневые, тросовые и сетчатые. Каждый молниеотвод имеет определенную зону защиты — часть пространства, в пределах которого с достаточной степенью надежности обеспечивается защита зданий от прямых ударов молнии. Для этого здания и сооружения должны вписываться в расчетные зоны защиты молниеприемников, определяемые графоаналитическим методом. На рис 5.17 показан одиночный стержневой молниеприемник и его зоны защиты А и Б. Зона защиты А обладает степенью надежности 99,5 % и выше, а зона защиты Б — 95 % и выше. Границы зоны следующие: Зона А: h0 = 0,85h, r0 = (1,1 – 0,002h)h; Зона Б: h0 = 0,92h, r0 = 1,5h. Заземляющий проводник или токоотвод изготавливается из металлических стержней сечением не менее 100 мм 2, которые соединяют сваркой с молниеприемником и заземляющими устройствами. При двух токоотводах допускается сечение каждого не менее 50 мм2. Конструкцию заземлителя выбирают исходя из удельного сопротивления грунта и требуемого импульсного сопротивления. Для заземлителей защиты от прямых ударов молнии заданное импульсное сопротивление Rи связано с допустимым сопротивлением Rдоп растеканию тока промышленной частоты Rи = Rдоп, где — коэффициент импульса, зависящий от ожидаемого тока молнии, удельного сопротивления грунта и конструкции заземлителя. Место расположения заземляющего устройства Рис. 5.17. Одиночный стержневой ограждается для защиты людей от молниеприемник и его зоны запоражения напряжением шага. щиты 222 Внутренняя молниезащита предназначена для защиты электрооборудования и электропроводки от импульсных перенапряжений, возникающих как при прямом, так и при удаленном (до 1 км) ударе молнии. Внутри помещений требуется устанавливать систему уравнивания потенциалов. Выполнение системы уравнивания потенциалов предусматривает соединение всех подлежащих заземлению проводников и металлических конструкций между собой и заземляющим устройством. Для этого необходимо соединить с системой уравнивания потенциалов следующие части сооружения: – металлические каркасы сооружения; – оборудование из металла; – электрооборудование и оборудование системы передачи данных. Кроме того, для защиты от импульсных перенапряжений применяют специальные устройства — ограничители и разрядники, выравнивающие резкие колебания тока. Устанавливают их на вводе в здание, а также на этажных ответвлениях. 5.10. Оказание первой помощи пострадавшим от электрического тока Прежде всего, следует освободить пострадавшего от действия электрического тока, обеспечив собственную безопасность. Определить состояние пострадавшего, которое может быть следующим: 1. Пострадавший находится в сознании. В этом случае он должен находиться в положении «лежа» или, в крайнем случае, «сидя». Следует улучшить условия дыхания (освободить грудную клетку от одежды, расстегнуть поясной ремень, обеспечить покой и доступ чистого свежего воздуха) и оставаться с пострадавшим до прибытия врача. 2. Пострадавший не подает признаков жизни (не шевелится, не кричит и не говорит). Немедленно приступить к оценке состояния (определению признаков комы, клинической или биологической смерти), определяя пульс на сонной артерии. Не следует терять время на определение признаков дыхания с помощью ворсинок ватки, зеркальца или наблюдения за движением грудной клетки. Эти признаки трудно уловить и можно потерять неоправданно много времени. Самостоятельное дыхание без пульса на сонной артерии продолжается не более 1 мин, а вдох искусственного ды223 хания взрослому человеку ни при каких обстоятельствах не может причинить вреда. Определять пульс следует не менее 10 с, расположив четыре пальца на боковой поверхности шеи пострадавшего. Если пульс обнаружен и имеется самостоятельное дыхание (пострадавший без сознания), то известными приемами (поднести к носу ватку с нашатырным спиртом, опрыскать лицо холодной водой и др.) привести пострадавшего в сознание и действовать в соответствии с предыдущим пунктом. Если пульс на сонной артерии есть, но нет сознания более 4 мин (развитие комы) — повернуть на живот, очистить пальцами или салфеткой ротовую полость, приложить холод к голове и периодически удалять из ротовой полости слизь. Вызвать медицинскую помощь. Если пульс на сонной артерии не обнаружен, следует проверить реакцию зрачков на свет. Расширение зрачков и отсутствие их реакции на свет выявляются путем открытия верхнего века и освещения глаза. Если зрачок значительно расширен (во всю радужку) и не суживается на свет, то этот признак является всегда тревожным и служит сигналом к началу реанимационных мероприятий. В случае клинической смерти, особенно после поражения электрическим током, первое, с чего необходимо начать помощь — нанести прекардиальный удар по грудине пострадавшего. Если удар нанесен в течение первой минуты после остановки сердца, то вероятность оживления превышает 50 %. Прекардиальный удар по грудине (механическая дефибрилляция) наносится по следующим правилам: – уложить пострадавшего на твердую ровную поверхность; освободить грудную клетку от одежды; расстегнуть или ослабить поясной ремень; приподнять либо согнуть в коленных суставах ноги (для увеличения притока крови к сердцу); – прикрыть двумя пальцами мечевидный отросток; – нанести удар кулаком по грудине выше пальцев, прикрывающих мечевидный отросток; – после удара проверить пульс на сонной артерии. В случае отсутствия пульса сделать еще одну — две попытки; – нельзя наносить удар при наличии пульса на сонной артерии, а также нельзя наносить удар по мечевидному отростку. Если после нескольких ударов пульс на сонной артерии не появился, следует приступить к сердечно-легочной реанимации, т.е. 224 наружному массажу сердца и искусственной вентиляции легких (ИВЛ), выполняя следующие действия: а) расположить основание правой ладони выше мечевидного отростка так, чтобы большой палец был направлен на подбородок или живот пострадавшего. Левую ладонь расположить на ладони правой руки; б) переместить центр тяжести на грудину пострадавшего и проводить наружный массаж сердца прямыми руками; в) продавливать грудную клетку следует не менее чем на 3— 5 см; в) ритм надавливаний определяется упругостью грудной клетки пострадавшего. Чтобы избежать перелома ребер, ладонь спасателя не должна отрываться от грудины даже на 1 мм. Главное — дождаться полного возвращения грудной клетки в исходное положение и тут же надавить снова. Если под ладонью появился неприятный хруст (признак перелома ребер), следует уменьшить не глубину и силу, а ритм надавливаний и ни в коем случае не прекращать непрямой массаж сердца; д) оптимальное соотношение надавливаний на грудную клетку и вдохов искусственной вентиляции легких — 30:2, независимо от числа участников реанимации; е) по возможности приложить холод к голове. Проведение вдоха ИВЛ способом «изо рта в рот» предполагает контакт с губами пострадавшего и возможные выделения изо рта, представляющие угрозу для здоровья спасателя. Практика показывает, что многие не могут преодолеть чувство брезгливости и под любыми предлогами не приступают к оказанию первой помощи. Преодолеть чувство брезгливости помогает использование специальной пластиковой защитной маски. Правила использования защитной маски для безопасного проведения ИВЛ изложены в инструкции. Если по каким-либо причинам не удается осуществлять ИВЛ, можно ограничиться только проведением непрямого массажа сердца, т.е. безвентиляционным вариантом сердечно-легочной реанимации. При каждом надавливании на грудную клетку из легких выталкивается до 300 мл воздуха (происходит активный выдох), а при ее возвращении в исходное положение — пассивный вдох. 225 Рис. 5.18. Автоматический наружный дефибриллятор Внезапная остановка сердца — одна из самых опасных ситуаций для человека на производстве. В зоне особого риска находятся предприятия, где высока доля работников в возрасте старше 40 лет, имеется повышенная вероятность получения электротравм, работа связана с высоким эмоционально-психическим напряжением или высокими физическими нагрузками. Среди непосредственных при226 чин смерти остановка сердца в этих группах составляет почти 15 %, причем электротравматизм со смертельным исходом в России очень высок: 25—40 % от общего числа травм, вызванных электрическим током. Раньше в условиях производства вернуть к жизни или «дотянуть» до стационара таких пострадавших было практически невозможно, так как успех реанимации связан с проведением электрической дефибрилляции в течение первых трех минут. С помощью автоматических наружных дефибрилляторов (АНД), которые рассчитаны на неспециалистов (парамедиков), сегодня это становится возможным. На рис. 5.18 представлен вид одной из модели АНД. Автоматический дефибриллятор после наложения электродов на пациента (один — справа от грудины, ниже правой ключицы, второй — ниже левого соска) начинает проводить анализ сердечного ритма и обязательно подает голосовой сигнал: «Не касайтесь пациента!», «Идет анализ ритма!». Если дефибриллятор обнаружит фибрилляцию желудочков сердца, он сообщит: «Обнаружена фибрилляция!». Аппарат сам выберет силу разряда и автоматически начнет заряжаться. При этом он сообщит: «Всем отойти от пациента! Нажать кнопку «Разряд!». Аппарат произведет разряд и автоматически проанализирует результат. В случае успеха он сообщит: «Сердечный ритм восстановлен!». В случае неудачи аппарат предложит: «Продолжить сердечно-легочную реанимацию и произвести повторную попытку разряда». 5.11. Электроустановки во взрывоопасных и пожароопасных зонах Правила устройства электроустановок (ПУЭ) предусматривают классификацию производственных помещений и наружных установок по взрывоопасным и пожароопасным зонам. При этом класс взрывоопасных и пожароопасных зон определяют технологи совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации, исходя из характеристики взрывоопасности и пожароопасности окружающей среды. Основой классификации зон служит возможность возникновения пожара (П) или взрыва (В). Класс пожароопасной и взрывоопасной зоны — классификационная характеристика пространства, в пределах которой обращаются горючие вещества (пожароопасная 227 зона), или оно образовано взрывоопасной смесью вокруг технологического оборудования (взрывоопасная зона) внутри или вне помещения. Цель классификации — выбор электротехнического и другого оборудования по степени их защиты, обеспечивающей их пожаровзрывобезопасную эксплуатацию в указанной зоне. Классификация пожароопасных зон: – зоны класса П-I — расположены в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки 61 C; – зоны класса П-II — расположены в помещениях, в которых выделяются горючая пыль или волокна с нижним концентрационным пределом распространения пламени 65 г·м–3 объема воздуха; – зоны класса П-IIа — расположены в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества; – зоны класса П-III — расположены вне помещений; в них обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 C или твердые горючие вещества. К взрывоопасной зоне относится помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Согласно действующему нормативному документу ПУЭ гл. 7.3 и федеральному закону от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», выделяют следующие классы взрывоопасных зон: – зоны класса В-1 — расположены в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы; – зоны класса В-1а — расположены в помещениях, в которых взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются при нормальной эксплуатации, а только в результате аварий или неисправностей; – зоны класса В-1б — аналогичны зонам класса В-1а, но отличаются от них тем, что при авариях горючие газы обладают высоким нижним пределом воспламенения (15 % и выше), а также при опасных концентрациях резким запахом. В этот класс входят зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в малых концентрациях, недостаточных для создания 228 взрывоопасной смеси и где работа производится без применения открытого пламени. Зоны не относятся к взрывоопасным, если работы с опасными веществами производятся в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтиками; – зоны класса В-1г — пространства вокруг наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ; открытых нефтеловушек; надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеров); эстакад для слива и налива ЛВЖ; прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой; и т.п. – зоны класса В-2 — расположены в помещениях, где выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что могут создавать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы; – зоны класса В-2а — пространства, где опасные условия при нормальной работе не возникают, но могут возникнуть в результате аварий или неисправностей. В помещениях складов и производств категории В по пожарной и взрывопожарной опасности электрооборудование должно удовлетворять требованиям, установленным для пожароопасных зон соответствующего класса. При размещении в помещениях или наружных установках единичного пожароопасного оборудования, когда специальные меры против распространения пожара не предусмотрены, зона в пределах до 3 м по горизонтали и вертикали от этого оборудования является пожароопасной. Объем взрывоопасных горючих смесей определяется в соответствии с НПБ 105. ПУЭ устанавливает: если объем взрывоопасной смеси составляет более 5 % свободного объема помещения, то все помещение относится к соответствующему классу взрывоопасности. Если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5 % свободного объема помещения, то взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, который может выделять горючие газы или пары ЛВЖ. Помещения за пределами взрывоопасной зоны считаются невзрывоопасными, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность. Во взрывоопасных зонах помещений разрешается устанавливать только взрывозащищенное электрооборудование. 229 Пожароопасные и взрывоопасные зоны, которые классифицируются по ПУЭ и в соответствии с которыми осуществляется выбор взрывозащищенного электрооборудования, следует отличать от зон, ограниченных размерами газо-, паро-, пылевоздушных облаков с концентрацией в них горючих веществ ниже или выше нижнего концентрационного предела распространения пламени и размеров зон распространения облака горючих газов и паров при аварии, расчет которых ведется по ГОСТ Р 12.3.047 и НПБ 107. Взрывозащищенное электрооборудование — электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению возможности воспламенения (при эксплуатации) окружающей его взрывоопасной смеси. Оно подразделяется по уровням и видам взрывозащиты, группам, а также температурным классам. Для взрывозащищенного электрооборудования установлены следующие уровни: – уровень 2 — электрооборудование повышенной надежности против взрыва: в нем взрывозащита обеспечивается только в нормальном режиме работы; – уровень 1 — взрывобезопасное электрооборудование: взрывозащищенность обеспечивается как при нормальных режимах работы, так и при вероятных повреждениях, зависящих от условий эксплуатации, кроме повреждений средств, обеспечивающих взрывозащищенность; – уровень 0 — особо взрывобезопасное оборудование, в котором применены специальные меры и средства защиты от взрыва. Степень взрывозащищенности оборудования (2, 1 и 0) ставится как первая цифра перед европейской маркировкой взрывозащищенности оборудования. Все известные и применяемые на практике методы защиты направлены на уменьшение риска взрыва до приемлемого уровня. При этом, если система сконструирована правильно, единичная неисправность в любом ее компоненте не должна приводить к возникновению взрыва. В общем случае все методы обеспечения взрывозащиты можно условно разделить на 3 типа: 1. Методы взрывозащиты, направленные на снижение вероятности возникновения электрической искры. По данному методу реализуются виды защиты «е» (повышенная безопасность), «n» и «s» (специальная защита). 230 2. Методы взрывозащиты, направленные на изоляцию электрических цепей от взрывоопасных смесей. По этому методу электрические цепи и помещаются в специальные оболочки, заполненные газообразным, жидкостным или твердым диэлектриком, чтобы взрывоопасная смесь не находилась в контакте с электрическими цепями. По данному методу реализуются следующие виды взрывозащиты: – взрывозащита вида «m» — заливка специальным компаундом; – взрывозащита вида «о» — масляное заполнение оболочки; – взрывозащита вида «a» — заполнение оболочки кварцевым песком; – взрывозащита вида «р» — заполнение или продувка оболочки взрывобезопасным газом под избыточным давлением. 3. Методы взрывозащиты, направленные на сдерживание взрыва. По данному методу реализована взрывозащита вида «d» (взрывозащитная оболочка) — электрические цепи помещены в специальную прочную оболочку с малым зазором. При этом не исключается контакт электрических цепей с взрывоопасной смесью и возможность ее воспламенения, но гарантируется, что оболочка сдерживает возникшее в результате взрыва избыточное давление, т.е. вспышка не выходит за пределы ограничений взрывонепроницаемой оболочки. Поскольку раскаленные газы имеют различную проникающую способность, то здесь принимаются во внимание подгруппы газов. Группы взрывозащиты: I — рудничное электрооборудование; II — электрооборудование для внутренней и наружной установки (кроме рудничного); для группы II определены подгруппы и температурные классы. В маркировку «взрывобезопасное электрооборудование» входят: – знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0); – знак Ex, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам взрывозащищенного электрооборудования; – знак вида взрывозащиты (d, p, i, q, o, s, e); – знак группы или подгруппы электрооборудования (I, II, IIA, IIB, IIC); 231 – знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6). Для взрывозащищенного электрооборудования группы II в зависимости от значения максимальной температуры поверхности устанавливаются температурные классы, приведенные в табл. 5.11. Таблица 5.11 Температурные классы для взрывозащищенного электрооборудования группы II Температурный класс Максимальная температура поверхности, С Т1 450 Т2 300 Т3 200 Т4 135 Т5 100 Т6 85 Взрывозащищенное электрооборудование должно иметь маркировку взрывозащиты и знак «Х», который наносится в виде отдельно стоящего знака после маркировки взрывозащиты, если в эксплуатационной документации указываются особые условия монтажа и (или) эксплуатации, связанные с обеспечением взрывозащиты, например, при нормальной степени механической прочности оболочки. Маркировка взрывозащиты взрывозащищенного электрооборудования группы II должна содержать в приведенной ниже последовательности: а) знак уровня взрывозащиты; б) знак Ех, указывающий, что электрооборудование соответствует настоящему стандарту и стандартам на виды взрывозащиты; в) знак вида взрывозащиты; г) знак группы или подгруппы электрооборудования: – II — для электрооборудования, не подразделяющегося на подгруппы; – IIА, IIB и IIC — для электрооборудования, подразделяющегося на подгруппы, при этом указывается один из знаков; д) знак температурного класса электрооборудования. Маркировку взрывозащиты взрывозащищенного электрооборудования группы II выполняют в виде цельного, не разделенного на части знака. 232 Пример маркировки ГОСТ Р для категории смеси II по газу: 1ExdIIAT3 1 Ex Знак уровня взрывозащиты d IIA T3 Знак соотЗнак подгруппы Знак темпераЗнак вида ветствия (категория турного класса взрывозащиты стандартам смеси) (группа смеси) Пример маркировки ГОСТ Р для категории смеси II по пыли: DIPA21TA200(TAT3) DIP A 21 Символ обозначает, А — максимально допустимый Класс что электрооборудо- слой горючей пыли на поверхнос- зоны вание предназначе- ти электрооборудования 5 мм. но для применения В — максимально допустимый в зонах, опасных слой горючей пыли на поверхноспо воспламенению ти электрооборудования 12,5 мм горючей пыли TA200 (TAT3) Максимальная температура поверхности и/или температурный класс Глава 6. ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ На железнодорожном транспорте мощными источниками электромагнитных излучений являются контактная сеть постоянного и переменного тока, а также высоковольтные линии 10 кВ для питания устройств СЦБ и связи. Широко используется также связь в УКВ-диапазоне и мобильная связь в СВЧ-диапазоне. На сортировочных горках используются радиолокационные датчики. Электромагнитные излучения, как следует из статистики, негативно влияют на здоровье локомотивных бригад, работников контактной сети, электромехаников и монтеров СЦБ и связи. 6.1. Спектр электромагнитного излучения Спектр электромагнитных колебаний охватывает диапазон частот от 5·10-3 до 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. Классификация неионизирующих излучений, принятая в гигиенической практике, приведена в табл. 6.1. Интенсивность воздействия электрического (ЭП), магнитного (МП) и электромагнитного (ЭМП) полей зависит от мощности источника, режима его работы, конструктивных особенностей излучающего устройства, технического состояния аппаратуры, а также от расположения рабочего места и эффективности защитных мероприятий (рис. 6.1). Воздействие ЭП, МП, ЭМП может носить характер изолированного (от одного источника), сочетанного (от двух и более источников одного частотного диапазонов), смешанного (от двух и более источников ЭМП различных частотных диапазонов) и комбинированного (при одновременном действии какого-либо другого неблагоприятного фактора). 234 Таблица 6.1 Классификация неионизирующих излучений мм < 1 м 1м<6м 30—50 50—300 300 МГц— МГц МГц 300 ГГц 6 м < 10 м --- 3—30 МГц 10 м < 100 м --- --- 10—30 30 кГц— кГц 3,0 МГц 100 м < 10 км --- --- 50 Гц Электромагнитное излучение радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) 30 км < 10 км Электромагнитное поле промышленной частоты Диапазон частот Магнитное Электромагнитное поле Длина волны Электрическое Статическое поле Воздействие может быть постоянным и прерывистым. Типичным случаем прерывистого воздействия является облучение от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (от вращающихся и сканирующих антенн РЛС). Воздействию может подвергаться все тело (общее облучение) или части тела (локальное или местное облучение) (рис. 6.2). В зависимости от отношения облучаемого лица к источнику облучения принято различать четыре вида воздействия — профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и облучение, осуществляемое в лечебных целях. Для условий профессионального воздействия характерно многообразие режимов генерации и 235 Рис. 6.1. Различные индукторы: а — схема индукционного нагрева: 1 — индуктор; 2 — нагреваемое изделие; 3 — трансформатор; 4 — конденсатор; 5 — генератор; б — индуктор для плавления стали; в — индуктор для плавления цветных металлов; г — нагревательный индуктор: 1 — подача закалочной воды в камеру 2; 3 — индуктирующий провод с отверстиями для выхода закалочной воды; 4 — трубопровод индуктирующего провода а б Рис. 6.2. Антенны: а — двухзеркальная параболическая антенна; б — антенна радиолокатора, состоящая из двух зеркал, представляющих собой вырезки из параболоида вращения; в — рупорно-параболические антенны радиорелейной линии связи 236 в Рис. 6.3. Зоны, возникающие вокруг элементарного источник ЭМИ вариантов воздействия. В частности, для ЭМП — это облучение в ближней зоне (зоне индукции), общее или местное облучение. Для условий непрофессионального облучения типичным является общее облучение. Ему подвергаются специалисты самого различного профиля, работающие в зоне действия мощных радиотехнических систем, в первую очередь, радиолокационных станций (рис. 6.3). 6.2. Воздействие электромагнитных полей на человека При определенных условиях электромагнитные, постоянные магнитные и электростатические поля могут оказывать неблагоприятное действие на здоровье человека. Опасность воздействия этих факторов усугубляется тем, что они не обнаруживаются органами чувств. Воздействие электромагнитных полей на человека зависит от напряженностей электрического и магнитного полей, потока энергии, частоты колебаний, наличия сопутствующих факторов, режима облучения, размера облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма. Наряду с пространственно-временными параметрами воздействия имеют значение режимы модуляции (амплитудный, частотный или смешанный) и условия облучения. Установлено, что относительная биологическая активность импульсных излучений выше непрерывных. Воздействие электростатического поля (ЭСП) на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроам237 пер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако из-за рефлекторной реакции на электрический ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т.д. Исследование биологических эффектов показало, что наиболее чувствительны к электростатическому полю центральная нервная система, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериального давления. Магнитные поля могут быть постоянными от искусственных магнитных материалов и систем, импульсными, инфранизкочастотными (с частотой до 50 Гц), переменными. Действие магнитных полей может быть непрерывным и прерывистым. Степень воздействия МП на работающих зависит от его максимальной напряженности в рабочем пространстве магнитного устройства или в зоне влияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит от расположения рабочего места по отношению к МП и от режима труда. Каких-либо субъективных ощущений постоянное магнитное поле не вызывает. При действии переменного магнитного поля возникают характерные зрительные ощущения, которые исчезают в момент прекращения воздействия. При постоянной работе в условиях хронического воздействия магнитных полей, превышающих предельно допустимые уровни, нарушаются функции нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменяется состав крови. При преимущественно локальном воздействии могут развиваться вегетативные и трофические нарушения, как правило, в областях тела, находящегося под непосредственным воздействием МП (чаще всего рук). Они проявляются в виде ощущения зуда, бледности или синюшности кожных покровов, отечности и уплотнения кожи, в некоторых случаях развивается гиперкератоз (ороговелость). Длительное воздействие электромагнитного поля (ЭМП) промышленной частоты на человека приводит к расстройствам, которые 238 субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялостью, расстройством сна, снижением памяти, повышенной раздражительностью, апатией, болями в области сердца. При хроническом воздействии ЭМП промышленной частоты нарушается ритм и снижается частота сердечных сокращений. У работающих с ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения ЦНС и сердечно-сосудистой системы, а также изменения состава крови. Поэтому необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением выше 400 кВ. Основным параметром, характеризующим биологическое действие электромагнитного поля промышленной частоты, является электрическая напряженность. Магнитная составляющая заметного влияния на организм не оказывает, так как в действующих установках напряженность магнитного поля промышленной частоты не превышает 25 А/м, а вредное биологическое действие проявляется при напряженностях 150—200 А/м. Воздействие электрического поля промышленной частоты на организм человека сводится к влиянию электрического поля непосредственно на мозг и центральную нервную систему. Наряду с биологическим действием электрическое поле создает разряды между человеком и металлическим предметом, имеющим иной, чем у человека, потенциал. Ток разряда может вызвать судороги. Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных излучений составляют радиоволны (3 Гц — 300 ГГц). В зависимости от частоты падающего электромагнитного излучения радиочастотного спектра ткани организма человека проявляют различные электрические свойства и ведут себя как проводник или как диэлектрик. Электромагнитное поле радиочастотного спектра воздействует следующим образом: в электрическом поле атомы и молекулы, из которых состоит тело человека, поляризуются, полярные молекулы (например, воды) ориентируются по направлению распространения электромагнитного поля; в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей, крови и т.п., после воздействия внешнего поля появляются ионные токи. Переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей человека как за счет переменной поляризации диэлектрика (сухожилии, хрящи и т.д.), так и за счет 239 появления токов проводимости. Тепловой эффект возникает в результате поглощения энергии электромагнитного поля. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее проявляются описанные выше эффекты. Избыточная теплота отводится до известного предела путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Однако начиная с напряженности поля I = 10 мВт/см2, называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом образующейся теплоты, и температура тела повышается, что приносит вред здоровью. Наиболее интенсивно электромагнитные поля воздействуют на органы с большим содержанием воды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием. С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн возрастает; различие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микротепловых эффектов со значительным перепадом температур. Перегрев же особенно вреден для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь), так как кровеносную систему можно сравнить с системой водяного охлаждения. Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), которое обнаруживается не сразу, а через несколько дней или недель после облучения. Развитие катаракты является одним из немногих специфических поражений, вызываемых ЭМИ радиочастот в диапазоне 300 МГц — 300 ГГц при плотности потока энергии свыше 10 мВт/см2. Помимо катаракты при воздействии ЭМП возможны ожоги роговицы. Электромагнитные поля оказывают специфическое воздействие на ткани человека как биологические объекты при интенсивности поля, значительно меньшей теплового порога. Они изменяют ориентацию клеток или цепей молекул в соответствии с направлением силовых линий электрического поля, ослабляют биохимическую активность белковых молекул, нарушают функции сердечно-сосудистой системы и обмена веществ. Однако эти изменения носят обратимый характер: достаточно прекратить облучение, и болезненные явления исчезают. 240 Длительное воздействие ЭМП различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) приводит к развитию функциональных расстройств в ЦНС с нерезко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В этих случаях могут появиться головные боли, повышается или понижается давление, снижается частота пульса, изменяется проводимость в сердечной мышце, возникают нервно-психические расстройства, быстро развивается утомление. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМП происходит стойкое снижение работоспособности. В пределах радиочастотного диапазона наибольшей биологической активностью обладает микроволновое (СВЧ) поле. Острые нарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечно-сосудистыми расстройствами с обмороками, резким учащением пульса и снижением артериального давления. 6.3. Нормирование электромагнитных полей и излучений Требования к условиям производственных воздействий ЭМП, которые должны соблюдаться при проектировании, реконструкции и строительстве производственных объектов, при проектировании, изготовлении и эксплуатации отечественных и импортных технических средств, являющихся источниками ЭМП, определены СанПиН 2.2.4.1191—03. Защита персонала, профессионально не связанного с эксплуатацией и обслуживанием источников ЭМП, обеспечивается в соответствии с требованиями гигиенических нормативов ЭМП, установленных для населения. Уровни напряженности электростатических полей (ЭСП) нормируются по уровню электрического поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену. Предельно допустимые уровни напряженности электростатического поля (ЕПДУ) приведены в табл. 6.2. 241 Таблица 6.2 ПДУ напряженности электростатического поля (кВ/м) в зависимости от длительности воздействия Длительность воздействия t, ч t1 1<t8 EПДУ ЕПДУ = 60 t>8 60 t ЕПДУ = 20 При напряженностях ЭСП, превышающих 60 кВ/м, к работе без применения средств защиты персонал не допускается. Допустимые уровни напряженности ЭСП и плотности ионного потока для персонала подстанций и ВЛ постоянного тока ультравысокого напряжения установлены СН № 6032—91. Постоянные магнитные поля (ПМП) нормируются по уровню магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействия. ПДУ напряженности (индукции) ПМП на рабочих местах представлены в табл. 6.3. При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью (индукцией) ПМП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью. Таблица 6.3 ПДУ постоянного магнитного поля Условия воздействия Время воздействия за рабочий день, мин общее локальное ПДУ напряженности, кА/м ПДУ магнитной индукции, мТл ПДУ напряженности, кА/м ПДУ магнитной индукции, мТл 0—10 24 30 40 50 11—60 16 20 24 30 61—480 8 10 12 15 242 ЭМП промышленной частоты нормируются по предельно допустимым уровням напряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем. Пребывание в ЭП напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение всего рабочего дня. При напряженности ЭП 5— 20 кВ/м допустимое время пребывания оценивается по фор- муле 50 T 2, E где Е — напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м. При напряженности 20—25 кВ/м допустимое время пребывания в ЭП составляет 10 мин. Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается. Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время необходимо находиться вне зоны влияния ЭП или применять средства защиты. При нахождении персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП время пребывания tE tE tE 8 1 2 ... n , пр t t tE En 2 E 2 T где Тпр — приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, ч (приведенное время не должно превышать 8 ч); tE , tE , …, tE — время пребывания в контролируемых зонах с напряжен1 2 n ностью E1, E2, ..., Еn; TE , TE , ..., ТЕ — допустимое время пребывания в ЭП для соответствую1 2 n щих контролируемых зон. Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается равным 1 кВ/м. ПДУ напряженности периодических (синусоидальных) МП устанавливаются для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия (табл. 6.4). 243 Таблица 6.4 ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц Время пребывания, ч Допустимые уровни МП, H[А/м] / B[мкТл] при воздействии общем локальном 1 1600/2000 6400/8000 2 800/1000 3200/4000 4 400/500 1600/2000 8 80/100 800/1000 При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью (индукцией) МП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью. Допустимое время пребывания может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. Предельно допустимые уровни напряженности импульсного магнитного поля 50 Гц (табл. 6.5) дифференцированы в зависимости от общей продолжительности воздействия за рабочую смену (Т) и характеристики импульсных режимов генерации: Режим I — импульсное с и 0,02 с, tп 2 с; Режим II — импульсное с 60 с и 1 с, tп > 2 с; Режим III — импульсное 0,02 с и < 1 с, tп > 2 с, где и — длительность импульса, с; tп — длительность паузы между импульсами, с. Влияние электрических полей переменного тока промышленной частоты в условиях населенных мест (внутри жилых зданий, на территории жилой застройки и на участках пересечения воздушных линий с автомобильными дорогами) ограничивается «Санитарными нормами и правилами зашиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты». В качестве предельно допустимых уровней приняты следующие значения напряженности электрического поля: – внутри жилых зданий 0,5 кВ/м; – на территории жилой застройки 1 кВ/м; – в населенной местности, вне зоны жилой застройки (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного 244 развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа, в пределах поселковой черты этих пунктов), а также на территории огородов и садов 5 кВ/м; – на участках пересечения воздушных линий (ВЛ) с автомобильными дорогами I—IV категорий 10 кВ/м; – в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и частично посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья) 15 кВ/м; – в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения 20 кВ/м. Таблица 6.5 ПДУ воздействия импульсных магнитных полей частотой 50 Гц в зависимости от режима генерации Длительность воздействия за рабочую смену Т, ч 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 HПДУ, А/м Режим I Режим II Режим III 6000 8000 10 000 5000 7500 9500 4900 6900 8900 4500 6500 8500 4000 6000 8000 3600 5600 7600 3200 5200 7200 2900 4900 6900 2500 4500 6500 2300 4300 6300 2000 4000 6000 1800 3800 5800 1600 3600 5600 1500 3500 5500 1400 3400 5400 Электромагнитные поля в диапазоне частот 10—30 кГц нормируются раздельно по напряженности электрического и магнитного полей в зависимости от времени воздействия. ПДУ напряженности 245 электрического и магнитного полей при воздействии в течение всей смены составляют 500 и 50 А/м соответственно. ПДУ напряженности электрического и магнитного полей при продолжительности воздействия до 2 ч за смену составляют 1000 и 100 А/м соответственно. Основой нормирования электромагнитных полей диапазона частот 30 кГц — 300 ГГц служит принцип действующей дозы, учитывающей энергетическую нагрузку. Энергетическая экспозиция в диапазоне частот 30 кГц—300 МГц рассчитывается по формулам ЭЭе = Е 2Т, (В/м)2·ч, ЭЭн = Н 2Т, (А/м)2·ч, где Е — напряженность электрического поля, В/м; Н — напряженность магнитного поля, А/м; Т — время воздействия за смену, ч. Энергетическая экспозиция в диапазоне частот 300 МГц— 300 ГГц рассчитывается по формуле ЭЭППЭ = ППЭТ, (Вт/м2)·ч, (мкВт/см2)·ч, где ППЭ — плотность потока энергии, Вт/м2, мкВт/см2. ПДУ энергетических экспозиций (ЭЭ ПДУ) на рабочих местах за смену представлены в табл. 6.6. Таблица 6.6 ПДУ энергетических экспозиций ЭМП в диапазоне частот 30 кГц—300 ГГц ЭЭПДУ в диапазонах частот (МГц) Параметр 0,03—3,0 3,0—30,0 30,0— 50,0 50,0— 300,0 300,0— 300000,0 ЭЭе, (В/м)2·ч 20 000 7000 800 800 — ЭЭн, (А/м)2·ч 200 0,72 — — — ЭЭППЭ, (мкВт/см)2·ч — — — — 200 Предельно допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей и плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в табл. 6.7. 246 Таблица 6.7 ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП в диапазоне частот 30 кГц—300 ГГц Предельно допустимые уровни в диапазонах частот (МГц) Параметр 0,03—3,0 3,0—30,0 30,0—50,0 50,0— 300,0 300,0— 300 000,0 Е, В/м 500 300 80 80 — Н, А/м 50 — 3,0 — — ППЭ, мкВт/см2 — — — — 1000 (5000)* * Для условий локального облучения кистей рук. Для случаев облучения от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (вращающиеся и сканирующие антенны с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 20) и локального облучения рук при работах с микрополосковыми устройствами предельно допустимый уровень плотности потока энергии для соответствующего времени облучения (ППЭ ПДУ) рассчитывается по формуле ППЭПДУ = kЭЭПДУ/Т, где k — коэффициент снижения биологической активности воздействий; k = 10 — для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн; k = 12,5 — для случаев локального облучения кистей рук (при этом уровни воздействия на другие части тела не должны превышать 10 мкВт/см2). Интенсивность ЭМИ РЧ на территории жилой застройки и в местах массового отдыха, в жилых, общественных и производственных зданиях (внешнее ЭМП, включая вторичное излучение), на рабочих местах лиц, не достигших 18 лет, и беременных женщин не должна превышать значений, указанных в табл. 6.8 и 6.9. Напряженность ЭМП радиолокационных станций специального назначения (РЛС СН), предназначенных для контроля космического пространства и работающих в диапазоне частот 150—300 МГц в режиме электронного сканирования луча, на территории населенных мест, расположенной в ближней зоне диаграммы излучения РЛС СН, не должна превышать 10 мкВт/см 2 (6 В/м) и на территории населенных мест, расположенных в дальней зоне диаграммы излучения РЛС СН, — 100 мкВт/см2 (19 В/м). 247 Таблица 6.8 Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ для населения, лиц, не достигших 18 лет, и беременных женщин Назначение помещений или территории Территория жилой застройки и места массового отдыха 30—300 кГц Диапазон частот 0,3—3 3—30 30—300 300 МГц— МГц МГц МГц 300 ГГц Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ В/м В/м В/м В/м мкВт/см2 25,0 15,0 10,0 3,0* 10,0 Помещения жилых, общественных и производственных зданий (внешнее ЭМИ РЧ, включая вторичное излучение) 100,0** Рабочие места лиц, не достигших 18 лет, и беременных женщин * Кроме телевизионных и радиолокационных станций, работающих в режиме кругового обзора или сканирования. ** Для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования с частотой не более 1 Гц и скважностью не менее 20. Таблица 6.9 Предельно допустимые уровни ЭМП, создаваемых телевизионными станциями Частота, МГц ПДУ, В/м 48,4 5,0 88,4 4,0 192,0 3,0 300,0 2,5 Граница между ближней и дальней зонами диаграммы излучения РЛС СН определяется из соотношения r D2 , l где r — расстояние от источника ЭМИ; D — максимальный размер излучающей апертуры; l — длина волны излучения. 248 При одновременном облучении от нескольких источников ЭМИ РЧ, для которых установлены одни и те же предельно допустимые уровни, должны соблюдаться следующие условия: (Е 2Т1 +...+ Е 2Tn) < ЭЭe пд, (Е 2 +...+ Е 2)0,5 = Eсумм < ЕПДУ, 1 п п 1 (Н 2Т1+...+ Н 2Tn) < ЭЭн пд, (Н 2 +...+ Н 2)0,5 = Hсумм < НПДУ, 1 п п 1 (ППЭ2Т1 +...+ ППЭ2Tn) < ЭЭППЭпд, 1 п (ППЭ1 +...+ ППЭn) = ППЭсумм < ППЭПДУ, где Еi — напряженность электрического поля, создаваемая источником ЭМИ с i-м номером; Нi — напряженность магнитного поля, создаваемая источником ЭМИ с i-м номером; ППЭi — плотность потока энергии, создаваемая источником ЭМИ с i-м номером; Тi — время воздействия i-го источника; n — число источников ЭМИ. При одновременном облучении от нескольких источников ЭМИ РЧ, для которых установлены разные предельно допустимые уровни, должны соблюдаться следующие условия: (ЭЭ1/ЭЭПДУ1 +...+ ЭЭn/ЭЭПДУn) < 1; (Е1/ЕПДУ1 +...+ Еn/EПДУn)2 + (Н1/НПДУ1 +...+ Нn/НПДУn)2 + + (ППЭ1/ППЭПДУ1 +...+ ППЭn/ППЭПДУn) < 1, где ЭЭi — энергетическая экспозиция i-го нормируемого диапазона; ЭЭПДУi — предельно допустимое значение энергетической экспозиции i-го нормируемого диапазона; ЕПДУi — предельно допустимое значение напряженности электрического поля i-го нормируемого диапазона; НПДУi — предельно допустимое значение напряженности магнитного поля i-го нормируемого диапазона; ППЭПДУi — предельно допустимое значение плотности потока энергии i- го нормируемого диапазона; n — число нормируемых диапазонов. В настоящее время широкое распространение получили системы сотовой радиосвязи. В работе этих систем используется следующий принцип: территория города (района) делится на небольшие зоны (соты), в центре каждой зоны располагается базовая станция, об- 249 служивающая в данной соте мобильные станции. К последним относятся автомобильные и ручные радиотелефоны. Системы сотовой радиосвязи работают в интервале радиочастот 400—1200 МГц. Максимальная мощность передатчиков базовых станций, как правило, не превышает 100 Вт, коэффициент усиления антенны 10—16 дБ. Мощность передатчиков автомобильных станций 8—20 Вт, ручных радиотелефонов 0,1—5 Вт. Воздействию ЭМИ, создаваемых системами сотовой связи, могут подвергаться лица профессиональных групп, работа которых связана с источниками ЭМИ (персонал базовых станций, связисты, диспетчеры, работники ГИБДД, пожарной охраны, такси и др.), население, проживающее в непосредственной близости от базовых станций, пользователи радиотелефонов. Уровни воздействия на человека электромагнитных полей, создаваемых подвижными станциями сухопутной радиосвязи (включая абонентские терминалы спутниковой связи) непосредственно у головы пользователя, не должны превышать следующих значений (СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03) в диапазоне частот: – 27—30 МГц — 45,0 В/м; – 30—300 МГц — 15,0 В/м; – 300—2400 МГц — 100,0 мкВт/см2. Ослабление геомагнитного поля (ГМП) на рабочем месте оценивается и нормируется по его интенсивности внутри помещения, объекта, технического средства (далее — помещения) и в открытом пространстве на территории, прилегающей к месту его расположения, с последующим расчетом коэффициента ослабления ГМП. Коэффициент ослабления интенсивности ГМП (КГМП) равен отношению интенсивности ГМП открытого пространства (Во или Но) к его интенсивности внутри помещения (Вв или Нв): → Bо КГМП → , Bв → где | Bо | — модуль вектора магнитной индукции в открытом пространстве; → Bв — модуль вектора магнитной индукции на рабочем месте в помещении; → Hо или КГМП → , Hв 250 → где | Hо | — модуль вектора напряженности магнитного поля в открытом пространстве; → Hв — модуль вектора напряженности магнитного поля на рабочем месте в помещении. Интенсивность ГМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в Тл (мкТл, нТл), которые связаны между собой следующим соотношением: Н = В / µ0, где 0 = 4·10–7 Гн/м — магнитная постоянная. Коэффициент ослабления интенсивности геомагнитного поля на рабочих местах персонала в помещениях (объектах, технических средствах) в течение смены не должен превышать 2. 6.4. Средства защиты от воздействия ЭМП Защита от воздействия ЭМП и излучений осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических и лечебнопрофилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты. На рис. 6.4 приведена классификация защитных методов и средств. 6.4.1. Организационные мероприятия При проектировании и эксплуатации оборудования, являющегося источником ЭМП, или объектов, оснащенных источниками ЭМП: – выбирают рациональные режимы работы оборудования; – выделяют зоны воздействия ЭМП (зоны с уровнями ЭМП, в которых превышаются предельно допустимые уровни и где по условиям эксплуатации не требуется даже кратковременное пребывание персонала, должны ограждаться и обозначаться соответствующими предупредительными знаками); – рабочие места и маршруты передвижения обслуживающего персонала располагают на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ (защита расстоянием); – ограничивают время нахождения персонала в зоне воздействия ЭМП (защита временем); – соблюдают правила безопасной эксплуатации источников ЭМП. 251 252 Рис. 6.4. Классификация методов и средств защиты В зависимости от технологического процесса источники ЭМП могут размещаться в отдельных помещениях или в общем производственном помещении. Электромагнитная энергия, излучаемая отдельными элементами электротермических установок и радиотехнической аппаратуры, при отсутствии экранов (настройка, регулировка и испытания) распространяется в помещении, отражается от стен и перекрытий, частично проходит сквозь них и в небольшой степени рассеивается в них. В результате образования стоячих волн в помещении могут создаваться зоны с повышенной плотностью электромагнитного излучения. Поэтому работы следует проводить в отдельных специально выделенных помещениях, которые должны быть изолированы от других помещений данного здания и иметь непосредственный выход в коридор или наружу. Для этих целей подходят угловые помещения первого и последнего этажей зданий. Помещения, в которых настраивают, регулируют и испытывают установки, необходимо устраивать так, чтобы при включении установок на полную мощность их излучение практически не проникало через стены, перекрытия, оконные проемы и двери в смежные помещения. Данные об ослаблении излучений элементами конструкций зданий приведены в табл. 6.10. Толщину стен и перекрытий помещений определяют в каждом случае расчетным путем, исходя из мощности установок и поглощающих свойств строительных материалов. Материалы стен и перекрытий зданий, в том числе и окрасочные материалы, различно не только поглощают, но и отражают электромагнитные волны. Масляная краска, например, создает гладкую поверхность, отражающую до 30 % электромагнитной энергии сантиметрового диапазона. Известковые покрытия имеют малую отражательную способность. Поэтому для уменьшения отражения электромагнитной энергии потолок целесообразно покрывать известковой или меловой краской. Таблица 6.10 Ослабление электромагнитных излучений строительными конструкциями Материал и элементы конструкции Кирпичная стена толщиной 70 см Междуэтажное перекрытие Оштукатуренная стенa здания Окна с двойными рамами Ослабление потока мощности, дБ = 3 см 21 22 12 18 = 10 см 16 2 8 7 253 Для исключения электромагнитного загрязнения окружающей среды окна помещений, в которых проводятся работы с электромагнитными излучателями, экранируют с помощью сетчатых или сотовых экранов (рис. 6.5). В целях защиты населения от воздействия ЭМП, создаваемых антеннами базовых станций или ПРТО в целом, устанавливаются СЗЗ и ЗОЗ с учетом перспекРис. 6.5. Установка сотовых решеток тивного развития объекта связи на окна: и населенного пункта. Границы а — с наружной стороны; б — с внутСЗЗ определяются на высоте ренней стороны; 1 — сотовая решетка; 2 м от поверхности земли по 2 — оконное стекло; 3 — пол ПДУ. ЗОЗ представляет собой территорию вокруг ПРТО, где на высоте от поверхности земли более 2 м уровень ЭМП превышает ПДУ для населения. Внешняя граница ЗОЗ определяется по максимальной высоте зданий перспективной застройки, на высоте верхнего этажа которых уровень ЭМП не превышает ПДУ для населения. Границы СЗЗ и ЗОЗ определяются расчетным путем в направлении излучения антенн и уточняются измерениями уровней ЭМП. При этом следует учитывать необходимость защиты от воздействия вторичного ЭМП, переизлучаемого элементами конструкции здания, коммуникациями, внутренней проводкой и т.д. Маршруты движения персонала по территории ПРТО устанавливают таким образом, чтобы исключалась возможность облучения людей при уровнях, превышающих предельно допустимые. Зоны с уровнями ЭМП выше допустимых должны быть обозначены специальными предупреждающими знаками и надписями. 6.4.2. Инженерно-технические мероприятия Инженерно-технические мероприятия обеспечивают снижение уровней ЭМП и излучений на рабочих местах путем внедрения новых технологий и применения средств коллективной и индивиду254 альной защиты (когда фактические уровни ЭМП на рабочих местах превышают ПДУ, установленные для производственных воздействий). К ним относятся: – рациональное размещение оборудования; – использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала и в окружающую среду (поглотители мощности, экранирование, использование минимальной необходимой мощности генератора). Средства защиты изготавливают с использованием технологий, основанных на экранировании (отражении, поглощении энергии ЭМП) и других эффективных методах защиты организма человека от вредного воздействия ЭМП. Средства защиты от воздействия ЭСП должны соответствовать требованиям государственного стандарта на общие технические требования к средствам защиты от статического электричества. Средства защиты от воздействия МП изготавливают из материалов с высокой магнитной проницаемостью, конструктивно обеспечивающих замыкание магнитных полей. Защиту от воздействия ЭП частотой 50 Гц осуществляют с помощью стационарных экранирующих устройств и индивидуальных экранирующих комплектов. При этом обязательно заземление всех изолированных от земли крупногабаритных объектов, включая машины, механизмы и др. Для защиты работающих на распределительных устройствах от воздействия ЭП частотой 50 Гц применяются конструкции, снижающие уровни ЭП путем использования компенсирующего действия разноименных фаз токоведущих частей и экранирующего влияния высоких стоек под оборудование, шины выполняются с минимальным числом расщепленных проводов в фазе и минимально возможным их провесом и др. Средства защиты работающих от воздействия МП частотой 50 Гц выполняются в виде пассивных или активных экранов. На рис. 6.6 и 6.7 показаны примеры экранирования излучения промышленной частоты с помощью козырька из металлической сетки и навеса из металлических прутков. 255 Рис. 6.6. Экранирующий козырек над шкафом управления выключателя напряжением 500 кВ Рис. 6.7. Экранирующий навес над проходом в здание 6.4.3. Экранирование источников ЭМП радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ) Источники ЭМП РЧ или рабочие места экранируются с помощью отражающих или поглощающих экранов (стационарных или переносных). Отражающие ЭМП РЧ экраны изготавливают из металлических листов, сетки, проводящих пленок, ткани с микропроводом, металлизированных тканей на основе синтетических волокон или любых других материалов, имеющих высокую электропроводность. Поглощающие ЭМП РЧ экраны изготавливают из специальных материалов, обеспечивающих поглощение энергии ЭМП соответствующей частоты. Смотровые окна, приборные панели экранируются с помощью радиозащитного стекла (или любого радиозащитного материала с высокой прозрачностью). Одним из способов снижения излучаемой мощности является правильный выбор генератора. В тех случаях, когда необходимо уменьшить мощность излучения генератора, применяют поглотители мощности, которые полностью поглощают или ослабляют в необходимой степени передаваемую энергию на пути от генератора к излучающему устройству. Известны волноводные (рис. 6.8, а—в) и коаксиальные (рис. 6.8, г—е) поглотители мощности. 256 Рис. 6.8. Поглотители мощности: а—в — волноводные; г—е — коаксиальные. Конструкции поглотителей: а, г — скошенные; б, в — клинообразные; д — ступенчатые; е — в виде шайб. Охлаждение поглотителей мощности: г — охлаждающие ребра; в, е — проточная вода Поглотителем энергии служит графитовый или специальный углеродистый состав, а также специальные диэлектрики. Для охлаждения поглотителей мощности используют охлаждающие ребра (рис. 6.8, г) или проточную воду (рис. 6.8, в, е). Для коаксиальных линий и волноводов применяют поглотители мощности различных конструкций: скошенные (рис. 6.8, а, г), клинообразные (рис. 6.8, б, в), ступенчатые (рис. 6.8, д) и в виде шайб (рис. 6.8, е). На рис. 6.9 показаны аттенюаторы с постоянным затуханием. Их применяют для понижения мощности излучения до необходи- Рис. 6.9. Постоянные аттенюаторы 257 мого значения в коаксиальных линиях и волноводах. В них электромагнитные колебания поглощаются материалами с большим коэффициентом поглощения. К таким материалам относятся резина, полистирол и др. Волноводные аттенюаторы с переменным затуханием ножевого (рис. 6.10, а) и пластинчатого типа (рис. 6.10, б) изготовляют из диэлектрика, покрытого тонкой металлической пленкой, и помещают параллельно электрическим силовым линиям электромагнитного поля. Затухание аттенюаторов регулируется путем перемещения «ножа» или пластин в волноводе, из-за чего изменяется поглощение энергии диэлектриком аттенюатора. Для защиты работающих от электромагнитных излучений применяют заземленные экраны, кожухи, ширмы, защитные козырьки, устанавливаемые на пути излучения, а также камеры или шкафы, в которые помещают передающую аппаратуру. Индукторы и конденсаторы экранируют, как показано на рис. 6.11. Рис. 6.10. Волноводные аттенюаторы: а — с переменным затуханием ножевого типа; б — пластинчатого типа Рис. 6.11. Экранирование: а — индуктора; б — конденсатора 258 Средства защиты (экраны, кожухи и т.п.) из радиопоглощающих материалов выполняют в виде тонких резиновых ковриков, гибких или жестких листов поролона или волокнистой древесины, пропитанной соответствующим составом, и ферромагнитных пластин. Коэффициент отражения этих материалов не превышает 1—3 %. Эти средства склеивают или присоединяют к основе конструкции экрана специальными скрепками. Для оценки функциональных качеств экрана используют понятие эффективности, которое определяется отношением плотности потока энергии I0 в данной точке при отсутствии экрана к плотности потока энергии I в той же точке при наличии экрана Э = I0/I. На практике обычно эффективность экранирования рассчитывают в дБ, Э = 10 1g I0/I. Эффективность экранов зависит от длины волны, модуля волнового сопротивления диэлектрика W, материала экрана, геометрических размеров экрана и качества конструкции. Среднюю эффективность экранирования находят по формуле ЭOE(H) zwE (H ) 2d m m 1 , е Rэ где z — глубина проникновения электромагнитного поля в экран, м; wЕ(H) — волновое сопротивление электрического (магнитного) поля; — удельное сопротивление материала экрана, Ом/м; — длина волны электромагнитного поля, м; Rэ — эквивалентный радиус экрана (радиус цилиндра или сферы), м; 2d — коэффициент, учитывающий уменьшение эффективности экрана е m за счет наличия в нем отверстий и щелей; d — толщина материала экрана; m — наибольший размер отверстия (щели) в экране, м. Эта формула полностью описывает процесс электромагнитного экранирования реальных экранов. В табл. 6.11 приведены характеристики некоторых радиопоглощающих материалов. Способ защиты в каждом конкретном случае выбирается с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ и требуемой эффективности защиты. Эффективность экранирующих устройств зависит от электрических и магнитных свойств материала экрана, конструкции экрана, его геометрических размеров и частоты излучения. Характеристики 259 Таблица 6.11 Основные характеристики радиопоглощающих материалов Марка и материал поглотителя Диапазон рабочих волн, см Отражаю- Масса 1 м2 Толщина щая мощ- материала, материала, ность, % кг мм СВЧ-068, феррит 15—200 3 «Луч», древесное волокно 15—150 1—3 — — В2Ф2, резина 0,8—4 2 4—5 11—14 18—20 4 В2ФЗ: ВКФ1 0,8—4 4 4—5 11—14 «Болото», поролон 0,8—100 1—2 — — некоторых материалов, рекомендуемых для использования в защитных экранах, приведены в табл. 6.12. При изготовлении экрана в виде замкнутой камеры вводы волноводов, коаксиальных фидеров, воды, воздуха, выводы ручек управления и элементов настройки не должны нарушать экранирующих свойств камеры. Для уменьшения просачивания электромагнитной энергии через вентиляционные жалюзи последние экранируются металлической сеткой, либо выполняются в виде запредельных волноводов. Таблица 6.12 Характеристика материалов для изготовления средств защиты от ЭМП в диапазоне частот 30 МГц—40 ГГц Листовая сталь Ст3 Толщина, мм 1,4 Диапазон частот, Гц 30 МГц—40 ГГц Ослабление, дБ 100 Фольга алюминиевая 0,08 То же 80 Материал Фольга медная 0,08 >> >> 80 0,3—1,3 >> >> 30 Радиозащитное стекло с одноили двухсторонним полупроводниковым покрытием 6 30 МГц — 30 ГГц 20—40 Ткань хлопчатобумажная с микропроводом — То же 20—40 Ткань металлизированная «Восход» — 10 кГц—30 ГГц 40—65 Ткань трикотажная (полиамид + проволока) — 300 кГц—30 МГц 15—40 Сетка стальная тканая 260 Для уменьшения утечек энергии из фланцевых сочленений волноводов применяются «дроссельные фланцы», уплотняются сочленения с помощью прокладок из проводящих (фосфористая бронза, медь, алюминий, свинец и другие металлы) и поглощающих материалов, используется дополнительное экранирование. Если в экране для радиоэлектронной аппаратуры имеются отверстия или щели, возникающие из-за несовершенства его конструкции и технологии изготовления, среднюю эффективность экранирования можно определить по эмпирической формуле е 10 lg 2z1 z2 A 8,686B, Н где импеданс z zЕ при экранировании электрического поля; z z при 1 1 1 экранировании магнитного поля; импеданс z2 jw2 1 ; слагаемые А и мно- житель В = 2h/l учитывают негерметичность экрана 1/ 3 A 20 lg 2 1 0,5k1l 6 , k r 1 э где rэ 0,62V 1/3 — эквивалентный радиус экрана любой геометрической формы (V — внутренний объем экрана); l — наибольший размер отверстия (щели) в экране; k1 w 00 . Эмпирическая формула справедлива в рассматриваемом диапазоне частот, пока k1l < 2 при l > 0. 6.4.4. Лечебно-профилактические мероприятия К лечебно-профилактическим относят мероприятия, направленные на повышение сопротивляемости организма к воздействию электромагнитных полей. В целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работники, подвергаемые воздействию ЭМП, должны проходить предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры в порядке, установленном соответствующим приказом Министерства здравоохранения. Работники не проходят медицинских осмотров, если уровни ЭМП на рабочих местах не превышают допустимых значений. Все 261 лица с начальными проявлениями клинических нарушений, связанных с воздействием ЭМП (астенический, астеновегетативный, гипоталамический синдром), а также с общими заболеваниями, течение которых может усугубляться под влиянием неблагоприятных факторов производственной среды (органические заболевания центральной нервной системы, гипертоническая болезнь, болезни эндокринной системы, болезни крови и др.), должны наблюдаться врачом. Кроме того, должны проводиться соответствующие гигиенические и терапевтические мероприятия, направленные на оздоровление условий труда и восстановление здоровья работающих. Временный или постоянный перевод работающих на другую работу осуществляется в случаях, характеризующихся прогрессирующим течением или выраженными формами профессиональной патологии или усугубляющимися в результате воздействия ЭМП общими заболеваниями. Переводу на другую работу подлежат также женщины в период беременности и кормления. Лица, не достигшие 18 лет, и беременные женщины допускаются к работе на установках, являющихся источниками ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих местах не превышает допустимых значений. В тех случаях, когда коллективные средства защиты от электромагнитного излучения недостаточно эффективны, например, при настройке антенно-фидерных устройств и определении разрешающей способности радиолокационных станций, где плотность потока энергии превышает допустимую в сотни раз, необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты. 6.4.5. Средства индивидуальной защиты от электромагнитного излучения К средствам индивидуальной защиты от электромагнитного излучения относят комбинезон или полукомбинезон, куртку с капюшоном, халат с капюшоном, жилет, фартук, средство защиты для лица, рукавицы (или перчатки), обувь. Средства защиты изготавливают из металлизированной ткани (или любой другой ткани с высокой электропроводностью), обеспечивающей защиту организма человека по принципу сетчатого экрана. Если защитная одежда изготовлена из материала, содержащего в своей структуре металлический провод, она может использоваться только в условиях, исключающих 262 прикосновение к открытым токоведущим частям установок. Все части защитной одежды должны иметь между собой электрический контакт. Для защиты глаз от электромагнитного излучения используют очки, вмонтированные в капюшон или же применяемые отдельно. Стекла очков покрывают полупроводниковым оловом SnO2, которое ослабляет электромагнитную энергию до 30 дБ при светопропускании не менее 74 %. 6.4.6. Контроль ЭМП и излучений Для контроля уровней ЭМП используются расчетные методы и/или проводятся измерения на рабочих местах. Расчетные методы используются преимущественно при проектировании новых или реконструкции действующих объектов, являющихся источниками ЭМП. Для действующих объектов контроль ЭМП осуществляется преимущественно путем инструментальных измерений. Для оценки уровней ЭМП применяются приборы направленного приема (однокоординатные) и приборы ненаправленного приема, оснащенные изотропными (трехкоординатными) датчиками. Измерения выполняются при работе источника с максимальной мощностью. Для измерений в диапазоне частот 10 кГц—300 мГц используются приборы, предназначенные для определения среднеквадратичного значения напряженности электрического и магнитного полей с допустимой относительной погрешностью 30 %. Для измерений в диапазоне частот 0,3—300 ГГц используются приборы, предназначенные для определения среднего значения плотности потока энергии, с допустимой погрешностью 30 %. Для проведения измерений предпочтительны приборы с изотропными датчиками. Не подлежат контролю используемые в условиях производства источники ЭМП, если они не работают на открытый волновод, антенну или другой элемент, предназначенный для излучения в пространство, и их максимальная мощность, согласно паспортным данным, не в диапазоне частот: 30 кГц—3 МГц — 5,0 Вт; 3—30 МГц — 2,0 Вт; 30 МГц—300 ГГц — 0,2 Вт. В производственных условиях измерения проводятся на постоянных рабочих местах персонала. Если постоянных рабочих мест 263 нет, выбирается несколько точек в пределах рабочей зоны, в которой работник проводит не менее 50 % рабочего времени. Кроме того, измерения проводятся в местах возможного нахождения персонала в процессе работы. При локальном облучении рук персонала следует дополнительно проводить контроль интенсивности ЭМП на уровне кистей и середины предплечья. При измерениях плотности потока энергии приборами с антеннами направленного действия, предназначенными для работы в дальней зоне излучения, антенны приборов не должны приближаться к месту выхода энергии на расстояние, меньшее, чем Rmin = d 2/l, где d — наибольший геометрический размер приемной антенны, l — длина волны излучения. При проведении измерений интенсивности ЭМП в помещениях жилых и общественных зданий (внешнее излучение, включая вторичное) измерения проводятся в центре помещений, у окон, у батарей отопления и других коммуникаций, а также при необходимости в других точках. Измерения внешнего излучения без кондиционирования воздуха проводятся при открытой форточке, фрамуге или узкой створке окна. На открытой территории измерения проводятся на высоте 2 м от поверхности земли, далее на высотах 3, 6, 9 м и т.д. в зависимости от этажности застройки. Измерения в каждой точке проводятся на высоте 0,5, 1,0 и 1,7 м от пола (опорной поверхности). Определяющим в данной точке является максимальное измеренное значение интенсивности ЭМП. Измерения интенсивности ЭМП от антенн с вращающейся или сканирующей диаграммой направленности проводятся при неподвижной диаграмме направленности при всех возможных углах наклона антенны. При одновременной работе источников ЭМП, излучающих в диапазонах частот с разными гигиеническими нормативами, измерения проводятся раздельно в каждом диапазоне частот (при отсутствии приборов, позволяющих выделить каждый диапазон частот). Измерения интенсивности ЭМП должны проводиться не реже одного раза в год в порядке текущего контроля, при внесении в условия и режимы работы источников ЭМП изменений, влияющих на 264 уровни излучения (замена генераторных и излучающих элементов, изменение технологического процесса, изменение экранировки и средств защиты, увеличение мощности, изменения расположения элементов и т.д.), а также после ремонта источников ЭМП. Интенсивность ЭМП от передающих радиотехнических объектов рассчитывается и измеряется в соответствии с методическими указаниями, утвержденными в установленном порядке. При проведении измерений лицо, проводящее измерения, и другие лица не должны находиться между источником излучения и приемной антенной. Контроль уровней ЭМП, создаваемых системами сотовой радиосвязи, обеспечивается с помощью измерителей плотности потока энергии излучения. Для метрологического контроля радиотелефонов следует использовать приборы, предназначенные для измерений в ближней зоне излучения (ПЗ-18, ПЗ-19, ПЗ-20, ПЗ-18А, ПЗ-19А). В табл. 6.13 приведены основные характеристики измерительных приборов. Таблица 6.13 Основные характеристики приборов, рекомендуемых для измерения интенсивности ЭМП Прибор Рабочий диапазон, ГГц Пределы измерений Погрешность прибора Измеритель плотности 0,32—10 мкВт/см2 (ПЗ-18) потока энергии: (3,2—10) мВт/см2 ПЗ-18, 0,3—39,65 (ПЗ-19) +2 дБ ПЗ-19, (0,32—10) мкВт/см2 — ПЗ-20 (20—100) мВт/см2(ПЗ-20) Широкополосный изме(0,9—10) мкВт/см2 (3,2— ритель плотности потока 10) мВт/см2 (ПЗ-18A) энергии: 0,3—40 +2 дБ (6—66,6) мкВт/см2 — (20— ПЗ-18A, 2 100) мВт/см (ПЗ-19А) ПЗ-19А Измеритель плотности 0,3—37,5 0,3—8600 мкВт/см2 +40 % потока энергии ПЗ-9* * Может использоваться в производственных условиях и на селитебной территории. Измерения ППЭ излучения проводятся в соответствии с Инструкцией по эксплуатации приборов на расстояниях от источника 265 ЭМИ, соответствующих расположению головы человека, подвергающегося облучению. 6.5. Гигиеническая оценка изменения интенсивности геомагнитного поля Гигиеническую оценку изменения интенсивности геомагнитного поля в помещении проводят на основании расчета коэффициента ослабления ГМП (КГМП) для каждого рабочего места и его сопоставления с гигиеническим нормативом (ВДУ). Расчет КГМП проводят по результатам измерений интенсивности геомагнитного поля внутри помещения и на открытой территории, прилегающей к месту его расположения. Определяющим при расчете коэффициента является минимальное из всех зарегистрированных на рабочем месте значений интенсивности ГМП. До начала проведения измерений ГМП в помещениях должны быть отключены технические средства, которые могут создавать постоянные магнитные поля. Измерения интенсивности геомагнитного поля внутри помещения на каждом рабочем месте проводят на 3 уровнях от поверхности пола с учетом рабочей позы: 0,5, 1,0 и 1,4 м — при рабочей позе сидя; 0,5, 1,0 и 1,7 м — при рабочей позе стоя. Измерения интенсивности ГМП в открытом пространстве на территории, где размещается обследуемый объект, выполняют на уровнях 1,5—1,7 м от поверхности земли. Измерения проводят на расстоянии не ближе 0,5 м от железосодержащих предметов, конструкций и оборудования. Для измерений следует использовать приборы ненаправленного и направленного приема, предназначенные для определения индукции или напряженности постоянного магнитного поля с допустимой относительной погрешностью измерения не более 10 %. При использовании прибора направленного приема в каждой точке распределяются три взаимно перпендикулярные компоненты вектора индукции (Вх, Ву, Вz) или вектора напряженности (Нх, Ну, Нz) постоянного магнитного поля. Измеренные значения используются для расчета значения модуля вектора магнитной индукции |В| или модуля вектора напряженности магнитного поля |Н|. Расчеты выполняют по формулам | B | B 2 B 2 B 2 или | H | H 2 H 2 H 2 . x 266 y z x y z 6.6. Контроль напряженности ЭСП Контроль напряженности ЭСП должен осуществляться на постоянных рабочих местах персонала или, в случае отсутствия постоянного рабочего места, в нескольких точках рабочей зоны, расположенных на разных расстояниях от источника в отсутствии работающего. Измерения проводят на высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (рабочая поза «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (рабочая поза «сидя») от опорной поверхности. При гигиенической оценке напряженности ЭСП на рабочем месте определяющим является наибольшее из всех зарегистрированных значений. Контроль напряженности ЭСП осуществляется с помощью средств измерения, позволяющих определять напряженность Е в свободном пространстве с допустимой относительной погрешностью не более +/10 %. 6.7. Контроль уровней ПМП Уровни ПМП контролируются путем измерения значений В или Н на постоянных рабочих местах персонала или в случае отсутствия постоянного рабочего места в нескольких точках рабочей зоны, расположенных на разных расстояниях от источника ПМП при всех режимах работы источника или только при максимальном режиме. Измерения проводят на высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (рабочая поза «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (рабочая поза «сидя») от опорной поверхности. При локальном воздействии контроль уровней ПМП производится на уровне конечных фаланг пальцев кистей, середины предплечья и середины плеча. При непосредственном контакте рук человека с поверхностью магнита измерения магнитной индукции ПМП проводят путем непосредственного контакта датчика средства измерения с поверхностью магнита. Контроль уровней ПМП на рабочих местах не осуществляется при значении В на поверхности магнитных изделий ниже ПДУ: 1) при максимальном значении тока в одиночном проводе не более Imax = 2rН, где r — расстояние до рабочего места, Н = = НПДУ; 2) при максимальном значении тока в круговом витке не более Imax = 2RН, где R — радиус витка; 3) при максимальном значении тока в соленоиде не более Imax = = 2Нn, где n — число витков на единицу длины. 267 6.8. Контроль уровней ЭМП Уровни ЭМП промышленной частоты контролируются на рабочих местах персонала, обслуживающего электроустановки переменного тока (линии электропередачи, распределительные устройства и др.), электросварочное оборудование, высоковольтное электрооборудование промышленного, научного и медицинского назначения и др. Контроль уровней ЭМП частотой 50 Гц осуществляется раздельно для ЭП и МП. В электроустановках с однофазными источниками ЭМП контролируются действующие (эффективные) значения ЭП и МП: E Em 2 и H Hm 2 , где Еm и Нm — амплитудные значения изменения во времени напряженностей ЭП и МП. В электроустановках с двух- и более фазными источниками ЭМП контролируются действующие (эффективные) значения напряженностей Emax и Hmax, где Emax и Hmax — действующие значения напряженностей по большей полуоси эллипса или эллипсоида. Контроль уровней ЭП и МП частотой 50 Гц осуществляет во всех зонах возможного нахождения человека при выполнении им работ, связанных с эксплуатацией и ремонтом электроустановок. Измерения напряженности ЭП и МП частотой 50 Гц проводятся на высоте 0,5; 1,5 и 1,8 м от поверхности земли, пола помещения или площадки обслуживания оборудования и на расстоянии 0,5 м от оборудования и конструкций, стен зданий и сооружений. Расчет напряженности ЭП частотой 50 Гц проводят при наибольшем рабочем напряжении электроустановки. Измеренные значения пересчитываются на это напряжение путем умножения измеренного значения на отношение Umax/U, где Umax — наибольшее рабочее напряжение электроустановки, U — напряжение электроустановки при измерениях напряженности. Измерения напряженности ЭП частотой 50 Гц рекомендуется проводить приборами ненаправленного приема с трехкоординатным емкостным датчиком, автоматически определяющим максимальный модуль напряженности ЭП при любом положении в пространстве. 268 Для воздушных линий электропередачи (ВЛ) при расчетах на основании учета технических характеристик проектируемых ВЛ (номинальное напряжение, ток, мощность, пропускная способность, высота подвеса и габарит проводов, тип опор, длина пролетов на трассе ВЛ и др.) строят общие (усредненные) вертикальные или горизонтальные профили напряженности Е и Н вдоль трассы ВЛ. При этом используют ряд усовершенствованных программ, учитывающих для отдельных участков трассы ВЛ рельеф местности и некоторые характеристики грунта, что позволяет повысить точность расчета. Измерения и расчет напряженности (индукции) МП частотой 50 Гц проводятся при максимальном рабочем токе электроустановки, или измеренные значения пересчитываются на максимальный рабочий ток (Imax) путем умножения измеренных значений на отношение Imax/I, где I — ток электроустановки при измерениях. Напряженность (индукция) МП измеряется при обеспечении ее искажения находящимися вблизи рабочего места железосодержащими предметами. Для измерений рекомендуется использовать приборы с трехкоординатным индукционным датчиком, обеспечивающим автоматическое измерение модуля напряженности МП при любой ориентации датчика в пространстве с допустимой относительной погрешностью 10 %. При использовании приборов направленного приема (преобразователь Холла и т.п.) необходимо осуществлять поиск максимального регистрируемого значения путем ориентации датчика в каждой точке в разных плоскостях. 6.9. Источники поражения электрическим током на электроподвижном составе 6.9.1. Рабочие напряжения Известно, что магистральный электроподвижной состав рассчитан на рабочее напряжение 3000 В постоянного тока или 26 000 В однофазного переменного тока частотой 50 Гц. Очевидно, что прикосновение к токоведущим частям, находящимся под таким напряжением, вызывает токи, проходящие через тело человека, безусловно, опасные для жизни. 269 Для питания вспомогательного оборудования электроподвижного состава применяются главным образом напряжения от 160 до 380 В переменного тока. Такие напряжения также могут вызвать несчастные случая с летальным исходом и считаются опасными. Для цепей управления электроподвижным составом используются напряжения 50, 75 или 110 В постоянного тока. Действие на организм человека постоянного тока с таким уровнем напряжения отличается от действия переменного тока. Эффект поражения от прикосновения к токоведущим частям определяется условием болевой переносимости. Учитывая специфические условия работы электроподвижного состава (использование металлических корпусов в качестве проводника цепей управления, стесненное размещение оборудования, особую опасность высоковольтных камер), следует считаться с опасностью поражения напряжениями цепей управления. 6.9.2. Наведенные напряжения Наведенные напряжения могут возникать в результате магнитного и электрического влияний между электрическими цепями. Для упрощения изложения магнитное и электрическое влияния рассматриваются раздельно. В реальных условиях влияющей цепью (обозначим ее индексом 1) может быть цепь «контактный провод — земля»; подверженной влиянию (будем обозначать ее индексом 2) может быть система «опущенные токоприемники — шина» или смежный контактный провод над электроподвижным составом. Как известно из общей теории, электромагнитная связь между цепями характеризуется двумя параметрами: – проводимостью электрической связи Y12, которая численно равна отношению тока I2э, индуктируемого, в цепи, подверженной влиянию, к напряжению U1 во влияющей цепи и имеет размерность Cм·м–1; – сопротивлением магнитной связи Z12, которое численно равно отношению электродвижущей силы Е˙ , индуктируемой в 2 подверженной влиянию цепи, к току I˙1 во влияющей линии и имеет размерность Ом·м–1. При протекании переменного тока в 1й цепи во 2-й цепи из-за электрической и магнитной связи будут индуктироваться напряжения и токи. 270 Введем обозначения: l — длина цепи, подверженной влиянию; С2, G2, 2 — соответственно емкость, Ф·м–1, проводимость, См·м–1 и коэффициент распространения цепи, подверженной влиянию, м–1; Z12 = M12 = R12 + jL12 — сопротивление магнитной связи между цепями 1 и 2, Ом·м–1; М12 — взаимная индуктивность между цепями, Г·м–1; R12 — активная составляющая магнитной связи, Ом·м–1; L12 — реактивная составляющая магнитной связи, Ом·м –1; Y12 = G12+jС12 — проводимость электрической связи, См·м–1; G12 — активная составляющая электрической связи, См·м–1; С12 — емкостная проводимость между цепями, См·м–1. Найдем распределение напряжений в изолированной по концам подверженной влиянию цепи при магнитном влиянии. В начале цепи, т.е. при X = 0 ˙ I˙1Z 12 l I Z U 2м(0) sh12 1 12 th l ; l 2 2 2 ch 2 2 2 в середине цепи, т.е. при X = l/2 U l 0; 2м 2 в конце цени, т.е. при X = l U 2м (l ) I˙ Z 2 12 th 2 l 2 . 2 Из этих уравнений следует, что в изолированной по концам и находящейся на всем протяжении в однородном внешнем магнитном поле цепи индуктированное напряжение относительно земли распределяется таким образом, что в середине цепи оно равно нулю, а по концам цепи эти напряжения одинаковы по величине, но в каждый данный момент противоположны по знаку. С увеличением аргумента гиперболический тангенс, изменяясь волнообразно, стремится к единице, поэтому по мере увеличения 271 длины или коэффициента распространения подверженной влиянию цепи индуктированное напряжение будет уменьшаться. При малых l значениях аргумента, когда 2 1, т.е. на линиях короткой дли 2 ны или при малых коэффициентах распространения, l l th . 22 22 В этом случае 1 1 U˙ (0) I˙ Z l; U˙ (l ) I˙ Z l. 2м 2м 2 2 12 2 1 12 Разность потенциалов, индуктированных между концами, U˙ (l ) U˙ (0) I˙ Z l E 2м 2м 1 12 называется продольной электродвижущей силой. Напряжение по отношению к земле на концах цепи равно Ė/2. Потенциальная характеристика незаземленной цепи, подверженной влиянию Как подтверждают расчеты и практика, прикосновение к незаземленному отключенному контактному проводу при протекании токов в смежной контактной сети в результате магнитного влияния представляет опасность поражения. Не меньшую опасность поражения представляет прикосновение к отключенному контактному проводу с заземлением, удаленным на значительное расстояние от места прикосновения. При заземлении подверженной влиянию цепи в одной точке распределение потенциалов будет изменяться по линейному закону с прежним наклоном, но точка с нулевым потенциалом сместится в место заземления. Если заземлений будет несколько, распределение потенциалов также будет изменяться по линейному закону и также с прежним наклоном, но положение точки с нулевым потенциалом Х0 определяется по формуле 272 n 2 li X 0 n Ri . 1 R 1 i Потенциальная характеристика цепи, заземленной в нескольких местах, приведена на рис. 6.12. Опасность прикосновения к проводу, на котором наводится продольная электродви- Рис. 6.12. Потенциальная характеристижущая сила, оценивается тока цепи, заземленной в нескольких ком Iч, проходящим через четочках ловека, или напряжением прикосновения Uпр = Iч Rч . Прикосновение к незаземленному проводу можно рассматривать как заземление его через сопротивление тела человека Rh. При этом пренебрегаем активной проводимостью проводов из-за ее малости, а также представим распределенные емкостные сопротивления провода относительно земли в виде двух одинаковых сопротивлений, сосредоточенных на его концах, Хсн и Хск: 2 . X сн X ск C2l Как видно, наиболее безопасной точкой прикосновения будет точка нулевого потенциала, находящаяся в данном случае посередине провода. Найдем распределение напряжений в изолированной цепи при электрическом влиянии. Напряжение в этом случае не зависит от координаты X и равно влияющему напряжению, умноженному на отношение взаимной проводимости к собственной проводимости цепи Y U˙ U˙ 12 . 2э 1 Y 2 273 Так как в рассматриваемом случае электрическому влиянию подвержены только воздушные линии, для которых G12 << С12 и G2 << С2, то C U˙ U˙ 12 . 2э 1 C 2 При эксплуатации электроподвижного состава наиболее вероятны случаи прикосновения к незаземленным проводникам («опущенные токоприемники — шина») при работах на крыше и в высоковольтной камере. Ток через тело человека, обусловленный электрическим влиянием, определим путем расчета переходного процесса в цепи с распределительными параметрами при ненулевых начальных условиях с использованием известного метода сведения к нулевым условиям. На рис. 6.13 показана схема замещения такой линии с элементами индуктивности Ldx, активного сопротивления Rdx и емкости Cdx, где dx — элементарная длина влияющей линии. При определении тока будем учитывать сопротивление тела человека Rч и сопротивление обуви Rоб. Рис. 6.13. Схема замещения к расчету токов, обусловленных электрическим влиянием: С12 — емкость «контактная сеть—проводник на крыше»; С2 — емкость «проводник — крыша»; С3 — емкость «человек — корпус электровоза» В общем случае операторное выражение тока, проходящего через тело человека, будет иметь вид 274 I ч(P ) U (P ) . Rч Z (P ) Определяя операторное выражение напряжения между «проводником и корпусом электровоза» U(P) до момента касания, операторное выражение входного сопротивления активного двухполюсника относительно тела человека Z(P) и используя предельную теорему операционного исчисления, найдем максимальное значение тока (при t = 0), протекающего через тело человека I ч max С12 U max sin и С2 . Rч Очевидно, максимальное значение тока зависит от начальной фазы источника и, с амплитудой Umax. Для нахождения мгновенных значений тока iч необходимо знать емкости С12, С2 и С3. Емкости С12 и С2 можно оценить по известным геометрическим размерам, используя расчетные формулы. Так, например, для продольной токоведущей шины электровоза ВЛ60 получено С12 = 120·10–12 Ф; С2 = 300·10–12 Ф. Труднее получить приближенную оценку емкости тела человека С3 относительно крыши электровоза и стенок высоковольтной камеры. Для случая нахождения человека на крыше можно заменить геометрическую форму тела человека эквивалентным цилиндром и найти С3 = 60·10–12 Ф. Для приближенного определения емкости тела человека относительно стен высоковольтной камеры тело человека и высоковольтную камеру лучше представить в виде сфер. При такой замене емкость при нахождении человека в высоковольтной камере С3 = 40·10–12Ф. В качестве исходных данных для расчета примем Rч = 6·103 Ом и Rоб = 104 Ом. Результаты расчетов при различных значениях начальной фазы напряжения представлены в виде графиков на рис. 6.14. Как видно из графиков, максимальный ток, обусловленный электрическим влиянием и протекающий через тело человека при касании к незаземленному электрооборудованию, может превышать 600 мА. При этом, убывая по экспоненциальному закону, ток достигает значения 50 мА за время, приблизительно равное 0,2 мкс. Такой характер воздействия тока не приводит к поражению с летальным исходом. Однако прикосновение к незаземленной токоведущей шине электровоза и соединенным с ней устройствам опасно, 275 Рис. 6.14. Изменение тока, проходящего через тело человека при прикосновении к незаземленному оборудованию: на крыше; — — — в высоковольтной камере так как непроизвольные сокращения мышц и рефлекторные движения человека, вызванные токами переходного процесса, могут привести к потере равновесия и падению с крыши, а в стесненных габаритах высоковольтной камеры — к механическим травмам. 6.9.3. Потенциалы «корпус ЭПС—земля» Электрические железные дороги являются электрическими системами, в которых обратный ток возвращается частично по рельсам и частично по земле. На перегоне между двумя тяговыми подстанциями ток в рельсах будет максимальным в местах соприкосновения колес электроподвижного состава (ЭПС) с рельсами и около тяговых подстанций и минимальным между ЭПС и тяговой подстанцией. Соответственно изменяются и токи в земле: в местах, расположенных около тяговых подстанций или около ЭПС, они будут максимальными. В реальных условиях в зависимости от расположения движущихся электроподвижных составов на участке могут 276 изменяться как значение, так и направление токов в земле. Протекая в земле, токи электротяги создают в различных точках земли различные потенциалы. Доля тока, стекающего с рельсов в землю, а следовательно, и разность потенциалов в зоне растекания, будут зависеть от ряда факторов, среди которых следует отметить: 1) продольное сопротивление рельсовой цепи; 2) переходное сопротивление между рельсами и землей; 3) расстояние между тяговой подстанцией и ЭПС, потребляющим ток. Падение напряжения в какой-либо зоне X можно определить как произведение тока ix и переходного сопротивления между рельсами и землей Ц: U(pз)x ix ц. Очевидно, что падение напряжения, а в данном случае максимальный потенциал рельсов и соответственно электроподвижного состава, будет тем больше, чем больше ток, протекающий в землю, ix. От токов электротяги ток ix незначителен и потенциалы рельсов и корпуса ЭПС не представляют реальной опасности поражения электрическим током. При стекании больших токов короткого замыкания (значения могут достигать нескольких кА) в ограниченной зоне ток ix может быть большим, и поэтому следует считаться с опасностью поражения в экстремальных режимах. Реальная опасность поражения электрическим током от потенциалов «корпус ЭПС — земля» может возникнуть, например, при подъеме локомотивной бригады на электроподвижной состав, при осмотре экипажной части и т.п. в момент короткого замыкания на ЭПС или в устройствах энергоснабжения вблизи ЭПС. Для приближенной оценки тока, проходящего через тело человека, от потенциалов «корпус ЭПС — земля» примем расчетный режим короткого замыкания на однопутном участке с двусторонним питанием с установленной мощностью 63 МВА. Максимальные потенциалы «корпус ЭПС—земля» достигают значений 2,2 кВ. Известно, что электробезопасность персонала при касании к корпусу подвижного состава будет обеспечена, если соблюдается неравенство 277 U (pз)пр iч Rч iч (1,5 Rоб ), где i ч — допустимое нижнее пороговое значение тока фибрилляции. Для длительности воздействия 0,1 с оно может быть принято равным 500 мА; — удельное сопротивление грунта под ногами человека, касающегося подвижного состава, 1,5 0,7 кОм; пр — коэффициент прикосновения к подвижному составу (рельсам). Его величина может быть принята равной 0,9. Принимая для приближенной оценки опасности поражения сопротивление тела человека Rч = 1 кОм и не учитывая сопротивление обуви, т.е. Rоб = 0, получим 2,2 0,9 i 1,1 A. ч 1 0,7 Следовательно, приближенная оценка показывает, что возможный ток, проходящий через тело человека, при касании к корпусу подвижного состава более чем в два раза превышает допустимый. 6.9.4. Токи разряда от батарей конденсаторов Применение на ЭПС тиристорных выпрямителей, инверторных установок, конденсаторного пуска асинхронных двигателей и т.п. предполагает широкое внедрение конденсаторов различных емкостей, и, следовательно, появление опасности поражения остаточными зарядами. При касании токоведущих частей заряженного конденсатора ток, проходящий через человека, будет определяться известным выражением t U iч C duc CU 1 exp t co exp . co R C dt R C R ч ч ч Учитывая, что на ЭПС применяются конденсаторные батареи емкостью С = 500 мкФ, с номинальным напряжением Uco до 3 кВ, ток в момент касания будет достигать it=0 3 А. Длительность воздействия тока будет равна времени разряда батареи конденсаторов t = (3—5). Для принятых значений ток через тело человека спустя время t = 1,5 c будет составлять примерно 150 мА. Действие токов такой величины и продолжительности, вне сомнения, вызовет поражение с летальным исходом. 278 Глава 7. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА ЛОКОМОТИВНЫХ БРИГАД 7.1. Условия труда локомотивных бригад Для работы локомотивных бригад характерны неритмичное чередование смен в дневное и ночное время, начало и окончание работы в различное время суток, вынужденный отдых в пункте оборота бригад вдали от дома, неритмичный режим труда и отдыха, в ряде случаев сверхурочные работы, повышенная ответственность за безопасность движения. Кроме того, на машиниста специфически воздействуют монотонные раздражители — низкочастотный шум, общая и местная вибрация на рабочем месте, мелькание шпал, контактной сети, опорных столбов при высоких скоростях движения поездов в условиях строгого соблюдения графика. Особенностью труда машиниста современного локомотива является также малоподвижная рабочая поза, значительное нервное напряжение, постоянная готовность к экстренному действию, напряжение внимания и памяти, объективная необходимость сопротивления монотонно действующим факторам. Машинист как «человеческое звено» в системе управления локомотивом постоянно обрабатывает информацию, поступающую как из внешней среды, так и от самого объекта управления, и реализует ее в управляющих действиях. Он выступает в качестве оператора весьма сложной технической системы. В его деятельности можно выделить два основных последовательных этапа: подготовку локомотива к поездке и саму поездную работу. В подготовку локомотива входит непосредственный осмотр во время приемки в депо. Поездная работа машиниста предъявляет высокие требования к работоспособности различных анализаторных систем организма. Это прежде всего относится к функции зрительного, двигательного и слухового анализаторов. Из-за малого резерва времени для выполнения управляющих действий, что связано с высокими скоростями 279 движения и объективными ограничениями тормозного пути, машинист должен в этот чрезвычайно малый отрезок времен не только воспринять соответствующий сигнал, но правильно осмыслить его, принять соответствующее решение и реализовать его в виде необходимого двигательного акта. Поэтому особую значимость приобретает работа зрительного анализатора. Объектом основного внимания машиниста является путь. Машинист в процессе поездной работы непрерывно воспринимает осведомительную информацию о состоянии пути, напольных сигналов, околодорожного пространства, движущихся объектов, имеющих определенное значение для безопасности движения (пешеходы, транспорт на переездах и т.д.). Объем осведомительной информации такого рода достаточно велик. Число сигнальных раздражителей, действующих на машиниста в течение рейса, составляет 8—10 тыс., из которых лишь 10 % оказываются производственно важными (светофоры, переезды, ограничители скорости, указатели профиля пути и т.д.). Остальные, как правило, не являясь производственно важными, в любой момент могут стать ими. Это означает, что даже при «умеренных» для современного железнодорожного транспорта скоростях машинист в течение каждой минуты в среднем воспринимает до 20 сигнальных раздражителей. Необходимо учесть, что на ряде железных дорог России скорость движения на отдельных участках весьма высока. Анализ рабочего места кабины машиниста локомотива и его оперативной деятельности показал, что движения для управления локомотивом не являются сложными и характеризуются минимальными мышечными усилиями. В обычных условиях действия по управлению локомотивом, как правило, состоят из нескольких комбинаций ограниченного числа стандартных двигательных элементов, не требуют высокой скорости, точности дозировки и значительного физического усилия. Их выполнение не требует специальной психомоторной одаренности. Мыслительная деятельность в условиях нормально протекающего рейса на хорошо знакомом участке дороги квалифицируется как не очень напряженная, так как не связана с формированием новых творческих решений и обычно ограничивается лишь выбором одного из небольшого числа хорошо знакомых решений. Важной чертой высокого уровня работоспособности и бдительности явля280 ется максимально быстрая и правильная реакция машиниста на неожиданно возникающую аварийную ситуацию. В то же время под влиянием утомления снижается прежде всего готовность к экстренному действию — бдительность. В особенности неблагоприятно с точки зрения поддержания бдительности вождение поезда в ночное время. Ночная работа нарушает суточную периодику организма, который в ходе длительного биологического развития выработал определенный ритм активности и отдыха, приуроченный к смене дня и ночи. Всякое нарушение этого ритма является существенной нагрузкой на организм. Помимо нарушения суточной периодики, вождение поезда в ночное время связано с особо выраженным напряжением зрения. В то же время число видимых объектов резко уменьшается, что усиливает влияние монотонности. Важнейшим психологическим фактором успешной работы машиниста является внимание. Профессионально значимыми являются как распределенность, интенсивность, так и устойчивость внимания, т.е. способность поддерживать необходимый уровень внимания в течение длительного времени и вместе с тем не концентрировать его надолго лишь на одном или нескольких объектах, а иметь в поле зрения всю поездную ситуацию в целом. Работа машиниста магистрального локомотива протекает на фоне постоянного и значительного нервно-эмоционального напряжения, обусловленного сознанием огромной ответственности за жизнь пассажиров и пешеходов, за материальные ценности, за проезд запрещающих сигналов, за обеспечение графика движения. Учитывая, что главной особенностью технической реконструкции железных дорог стал переход на электрическую и тепловозную тягу, коренным образом изменились условия труда работающих всех профессий железнодорожного транспорта, особенно машинистов локомотивов. Широкое внедрение электрической и тепловозной тяги, повышение скорости движения поездов, автоматизация и механизация технологических процессов увеличили психоэмоциональные и снизили физические нагрузки. Новые условия труда влияют на утомление работников локомотивных бригад. До последнего времени считалось, что в кабине локомотива отсутствуют магнитные поля. Однако Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены и 281 Санкт-Петербургский филиал института земного магнетизма Российской академии наук изучали степень влияния магнитных полей, генерируемых тяговыми двигателями железнодорожного подвижного состава (электровозы, моторвагонные секции, электропоезда метрополитена), на здоровье работников локомотивных бригад. Основой исследования послужили сведения о заболеваемости по данным обращаемости за медицинской помощью, показатели числа случаев временной нетрудоспособности (обследовано более чем 4,5 тыс. машинистов Октябрьской и Московской дорог) и результаты измерений магнитных полей электротяги и фоновых колебаний магнитных полей, выполненные на высокочувствительном сейсмо- и помехозащищенном магнитометре. Материалы магнитометрической съемки свидетельствуют, что на территории локомотивных депо амплитуда магнитного поля превышает на порядок естественные вариации в период магнитных бурь и находится в пределах типичного фона городских магнитных полей индустриального происхождения, а в ряде случаев превышает их в 1,5—2 раза. В отдельных рабочих зонах в непосредственной близости от источников тока напряженность полей возрастает, а внутри кабины электровоза во время движения импульсные магнитные поля в ультранизком частотном диапазоне (УНЧ) дополнительно увеличиваются в 2—3 раза от исходного уровня. Резюмируя все это, следует сказать, что наиболее важными и профессионально значимыми психологическими качествами, необходимыми для успешного выполнения управления локомотивом и обеспечивающими безопасность движения поездов, являются: – способность к высоким сенсорным нагрузкам; – монотоноустойчивость, способность к постоянному прогнозированию дорожной обстановки; – готовность к экстренным действиям; – сосредоточенное, интенсивное и устойчивое внимание; – эмоциональная устойчивость; – высокая мотивированность. Безопасность движения поездов определяется комплексом технических средств, направленных на ее обеспечение, в сочетании с надежностью работы человека. В системе «человек—технические средства (в частности локомотив, путь, сигнализация, блокировка и другие технические звенья) — среда» человек играет важную, 282 а в ряде случаев и ситуаций основную роль в обеспечении безопасности. Безопасность обеспечивается соответствием состояния и способностей человека требованиям, предъявляемым профессией и должностью, связанной с движением поездов. Основной деятельностью здесь является непосредственное ведение локомотива (поезда), т.е. работа машиниста локомотива. Весьма важна работа диспетчера, прежде всего поездного. Затем идет ряд других профессий и должностей, связанных с движением поездов, с их различной значимостью для безопасности. Состояние человека должно рассчитываться на особые, в том числе экстремальные транспортные ситуации, которые могут возникнуть в процессе соответствующей работы. Поэтому состояние человека нуждается в объективной оценке. Самооценка при должной сознательности также существенна, хотя бывает и ошибочной. Постоянная угроза для жизни, связанная с повышенным фактором риска погибнуть в результате несчастного случая, аварии или катастрофы, может вызвать различные психические реакции — от состояния тревожности до развития неврозов и психоза. Функциональное состояние и работоспособность диспетчерскооператорских работников во время рабочей смены и машинистов в поездке претерпевают существенные изменения. У поездных диспетчеров и дежурных по станции уже через 5—7 ч работы (а у некоторых и раньше) как в дневных, так и в ночных сменах повышается артериальное давление тонус мозговых сосудов, увеличивается индекс мозгового кровотока. На этом фоне уже на 5—6-м часу работы у большинства работников снижаются такие показатели работоспособности, как время реакции, внимание, оперативная память, и далее в течение смены эти показатели продолжают снижаться. Артериальное давление к концу поездки начинает снижаться. Из профессионально значимых функций в ночных поездках снижается контрастная чувствительность зрительного анализатора, ухудшается скорость и точность восприятия визуальных объектов. Анализ особенностей профессиональной деятельности диспетчеров, дежурных и машинистов хорошо объясняет данные различия в реакциях на трудовой процесс. Поездной диспетчер и дежурный по станции в течение смены выполняют огромное число операций по приему и передаче информации, они вынуждены одновременно держать в поле внимания 283 и удерживать в памяти большое количество объектов и сведений. Причем, поскольку эти объекты перемещаются с большой скоростью, принятие решения о выдаче той или иной команды происходит с дефицитом времени. А от правильности принятого решения зависит и эффективность перевозочного процесса, и безопасность движения. Все это вызывает у работников данных профессий хронический эмоциональный стресс. Профессиональная деятельность машинистов протекает в монотонных условиях. Монотония и необходимость противостоять ей, быть готовым к реакции на любые ситуации накладывают свои особенности на развитие функционального состояния. С точки зрения напряженности работы и возможностей ее выполнения наиболее важными считаются состояния информационной перегрузки и недогрузки. К состоянию перенапряжения приводит ряд причин, в частности, количество информации, подлежащей переработке. Например, пульт управления и окружающая обстановка могут предоставить сразу столько информации, что оператор не в силах переработать ее в нужное время. В лучшем случае переработка будет сопряжена с большим перенапряжением. В других случаях информация может оказаться недостаточной для принятия решения. Так, условие недостатка информации создается при езде в ночное время со скоростью, когда тормозной путь превышает длину видимого участка. Машинисты магистральных локомотивов испытывают другие перегрузки. Видимое снижение работоспособности наблюдается с 9—10-го часа работы (в грузовом движении), или видимые изменения работоспособности могут отсутствовать еще и в это время (чаще в пассажирском движении). Состояние информационной перегрузки периодически возникает при трогании состава со станции и при въезде на остановочную станцию. Другим примером перегрузки является принятие решения о режиме ведения состава. При этом приходится учитывать требования графика движения, состояние сигналов светофоров и производить выбор вариантов включения тяговых двигателей. Все это требует определенного умственного напряжения. При трогании состава с места возникает необходимость одновременного управления работой двигателей, тормозов, песочницей 284 и сигнала. Известно, что ошибки оператора резко возрастают, если число одновременно проверяемых логических условий составляет три и более. Вероятность ошибочных действий повышается, если оператор работает в стрессовых условиях и при дефиците времени. Именно тогда проявляются трудно предсказуемые действия, а они несут в себе наибольшую опасность. Другое состояние при работе машиниста, влияющее на надежность, — недогруженность полезной информацией, которая провоцирует переход из оперативного покоя в гипнотическое состояние. Опасность такого перехода существенно возрастает из-за монотонных особенностей работы, развития утомления организма в целом или отдельных анализаторов. Установлено, что под влиянием утомления снижается прежде всего готовность к экстремальному действию. Как говорилось выше, именно такая готовность определяет главное профессиональное качество машинистов и сопровождается соответствующей психической напряженностью в адекватной форме, что является закономерной реакцией на опасность. «Чувство опасности не должно исчезать», — оно включает психологические, в том числе эмоциональные механизмы, активизирующие деятельность человека, обостряющие его мышление в случае аварии. Период поездной работы характеризуется высоким уровнем нервно-эмоционального напряжения. Во время движения большой нагрузке подвергаются слуховой и зрительный анализаторы. Отмечается повышение порогов восприятия анализаторов: слухового до 150 %, зрительного на 116 %, тактильного на 236 %. Особое внимание машинист уделяет объектам, находящимся в непосредственной близости от железнодорожного полотна или пересекающим его. Поэтому плотность производственно важных сигналов в зависимости от участка дороги и скорости движения очень высока и колеблется в довольно большом диапазоне — от 50 за 1 ч на малодеятельных участках и малой скорости движения до 180 за 1 ч на напряженных участках и большой скорости. Иногда объем всей поступающей информации, в том числе трудно учитываемой, за 6-часовую поездку достигает 10 тыс. условных единиц. Специальными психологическими качествами, обеспечивающими профессиональную пригодность работников локомотивных бригад, являются: готовность к экстренному действию, монотонная 285 устойчивость, внимание (в основном скорость его переключения), эмоциональная устойчивость. Попытаемся формализованно описать возможное наступление неблагоприятных событий. Будем считать событием: А — появление периодически повторяющегося проверочного (тестирующего) сигнала; В — восприятие оператором тестирующего сигнала, происходящее через некоторый промежуток времени после подачи сигнала; наступление данного события фиксируется по объективным физиологическим показателям; С — адекватную реакцию на сигналы опасности, внешней обстановки. Требование совместного появления этих трех событий вытекает из условия, что в случае отсутствия события А (например, предупредительный сигнал не подан из-за отказа технических средств) или отклика на него (событие В) — технологический процесс должен быть остановлен, либо приняты дополнительные защитные меры безопасности. Переходя к вероятностям, условие безопасности можно представить следующим образом: Р(Д) = Р(А)Р(В/А)Р(С/АВ), где Р(В/А) — условная вероятность появления события В при наличии А; Р(С/АВ) — условная вероятность появления события С при одновременном наличии А и В. Вегетативные реакции на состояние напряженности наиболее широко проявляются в электрокожных показателях: резко снижается электрическое сопротивление кожи (ЭСК), увеличиваются кожные потенциалы, растут показатели кожно-гальванической реакции (КГР). Именно эти явления широко используются в детекторах лжи. Попытки скрыть информацию, как правило, сопряжены с состоянием эмоциональной напряженности, в связи с чем происходит существенное изменение вегетативных функций, в частности, показателей билатеральной асимметрии. При этом асимметрия либо существенно уменьшается и доходит до нулевого уровня, либо меняет знак. Рассмотренные психофизиологические особенности труда машинистов локомотивов в определенной степени повлияли на заболева286 емость этого контингента. Основными болезнями, формирующими заболеваемость с временной утратой трудоспособности машинистов локомотивов, являются болезни органов дыхания, кровообращения, пищеварения, костно-мышечной системы и органов чувств. Наиболее распространенными неспецифическими хроническими заболеваниями у работников локомотивных бригад являются гипертоническая болезнь, нейроциркуляторная дистония, язвенная болезнь, хронический гастрит, неврозы, радикулиты, люмбалгии, преморбидное состояние слухового аппарата. Менее распространенными болезнями являются пороки сердца, хронический гепатит, мочекаменная болезнь и другие заболевания мочевой системы, различные эндокринные заболевания, вибрационная болезнь, хронический евстахиит, хронический ларингит. Анализ заболеваемости показывает, что уровень временной нетрудоспособности среди работников локомотивных бригад в среднем на 20 % выше по сравнению с рабочими других служб и хозяйств железнодорожного транспорта. В первую очередь, это связано с увеличением в профессиональной группе машинистов заболеваний системы кровообращения, среди которых преобладают хроническая ишемическая болезнь сердца (ИБС) и гипертоническая болезнь. Таким образом, постоянные колебания и повышенные уровни магнитных полей на рабочем месте в кабине локомотива имеют реальную потенциальную опасность для развития сердечно-сосудистой патологии у водителей электроподвижного состава. Во время масспектрометрических исследований в кабине тепловозов было обнаружено около 20 химических ингредиентов, в том числе ароматические углеводороды. Хотя их концентрации были ниже предельно допустимых, однако длительное их воздействие на локомотивные бригады небезразлично для здоровья. На здоровье машинистов локомотивов сильно влияют социально-бытовые факторы: жилищные условия, материальная обеспеченность, благоустройство квартиры, коммунальные удобства. Установлена зависимость заболеваемости от типа и плотности заселения квартиры. Уровень ее выше у локомотивных бригад, проживающих в коммунальных квартирах и общежитиях, а также в квартирах с площадью до 6 м2 на человека. Большое расстояние от места жительства до работы, даже в границах одного города с хорошо организованной транспортной сетью, заметно увеличивает нетрудоспособность по болезни локомотивных 287 бригад. Нетрудоспособность локомотивных бригад, проживающих далеко от места работы, возникает главным образом из-за болезней органов дыхания, пищеварения и кровообращения. Установлена определенная роль вредных привычек (курение, употребление алкоголя) при заболевании преимущественно органов дыхания, пищеварения, кровообращения, нервной системы и органов чувств. Динамическое медицинское наблюдение за здоровьем, состоянием работоспособности и профессиональной пригодности машинистов локомотивов включает периодическую врачебную экспертизу, проводимую на основе специальных директивных ведомственных документов. Правила медицинского освидетельствования и перечень противопоказаний к труду основаны на клинико-диагностических критериях и прогнозе профессиональной пригодности и базируются на строго индивидуальном подходе. В среднем среди кадровых машинистов частота утраты профессиональной пригодности составляет от 7 до 11 случаев на 1000 освидетельствованных. Среди основных причин профессиональной непригодности преобладают болезни сердечнососудистой системы (28,6 %), аномалии рефракции (15,5 %) и снижение слуха (10,7 %). В системе медицинских мероприятий большое место отводится профилактике утраты профессиональной пригодности по состоянию здоровья, а также медицинской и социально-трудовой реабилитации работников, утративших пригодность к труду, и их рациональному трудоустройству. Важную роль в обеспечении безопасности движения поездов имеют предрейсовые медицинские осмотры как эффективная форма оценки работоспособности и состояния здоровья локомотивных бригад. Основными причинами отстранения от поездки являются различные заболевания (более 90 % случаев), среди них наибольший удельный вес занимают простудные (53,2 %), системы кровообращения (14,3 %), болезни костно-мышечной и нервной систем (7,1 %), заболевания органов пищеварения (5,2 %). В результате постоянного медицинского наблюдения в условиях здравпункта локомотивного депо ежегодно дополнительно выявляются 1,5 тыс. работников с различными заболеваниями. Практически весь контингент больных с хроническими заболеваниями проходит плановую диспансеризацию. 288 Доказана высокая медицинская и экономическая эффективность предрейсовых медицинских осмотров. На данном этапе предрейсовые медицинские осмотры представляют один из видов профилактической работы учреждений здравоохранения железнодорожного транспорта, являясь одновременно методом систематического контроля за состоянием здоровья локомотивных бригад, способствующим углублению диспансерного наблюдения за ними в условиях производства. Доказана высокая социальная значимость предрейсовых медосмотров в аспекте повышения безопасности движения поездов, обеспечения контроля режима труда и отдыха локомотивных бригад. В связи с ростом скоростей движения поездов особую актуальность приобретает медицинский, психологический и социальноэкономический аспекты утраты машинистами профессиональной пригодности по заболеваемости. Важным для науки и практики транспортного здравоохранения является решение задач по выявлению и предупреждению причин преждевременной утраты профессиональной пригодности железнодорожников, имеющих высокую квалификацию и большой стаж работы. Для охраны здоровья локомотивных бригад особое значение приобретает система медико-социальной защиты. К ней относятся научное обоснование предложений по совершенствованию кадровой политики и сохранению трудового коллектива, правовые проблемы социальной защиты локомотивных бригад с использованием социологического опроса работников локомотивного хозяйства. Одним из реальных и эффективных методов оценки ущерба, наносимого профессиональной заболеваемостью и непригодностью машинистов, является его прогнозирование, которое ставит своей целью: определение предполагаемого экономического ущерба от заболеваемости; возможность для целенаправленного планирования социально-трудовых и медицинских мероприятий среди работающих; разработка конкретных мер, направленных на восполнение кадровых ресурсов; расчет страховых рисков. 7.2. Факторы, влияющие на безопасность и условия труда локомотивных бригад Факторы, определяющие опасность травмирования в локомотивном хозяйстве, зависят от технических средств, технологии и 289 организации работ, а также от ряда эргономических и социологических условий труда. К группе факторов, определяющих организационные причины травматизма, относятся: – недостатки или отсутствие инструктажа и технической учебы; – отсутствие или недостаточная эффективность контроля правильного выполнения требований инструкций и правил по технике безопасности; – недостаточная подготовка работающих высокопроизводительным и безопасным приемам работы; – несоответствие квалификации и состояния здоровья работающего выполняемой работе; – отсутствие предупредительных надписей; – нарушение режима работы и отдыха; – неправильная организация рабочих мест и т.п. К группе технических факторов можно отнести: – недостатки технологических процессов; – нарушения габарита приближения строений; – несовершенство путевого развития, неправильное размещение служебно-технических помещений, переходов через пути; – неисправности или несовершенство конструкций подвижного состава; – отсутствие оградительных и предохранительных устройств, оповестительной сигнализации о приближении подвижного состава; – отсутствие оборудованных проходов к рабочим местам, неудовлетворительное содержание междупутий и др. К группе эргономических факторов следует отнести: – гигиенические (характеризующие внешнюю среду): освещенность, шум, вибрацию, запыленность, температуру, влажность и давление; – антропометрические, характеризующие удобство использования в работе оборудования, инструментов, приспособлений, которые должны соответствовать силе и направлению движений человека при выполнении технологических элементов; – физиологические и психофизиологические, определяющие соответствие источников звуковой или зрительной информации (ука290 зателей, предупредительных надписей, звонков, ревунов и т.п.) психофизиологическим возможностям их восприятия в производственной обстановке, а также соответствие объектов обслуживания силовым и скоростным возможностям человека и т.д. К группе социологических факторов относятся: – уровень трудовой дисциплины (нарушения трудовой дисциплины, пренебрежение требованиями инструкций и правил по технике безопасности и т.п.); – неблагоприятный психологический климат в коллективе; – недостатки в нормировании труда и организации заработной платы; – необоснованные поощрения и взыскания; – недостаточный отдых перед работой, удаленное расположение жилья от места работы; – недостаточная привлекательность труда, текучесть кадров и др. В нашем случае качество трудовой деятельности локомотивной бригады оценивается ее результатами или выходными эргономическими показателями. Все эргономические факторы делятся на субъективные и объективные. Объективные факторы подразделяются на группы: аппаратурные (определяемые особенностями технических устройств) и внешние (зависящие от особенностей той среды, в которой приходится работать оператору). К внешним факторам относятся параметры внешней среды, окружающей оператора, объективные условия обстановки и организация деятельности. Учет условий внешней среды (обитаемости), нейтрализация их возможного вредного воздействия начинаются при проектировании и продолжаются в ходе эксплуатации системы управления. Организация деятельности включает в себя режимы работы и отдыха операторов, число рабочих смен, возможности взаимозаменяемости и т.д. Объективные условия обстановки не всегда зависят от деятельности организаторов производства. К их числу относятся, например, степень ответственности оператора за совершаемые действия, работа в ночное время, в аварийных ситуациях и т.п. Аппаратурные факторы занимают особое место, поскольку при правильном их учете в процессе проектирования или эксплуатации системы «человек—машина—производственная среда» может быть 291 сведено к минимуму отрицательное влияние технических устройств на результаты деятельности человека. Для этого, например, рабочее место должно быть организовано с учетом эргономических требований. Рабочим местом называют зону, которая оснащена необходимыми техническими средствами и в которой происходит трудовая деятельность одного или группы исполнителей. Организация рабочего места — это система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и их размещению в определенном порядке. Рабочее место должно быть приспособлено для конкретного вида труда и для работников определенной квалификации с учетом их физических и психологических возможностей и особенностей. Вместе с тем можно определить общие требования, которые необходимо соблюдать при организации рабочих мест: – достаточное рабочее пространство для работающего человека, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и техническом обслуживании оборудования; – достаточные физические, зрительные и слуховые связи между работающим человеком и оборудованием, а также между несколькими работающими; – оптимальное расположение рабочих мест в производственных помещениях, а также безопасные проходы для работающих; – необходимое естественное и искусственное освещение для выполнения данной работы и технического обслуживания; – допустимый уровень шума и вибрации, создаваемых оборудованием, размещенным на рабочем месте, или другими источниками; – необходимые средства защиты работающих от действия опасных и вредных производственных факторов. При организации рабочего места необходимо учитывать: – рабочую позу исполнителя (работа «сидя», «стоя», «сидя и стоя»); – конфигурацию и способ размещения панелей индикаторов и органов управления; – потребность в обзоре рабочего места; 292 – использование рабочей поверхности для выполнения какихлибо работ, установки телефонных аппаратов, хранения инструкций, материалов и других предметов; – потребность в пространстве для ног при работе «сидя». Одно из условий эффективной трудовой деятельности состоит в контроле человеком своих действий на основе информации, получаемой извне с помощью органов чувств, возможности каждого из которых ограничены. При объеме информации, превышающем определенный предел, орган чувств становится источником напряжения и даже опасности. Поэтому при конструировании и организации рабочих условий необходимо определить, когда и при каких условиях органы чувств как каналы информации действуют лучше всего и при каких становятся источником опасности. 7.3. Экспертный анализ условий труда локомотивных бригад в депо Условия труда определяются совместным действием большого числа факторов: технических, санитарно-гигиенических, организационных и др. Для разработки наиболее эффективных мероприятий по улучшению условий труда часто требуется установить значение отдельных факторов. Знание степени влияния тех или иных факторов на условия труда позволяет более успешно решать задачи предупреждения производственного травматизма и профессиональных заболеваний, повышения производительности труда. Сложность оценки условий труда состоит в том, что определяющие их факторы в ряде случаев не поддаются количественному измерению либо измеряются косвенным путем. Такие факторы, как недостатки в организации работ, слабая трудовая дисциплина, сложность работы в ночное время, удобство пользования приспособлениями, отсутствие средств защиты и др., прямых измерителей не имеют и оцениваются качественными показателями. Факторы, оцениваемые количественно, например, уровни шума, освещенности, вибраций, имеют разные измерители, не позволяющие непосредственно ответить на вопрос, какой из факторов влияет на условия труда наиболее неблагоприятно. Поэтому для исследования и практического решения целого ряда задач охраны труда в последние годы широко применяют экспертный метод, основанный на обобщении многолетнего опыта наиболее квалифицированных 293 специалистов в той или иной области охраны труда на железнодорожном транспорте. Для проведения экспертного анализа, прежде всего, необходимо определить его цель. Затем надо определить и четко сформулировать вопросы, на которые должны ответить эксперты. Вопросы — перечень факторов — помещают в анкету (экспертный лист), в которой указывают условия ответов. Чтобы избежать навязывания эксперту предопределенного результата, вопросы располагаются в случайной последовательности. Для получения такой последовательности могут быть использованы таблицы равномерно распределенных случайных чисел. Важным этапом экспертного анализа является формирование групп экспертов. Каждый эксперт должен быть достаточно компетентен в оценке рассматриваемых вопросов. Для оценки компетентности используют различные методы, наиболее простым из которых является изучение сведений о производственном опыте и квалификации эксперта. В ряде случаев формируют группы экспертов, имеющих разное отношение к оценке условий труда, исполнителей, организаторов работ, представителей органов надзора за охраной труда. Одним из наиболее распространенных в экспертном методе является способ ранговых оценок. С учетом всех перечисленных выше замечаний было проведено экспертное исследование в локомотивном депо. С этой целью были сгруппированы факторы, наиболее неблагоприятно влияющие на условия работы локомотивной бригады. Была разработаны рабочие анкеты, форма одной из них представлена в табл. 7.1. Чтобы иметь достоверные результаты, к экспертному исследованию были привлечены машинисты и их помощники, а также машинисты-инструкторы и их руководители, имеющие опыт работы машинистом. В анализе безопасности труда приняли участие десять экспертов. Чтобы признать полученные данные объективными, необходимо определить согласованность мнений экспертов. Такой мерой согласованности является коэффициент конкордации W. Рабочая анкета 1 Распределить факторы по степени их влияния на комфортность и условия работы локомотивной бригады. Фактор, который оказывает самое неблаго- 294 приятное влияние на комфортность труда или напряженность при ведении поезда, присвоить первое место, поставив в его графе ранг 1. Далее по мере уменьшения неблагоприятного влияния остальные факторы получают ранги 2, 3, 4, …, 10, пока все они не получат места соответственно убыванию неблагоприятного влияния. Если несколько факторов оказывают одинаковое влияние, то им можно присвоить одинаковые ранги. Таблица 7.1 Форма рабочей анкеты № Фактор 1 Напряженность работы машиниста 2 Неправильное или недостаточное освещение кабины и пути 3 Мешающее действие шума 4 Мешающее действие вибрации 5 Необходимость работы в ночную смену 6 Сменный график работы 7 Метеоусловия микроклимата кабины машиниста Неудобная рабочая поза, связанная с эргономическими характеристиками пульта 8 Ранг 9 Недостаточная чистота воздуха 10 Психологическая несовместимость локомотивной бригады Должность: Стаж работы в этой должности: Стаж работы на ж.-д. транспорте: Rij m(n 1) , 2 где Rij — ранг, присвоенный i-му фактору j-м экспертом; m — число экспертов; n — число факторов. Находят отклонение суммы рангов каждого фактора от средней суммы n di Rij i m(n 1) , 2 подсчитывают по всем факторам сумму квадратов oтклонений di 2 Rij m(n 1) 6887,5, n n n i 1 j 1 2 295 вычисляют коэффициент конкордации n 1 d i 2 3 W 0,896, где T 12 t j t j , n j 1 2 3 j 1 m (n n) m T j 12 j 1 где Tj — число совпавших рангов в ранжировке j-го эксперта. Коэффициент W может изменяться от 0 до 1. W = 1 означает наибольшую согласованность мнений экспертов, а W = 0 означает, что согласованности мнений не существует. Затем вычисляют статистический критерий x2 с (n–1) степенями свободы n d i2 i 1 x2 . n 1 mn(n 1) 12 T j 1 i (n 1) Вычисленное значение x2 сравнивают с табличным х2q. В качестве уровня 2 призначимости выбран 5 %-й уровень (q = 5 %). Табличные значения x5% ведены в справочной литературе. По данной методике проведен расчет вышеперечисленных параметров. Результаты сведены в табл. 7.2. Полученный коэффициент конкордации говорит о том, что согласованность мнений экспертов существует. x2 = 80,66. Из приложения для 9 степеней свободы x 2 = 16,9. Так как x2 > x2 , то 5% 5% согласованность мнений экспертов является достаточной. Таблица 7.2 Матрица рангов Число экспертов 296 tj Ранги факторов при номерах 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 12 1 1 5 5 5 5 5 5 5 9 10 7 2 1 6 5 7 3 8 4 2 9 10 0 3 1 5 6 7 2 8 4 3 9 10 0 4 1 5,5 5,5 5,5 2,5 8 5,5 2,5 9 10 4:2 5 1 6 5 7 3 8 4 2 9 10 0 Окончание табл. 7.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 1 5 6 7 3 9 4 2 9 10 0 7 1 5,5 5,5 5,5 2,5 8 5,5 2,5 9 10 4:2 8 1 6 5 7 3 8 4 2 9 10 0 9 1 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 8 9 10 6 10 1 6 5 7 3 8 4 2 9 10 0 Rij 10 54,5 52,5 62,5 31,5 74,5 44,5 31 89 100 |di | 45 0,5 23,5 19,5 10,5 24 34 45 Rij 1 5,45 5,25 6,25 3,15 7,45 4,45 3,1 8,9 10 2,5 7,5 n T j j 1 56,5 Таким образом, на работу, по оценкам машинистов и их руководителей, наибольшее неблагоприятное влияние оказывает напряженность труда (1-е место), затем неудачное эргономическое решение рабочего места, необходимость работы в ночное время суток, метеусловия в кабине, шум и т.д. На локомотивную бригаду воздействует и другая группа факторов — так называемая травмаопасная группа, воздействие которой может привести к травме или даже к летальному исходу. Эта группа факторов создает определенную степень риска в работе и соответственно некоторую ее напряженность. Сюда можно отнести такие факторы, как: – опасность поражения электрическим током; – наезд подвижным составом; – падение с высоты; – пищевое отравление; – хулиганские действия; – опасность крушения и аварий; – опасность терроризма; – опасность наезда автотранспортом. Для экспертного изучения указанных факторов составим рабочую анкету путем перемешивания всех выявленных ранее в случайном порядке. Тайная анкета была составлена и предложена экспертам для независимой оценки. Рабочая анкета с оценками экспертов приведена в табл. 7.3. 297 Оценки всех экспертов сведены в матрицу рангов, которая представлена в табл. 7.4. Рабочая анкета 2 Распределить факторы по степени их влияния на условия работы и степень риска локомотивной бригады. Фактору, который оказывает самый значимый, по мнению эксперта, эффект присвоить первое место, поставив в его графе ранг 1. Далее по мере уменьшения значимости остальным факторам присвоить ранги 2, 3, 4, …, 8, пока все они не получат места соответственно убыванию неблагоприятного влияния. Если несколько факторов оказывают одинаковое влияние, то им можно присвоить одинаковые ранги. Таблица 7.3 Рабочая анкета с оценками экспертов № Фактор Ранг 1 Опасность терроризма 2 Наезд подвижного состава 3 Хулиганские действия 4 Пищевое отравление 5 Опасность крушения и аварии 6 Опасность поражения электрическим током 7 Наезд автотранспорта 8 Опасность падения с высоты Должность: Стаж работы в этой должности: Стаж работы на ж.-д. транспорте: Таблица 7.4 Матрица рангов Номера экспертов 298 Ранги факторов (по их номерам) 1 2 3 4 5 6 7 8 1 7 2 4 3 2 7 4 6 1 5 1 6 8 2 5 3 8 3 8 1 3 7 4 2 5 6 4 6 2 5 8 2 4 3 5 1 7 8 5 7 4 1 6 3 Сумма рангов 36 11 22 21 20 10 27 3 Для определения влиятельности факторов необходимо подсчитать сумму рангов каждого фактора по всем экспертам. Так как эксперты располагали факторы в порядке убывания неблагоприятного влияния, то самым неблагоприятным будет фактор, имеющий наименьшую сумму рангов, при условии достаточной согласованности мнений экспертов. Для определения согласованности мнений экспертов рассчитывают отклонения от суммы рангов каждого фактора от средней суммы рангов n n n m n 12 2 R d j ij 2 610. j 1 i 1 i 1 После этого рассчитывается коэффициент конкордации: n W 12di2 i 1 3 m (n n) 2 0,579, где m — число экспертов; п — число факторов; (п – 1) — число степеней свободы. Однако полученное значение коэффициента конкордации как случайной величины необходимо проверить на наличие существенного отличия от нуля с помощью статистического критерия x2: x2 = m(n – 1)W = 20,265. Найденное значение критерия x сравнивают с критическим табличным значением для уровня значимости q = 5 % и числа степеней свободы. Если х2 х2, то полученное значение коэффициента конкордации существенно отq личается от нуля и результаты экспертного исследования можно использовать для принятия решения. 2 В данном случае хq = 14,1, что меньше расчетного x2. С целью установления, достаточно ли оборудована кабина управления локомотива с точки зрения эргономических требований, предъявляемых к ней, было проведено анкетирование. Для этого была разработана анкета, форма которой представлена в табл. 7.5. Рабочая анкета 3 Распределить факторы по степени их влияния на комфортность и условия работы локомотивной бригады. Фактору, который оказывает самое неблагоприятное влияние на комфортность труда или напряженность при ведении поезда, присвоить первое место, поставив в его графе ранг 1. Далее по мере уменьшения неблагоприятного влияния остальным факторам присвоить ранги 2, 3, 4, …,10, пока все они не получат места соответственно убыванию неблагоприятного влияния. 299 Если несколько факторов оказывают одинаковое влияние, то им можно присвоить одинаковые ранги. Таблица 7.5 Форма рабочей анкеты № Фактор Ранг 1 Оптимальное расположение рабочих мест в кабине 2 Конфигурация и способ размещения панели управления Конфигурация и способ размещения индикаторов и приборов управления 3 4 Достаточность обзора с рабочего места 5 Достаточность и удобство местного освещения и подсветки шкал приборов 6 Удобство кресла 7 Достаточность пространства для ног 8 Удобство расположения приборов контроля бдительности 9 Удобство расположения средств связи Должность: Стаж работы в этой должности: Стаж работы на ж.-д. транспорте: Результаты анкетирования были сведены в табл. 7.6. Таблица 7.6 Матрица рангов Число экспертов 300 Ранги факторов при номерах 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 3 8 9 7 4 5 2 6 2 3 1 6 7 2 9 4 5 8 3 1 2 4 5 8 9 6 3 7 4 2 1 3 4 8 5 6 7 9 5 3 1 6 9 2 4 8 5 7 6 8 4 7 2 6 1 3 5 9 7 1 2 4 9 6 7 8 3 5 8 2 1 5 9 3 4 6 7 8 9 3 1 2 9 7 6 5 4 8 10 3 1 2 5 7 6 4 9 8 Окончание табл. 7.6 Число экспертов Ранги факторов при номерах Rij 1 2 3 4 5 6 7 8 9 27 17 47 68 56 55 55 50 75 |di| –23 –33 –3 18 6 5 5 0 25 |di|2 529 1089 9 324 36 25 25 0 625 n di R ji 1 m(n 1) , 2 n W 12d 2j j m (n3 n) 2 0,44, x2 = m(n – 1)W = 10(9 – 1)·0,44 = 35,2, хq2 = 14,1 < 15,61. Условие выполняется. Кроме того, был проведен опрос, чтобы получить ответ на вопрос: «Какие факторы, по мнению машинистов, больше всего влияют на безопасность движения?» На первое место большинство машинистов поставили режим труда и отдыха. Этот фактор в значительной мере определяют: продолжительность непрерывной работы, превышающая 12 ч, отдых дома менее 20 ч и в пункте оборота более 8 ч, сверхурочная работа более 24 ч в месяц. Второе место, по их мнению, занимает профессиональная подготовка. Сюда входит знание технического состояния локомотива, особенностей конструкции вагонов, тормозных средств. Влияют также знания длины и веса поезда, род груза и распределение его по поезду. На третьем месте находится психофизиологическое состояние. Как оказалось, оно зависит от микроклимата и расположения приборов в кабине машиниста, уровня шума и вибрации, а на тепловозах — загрязненность кабины машиниста при открытых окнах (подсос газов из дизельного помещения под высоковольтной камерой). Наибольший дискомфорт создает жара в кабине машиниста, особенно в условиях высокой влажности. 301 Четвертое место отводится взаимоотношениям в семье и на работе. На этот фактор чаще указывают машинисты старшего возраста. Пятое место занимают питание в поездке, осадки в пути следования (дождь, снег, туман). Шестое место — время суток, тип локомотива, число групп локомотивов в поездке. Любая работа требует энергозатрат. Как при ведении поезда не каждый машинист может сэкономить топливно-энергетические ресурсы, так не каждый машинист может рационально поддерживать свою работоспособность, а вместе с ней — эффективность управления локомотивом. Одним из главных факторов больших энергозатрат организма является нервозность машиниста, особенно при взаимодействии с другими участниками перевозочного процесса. Эти затраты истощают центральную нервную систему машиниста. Иногда даже требуют незамедлительного отдыха прямо в процессе поездки. Печальная статистика подтверждает, что истощение физиологических ресурсов оканчивается сном локомотивной бригады в кабине движущегося поезда. Больших энергозатрат требует устранение неисправности на локомотиве, а ведь машинисту придется и дальше вести локомотив и обеспечивать безопасность движения. Таким образом, к эффективности управляющей деятельности машиниста в условиях интенсификации перевозочного процесса нельзя подходить упрощенно. В современных условиях — это сложнейшая научная, техническая, экономическая и социальная проблема. Необходимо учитывать весь комплекс причин снижения эффективности управляющей деятельности машинистов. Требуется немедленно разрабатывать и немедленно внедрять профилактические мероприятия по их предупреждению. 7.4. Методы и средства защиты от поражения электрическим током при обслуживании подвижного состава С переходом на прогрессивные виды тяги улучшены условия труда большого контингента железнодорожников. Рабочее место локомотивной бригады стало чистым, удобным, а большая часть 302 рабочего времени занята контролем работы оборудования. Однако с применением электрической тяги возникла опасность поражения электрическим током. На железнодорожном транспорте электротравмы составляют 12—14 % от общего числа несчастных случаев. Причем большая часть электротравм связана с эксплуатацией магистрального электроподвижного состава (электровозов и электропоездов). Установить общие закономерности и определить важнейшие пути предупреждения электротравматизма позволяет статистика несчастных случаев. По результатам обработки статистических данных за последние 15 лет в табл. 7.7 и 7.8 представлена топография электротравматизма на электровозах и электропоездах. С целью отражения специфики условий поражения электрическим током в табл. 7.7 и 7.8 отдельно представлен травматизм в депо и в пути следования. Анализ топографии электротравматизма на электровозах (табл. 7.7) показывает, что около 50 % несчастных случаев произошло в высоковольтной камере, более 30 % — на крыше электровоза в результате непосредственного соприкосновения с контактной сетью или через токоприемник. Опасность поражения электрическим током в пути следования почти в два раза выше, чем в депо. СледовательТаблица 7.7 Топография электротравматизма на электровозах Место нахождения пострадавшего на электровозе На крыше от непосредственного прикосновения к контактному проводу На крыше от прикосновения к электрическому оборудованию Высоковольтная камера с блокирующими устройствами Внутри электровоза (кроме высовольтной камеры с блокирующими устройствами) Число пострадавших, % В депо (ремонт, В пути слеосмотр, экипиВсего дования ровка) 7,7 3,2 10,9 14,3 14,6 28,9 10,1 40,0 50,1 2,3 4,4 6,7 Прочие 2,3 1,2 3,4 Итого 36,7 63,3 100 303 Таблица 7.8 Топография электротравматизма на элетропоездах Число пострадавших, % Место нахождения пострадавшего на электропоезде В депо (ремонт, В пути слеосмотр, экипидования ровка) Всего На крыше 21,8 4,3 26,1 Около шкафа кузова с оборудованием 4,2 4,5 8,7 Около ящиков с подвагонным оборудованием 47,8 17,4 65,2 Итого 73,8 26,2 100 но, электровоз для локомотивной бригады представляет большую опасность поражения электрическим током, чем для ремонтного персонала депо. Действительно, отказ любого оборудования в пути следования предполагает его устранение в условиях острого дефицита времени. При этом происходит резкая смена деятельности — от наблюдения за сигналами и операций, связанных с выполнением графика движения поездов, к активным действиям поиска и устранения неисправности. В такой ситуации значительно возрастает вероятность ошибочных действий по обеспечению личной безопасности. Данные электротравматизма на электропоездах (табл. 7.8) позволяют получить следующие выводы: – большинство (около 65 %) несчастных случаев происходит у подвагонного оборудования; – электротравматизм при ремонте, осмотре и экипировке электропоездов в депо составляет превалирующую часть (около 73 %) и только около 1/3 несчастных случаев приходится на локомотивные бригады в поездных условиях. Такое существенное различие в распределении электротравматизма при обслуживании электровозов и электропоездов можно объяснить конструктивными особенностями электропоездов. Вопервых, высоковольтное оборудование размещено по всей длине электропоезда и отсутствуют блокирующие устройства ящиков подвагонного оборудования. Во-вторых, в случае отказа оборудования какой-нибудь секции в пути следования локомотивная бригада, как правило, исключает 304 из работы электропоезда эту неисправную секцию, а поиск и устранение неисправности происходит в депо или в обстановке, не связанной с занятием перегона. В ходе изучения случаев электротравматизма была установлена различная степень опасности поражения электрическим током в зависимости от расположения оборудования в различных местах (зонах) электровоза. В электровозах есть зоны, в которые чаще всего заходят машинисты и в которых происходит меньше всего несчастных случаев. Это означает, что данные зоны имеют меньшую степень опасности. Наоборот, меньшее число заходов и больший травматизм в зоне указывают на большую степень опасности. Качественная оценка опасности обслуживания различных групп оборудования необходима для принятия мер по обеспечению электробезопасности. Критерий сравнительной опасности обслуживания можно получить на основе учета числа случаев электротравмирования и вероятности пребывания в опасной зоне. В свою очередь, эту вероятность косвенно характеризует частота заходов в опасную зону при отказе оборудования. При расчете частоты электротравмирования учитывались электротравмы при устранении отказов оборудования. Причем учитывались травмы, как непосредственно происшедшие в зоне расположения этого оборудования, так и травмы, происшедшие в другой зоне, но связанные с поиском и устранением неисправности отказавшего оборудования. Например, устранение неисправности главного выключателя, расположенного на крыше электровоза, в некоторых случаях требует пребывания членов локомотивных бригад в высоковольтной камере. Происшедшие при этом случаи электротравмирования отнесены к группе травм при устранении неисправности оборудования на крыше. За единицу опасности принимается опасность обслуживания электрических цепей управления и контрольно-измерительных приборов, находящихся вне зон, огражденных блокирующими устройствами. В пользу такого выбора свидетельствуют следующие соображения: – указанное оборудование имеет практически свободный доступ независимо от наличия напряжения; 305 – многолетние статистические данные показывают наименьшее число травм, происшедших при обслуживании этого вида оборудования. Относительная опасность обслуживания других групп оборудования Кi, например, крышевого оборудования электровозов равна 13,5. Это означает, что устранение отказа крышевого оборудования более чем в 13 раз опаснее, чем устранение отказа в электрических цепях управления и контрольно-измерительных приборах. Несмотря на значительное количество пускорегулирующей аппаратуры на электроподвижном составе опасность ее обслуживания невелика (К2 = 3,3). Известно, что вся пускорегулирующая аппаратура силовых цепей сгруппирована в высоковольтной камере, которая имеет блокирующие устройства. Поэтому повышение электробезопасности обслуживания этого вида оборудования должно идти по пути повышения эффективности блокирующих устройств. Высокая относительная опасность обслуживания вспомогательных машин (К3 = 8,2) указывает на необходимость размещения их в высоковольтной камере или ограждения мест их расположения блокирующими устройствами с тем, чтобы в принципе исключить возможность обслуживания вспомогательных машин при поднятом токоприемнике. Из всего оборудования, размещенного в высоковольтной камере, наибольшую опасность при обслуживании представляет быстродействующий выключатель. Отсутствие резервирования, необходимость и возможность нормальной работы всех силовых цепей только при включении аппарата защиты ставят перед локомотивной бригадой задачу принятия максимума усилий по восстановлению работоспособности быстродействующего выключателя. Следует учитывать при этом стесненность габаритов, трудности обнаружения неисправности и общий дефицит времени. С точки зрения обеспечения электробезопасности необходимо повышать надежность самого быстродействующего выключателя и особенно его блокирующих контактов, а также улучшать средства сигнализации. Наивысшую опасность представляет обслуживание крышевого оборудования. Инструкцией запрещается подниматься и выполнять какие-либо работы на крыше локомотивов и моторвагонного 306 подвижного состава под контактным проводом, находящимся под напряжением. Относительная опасность обслуживания различных групп оборудования электровозов приведена в табл. 7.9. Таблица 7.9 Относительная опасность обслуживания оборудования электровоза Группа оборудования Доли Доли отказов Относительная электро- в пути следо- опасность обслутравм вания живания Крышевое оборудование 0,41 0,14 13,5 Пускорегулирующая аппаратура силовых цепей 0,20 0,28 3,3 Вспомогательные машины 0,16 0,09 8,2 Быстродействующие выключатели 0,12 0,06 9,2 Тяговые двигатели 0,06 0,20 1,4 Электрические цепи управления и контрольно-измерительные приборы 0,05 0,23 1,0 Однако для снижения электротравматизма при обслуживании крышевого оборудования необходим комплексный подход, включающий детальное исследование технологии обслуживания и выделения ситуаций, приводящих к поражению электрическим током. Электробезопасность может быть повышена как за счет применения блокирующих (устройств крышевого оборудования), так и за счет конструктивных усовершенствований, при которых уменьшается необходимость захода в эту опасную зону. К числу первоочередных мероприятий по повышению электробезопасности при обслуживании крышевого оборудования следует отнести дальнейшее совершенствование систем технического обучения локомотивных бригад с тем, чтобы при устранении отказов их действия были бы рациональными и безопасными. Источниками поражения электрическим током на электроподвижном составе является высокое рабочее напряжение. Известно, что магистральный электроподвижной состав рассчитан на рабочее напряжение 3000 В постоянного тока или 25 000 В однофазного переменного тока частотой 50 Гц. Очевидно, что прикосновение к токоведущим частям, находящимся под та307 ким напряжением, вызывает токи через тело человека, безусловно, опасные для жизни. Для питания вспомогательного оборудования электроподвижного состава применяются главным образом напряжения от 160 до 380 В переменного тока. Такие напряжения также могут приводить к несчастным случаям с летальным исходом и считаются опасными. Для цепей управления электроподвижным составом используются напряжения 50, 75 или 110 В постоянного тока. Действие на организм человека постоянного тока с таким уровнем напряжения отличается от действия переменного тока. Эффект поражения от прикосновения к токоведущим частям определяется условием болевой переносимости. Учитывая специфические условия электроподвижного состава (использование металлических корпусов в качестве проводника цепей управления, стесненное размещение оборудования, особую опасность высоковольтных камер), следует считаться с опасностью поражения напряжениями цепей управления. Кроме того, люди могут подвергаться воздействию наведенных напряжений, которые возникают в результате магнитного и электрического влияний между электрическими цепями. В реальных условиях влияющей цепью может быть цепь контактный провод — земля; подверженной влиянию может быть система «опущенные токоприемники — шина» или смежный контактный провод над электроподвижным составом. Как известно из общей теории электромагнитного влияния между цепями, электромагнитная связь между ними характеризуется двумя параметрами: 1) проводимостью электрической связи K12, которая численно равна отношению тока I2э, индуктируемого в цепи, подверженной влиянию, к напряжению U1 во влияющей цепи и имеет размерность Ом·м–1; 2) сопротивлением магнитной связи Z12, которое численно равно отношению электродвижущей силы Е2, индуктируемой в подверженной влиянию цепи, к току во влияющей линии и имеет размерность Ом·м–1. При наличии переменного тока в 1-й цепи во 2-й из-за наличия электрической и магнитной связи будут индуктироваться напряжения и токи, значения которых существенно превышают допустимые для человека. При этом напряжение по отношению к земле на концах цепи будет равно Е/2. Как подтверждают расчеты и практика, прикосновение к незаземленному отключенному контактному проводу при протекании 308 токов в смежной контактной сети в результате магнитного влияния представляет большую опасность поражения. Не меньшую опасность поражения представляет прикосновение к отключенному контактному проводу, имеющему заземление, удаленное на значительное расстояние от места прикосновения. Опасность прикосновения к проводу, на котором наводится продольная электродвижущая сила, оценивается током Iч, проходящим через тело человека, или напряжением прикосновения. Прикосновение к незаземленному проводу можно рассматривать как заземление его через сопротивление тела человека Rч, при этом ток, обусловленный электрическим влиянием и протекающий через тело человека при касании к незаземленному электрооборудованию, может превышать 600 мА. Применение на ЭПС тиристорных выпрямителей, инверторных установок, конденсаторного пуска асинхронных двигателей и т.п. предполагает широкое внедрение конденсаторов различных емкостей, и, следовательно, появление опасности поражения остаточными зарядами. При касании токоведущих частей заряженного конденсатора человек может быть подвержен воздействию электрического тока. Учитывая, что на ЭПС применяются конденсаторные батареи емкостью С = 500 мкФ с номинальным напряжением до 3 кВ, ток в момент касания будет достигать 3 А. Длительность воздействия тока будет равна времени разряда батареи конденсаторов t = (3–5) . Для принятых значений ток через тело человека спустя время t = = 1,5 с будет составлять примерно 150 мА. Действие таких токов и такой продолжительности, несомненно, приведет к поражению с летальным исходом. 7.5. Блокирующие устройства электробезопасности на электровозах С точки зрения электробезопасности электровозы обладают некоторыми специфическими особенностями. Так, габарит подвижного состава вынуждает размещать электрические машины и оборудование в стесненных условиях; использование ходовых рельсов в качестве электрической тяговой сети приводит к тому, что обслуживающий персонал находится в постоянном контакте с одним полюсом (фазой) тяговой сети. Указанные факторы увеличивают 309 опасность поражения электрическим током, поэтому средствам защиты обслуживающего персонала уделяется особое внимание. С целью предупреждения электротравматизма на локомотивах широко применяются различного рода блокирующие устройства, которые по функциональному принципу могут быть разделены на две группы: 1) устройства, устраняющие опасный производственный фактор при доступе в зону его действия; 2) устройства, исключающие доступ в зону опасного производственного фактора во время его действия. На электровозах блокирующие устройства должны осуществлять следующие функции: – при поднятом токоприемнике физически преграждать доступ к токоведушим частям, находящимся под напряжением; – при возможности касания токоведущих частей (дверь выcовольтной камеры, дверцы шкафов или ящиков открыты) гарантировать, что токоприемник не может быть поднят, т.е. исключить действия опасного фактора; – при неисправности блокирующих устройств и возможности открытия дверей (штор и т.п.) высоковольтных камер, шкафов и ящиков обеспечивать опускание токоприемника с предварительным автоматическим отключением тяговых и вспомогательных машин; – в неисправном состоянии блокирующие устройства должны принимать заграждающее положение. Как правило, электрическое оборудование и силовые цепи электровоза размещены в высоковольтной камере, которая имеет ограждения от коридоров обслуживания и кабин управления. Ограждения применяются как сплошные, так и сетчатые с размером сетки не более 1212 мм. В целях предупреждения возможного прикосновения или опасного приближения человека к токоведущим частям установлены минимальные расстояния от токоведущих частей до сетчатых ограждений, приведенные ниже. 310 Номинальное напряжение на токоведущих частях, кВ Допустимые расстояния (в свету), мм 0,5 100 3 165 6 190 25 300 Для безопасного осмотра и обслуживания электрооборудования в электровозах имеются блокирующие устройства, которыми оборудуются ограждения, входы в высоковольтную камеру и люки (лестницы) подъема на крышу. На отечественных электровозах применяются наиболее надежные блокирующие устройства, включающие защитный вентиль и пневматические блокировки. На чешских электровозах безопасность обслуживания обеспечивается последовательным включением электрических блокировок в цепь клапана подъема токоприемника. Кроме того, съемные щиты на этих электровозах имеют электромагнитные защелки. На электровозах постоянного тока ВЛ23, ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11 установлен защитный двухкатушечный электромагнитный вентиль ВЗ-1. Одна из катушек вентиля — низковольтная и возбуждается при нажатии кнопки Токоприемники, другая — высоковольтная и подключена через добавочный резистор к токоприемнику. Для притяжения якоря достаточно магнитного потока любой одной катушки. Включение другой катушки усиливает притяжение якоря, так как магнитные потоки, наводимые катушками, складываются. Сжатый воздух подводится от резервуара сжатого воздуха к отверстию в распределительной коробке в нижнюю полость корпуса. При невозбужденном вентиле пружина отжимает клапаны вверх и воздух из нижней полости дальше не проходит. При нажатии кнопки Токоприемники возбуждается низковольтная катушка. Якорь притягивается, клапаны отпускаются. Верхний клапан перекрывает канал, связанный с атмосферой, и открывает нижний клапан, через который сжатый воздух попадает через пневматические блокировки к клапану токоприемника. При возбуждении клапана токоприемник поднимается и другая катушка защитного вентиля оказывается возбужденной. Если кнопки токоприемника будут выключены, одна катушка обесточится. Когда токоприемник отойдет от контактного провода, выключится и другая катушка. Защитный вентиль соединит пневматическую цепь токоприемника с атмосферой. В том случае когда токоприемник не опустится (механическое заедание или приварка полоза к контактному проводу) и, следовательно, оборудование высоковольтной камеры останется под напряжением, по катушке высокого напряжения защитного вентиля будет протекать ток и вентиль не соединит пневматическую цепь токоприемника с атмосферой. Соответственно доступ в высоковольтную камеру или на крышу электровоза будет невозможен. 311 На электровозах ВЛ60, ВЛ80. ВЛ82 и других модификациях этих электровозов применяется защитный вентиль ВЗ-60. По принципу работы и назначению он не отличается от ВЗ-1. Особенность ВЗ-60 — наличие двух независимых систем (постоянного и переменного тока). Катушка магнитной системы постоянного тока включается в цепь управления на напряжение 50 В, а катушка магнитной системы переменного тока — в цепь на напряжение 380 В от обмотки собственных нужд силового трансформатора. Пневматическая блокировка ПБ-33 устанавливается на электровозах постоянного тока. Ее устанавливают над дверью высоковольтной камеры, у сектора блокировочного вала ограждений или у крышки люка, ведущего на крышу, таким образом, чтобы шток при впуске сжатого воздуха через отверстие А вышел из цилиндра только при закрытых дверях ограждений и крышке люка и запер их в таком положении. Если выходу штока будут препятствовать открытая дверь в высоковольтную камеру, сектор блокировочного вала ограждений или крышка люка, то в отверстие Б сжатый воздух нe поступит и токоприемник не будет поднят. На электровозах переменного тока применяются блокировки ПБ-33-02Б, которые по конструкции и принципу не отличаются от пневматических блокировок ПБ-33. Восьмиосный грузовой электровоз ВЛ10 отличается от ранее выпускаемых электровозов ВЛ8 мощностью и экипажной частью, которая унифицирована с электровозом ВЛ80. Принципиальных отличий в системе блокировок электробезопасности между электровозами ВЛ8 и ВЛ10 нет. Каждая секция двухсекционного электровоза состоит из кабины управления, высоковольтной камеры и машинного помещения. Сквозной коридор со стороны помощника машиниста служит для сообщения с машинным отделением и имеет сетчатое ограждение от оборудования камеры. Тупиковый коридор для обслуживания высоковольтной камеры и форкамеры вентилятора закрыт сетчатой дверью, механически сблокированной с дверью высоковольтной камеры. На входные двери камеры и крышку люка для подъема на крышу электровоза установлены пневматические блокировки ПБ-33, последовательно включенные в пневматическую систему токоприемников. Системой рычагов с пневматической блокировкой входа в высоковольтную камеру связан блокировочный вал, имеющий четыре выступа для удержания 312 штор. Контроль наличия высокого напряжения на токоприемнике и автоматическое разблокирование дверей высоковольтной камеры осуществляет защитный вентиль типа ВЗ-1. При включении кнопки Токоприемники напряжение управления подается на низковольтную катушку защитного вентиля, который разъединяет пневматическую систему с атмосферой и подает от резервуара сжатый воздух к пневматическим блокировкам. Если все блокируемые объекты приведены в закрытое положение, то воздух доходит до электропневматических клапанов токоприемников. При нажатии кнопки Токоприемник передний или Токопремник задний на соответствующий электропневматический клапан токоприемника подается питание, воздух поступит к цилиндру и токоприемник поднимается. На высоковольтную катушку защитного вентиля подается питание через добавочный резистор и реле контроля защиты. Штоки пневматических блокировок с усилием около 1000 H будут надежно удерживать блокируемые объекты в закрытом положении. При обрыве цепи высоковольтной катушки вентиля возможно открытие дверей высоковольтной камеры при неопустившемся токоприемнике в случаях механического заедания или приварки полоза. Чтобы исключить такие случаи, в эту цепь последовательно включено реле контроля защиты, включающее сигнальные лампы. При подъеме токоприемника машинист проверяет загорание сигнальных ламп. Если они не загорелись, он должен проверить цепь ламп и катушки реле и устранить неисправность. Чтобы исключить подачу высокого напряжения (например, падение контактного провода на токоприемник) в высоковольтную камеру при открытой двери, используется разъединитель, который заземляет цепи токоприемника. Разъединитель РВ0-007Т представляет собой однополюсный рубильник, установленный в металлическом корпусе. Электровоз ВЛ11 выпускается заводом в двухсекционном исполнении. Каждая секция имеет полный комплект оборудования, обеспечивающий возможность автономной работы секции. Кроме того, локомотив может быть сформирован из трех секций, а также из двухсекционных электровозов и управляется по системе многих единиц. Каждая секция имеет автономное блокирование высоковольтных камер, которое по сути аналогично блокированию 313 в электровозе ВЛ10, т.е. в пневматическую цепь токоприемников включен защитный вентиль и блокировки ПБ. Высоковольтная камера на электровозах ЧС образуется отдельно съемными сетчатыми щитами. Каждый установленный сетчатый щит или сложенная лестница замыкает свой блокировочный контакт в цепи катушки клапанов токоприемников. При этом образуется цепь управления токоприемников. Токоприемники можно поднять при включенном выключателе управления и выключенных контактах выключателя токоприемника. Для предотвращения открытия сетчатых щитов при поднятых токоприемниках устанавливаются электромагнитные защелки, которыми контролируются необходимые меры обеспечения электробезопасности. Если нужно войти в высоковольтную камеру, то прежде всего отключают электрические машины, затем опускают токоприемник, отключают разъединители, о чем будет сигнализировать сигнальная лампа, и включают заземлители. Включенный заземлитель своими блокировочными контактами замыкает цепь катушек электромагнитных защелок, якоря которых втягиваются внутрь, освобождая сетчатый щит. Таким образом, щиты высоковольтной камеры разблокируются при заземлении силовых цепей заземлителем. Существенный недостаток данной системы — трудный поиск неисправного блокировочного контакта. Это нередко приводит к тому, что локомотивная бригада шунтирует сразу все блокировки, создавая тем самым предпосылки опасной ситуации. Электровоз ВЛ80 состоит из двух одинаковых секций, работающих по системе многих единиц. С точки зрения обеспечения электробезопасности модификации электровоза ВЛ80 (ВЛ80 Т, ВЛ80Р и т.п.) не различаются между собой. Все высоковольтное оборудование, за исключением токоприемников, главных выключателей и тяговых двигателей, размешено в высоковольтных камерах. Доступ в камеру возможен через систему блокировок электробезопасности, выполненных на основе пневматических блокировок ПБ-33-02Б с защитным вентилем ВЗ-60, включенных в пневматическую цепь токоприемников каждой секции. Поскольку обе секции могут работать от одного поднятого токоприемника, т.е. секции электрически связаны с помощью крышевых токоведущих шин, на электровозе установлена единая система блокировок электробезопасности. Секции взаимосвязаны с помощью электрических контактов реле давления. Таким образом, если высоковольтная камера одной из 314 секций будет разблокирована, сжатый воздух не дойдет до реле давления, его электрические контакты останутся разомкнутыми в цепи электропневматических клапанов, и подъем токоприемников будет невозможен. При подаче напряжения от устройств депо для передвижения электровоза или проверки работы вспомогательных машин все электрооборудование высоковольтной камеры находится под напряжением. Для обеспечения электробезопасности в этом случае доступ к розеткам питания от деповского источника блокирован механическими замками. Открыть крышку розеток можно только при закрытых шторах высоковольтной камеры и изъятии ключей из замков штор. Полученными таким образом ключами можно открыть крышку розеток. На электровозах ЧС4 и ЧС4Т использован блочный способ расположения оборудования, причем ряд высоковольтных аппаратов и установок находится вне высоковольтной камеры. В частности, выпрямительные установки, контакторы, реверсоры, отключатели тяговых двигателей размещены в отдельных шкафах со съемными щитами, оборудованными блокировочными контактами, включенными в цепь реле безопасности. Если какое-либо высоковольтное оборудование не закрыто щитами, то нельзя поднять токоприемники и включить главный выключатель, так как цепь питания разрывается в этом случае замыкающими контактами реле безопасности. Включенное состояние реле безопасности сигнализируют лампы на пультах управления. Доступ к высоковольтному оборудованию при поднятых токоприемниках контролируется девятью электромагнитными защелками. Электромагнитные защелки получают питание от цепей управления через блокировочные контакты выключателя управления и при отключенном положении главного выключателя, который заземляет обесточенную цепь, кроме токоприемников. Токоприемники при их отсоединении заземляются блоком разъединитель — заземлитель. Для облегчения поиска неисправного блокировочного контакта цепь реле безопасности разделена на отдельные участки. От граничных точек этих участков отходят провода в устройство «ПУМ — Шкода», позволяющее в максимально короткий срок проконтролировать целостность цепи реле безопасности. Устройство «ПУМ — Шкода» смонтировано в отдельном шкафу в поперечном коридоре электровоза. В системе блокировок безопасности элект315 ровоза ЧС4 отсутствуют электромагнитные защелки, общее число блокировочных контактов равно 16, контроль целостности участков цепи реле безопасности осуществляет блок поиска неисправностей. Для обеспечения электробезопасности все силовое электрооборудование, кроме вращающихся частей машин и соудинительных кабелей силовой цепи на перспективных локомотивах, располагается в высоковольтных камерах, шкафах, а также на крышах электровозов. Высоковольтные камеры, шкафы, ящики и панели пульта управления имеют блокирующие устройства, которые исключают доступ к силовому оборудованию при наличии напряжения на токоприемнике, а также возможность подъема токоприемника при открытых дверях, шторах высоковольтных камер, ящиков и панелей пульта управления. На электровозах, предназначенных для работы по системе многих единиц, эти требования выполняются для электровоза в целом. При открывании дверей высоковольтных камер электровозов с помощью блокирующих устройств обеспечивается заземление высоковольтной цепи токоприемника и силового ввода. Учитывая случаи поражения электротоком машинистов и их помощников, около установки приборов учета электроэнергии указано, что эти приборы должны устанавливаться в местах, исключающих возможность доступа к токоведущим частям при наличии напряжения на токоприемнике. Они должны иметь сплошное укрытие токоведущих частей, исключающих возможность доступа к ним со стороны прохода в машинном отделении. Металлические кожухи электрооборудования, размещенного вне высоковольтных камер и шкафов, имеющих блокировочные устройства, а также все ограждения (включая трубы), конструкции для укрепления токоведущих частей и другое оборудование, которое может в случае неисправности оказаться под напряжением свыше 42 В переменного тока и свыше 110 В постоянного тока, должны быть заземлены на корпус локомотива. 7.6. Блокирующие устройства электробезопасности на электропоездах Размещение электрооборудования по всему электропоезду в шкафах тамбуров, в ящиках под кузовом и на крыше вагонов затрудняет установку блокирующих устройств электробезопасности. Поэтому 316 на электропоездах применяются электрические блокировки в виде концевых выключателей, которые позволяют связать опасные зоны, расположенные в разных местах, единой системой блокирующих устройств. Вначале на серийных электропоездах ЭР1, ЭР2, ЭР9П электрические блокировки устанавливались на лестницах подъема на крышу и в тамбурных шкафах. Однако требовались блокирующие устройства и на ящиках с электрооборудованием под кузовом вагона. Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства разработало блокирующее устройство с «ключевой» зависимостью. К существующим электрическим блокировкам лестниц и шкафов на каждом моторном вагоне устанавливаются еще две блокировки: одна — непосредственно под средней крышкой ящика, другая — внутри ящика, связанная с ключом замка. С помощью этого ключа можно открыть любую, но только одну крышку ящика, так как ключ извлекается только в закрытом положении крышки. Главный недостаток этой системы — неудобство использования этого устройства в условиях депо. На выпускаемых в настоящее время электропоездах получили распространение и совершенствуются блокирующие устройства электробезопасности, основанные на электрических блокировках. Принцип их работы заключается в том, что при открытии ограждений автоматически поступает команда на опускание токоприемников. Чтобы не допустить прикосновения обслуживающего персонала к токоведущим частям, находящимся под напряжением 3000 В, на ограждениях установлены электрические блокировки. К ним относятся: (Вбл1 — Вбл7) — блокировки крышек ящиков под кузовом вагона; ББЛ — блокировка лестницы подъема на крышу; ББШ — блокировка дверей шкафа; Ш1, Ш2 — блокировки высоковольтных розеток. Их размыкающие контакты включены последовательно в цепь питания катушки реле блокировок безопасности РББ1 и отключают его при попытке проникнуть за ограждение. Контакты РББ1 выполняют следующие функции: – подают питание на катушку опускающего вентиля клапана токоприемника КЛТ-0, вызывая опускание токоприемника данного вагона; – отключают питание катушек промежуточного реле управления ПРУ, обеспечивая отключение потребителей 3000 В данного вагона; 317 – обеспечивают подачу сигнала на опускание токоприемников при нажатии кнопки Кн11, препятствуя их поднятию; – отключают питание реле РПБ. Реле РПБ опускает якорь с выдержкой времени и замыкает контакт. Если на поезде выполнено параллельное соединение токоприемников, то опускание токоприемников данного вагона не ведет к отключению реле напряжения РН. В этом случае будет подан сигнал на опускание токоприемников всего поезда. Вагон, на котором сработала блокировка, определяется по загоранию сигнальных ламп в тамбуре, питание на которые подается замыкающими контактами блокировок. Оперативное опускание токоприемников осуществляется из кабины нажатием кнопки Кн11, при этом подается питание на катушки КЛТ-0. Одновременно получает питание реле РББ2, которое отключает реле ПРУ и предотвращает подачу питания на катушки поднимающихся вентилей клапанов токоприемников КЛТ-П. Для обеспечения электробезопасности на электропоездах серии ЭД4М модели 62-301 применены следующие автоматические выключатели. 1. Выключатель путевой мгновенного действия ВШ6ЛГ23Б23155У2.3. Блокирует лестницу для подъема на крышу. Он имеет следующие технические данные: • номинальное напряжение: – переменного тока частоты 50 и 60 Гц — 660 В; – постоянного тока — 440 В; • минимальное рабочее напряжение — 24 В; • номинальный тепловой ток — 16 А; • число полюсов — 13+IP; • ход: – рабочий — (10+3); – дополнительный (пережим) — 30. Выключатель имеет электрически не связанные между собой контакты с двойным разрывом цепи. Срабатывание происходит под воздействием управляющего упора (кулачка) и ступеньки лестницы на рычаг в сложенном положении. Для регулировки момента срабатывания выключателя (при закрытом положении лестницы) перемещают выключатель, используя овальные отверстия кронштейна, и изменяя начальный угол установки рычага выключателя. 318 2. Выключатели типа АЕ 2541М и АЕ 2542М. Предназначены для отключения при перегрузках и коротких замыканиях низковольтных электрических цепей электропоезда и для оперативных включений и отключений этих цепей. Выключатели рассчитаны на следующие технические данные: • номинальный ток выключателя для работы при номинальной температуре окружающего воздуха 40 С — 63 А; • номинальное напряжение главной цепи выключателя: – постоянного тока для однополюсных АЕ 2541М и для двухполюсных АЕ 2542М — до 220 В; – переменного тока частотой 50, 60 Гц — до 380 В; • число полюсов главной цепи: – АЕ 2541М — однополюсные; – АЕ 2542М — двухполюсные. 3. Выключатели АЕ 2541М и АЕ 2542М с электромагнитными максимальными расцепителями тока (без тепловых расцепителей и без свободных контактов) имеют следующие технические характеристики: • уставка по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания, кратная номинальному току расцепителя: – постоянный ток 1,3; 2; 5; 10; – переменный ток 2; 5; 10; • номинальный ток максимальных расцепителей тока при окружающей температуре воздуха 40 С — от 0,6 до 63 А; • номинальный режим работы — продолжительный. Автоматические выключатели состоят из следующих основных узлов: механизма управления, контактной системы, дугогасительного устройства, расцепителя постоянного тока. Узлы автомата смонтированы в пластмассовом корпусе и сверху закрыты пластмассовой крышкой. Механизм управления построен на принципе свободного расцепления, обеспечивает мгновенное замыкание и размыкание контактов со скоростью движения рукоятки во включенном положении. Отключение автомата при токах перегрузки и токах короткого замыкания происходит автоматически и не зависит от того, удерживается или не удерживается рукоятка во включенном положении. 319 7.7. Электробезопасность при постановке и выезде электровозов из депо Как правило, контактная сеть с высоким напряжением в здании депо отсутствует. Постановка и выезд электровозов с экипировочных и смотровых позиций осуществляется пониженным напряжением или используется маневровый локомотив. Для постановки пониженным напряжением электровоз необходимо остановить у здания депо, опустить токоприемники, подключить питающий кабель, включить источник пониженного напряжения и со скоростью не более 3 км/ч осуществить въезд в здание депо. Во всех случаях электроподвижной состав должен быть либо в здании, либо около здания депо и не занимать положения частичного ввода. Опасность заключается в том, что один токоприемник может находиться под напряжением контактной сети, а второй опущенный токоприемник — в здании депо, увеличивая тем самым опасную зону контактной сети. Обслуживающий персонал не имеет объективной сигнализации об этой опасности. Кроме того, в локомотивных депо, имеющих в здании контактный провод, в подобных случаях сигнализация будет указывать на безопасное состояние. С целью предупреждения электротравмирования в таких ситуациях устраивают нейтральный элемент анкеруемой контактной сети. Размеры нейтрального элемента равны сумме расстояния между осями токоприемников L, половины продольного размера опущенного токоприемника L/2 и минимального приближения к частям, находящимся под напряжением b. Минимальное приближение к частям, находящимся под напряжением, принимается равным 0,8 м при напряжении контактной сети 3 кВ и 1,0 м — при напряжении 25 кВ. Минимальные размеры нейтрального элемента для некоторых серий электровозов приведены в табл. 7.10. Таблица 7.10 Минимальные размеры нейтрального элемента Серия электровоза ВЛ8 ВЛ10 ЧС2 320 Минимальный размер нейтрального элемента, м 20,6 25,5 13,7 Серия электровоза Вл60 ВЛ80 ЧС4 Минимальный размер нейтрального элемента, м 16,4 28,9 13,2 При обслуживании в локомотивном депо нескольких серий электровозов размер нейтрального элемента принимается наибольший для эксплуатируемых серий. Нейтральный элемент конструктивно может быть выполнен путем установки в контактный провод секционных изоляторов, а в несущий трос изолятора. При проезде секционного изолятора электровоз окажется под нейтральной вставкой, и тем самым будет устранена возможность подачи высокого напряжения внутрь депо и соответственно электротравмирования. 7.8. Организация работы персонала эксплуатационного локомотивного депо Перед выездом на линию локомотивная бригада получает у дежурного эксплуатационного депо ключи от ТПС с подписью в оперативном журнале депо (журнал ТУ-1). При осмотре электрооборудования ТПС, находящегося под действующей контактной подвеской, разрешается открывать двери щитов, сборок, пультов управления и других устройств до 1000 В. Запрещается подъем на крышу состава, открытие щитов и шкафов с оборудованием на напряжение выше 1000 В. Во время осмотра не допускается выполнение какой-либо работы на электрооборудовании ТПС. Результат осмотра оформляется записью в журнале формы ТУ152 с отражением работоспособности электрооборудования и защитных блокировочных устройств электробезопасности. Подъем токоприемников ЭПС проводится установленным порядком из рабочей кабины машиниста в присутствии помощника машиниста или его нахождении в пределах видимости машиниста. Осмотр электрооборудования ТПС во время движения проводит по указанию машиниста его помощник, имеющий права оперативно-ремонтного персонала. Во время осмотра не допускается выполнение какой-либо другой работы. При осмотре электроустановок разрешается открывать двери щитов, сборок, пультов управления и других устройств на напряжение до 1000 В. Запрещается открывать щиты и шкафы с оборудованием на напряжение выше 1000 В. 321 При возникновении аварийной ситуации (неисправности электрооборудования на ТПС) в пути следования локомотивная бригада определяет возможность локализации повреждения путем сборки по одной из аварийных схем, которые утверждены организационно-распорядительным документом ОАО «РЖД» для каждой серии ТПС. Утвержденный порядок сборки аварийных схем для каждой серии ЭПС должен находиться в кабине машиниста. В оперативном журнале ТУ-152 делается запись о сборке аварийной схемы с указанием ее номера в соответствии с утвержденным перечнем. Сборку схемы выполняет: – на ЭПС — член локомотивной бригады с V группой по электробезопасности; – на тепловозе, дизель-поезде, рельсовом автобусе — член локомотивной бригады с IV группой по электробезопасности. Сборка аварийной схемы может проводиться, как дистанционно с помощью переключения низковольтных и высоковольтных коммутационных аппаратов, так и непосредственного вывода из работы высоковольтного оборудования в высоковольтных камерах и шкафах ЭПС. Порядок действия локомотивной бригады по сборке аварийной схемы утверждается локальным документом по структурному подразделению. Уведомление дежурного по депо об аварийной ситуации и выполненных мероприятиях машинист ТПС делает после его прибытия в локомотивное депо. Неисправность крышевого оборудования ТПС (подвязка неисправного токоприемника и др.), находящегося на перегоне под действующей контактной сетью, устраняют работники дистанции электроснабжения по наряду-допуску, который выписывает представитель дистанции электроснабжения с включением в него члена локомотивной бригады. При отсутствии работника дистанции электроснабжения, имеющего право выписки наряда, подъем на крышу подвижного состава осуществляется на основании аварийной заявки, переданной энергодиспетчеру, после снятия напряжения с контактной сети, 322 проверки отсутствия напряжения, установки заземлений. Аварийная заявка может быть передана работником дистанции электроснабжения, имеющим право быть производителем работ. В аварийной заявке указываются фамилия и группа по электробезопасности члена локомотивной бригады, который будет принимать участие в осмотре крышевого оборудования. Экипировку ТПС на путях с действующей контактной сетью осуществляет электротехнический персонал, имеющий не ниже IV группы по электробезопасности. Перечень работников, которые имеют право выполнять работы по экипировке, утверждается руководителем депо, в ведении которого находятся экипировочные устройства. Работы по экипировке ТПС на путях с действующей контактной сетью выполняются при отключенном напряжении и заземленной контактной сетью на экипировочной позиции. Переключения на контактной сети экипировочного пункта выполняет оперативно-ремонтный персонал экипировочного пункта с группой по электробезопасности не ниже IV. Машинист осуществляет постановку ТПС на экипировочную позицию под контактную сеть, находящуюся под напряжением, с таким расчетом, чтобы подвижной состав не выходил за пределы зоны отключения. После установки ТПС на экипировочную позицию машинист: – отключает электрооборудование ТПС установленным порядком; – подает заявку оперативному персоналу экипировочного пункта с записью в оперативном журнале о необходимости снятия напряжения в контактной сети экипировочной позиции. Оперативный персонал экипировочного пункта, имеющий право проводить переключение разъединителей на экипировочной позиции, выполняет технические мероприятия по отключению напряжения с оформлением записи в оперативном журнале с указанием даты, времени и ставит свою подпись. Порядок отключения и включения напряжения контактной сети путей экипировки ТПС при отсутствии права переключений у дежурного по пункту экипировки устанавливается локальным нормативным актом депо. 323 Экипировка ТПС без подъема на крышу или без приближения к контактной сети на расстояние менее 2 м выполняется в порядке текущей эксплуатации. 7.9. Системы кондиционирования воздуха в кабине машиниста Системы кондиционирования воздуха предназначены для создания в кабине машиниста локомотива климатических условий, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям. Системы должны обеспечивать непрерывную приточную вентиляцию кабины с подогревом воздуха в холодный период года и охлаждением в жаркий. Необходимость кондиционирования воздуха обусловлена низкой теплоустойчивостью кабины машиниста, быстрым перемещением локомотива из одной климатической зоны в другую. Установки кондиционирования воздуха должны обеспечить следующие климатические условия в кабине машиниста: относительную влажность воздуха 30—60 %; среднюю температуру воздуха в кабине в осенне-зимний и весенний периоды года 16—18 С; среднюю температуру воздуха в летний период года при температуре наружного воздуха 27, 35, 40, 42 С соответственно 20—22, 25, 28, 30 С; разность температуры внутренних поверхностей кабины (стен, пола, потолка) и воздуха не более 5—6 С. Установка кондиционирования воздуха состоит из следующих систем: очистки воздуха, подогрева, автоматического управления и электроснабжения. Система очистки воздуха забирает воздух из атмосферы и кабины, очищает от пыли, смешивает и обеспечвает заданную подвижность смеси в кабине. Система вентиляции должна подавать в кабину не менее 50 м3/ч наружного воздуха на одного человека при скорости его движения в зоне рабочего места машиниста не более 0,6— 0,7 м/с, обеспечивая подпор воздуха в кабине движущегося локомотива при закрытых окнах и дверях не менее 40—60 Па. При распределении потоков по кабине машиниста тепловоза 2ТЭ10Л-057 большая часть воздуха, выходящего из установки кондиционирования, направляется на потолок, переднее стекло и в угол между лобовой и боковой стенкой. После отражения от столика машиниста и пульта управления локомотива воздушные потоки идут вниз, затем поднимаются вверх и всасываются в установку 324 кондиционирования. При разности температур 10—12 С струю охлажденного воздуха необходимо направлять вдоль потолка или по стенам, чтобы зона дыхания людей была вне зоны потока, имеющего пониженную температуру. При более низкой температуре охлажденного воздуха перед раздачей его по кабине необходимо смешивать с внутренним воздухом. Установка имеет фильтры, позволяющие подавать в кабину очищенный воздух. Предельно допустимое содержание пыли в воздухе должно быть не более 1 мг/м3, а предельно допустимая концентрация углекислого газа — не более 1 л/м3. Система подогрева воздуха в кондиционере в холодное время года осуществляет нагрев воздуха в кабине. Температуру воздуха в кабине поддерживают с помощью системы отопления и калорифера установки кондиционирования. На тепловозах рационально использовать в качестве источника тепла горячую воду, циркулирующую в системе охлаждения дизеля; на локомотивах других типов — электрическую энергию. Расчетная наружная температура воздуха при работе калорифера равна –50 С. Система охлаждения снижает температуру воздуха, оборудования и стен кабины с помощью установленного в нагнетательном вентиляционном канале воздухоохладителя. Систему охлаждения, включая ее вентиляторы, компонуют в одном корпусе кондиционера. Для охлаждения воздуха применяют компрессионные холодильные установки. Хладагентами являются вещества (например, дифторхлорметан), которые позволяют получать температуру кипения до –30...–40 С. Расход холодильной установки определяют из условия расчетной температуры атмосферного воздуха плюс 42 С. Система автоматического управления установкой кондиционирования воздуха обеспечивает работу систем вентиляции, отопления и охлаждения воздуха на заданных режимах. В системе предусмотрена возможность включения установки кондиционирования при выходе из строя устройств автоматики. Системы автоматики установок кондиционирования воздуха по принципу действия делят на двухпозиционные и пропорциональные. В первых регулирующий орган, например система охлаждения, либо включается, либо отключается. Во вторых регулирующий орган изменяет расход ступенчато или плавно в соответствии с потребностью. 325 Система электроснабжения обеспечивает работу всех агрегатов перечисленных систем установки кондиционирования воздуха. Источником электроснабжения может быть вспомогательный генератор локомотивов с энергетической установкой, контактная сеть для электропоездов и электровозов, а также автономный привод (дизель-генераторная установка). Источники электроснабжения должны обеспечивать надежную работу установки кондиционирования воздуха при температуре окружающей среды –30...+60 С. Кроме перечисленных систем, в установки кондиционирования может входить система регулирования влажности воздуха. 7.9.1. Система кондиционирования воздуха СКВ-4,5 для кабин машинистов локомотивов, электропоездов, салонов и кабин путевых машин Система кондиционирования воздуха СКВ-4,5 предназначена для обеспечения комфортного микроклимата в кабине машиниста локомотива, машиниста электропоезда, в салоне и кабине путевой машины. Система работоспособна в диапазоне температур наружного воздуха от –50 до +45 С. Состав системы: – моноблочная установка кондиционирования воздуха; – блок управления и коммутации БУК-4,5; – пульт управления ПУ-4,5; – комплект электрических кабелей; – датчики температуры; – преобразователь напряжения (опция); – тепловентилятор (опция); – вентилятор калорифера (опция); – вентиляционные каналы и решетки (опция). Технические характеристики Холодопроизводительность, кВт ....................................................................5 Теплопроизводительность, кВт .................................................................. 3(9) Подача приточного воздуха, м3/ч.............................................................. 600 В том числе наружного воздуха, м3/ч ........................................................ 90 Масса, кг ........................................................................................................ 187 Хладагент (озонобезопасный, взрывобезопасный, негорючий)......................................................................................................134а Схема размещения СКВ-4,5 в локомотиве показана на рис. 7.1. 326 Рис. 7.1. Схема размещения СКВ в кабине машиниста 327 7.9.2. Транспортный кондиционер КТГ-Э-5.У1 В настоящее время отсутствие комфортных условий в рабочей зоне приводит к повышенной утомляемости, ухудшению внимания, снижению производительности труда и увеличивает вероятность ошибочных действий. Однако от состояния машиниста зависит безопасность людей и сохранность материальных ценностей, поэтому кондиционирование воздуха в кабинах железнодорожных локомотивов и других транспортных средств не только желательно, но и необходимо. Проблема создания благоприятных климатических условий в кабинах транспортных средств была решена более эффективно путем применения систем кондиционирования воздуха, которые обеспечивают на рабочих местах высокую надежность и безопасность при эксплуатации. Транспортный кондиционер КТГ-Э-5.У1 предназначен для охлаждения, нагрева и очистки воздуха в кабине машиниста локомотива железнодорожного транспорта. Технические характеристики транспортного кондиционера КТГ-Э-5.У1 Производительность по воздуху, м3/ч .....................................................1000 Производительность по холоду, кВт, не менее ........................................ 5,0 Производительность по теплу, кВт, не менее........................................... 3,0 Запас полного давления для воздушных каналов, Па, не менее ............49 Эффективность очистки приточного воздуха при уровне запыленности до 30 мг/м3, %, не менее ......................................................90 Хладагент ...................................................................................................R-134а Максимально допустимая температура воздуха на входе в конденсатор, С ............................................................................................60 Потребляемая мощность при номинальной производительности по холоду, кВт, не более ............................................................................... 3,0 Потребляемая мощность при нагреве, кВт, не более ........................... 7,62 Род тока .......................................................................................... переменный однофазный Частота тока, Гц ...............................................................................................50 Напряжение, В, не более в силовой цепи ..........................................................................................220 в цепи управления ....................................................................................220 Габаритные размеры, мм: длина, ширина, высота ............. 1270, 400, 1010 Масса, кг, не более ........................................................................................120 Кондиционер может комплектоваться преобразователем напряжения для работы от постоянного тока напряжением 110 В. 328 7.9.3. Кондиционер воздуха для кабины машиниста локомотива типа Т-10 Назначение: для поддержания комфортных параметров микроклимата в кабинах машинистов локомотивов. Автономный кондиционер воздуха состоит из конденсаторного блока, воздухоохладителя, компрессора, пульта управления, блока питания, комплекта трубопроводов и электрических кабелей. Конструктивно конденсаторный блок, воздухоохладитель и компрессор разнесены и выполнены отдельными блоками. Технические характеристики Холодопроизводительность, кВт, не менее................................................. 4 Напряжение питания по постоянному току, В ................................. 55—75 Масса, кг, не более ........................................................................................ 70 Хладагент — хладон .................................................................................. R134а Работает в режимах вентиляции и охлаждения. Обеспечивает автоматическое поддержание заданной температуры в кабине машиниста. Имеет три режима регулировки вращения вентиляторов испарителя. Привод компрессора — механический, от вала отбора мощности. Глава 8. ВОЗДУШНАЯ СРЕДА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ 8.1. Метеорологические условия и их влияние на организм человека Воздушная среда, в которой живет и работает человек, представляет собой естественную многогазовую смесь, из которой состоит атмосфера на уровне земли. Компонентами сухого воздуха (по объему) являются азот — 78,084 %, кислород — 20,947 %, аргон — 0,934 %, углекислый газ — 0,031 %, другие газы и случайные примеси — 0,003 %, водный пар — от 0,2 до 2,6 %. Работоспособность человека и его самочувствие зависят не только от состава воздуха, но и от микроклимата. Иначе говоря, от физического состояния воздушной среды, которое определяется действующими на организм сочетаниями температуры, влажности, скорости движения и давления воздуха, а также температурой окружающих предметов. Температура воздуха является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние человека. В любой обстановке механизмы терморегуляции человека стремятся поддерживать постоянную температуру тела, равную приблизительно 36,6 С. Эта температура является результирующей двух процессов: внутреннего производства теплоты в теле человека и внешнего теплообмена. Двойной механизм представляет собой регуляцию обменной активности, производящий теплоту и рефляцию теплоотдачи во внешнюю среду путем автоматического изменения скорости притока крови к коже и работы потовых желез. Итоги теплообмена человека с окружающей средой можно записать в виде уравнения теплового баланса: QЗ + QM = QТО, (8.1) где Qз — запас теплоты в организме, Qм — количество теплоты, выработанное в организме. Qто = QK + Qл + QТ + QИ + Qд — теплообмен организма со средой осуществляется соответственно за счет конвекции, излучения, теплоотдачи, испарения и дыхания. 330 Из выражения (8.1) следует, что тепловой баланс достигается в том случае, если общее количество выработанного тепла и запас тепла в организме равны полной теплоотдаче в окружающую среду. Таким образом, только при тепловом балансе между организмом и окружающей средой данный микроклимат создает приятное (комфортное) ощущение. Нарушение теплообмена ведет или к перегреву, или к охлаждению организма, что, в свою очередь, может отрицательно влиять на состояние здоровья человека и производительность труда. Терморегуляция это процесс поддержания организмом человека температуры тела на уровне 36,6 С независимо от температуры внешней среды. Теплообмен является одним из основных видов взаимодействия организма человека и окружающей его среды. Все виды энергии внутри организма человека переходят в тепловую энергию. При употреблении пищи тепловая энергия является результатом распада в органах пищеварения человека белков, жиров и углеводов, тепловая энергия образуется в результате работы мышц. При расщеплении внутри организма 1 г белков выделяется 4,1 ккал, 1 г жиров — 9,3 ккал и 1 г углеводов — 4,1 ккал тепла. При выполнении физической работы часть этой работы выделяется в виде тепловой энергии в окружающую среду. Переход тепла от одного предмета к другому при соприкосновении их поверхностей называется теплопроводностью. Тепло перемещается от более теплого к более холодному предмету. Ощущение прикосновения к «теплому» или «холодному» предмету связано с направлением движения тепла за счет процесса теплопроводности. Лучшими проводниками тепла являются металлы, а худшими — газы. Человек выделяет тепло в окружающую среду в основном через кожу и дыхание. Через кожу тепло выделяется за счет конвекции, излучения и испарения пота (теплота парообразования составляет 0,58 ккал или затраты энергии 0,59 Вт·ч на 1 г пота). Конвекция представляет собой процесс переноса тепла от предмета, окруженного жидкой или газообразной средой, в окружающую среду. Поток тепла идет от более теплых к более холодным участкам среды. Если температура воздуха выше температуры тела, 331 тепло будет передаваться телу. Когда тело окружено неподвижным воздухом, от кожи отходит теплый воздух, переходя в окружающее пространство, переносит при этом как молекулы воздуха, так и тепловую энергию. Такой процесс называется свободной конвекцией. Если окружающий воздух при этом движется, то такой процесс называется принудительной конвекцией. Вот почему при сильном ветре температура воздуха ощущается более низкой, чем в действительности. Излучение тепла происходит в форме электромагнитных волн (инфракрасное излучение). Излучающая способность поверхности связана с ее свойствами как излучателя, тело человека хорошо поглощает и также хорошо излучает инфракрасное (тепловое) излучение. Испарение воды (пота) с поверхности тела охлаждает поверхность, так как энергия тратится на переход жидкости в газообразное состояние. Почти в любых условиях окружающей среды вода непрерывно испаряется с поверхности тела и составляет важный механизм теплоотдачи. Объем потери воды организмом зависит от внешних условий (факторов), особенно от температуры и влажности воздуха. Дыхание — одна из важнейших физиологических функций человека. Оно обеспечивает жизнедеятельность организма за счет обогащения кровеносной системы кислородом воздуха. В покое число дыхательных движений в минуту колеблется в пределах 12—24, а объем легочной вентиляции — в пределах 4—10 л, чаще 6—8 л. При выполнении физической работы объем вентиляции легких возрастает в несколько раз и может быть увеличен до 100—150 л/мин за счет учащения дыхания и, главным образом, увеличения глубины вдоха. Чем выше объем выдыхаемого воздуха, тем больше теплоотдача в окружающую среду. Состояние организма, при котором количество образовавшегося в нем тепла равно количеству тепла, выделенного во внешнюю среду за тот же промежуток времени, называют состоянием теплового равновесия. Такое состояние организма является наиболее благоприятным для его жизнедеятельности. Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение в помещениях нормальных метеорологических условий, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека. 332 Метеорологические условия в производственных помещениях, или их микроклимат, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий вентиляции и отопления. Под микроклиматом производственных помещений понимается климат окружающей человека внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих его поверхностей. Перечисленные параметры — каждый в отдельности и в совокупности — оказывают влияние на работоспособность человека, его здоровье. Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального течения физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемое организмом тепло отводилось в окружающую среду. Когда это условие соблюдается, наступают условия комфорта и у человека не ощущается беспокоящих его тепловых ощущений — холода или перегрева. В помещениях, где отсутствуют посторонние источники тепла, чтобы определить, создает ли комплекс метеорологических факторов нормальный тепловой обмен человека со средой, пользуются номограммой эквивалентно-эффективных температур. Температура неподвижного воздуха при 100 % относительной влажности, которая создает такие же тепловые ощущения, какие создает любая комбинация метеорологических параметров, называется эквивалентно-эффективной температурой. Эквивалентно-эффективная температура является приведенным показателем всех метеорологических параметров. Если tэкв лежит в пределах «зоны комфорта», это означает, что весь комплекс метеорологических параметров обеспечивает нормальный тепловой обмен. Если же tэкв выходит за пределы «зоны комфорта», то по номограмме легко найти пути приведения того или иного параметра к оптимальным условиям (рис. 8.1). Интенсивность теплоотдачи зависит не только от температуры, влажности, давления и подвижности воздуха, но и от средней температуры поверхностей отопительных приборов, нагретых обрабатываемых деталей и их расположения относительно человека. 333 Рис. 8.1. Номограмма эквивалентно-эффективных температур Система терморегуляции человека в состоянии поддерживать тепловой баланс со средой при температуре +(14—23) С. Для подобных условий оценка микроклимата определяется на основе показателя теплового самочувствия S, который рассчитывается по следующему эмпирическому выражению: S = 7,83 – 0,ltc – 0,0968Тп – 0,2796е – 0,0367(37,8 – tc) U , где tc — температура воздуха (на уровне дыхания), С; Тп — средняя температура окружающих поверхностей; U — скорость движения воздуха (на высоте 0,5 м от пола), м/с; е — давление водяного пара (Абсолютная влажность), гПа. 334 Если S = 1, то жарко; S = 2, слишком тепло; S = 3, тепло; S = 4, комфортные условия; S = 5, прохладно; S = 6, холодно и S = 7, очень холодно. 8.2. Параметры микроклимата. Термины и определения Условия микроклимата в производственных помещениях зависят от ряда факторов: – климатического пояса и сезона года; – характера технологического процесса и вида используемого оборудования; – условий воздухообмена; – размеров помещения; – числа работающих людей и т.п. Микроклимат в производственном помещении может изменяться на протяжении всего рабочего дня, быть различным на отдельных участках одного и того же цеха. В производственных условиях характерно суммарное (сочетанное) действие параметров микроклимата: температуры, влажности, скорости движения воздуха. В соответствии с СанПиН 2.2.4.548—96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» параметрами, характеризующими микроклимат, являются: – температура воздуха; – температура поверхностей (учитывается температура поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол), устройств (экраны и т.п.), а также технологического оборудования (или ограждающих его устройств); – относительная влажность воздуха; – скорость движения воздуха; – интенсивность теплового облучения. Температура воздуха, измеряемая в С, является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата. Температура поверхностей и интенсивность теплового облучения учитываются только при наличии соответствующих источников тепловыделений. Влажность воздуха — содержание в воздухе водяного пара. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность. 335 Абсолютная влажность (А) — упругость водяных паров, находящихся в момент исследования в воздухе, выраженная в мм ртутного столба, или массовое количество водяных паров, находящихся в 1 м3 воздуха, выраженное в граммах. Максимальная влажность (Е) — упругость или масса водяных паров, которые могут насытить 1 м 3 воздуха при данной температуре. Относительная влажность (R) — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Скорость движения воздуха измеряется в м/с. Тепловая нагрузка среды (ТНС) — сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое облучение), выраженное одночисловым показателем в С. Производственные помещения — замкнутые пространства в специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (по сменам) или периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятельность людей. Рабочее место — участок помещения, на котором в течение рабочей смены или части ее осуществляется трудовая деятельность. Рабочим местом могут быть несколько участков производственного помещения. Если эти участки расположены по всему помещению, то рабочим местом считается вся площадь помещения. Холодный период года — период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10 С и ниже. Теплый период года — период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 С. Среднесуточная температура наружного воздуха — среднее значение температуры наружного воздуха, измеренное в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается по данным метеорологической службы. Нагревающий микроклимат — сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, влажность, скорость его движения, относительная влажность, тепловое излучение), при котором нарушается теплообмен человека с окружающей средой. В организме происходит накопление тепла выше верхней оптимальной границы (0,87 кДж/кг) и/или увеличение доли потерь тепла испарением пота 336 (>30 %) в общей структуре теплового баланса, а также появляются общие или локальные дискомфортные тепловые ощущения (слегка тепло, тепло, жарко). Охлаждающий микроклимат — сочетание параметров микроклимата, при котором изменение теплообмена организма приводит к образованию общего или локального дефицита тепла в организме ниже верхней оптимальной границы (0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры «ядра» и/или «оболочки» тела (температура «ядра» и «оболочки» тела — соответственно температура глубоких и поверхностных слоев тканей организма). Разграничение работ по категориям осуществляется на основе интенсивности общих энергозатрат организма в ккал/ч (Вт). Характеристика отдельных категорий работ (Iа, Iб, IIа, IIб, III) представлена ниже. К категории Ia относятся работы с интенсивностью энерготрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.). К категории Iб относятся работы с интенсивностью энерготрат 121—150 ккал/ч (140—174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.). К категории IIа относятся работы с интенсивностью энерготрат 151—200 ккал/ч (175—232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.). К категории IIб относятся работы с интенсивностью энерготрат 201—250 ккал/ч (233—290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переносом тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.). К категории III относятся работы с интенсивностью энерготрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передви337 жениями, перемещением и переносом значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, в литейных цехах с ручной набивкой и заливкой, на машиностроительных и металлургических предприятиях и т.п.). 8.3. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата Нормы производственного микроклимата установлены в СанПиН 2.2.4.548—96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» и ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». В табл. 8.1 приведены параметры микроклимата при их разбивке по классам условий труда. Кроме того, в Санитарных правилах по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте СП 2.5.1198—03 приведены требования к микроклимату подвижного состава. Классы условий труда по микроклимату для холодного и теплого периодов года приведены в табл. 8.2 и табл. 8.3 соответственно. Они едины Таблица 8.1 Параметры микроклимата для классов условий труда Класс условий труда оптидопусмальтимый, ный, Параметр воздуха класс 1 класс 2 вредный, класс 3 опасный, класс 4 1-я 2-я 3-я 4-я степень степень степень степень 3.1 3.2 3.3 3.4 ЭнергоКатегория затраты, работ Вт/м2 58—77 по СН по СН 78—97 То же То же 1а 1б 98—129 --------IIа II6 III 130—160 --------161—193 --------- Температура, С 18—20 17—19 14—16 13—15 12—14 16—18 15—17 12—14 11—13 10—12 14—16 12—14 13—15 11—13 10—12 8—10 7—9 9—11 6—8 8—10 Влажность, % по СН по СН Требования отсутствуют Скорость, м/с по СН по СН Смотри примечание 338 — — — — — Таблица 8.2 Классы условий труда для открытых территорий в холодный период года и в холодных помещениях Класс условий труда вредный, класс 3 Климатическая зона допусти1-я мый, степень, класс 2 класс 3.1 2-я степень, класс 3.2 3-я степень класс 3.3 опасный, класс 4 4-я степень, класс 3.4 Нижняя граница температуры относительно неподвижного воздуха, С (при повышении скорости ветра на каждые 1 м/с абсолютное значение температуры должно уменьшаться на 2,2 С) Iа, Iб II III –30,0 –38,0— –23,0 –15,9 –36,0 –42,2— –29,4 –21,3 –38,5 –48,9— –31,5 –23,0 –40,8 –54,4— –35,7 –26,0 –60,0 –70,0— –48,0 –37,0 Ниже –60 Ниже –70 Ниже –48 Ниже –37 Таблица 8.3 Классы условий труда по показателям микроклимата в теплый период года Класс условий труда Вредный, класс 3 Параметр оптидопус1-я 2-я 3-я 4-я опасный, воздуха мальный, тимый, степень, степень, степень, степень, класс 4 класс 1 класс 2 класс класс класс класс 3.1 3.2 3.3 3.4 Температура, С Скорость, м/с по СН по СН по СН по СН по значениям WBGT-показателя Влажность, % Плотность теплового излучения, Вт/мг 1201— 1500 1501— 2000 2001— 2500 2501— 3500 >3500 339 для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями. В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость движения воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении. В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. 8.4. Оптимальные условия микроклимата Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. Оптимальные параметры микроклимата на рабочих местах должны соответствовать величинам, приведенным в табл. 8.4, применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый периоды года. Оптимальные значения показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются операторские работы, связанные с нервноэмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и др.). Перепады температуры воздуха по высоте и горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение смены при обеспечении оптимальных условий микроклимата на рабочих местах не должны превышать 2 С и выходить за пределы значений, приведенных в табл. 8.4 для отдельных категорий работ. 340 Таблица 8.4 Оптимальные величины микроклимата на рабочих местах производственных помещений Период года Холодный Теплый Категория раОтносиТемпера- ТемператуСкорость бот по уровню тельная тура ра поверхдвижения энергозатрат, влажность воздуха, С ностей, С воздуха, м/с Вт воздуха, % Iа (до 139) 22—34 21—25 60—40 0,1 Iб (140—174) 21—23 20—24 60—40 0,1 IIа (175—232) 19—21 18—22 60—40 0,2 IIб (233—290) 17—19 16—20 60—40 0.2 III (более 290) 16—18 15-19 60—40 0,3 Iа (до 139) 23—25 22—26 60—40 0,1 I6 (140—174) 22—24 21—25 60—40 0,1 IIа(175—232) 20—22 19—23 60—40 0,2 IIб(233—290) 19—21 18—22 60—40 0,2 III (более 290) 18—20 17—21 60—40 0,3 8.5. Допустимые условия микроклимата Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены. Они не нарушают здоровье, но могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работо-способности. Допустимые значения показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные значения. Допустимые значения показателей микроклимата на рабочих местах должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 8.5, применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый периоды года. При обеспечении допустимых условий микроклимата на рабочих местах: 341 342 Таблица 8.5 Допустимые значения показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений Скорость движения воздуха, м/с Температуря воздуха, С Период года для Категория раТемпература Относитель- для диапазона диапазона бот по уровню поверхностей, ная влажность температур температур энерготрат, Диапазон ни- Диапазон вывоздуха, % воздуха ниже воздуха выше С же оптималь- ше оптимальВт оптимальных оптимальных ных значений ных величин значений, значений, не более не более Холодный Iа (до 139) Iб (140—174) IIа (175—232) IIб (233—290) III (более 290) 20,0—21,9 19,0—20,9 17,0—18,9 15,0—16,9 13,0—15,9 74,1—25,0 23,1—24,0 21,1—23,0 19,1—22,0 18,1—21,0 19,0—26,0 18,0—25,0 16,0—24,0 14,0—23,0 12,0—22,0 15—75 15—75 15—75 15—75 15—75 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,4 Теплый Iа (до 139) Iб (140—174) IIа (175—232) IIб (233—290) III (более 290) 21,0—22,9 20,0—21,9 18,0—19,9 16,0—18,9 15,0—17,9 25,1—28,0 24,1—28,0 22,1—27,0 21,1—27,0 20,1—26,0 20,0—29,0 19,0—29,0 17,0—28,0 15,0—28,0 14,0—27,0 15—75 15—75 15—75 15—75 15—75 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,3 0,4 0,5 0,5 – перепад температуры воздуха по высоте — не более 3 С; – перепад температуры воздуха по горизонтали, а также ее изменения в течение смены не превышают: Категория работ Температура, С Iа и Iб 4 IIа и IIб 5 III 6 При этом абсолютные значения температуры воздуха не должны выходить за пределы, указанные в табл. 8.5 для отдельных категорий работ. При температуре воздуха на рабочих местах 25 С и выше максимально допустимые значения относительной влажности воздуха не должны выходить за пределы: Предел, % Температура воздуха, С 70 25 65 26 60 27 55 28 При температуре воздуха 26—28 С скорость движения воздуха, указанная в табл. 8.5 для теплого периода года, должна соответствовать диапазону: Диапазон, м/с 0,1—0,2 0,1—0,3 0,2—0,4 0,2—0,5 Категория работ Ia Iб IIa IIб, III Допустимые значения интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах от производственных источников, нагретых до темного свечения (материалов, изделий и др.), должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 8.6. Допустимые значения интенсивности теплового облучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.), не должны превышать 140 Вт/м2. При этом облучению не должно подвергаться более 25 % поверхности тела и обязательным 343 Таблица 8.6 Допустимые значения интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников Облучаемая поверхность тела, % Интенсивность теплового облучения, Вт/м2, не более 50 и более 35 25—50 70 не более 25 100 является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз. При тепловом облучении температура воздуха на рабочих местах не должна превышать, в зависимости от категории работ, следующие значения: Температура воздуха, С Категория работ 25 24 22 21 20 Ia Iб IIa IIб III В производственных помещениях, в которых допустимые нормативные значения показателей микроклимата невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия микроклимата следует рассматривать как вредные и опасные. Для оценки сочетанного воздействия параметров микроклимата в целях осуществления мероприятий по защите работающих от возможного перегревания рекомендуется использовать интегральный показатель тепловой нагрузки среды (ТНС). Для регламентации времени работы в пределах рабочей смены в условиях микроклимата с температурой воздуха на рабочих местах выше или ниже допустимых значений рекомендуется руководствоваться табл. 8.7 и 8.8. 344 Таблица 8.7 Классы условий труда по температурному индексу WBGT в теплый период года Класс условий труда Кавредный, класс 3 тего- Энергоопасрия затраты, опти- допусти1-я сте- 2-я сте3-я 4-я сте- ный, мальный, мый, ра- Вт/м2 пень, пень, степень, пень, класс класс 1 класс 2 бот класс 3.1 класс 3.2 класс 3.3 класс 3.4 4 Iа 58—77 21,0—23,0 23,5—25,4 255—25,6 26,7—27,4 27,5—28,6 28,7—31,0 >31,0 IIб 78—97 20,2—22,8 22,9—25,8 25,9—26,1 26,2—26,9 27,0—27,9 28,0—30,3 >30,3 IIа 98—129 19,2—21,9 22,0—25,1 25,2—25,5 25,6—26,2 26,3—27,3 27,4—29,9 >29,9 II6 130—160 18,2—20,9 21,0—23,9 24,0—24,2 24,3—25,0 25,1—26,4 26,5—29,1 >29,1 III 161—193 17,0—18,9 19,0—21,8 21,9—22,2 22,3—23,4 23,5—25,7 25,8—27,9 >27,9 Таблица 8.8 Рекомендуемые значения интегрального показателя тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса) для профилактики перегревания организма Категория работ по уровню затрат Значения интегрального показателя, С Iа (до 139) 22,2—26,4 Iб (140—174) 21,5—25,8 IIа (175—232) 20,5—25,1 IIб (233—290) 19,5—23,9 III (более 290) 18,0—21,8 8.6. Определение индекса тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса) Индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс) является эмпирическим показателем, характеризующим сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения). WBGT (Wet Body Global Temperature) — английский аналог ТНС-индекса. В литературе могут встречаться оба обозначения. Для оценки нагревающего микроклимата в помещении (независимо от периода года), а также на открытой территории в теплый период года в гигиене труда используется, как правило, ТНС-индекс. 345 ТНС-индекс определяется по значениям температуры смоченного термометра аспирационного психрометра (tвл) и температуры внутри зачерненного шара (tш). ТНС-индекс рассчитывается по формуле ТНС = 0,7tвл + 0,3tш. ТНС-индекс рекомендуется использовать для интегральной оценки тепловой нагрузки среды на рабочих местах, на которых скорость движения воздуха не превышает 0,6 м/с, а интенсивность теплового облучения составляет 1200 Вт/м2. Метод измерения и контроля ТНС-индекса аналогичен методу измерения и контроля температуры воздуха в санитарных правилах. Значения ТНС-индекса не должны выходить за пределы, рекомендуемые в табл. 8.8. 8.7. Время работы при температуре воздуха на рабочем месте выше или ниже допустимых значений В целях защиты работающих от возможного перегревания или охлаждения при температуре воздуха на рабочих местах выше или ниже допустимых значений, время пребывания на рабочих местах (непрерывно или суммарно за рабочую смену) должно быть ограничено (табл. 8.9). При этом среднесменная температура воздуха, при которой работающие находятся в течение рабочей смены на рабочих местах и местах отдыха, не должна выходить за пределы допустимых значений температуры воздуха для соответствующих категорий работ, указанных в табл. 8.5. Среднесменная температура воздуха (tв) рассчитывается по формуле t t …t tср в1 1 в2 2 вn n , 8 где tв1, tв2, ..., tвn — температура воздуха на соответствующих участках рабочего места, С; 1, 2, …, n — время выполнения работы на соответствующих участках рабочего места, ч; 8 — продолжительность рабочей смены, ч. 346 Таблица 8.9 Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых значений Температура воздуха на рабочем месте, С Время пребывания на рабочем месте при категориях работ, не более, ч Iа, Iб IIа, IIб III 32,5 1 — — 32,0 2 — — 31,5 2,5 1 — 31,0 3 2 — 30,5 4 2,5 1 30,0 5 3 2 29,5 5,5 4 2,5 29,0 6 5 3 28,5 7 5,5 4 28,0 8 6 5 27,5 — 7 5,5 27,0 — 8 6 26,5 — — 7 26,0 — — 8 Остальные показатели микроклимата (относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха, температура поверхностей, интенсивность теплового облучения) на рабочих местах должны быть в пределах допустимых значений Санитарных правил. 8.8. Требования к организации контроля и методам измерения микроклимата Показатели микроклимата в целях контроля их соответствия гигиеническим требованиям измеряются в холодный период года — в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней температуры наиболее холодного месяца зимы не более чем на 5 С, и в теплый период года — в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней максимальной температуры наиболее жаркого месяца не более чем на 5 С. Частота измерений в обоих периодах года определяется стабильностью производственного про347 цесса, функционированием технологического и санитарно-технического оборудования. При выборе участков и времени измерения необходимо учитывать все факторы, влияющие на микроклимат рабочих мест (фазы технологического процесса, функционирование систем вентиляции и отопления и др.). Измерения показателей микроклимата следует проводить не менее 3 раз в смену (в начале, середине и в конце). При колебаниях показателей микроклимата, связанных с технологическими и другими причинами, необходимо проводить дополнительные измерения при наибольших и наименьших значениях тепловых нагрузок на работающих. Измерения следует проводить на рабочих местах. Если рабочим местом являются несколько участков производственного помещения, то измерения осуществляются на каждом из них. При наличии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения (нагретых агрегатов, окон, дверных проемов, ворот, открытых ванн и т.д.) измерения проводят на каждом рабочем месте в точках, минимально и максимально удаленных от источников теплового воздействия. В помещениях с большой плотностью рабочих мест, при отсутствии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения участки измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха распределяют равномерно по площади помещения. При работах, выполняемых сидя, температуру и скорость движения воздуха измеряют на высоте 0,1 и 1,0 м, а относительную влажность воздуха — на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки. При работах, выполняемых стоя, температуру и скорость движения воздуха измеряют на высоте 0,1 и 1,5 м, а относительную влажность воздуха — на высоте 1,5 м. При наличии источников лучистого излучения тепловое облучение на рабочем месте необходимо измерять от каждого источника, располагая приемник прибора перпендикулярно падающему потоку. Измерения проводят на высоте 0,5; 1,0 и 1,5 м от пола или рабочей площадки. Температуру поверхностей измеряют в случаях, когда рабочие места удалены от них на расстояние не более 2 м. Температура каждой поверхности измеряется аналогично измерению температуры воздуха. 348 Температуру и относительную влажность воздуха при наличии источников теплового излучения и воздушных потоков на рабочем месте следует измерять аспирационными психрометрами. При отсутствии в местах измерения лучистого излучения и воздушных потоков температуру и относительную влажность воздуха можно измерять психрометрами, не защищенными от воздействия теплового излучения и скорости движения воздуха. Можно использовать также приборы, позволяющие раздельно измерять температуру и влажность воздуха. Скорость движения воздуха измеряют анемометрами вращательного действия (крыльчатые, чашечные и др.). Малые величины скорости движения воздуха (менее 0,5 м/с), особенно при наличии разнонаправленных потоков, можно измерять термо-электроанемометрами, а также цилиндрическими и шаровыми кататермометрами при защищенности их от теплового излучения. Температуру поверхностей следует измерять контактными приборами (типа электротермометров) или дистанционными (пирометры и др.). Интенсивность теплового облучения измеряют приборами, обеспечивающими угол видимости датчика, близкий к полусфере (не менее 160), и чувствительными в инфракрасной и видимой области спектра (актинометры, радиометры и т.д.). Диапазон измерения и допустимая погрешность измерительных приборов должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 8.10. Таблица 8.10 Требования к измерительным приборам Показатель Температура воздуха по сухому термометру, С Температура воздуха по влажному термометру, С Температура поверхности, С Диапазон измерения Предельное отклонение –30—50 0,2 0—50 0,2 0—50 0,5 0—90 5,0 Скорость движения воздуха, м/с 0—0,5 Более 0,5 Интенсивность теплового облучения, Вт/м2 10—350 Более 350 0,05 0,1 5,0 50,0 Относительная влажность воздуха, % 349 По результатам исследования необходимо составить протокол, в котором должны быть отражены общие сведения о производственном объекте, размещении технологического и санитарно-технического оборудования, источниках тепловыделения, охлаждения. Приборы для измерения метеопараметров Для измерений температуры воздуха применяются термометры нескольких типов. Обычный термометр (ртутный или спиртовой) используется для измерения температуры воздуха только в данный момент времени. Цена деления равна 0,5 шкалы большинства термометров, или 0,2 С. По месту расположения шкалы термометры подразделяются на палочные (с толстыми стенками капилляра, на которые непосредственно наносится шкала) и со вставной шкалой из молочного стекла, которая крепится внутри наружной стеклянной оболочки термометра. Максимальный термометр применяется для установления наивысшей температуры, которая была в помещении между моментами наблюдения. В этом термометре капилляр сужается в месте его сочленения с резервуаром. Здесь столбик ртути, поднявшийся при повышении температуры, при последующем охлаждении воздуха отрывается от общей массы ртути в резервуаре и, таким образом, остается зафиксированным на достигнутом уровне шкалы. Для проведения последующих измерений термометр необходимо сильно встряхнуть, чтобы протолкнуть ртуть из капилляра до соединения с ртутью в резервуаре. Минимальный термометр применяется для фиксации наинизшей температуры, которая была в помещении между моментами наблюдения. В минимальном термометре внутри капилляра свободно передвигается стеклянный штифтик. Если термометр перевернуть резервуаром кверху, штифтик под действием силы тяжести опустится только до конца столбика спирта. Дальнейшему движению его мешает поверхностная пленка, ограничивающая мениск. Если затем термометр расположить горизонтально, то при понижении температуры и укорачивании столбика спирта штифтик будет увлечен 350 спиртом, а при повышении температуры спирт свободно обтекает его. Таким образом по грани штифтика, обращенной к мениску столба спирта, можно судить о минимальной температуре. Для проведения последующих измерений термометр необходимо слегка приподнять резервуаром кверху, чтобы штифтик снова дошел до мениска столба спирта. Затем термометр следует положить горизонтально на новое место измерения. Парным термометром измеряют температуру воздуха в помещениях, имеющих источники значительных тепловых излучений (кузнечные, прокатные цехи, котельные и т.п.). При замерах температуры в таких помещениях показания термометров описанных типов не могут соответствовать истинной температуре воздуха. Эти термометры будут показывать температуру поверхности самого термометра, нагреваемого тепловыми излучениями. Парный термометр состоит из двух термометров. В одном из них резервуар со спиртом посеребрен, а в другом — зачернен, поэтому один отражает основную часть лучистого излучения, а другой поглощает его. Истинная температура воздуха в помещениях со значительными тепловыми излучениями определяется по формуле: t tб k(tч tб ) , где tб — показание «блестящего» термометра, С; k — градуировочиый фактор прибора, определяемый на заводе-изготовителе; tч — показание «черного» термометра, С. Для определения влажности воздуха применяются различного рода гигрометры и психрометры. Наиболее распространенными при измерениях влажности воздуха в рабочих помещениях являются психрометры Августа и Ассмана, волосяные или пленочные гигрометры, а также гигрографы. Тесто-615 — прибор для измерения температуры и относительной влажности в помещении. Включение и выключение прибора осуществляется белой сенсорной кнопкой «1/0». С измерительного зонда необходимо снять колпачок. Верхняя строка показывает относительную влажность в %, а нижняя — температуру в С. Кнопка «%/td» управляет раз351 мерностью измеряемых параметров. Смена режима измерения осуществляется кнопкой «HOLD/MAX/MIN». (Если вы попали в неизвестный режим, то выключите, а затем включите прибор.) Психрометр Августа — прибор для определения абсолютной влажности. Состоит из двух термометров («сухого» и «влажного»), установленных вертикально. Резервуар «влажного» термометра обернут кусочком батиста, свободный конец которого опущен в сосуд с дистиллированной водой. С поверхности ткани все время испаряется влага, поддерживая таким образом термометр в среде насыщенных водяных паров. На испарение воды расходуется некоторое количество тепла Q , отнимаемое у «влажного» термометра. Но в то же время количество тепла Q передается этому термометру из окружающей среды. При равенстве Q = Q наблюдается стационарное состояние «влажного» термометра. «Влажный» термометр при этом всегда (за исключением случая, когда относительная влажность равна 100 %) дает меньшее показание, чем «сухой». По закону Дальтона количество испаряющейся воды k(E e) V , P где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от скорости движения воздуха; Е — упругость насыщенного пара при показании «влажного» термометра, мм рт. ст.; е — абсолютная влажность, мм рт. ст.; P — атмосферное давление, мм рт. ст. Расход тепла на испарение Q равен произведению количества испаряющейся воды V на скрытую теплоту парообразования L: Lk(E e) Q . P Приход тепла по закону теплообмена Ньютона (8.2) Q h(tc t в), где h — коэффициент теплообмена, зависящий от скорости движения воздуха; tc и tв — соответственно показания «сухого» и «влажного» термометров психрометра, С. 352 При стационарном состоянии психрометра Q = Q , поэтому Lk(E e) h(t t ). c в P Отсюда абсолютная влажность h e E (t t )P. (8.3) Lk c в h Обозначив через A, получим расчетную формулу для опреLk деления абсолютной влажности по психрометру Августа e E A(tc t в)P, (8.4) где А — психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха вокруг прибора. Зная абсолютную влажность, можно определить относительную влажность R ( %) по формуле e R 100, (8.5) E где Е — максимальная влажность или упругость насыщенного пара при температуре «сухого» термометра, мм рт. ст. Численные значения Е', А, Е определяются по таблицам. Для грубой оценки относительной влажности по показаниям психрометра составлены особые психрометрические таблицы и номограммы. Аспирационный психрометр Ассмана. Недостатком психрометра Августа является зависимость его показаний от непостоянной скорости движения воздуха вокруг резервуара «влажного» термометра. Указанный недостаток устранен в психрометре Ассмана. В этом приборе резервуары обоих термометров размещены в двойных латунных никелированных трубках, которые являются ответвлениями одной длинной трубы. В ее верхнем конце установлена турбинка — вентилятор. Турбинка приводится в движение электрическим микродвигателем и создает около резервуара термометров стандартный воздушный поток. На «влажный» термометр надевается батистовый колпачок, который перед опытом (за 4 мин до отсчета) смачивается дистиллированной водой. Показания обоих термометров снимаются в устано353 вившемся режиме, т.е. когда при работающей турбинке положение ртутных столбиков стабилизировалось. Формула для вычисления абсолютной влажности с достаточной степенью точности имеет вид P , e E 0,5(tc tв ) 755 (8.6) где tc и tв — соответственно температура «сухого» и «влажного» термометров психрометра Ассмана. Гигрометр — прибор для непосредственного определения относительной влажности воздуха. Приемной частью прибора является обезжиренный в эфире или спирте человеческий волос или специальная синтетическая пленка, которые через блок соединены с легкой стрелкой-указателем. При уменьшении относительной влажности приемная часть укорачивается, а при увеличении удлиняется. Стрелка-указатель в соответствии с этими изменениями перемещается вдоль шкалы, на которой нанесены деления от 0 до 100, указывающие процент относительной влажности. Гигрометр является единственным прибором для определения влажности при отрицательных температурах. Точность показаний гигрометра очень мала. Ошибки измерений могут доходить до 5 %. Измеритель влажности и температуры ИВТМ-7 (ИВТС-7). Прибор предназначен для измерения относительной влажности и температуры, а также для определения других температуро-влажностных характеристик воздуха. В качестве чувствительного элемента измерителя температуры используется пленочный терморезистор, выполненный из никеля. Чувствительным элементом измерителя относительной влажности служит емкостной датчик с изменяющейся диэлектрической проницаемостью. Принцип работы прибора основан на преобразовании емкости датчика влажности и сопротивления датчика температуры в частоту с ее дальнейшей обработкой с помощью микроконтроллера. Микроконтроллер обрабатывает информацию, отображает ее на жидкокристаллическом индикаторе и одновременно выдает ее с помощью интерфейса RS-232 на компьютер. Прибор включается однократным нажатием кнопки F1. На индикаторе появляется либо значение измеряемой температуры в С, либо измеряемой относительной влажности в %. 354 Повторное нажатие кнопки F1 приводит к последовательному изменению выводимых на индикатор величин: температура, относительная влажность, температура влажного термометра, влажность в г/м3, снова температура (рис. 8.2) и т.д. Температура «влажного термометра» необходима для вычисления индекса WBGT. Рис. 8.2. Последовательность вывода измеряемых величин (Если вы случайно нажали кнопку F2, то, чтобы перейти в режим измерения, надо нажать кнопку F1. Если вы случайно попали в неизвестный режим, выключите прибор кнопкой ВЫКЛ, затем включите его кнопкой F1.) Измеритель влажности и температуры ИВА-6. Термогигрометр позволяет непрерывно вести измерения температуры и относительной влажности по одному каналу с выводом на цифровой дисплей. Для измерения скорости движения воздуха применяются анемометры различных конструкций. Крыльчатый и чашечный анемометры. Приборы для измерения скорости движения воздушного потока. В чашечном анемометре на ось насажена крестовина с полыми полусферами, в крыльчатом — вертушка мельничного типа из толстой алюминиевой фольги. Под действием воздушного потока воспринимающая часть прибора начинает вращаться. Это вращение при включенной передаче через систему зубчатых колес приводит в движение стрелки счетчиков оборотов. Передача включается и выключается рычажком, расположенным на боковой части корпуса анемометра. Скорость движения воздушного потока пропорциональна показаниям счетчика, которые характеризуют длину пути, пройденного потоком воздуха мимо прибора за определенное время. Пределы измерений: для чашечного анемометра — от 1 до 20 м/с, для крыльчатого — от 0,3 до 5 м/с. Анемометр АПР-2 предназначен для определения средней скорости воздушного потока при метеорологических измерениях. 355 Анемометр определяет среднее значение скорости воздушного потока за интервал времени измерения произвольной длительности в диапазоне 1—999 с. Текущее значение длительности интервала измерения в секундах непрерывно индицируется на цифровом индикаторе анемометра в процессе проведения замера. Работа анемометра основана на тахометрическом принципе преобразования скорости воздушного потока в частоту электрического сигнала с помощью металлической крыльчатки, угловая скорость вращения которой линейно зависит от скорости набегающего воздушного потока. Начало и окончание каждого измерения задаются оператором кратковременным нажатием на кнопку управления. Длительность интервала измерения может быть произвольной в диапазоне 1—999 с. Анемометр имеет два органа управления (левую кнопку 1 и правую кнопку 2), расположенных на лицевой панели измерительного блока 3. Левая кнопка с фиксацией служит для включения и выключения питания анемометра, правая кнопка без фиксации — для управления режимами работы прибора. Анемометр Testo-415 предназначен для измерения температуры и скорости воздуха в помещениях. Информация отображается на большом двухстрочном дисплее. Прибор имеет возможность усреднять результаты измерений по времени и числу замеров. С измерительного зонда необходимо снять колпачок. Верхняя строка показывает скорость воздушного потока (м/с), а нижняя — температуру (°С). Смена режима измерения осуществляется кнопкой «HOLD/MAX/MIN/MEAN). Для измерения и усреднения по числу замеров и по времени используется кнопка «START / STOP», которая запускает и останавливает таймер. Если вы попали в незнакомый режим, то выключите и снова включите прибор. Для измерения ТНС-индекса используется измеритель влажности ИВТМ-7, на датчик которого закреплен полый черный шар. ТНС-индекс определяется по значениям температуры смоченного водой термометра аспирационного психрометра (tвл) и температуры внутри зачерненного шара термометра (tш), применяемого для измерения температуры с учетом теплового инфракрасного излучения и скорости движения воздуха. Зачерненный шар имеет диаметр 90 мм, малую толщину и коэффициент поглощения порядка 0,95. Погрешность измерения температуры внутри шара составляет 0,5 С. 356 Датчик прибора ИВТМ-7 устанавливают на штатив и осторожно надевают на него шар. Кабель датчика подключают к измерителю. Последовательность измерений такая же, как с измерителем влажности и температуры ИВТМ-7. ТНС-индекс рассчитывается по формуле ТНС = 0,7tвл + 0,3tш. (8.7) Кататермометр, называемый также тепловым анемометром, применяется для измерений малых скоростей движения воздуха (<0,5 м/с). Этот прибор представляет собой видоизмененный термометр, который, кроме резервуара с окрашенным спиртом, имеет расширения внизу и вверху капиллярной трубки. На трубке нанесены штрихи, соответствующие 35—38 С. Для подготовки кататермометра к измерениям резервуар осторожно нагревают в водяной «бане», чтобы спирт заполнил около 0,5 верхнего расширения капиллярной трубки. При этом следят, чтобы в капиллярной трубке не оставалось пузырьков воздуха. Затем прибор подвешивают на место измерения, вытерев его досуха. В воздушном потоке кататермометр постепенно остывает и столбик спирта опускается. По секундомеру отмечают время охлаждения кататермометра на участке от 38 до 35 С (в середине этого интервала находится температура 36,5 С). Таким образом, по сути прибором измеряется охлаждающая способность воздуха при температуре человеческого тела. Скорость движения воздуха определяется по следующей формуле: f / t A 2 V , B где f F (8.8) — охлаждающая способность воздуха; F — фактор кататермометра, т.е. потеря тепла прибором с каждого квадратного сантиметра его поверхности при охлаждении с 38 до 35 С. Фактор F — постоянная величина для данного прибора, определяется заводом-изготовителем и наносится на верхней части прибора; — время опускания столбика спирта на участке от 38 до 35 С, с; t — разность между средней температурой интервала кататермометра и температурой воздуха (36,5 – t); А и В — постоянные: 357 А = 0,2 и В = 0,4 (при f < 0,6). t Для измерения давления воздуха применяются барометры. Ртутный барометр, принцип устройства которого основан на законе Торричелли, представляет собой два сообщающихся сосуда, наполненных ртутью. Один из них — длинная (более 900 мм) стеклянная трубка с запаянным верхним концом, не содержащая внутри воздуха, другой — короткая и обязательно открытая трубка. Большая трубка градуируется в миллиметрах (а при необходимости и в долях миллиметра). По положению ртути в ней можно судить о давлении воздуха. Наиболее распространенным прибором является металлический барометр (анероид). Устройство его основано на использовании упругих деформаций приемника под влиянием изменений давления. Приемное устройство (анероидная коробка) выполнено в виде плоской металлической цилиндрической коробки с гофрированными крышкой и дном. В коробке создано сильное разряжение, но коробка не сплющивается под действием внешнего давления, так как крышка оттягивается пружиной. При изменениях давления упругие деформации крышки через рычажную передачу в увеличенном масштабе передаются стрелке-указателю, которая перемещается вдоль шкалы, градуированной в единицах давления. Ошибки измерений могут достигать 1—1,5 %. 8.9. Действие вредных веществ на организм человека На предприятиях железнодорожного транспорта выполняются самые разные производственные процессы и технологические операции, которые сопровождаются выделением вредных веществ. Наиболее опасными являются производственные помещения, в которых выполняются малярные и заливочные работы, переработка полимеров, зарядка аккумуляторов, гальванические, сварочные и другие работы. К опасным относятся также основные цехи щебеночных и шпалопропиточных заводов. При окраске подвижного состава в воздушную среду выделяется сложный комплекс опасных вредных веществ (толуол, ксилол, красочный аэрозоль), содержание которых при пульверизационном способе окраски превышает допустимые нормы. 358 В процессе сварочных и наплавочных работ выделяются окись углерода, окислы марганца и железа, фтористые соединения. При этом загрязнение воздушной среды теми или иными веществами зависит от типа применяемых электродов. Наименьшее загрязнение происходит при автоматической сварке под флюсом и электрошлаковой сварке. При переработке полимеров в воздухе обнаруживается сложный комплекс газообразных химических веществ: окись углерода, хлорорганические соединения, хлористый водород, непредельные углеводороды, цианистый водород, органические кислоты, эфиры, ароматические углеводороды суммарного действия (толуол, стирол, этилбензол, бензол, а также фенол, ацетон и др.). Загрязнение воздуха парами масляного аэрозоля, бензола, толуола, ксилола происходит в машинном отделении тепловозов, в стойловой части депо, в отделении ремонта топливной аппаратуры и в других помещениях. Воздух в кузнечных и кузнечно-рессорных отделениях загрязняется угарным и сернистым газами, окислами азота, аэрозолью металлов, а в механическом отделении — окисью углерода, аэрозолями окислов железа и смазочно-охлаждающей жидкости и др. Очень высокая запыленность воздуха наблюдается в цехах щебеночных заводов, на экипировочных пунктах локомотивных депо, в местах продувки тяговых двигателей тепловозов, пассажирских вагонов и вентиляционных каналов. К вредным веществам относятся различные газы, пары и пыль, выделяющиеся при технологических процессах. Физиологическое действие паров и газов на организм человека зависит от их токсичности (ядовитости) и концентрации в воздухе производственных помещений, а также от длительности пребывания работающих в этих помещениях. Установлено, что физиологическая реакция пропорциональна произведению времени воздействия вредных веществ и их концентрации. Тяжесть труда и метеорологические параметры воздушной среды существенно усиливают действие производственных вредностей на организм человека, поскольку при этом резко увеличивается объем дыхания. Например, при выполнении работы, связанной с ходьбой, скорость передвижения 5 км/ч считается нормальной. Но даже 359 при незначительном ускорении ходьбы (тяжести труда) до 6,2 км/ч объем дыхания увеличивается в 1,5 раза. Одновременно с загрязненным воздухом в организм человека поступает большое количество вредных веществ, часть которых не удаляется с выдыхаемым воздухом. Это, прежде всего, относится к аэрозолям, которые осаждаются в легких. Газы и пары, вдыхаемые с воздухом, растворяются в легочной жидкости. Постепенно происходит накопление этих вредностей и возрастает их неблагоприятное влияние на организм человека. Поэтому вредные вещества, обладающие кумулятивной способностью (способностью накапливаться в организме), при постоянном их действии на организм даже в малых дозах вызывают хроническое отравление. Накопление вредных веществ происходит в жизненно важных органах человека (печени, селезенке, костях и мышцах), что приводит к органическим изменениям этих органов. К вредным веществам хронического действия относят, как правило, аэрозоли свинца, ртути, марганца, окиси кремния и кремнийорганических соединений. Хроническое поражение организма возникает, например, в результате действия пыли, содержащей свободную двуокись кремния (SiO 2), которая вызывает развитие силикоза, проявляющегося в виде фиброзного (волокнистого) перерождения соединительной ткани легких. Примером физиологического действия вредных веществ служит отравление окисью углерода, которая является промышленным ядом, действующим на кровеносную систему. Попадая в кровь, окись углерода разрушает носитель кислорода — гемоглобин. В результате организм лишается нормального питания кислородом и наступает кислородное голодание, сопровождаемое головной болью, головокружением, тошнотой, рвотой и другими явлениями. В особо тяжелых случаях отравления может наступить смерть. При быстром прекращении воздействия окиси углерода человек полностью выздоравливает, так как гемоглобин не теряет своей способности быть кислородным носителем. На токсичность отдельных групп вредных веществ и соединений влияет их структура. Например, ядовитость группы галогенов уменьшается по мере возрастания атомной массы элементов. Наиболее ядовитыми являются фтор, затем хлор и т.д. В группе пре360 дельных углеводородов токсичность возрастает по мере увеличения молекулярной массы. Большая часть производственных вредностей попадает в организм человека через органы дыхания и всасывается легочными каналами. Правильный режим дыхания в производственных условиях требует, чтобы работающие дышали через нос. Этот режим часто нарушается при тяжелом труде, неправильной организации рабочих мест (неудачные позы) и в условиях высоких температур. При дыхании через рот вредные вещества заглатываются вместе со слюной, что вызывает заболевание желудочно-кишечного тракта и печени. В желудок они могут поступать также через немытые руки при еде и курении. Такие вредные вещества, как бензол, ксилол, толуол и другие, проникают в организм через кожный покров. Во всех случаях ущерб, наносимый вредными веществами организму человека, зависит от их токсичности. По степени опасности для организма вредные вещества в соответствии с Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий подразделяют на четыре класса опасности: 1-й — чрезвычайно опасные; 2й — высокоопасные; 3-й — умеренно опасные, 4-й — малоопасные. Класс опасности устанавливают в зависимости от норм и показателей, предусмотренных данным ГОСТ. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны согласно указанному стандарту не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК). Предельно допустимые концентрации — это такие концентрации, которые при ежедневной работе в течение 8 ч или другой продолжительности (но не более 41 ч в неделю) в период всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений фактических концентраций каждого из них (С1, С2, ..., Сn) к их предельно допустимым концентрациям (ПДК 1; ПДК2, ..., ПДКn) не должна превышать единицы, т.е. С1 ПДК1 Сn С2 ПДК2 ПДКn 1. 361 К вредным веществам однонаправленного действия относятся вещества, близкие по химическому составу или характеру биологического влияния. Ряд газов (водород, метан и.др.), выделяющихся при технологических процессах, не оказывает токсичного воздействия на организм человека, и их концентрации в воздухе производственных помещений не нормируются. Однако выделение этих газов в помещениях уменьшает содержание кислорода в воздухе, и, кроме того, они являются взрывоопасными, что требует тщательного контроля их присутствия в воздушной среде. Многие вредные вещества выделяются в воздух в виде паров, газов, аэрозолей или смеси паров и аэрозоля, поэтому в нормах и ГОСТ вместе с ПДК и классом опасности указано их агрегатное состояние. Пылевые частицы размером 0,1—10 мкм оседают с постоянной скоростью при скорости воздуха ниже скорости витания частиц. Скорость витания частиц пыли определяется по формуле Стокса wв = 0,3рd 2, где wв — скорость витания пылевых частиц, м/с; р — плотность материала (например, кварца), кг/м3; d — диаметр частицы, мкм. Частицы пыли размером менее 0,1 мкм практически не осаждаются, а размером более 10 мкм осаждаются под действием силы тяжести. Нормируемая скорость воздуха для производственных помещений в 10 и более раз выше витательной для данных фракций пыли, поэтому пыль с размером частиц до 10 мкм находится во взвешенном состоянии и попадает в легкие вместе с вдыхаемым воздухом. Активный вынос пыли из помещения наблюдается при скоростях воздушного потока около 1 м/с (табл. 8.11). Степень вредного воздействия пыли на организм человека зависит от ее размера (дисперсности). Пылинки размером: – более 50 мкм задерживаются в верхних дыхательных путях и вреда не приносят; – от 50 до 10 мкм проникают в дыхательные пути более глубоко, но в легкие попадают в незначительном количестве; – менее 10 мкм проникают в разветвления бронхов и являются опасными для организма. Наибольшую опасность представляют пылинки размером 1—2 мкм; 362 – менее 1 мкм попадают глубоко в легкие, но могут иногда и уноситься с выдыхаемым воздухом. По механизму вредного действия они ближе к газам. Таблица 8.11 ПДК и классы опасности вредных веществ Вредные вещества ПДК, Класс мг/м3 опасности Марганец 0,03 2 Хром 0,1 1 Свинец 0,01 1 Толуол Бензол 50 5 3 2 Фенол Ацетон 0,3 200 2 4 Эфир 300 4 Едкий натр 0,5 2 Окись углерода 20 4 Кремнеземосодержащая пыль 1 3 Действие на организм человека Сильный яд, поражает центральную нервную систему, печень, желудок, способствует развитию пневмонии. Аллерген, обладает канцерогенными свойствами, оказывает общетоксическое действие. Поражает все органы и системы организма. Вызывают возбуждение. При хроническом отравлении наблюдаются нарушения со стороны центральной нервной системы и других органов, изменения состава крови. Поражает кроветворные органы. Поражает все отделы центральной нервной системы, обладает кумулятивным свойством. Раздражает слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, вызывает ожоги. Вызывает ожоги, характеризующиеся большой глубиной поражения, раздражает слизистые оболочки. Вызывает головную боль, головокружение, бессонницу, нарушение обмена веществ, потерю сознания. Преимущественно фиброзного действия Вредность пыли определяется не только дисперсностью, но и ее химическим свойством и концентрацией в воздухе. Последние два параметра нормированы, т.е. величина ПДК установлена с учетом класса опасности пыли. 363 Оценка загрязнения воздуха Загрязнение воздуха вредными веществами оценивают, определяя их состав и концентрацию. Выбор способа оценки зависит от требуемой точности результата и необходимой скорости его получения. Периодичность контроля состояния воздушной среды устанавливает орган санитарного надзора в соответствии с ГОСТ. Места забора и число контрольных проб определяют в зависимости от требуемой достоверности характеристики воздуха. Во всех случаях число контрольных проб должно быть не менее пяти. Результаты измеренных концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны для сравнимости приводят к нормальным условиям. Для оценки загрязнения воздуха парогазовоздушными вредными аэрозолями применяют лабораторный и экспрессный методы. Лабораторный метод состоит из отбора проб воздуха в установленных местах и последующего анализа их в лаборатории с помощью хроматографов, газохромов и различных газоанализаторов. Экспрессный метод, в основе которого лежат быстропротекающие химические реакции с изменением цвета реактива, позволяет оценивать концентрации вредных веществ непосредственно на рабочих местах. Различают две разновидности этого метода — линейно-калориметрический и индикационный. При линейно-калориметрическом методе в прозрачную стеклянную трубочку помещают силикагель или фарфоровый порошок, через который пропускают определенный объем исследуемого воздуха. О содержании вредного вещества в пропущенном через трубочку воздухе судят по длине окрашенного столбика наполнителя. Так, наполнитель индикаторных трубок при анализе воздуха на окись азота становится красным, на окись углерода — коричневым, на ацетон — желтым. Количественное содержание каждого газа оценивают по стандартным шкалам, с которыми сравнивают данные индикаторных трубок. Для максимально быстрого выявления в воздухе особенно опасных веществ (например, паров ртути, свинца, цианистых соединений и др.) применяют индикационный метод. Он основан на способности некоторых химических реактивов мгновенно менять окраску под действием ничтожных концентраций вполне определенных веществ или соединений. Например, бумажка, пропитанная уксусно-кис364 лым свинцом, чернеет при наличии в воздухе сероводорода. Под действием окиси углерода чернеет бумажка, смоченная водным раствором хлористого палладия и т.д. Основным методом оценки запыленности воздуха является весовой метод. По этому методу определяют массу пыли, находящейся в единице объема воздуха. Для этого известный объем воздуха Vо пропускают через мембранный фильтр, массу которого до пропускания (q1) воздуха и после пропускания (q2) определяют на аналитических весах. Концентрация исследуемой пыли будет равна q q C 2 1 , мг/м3. V0 Для более полной оценки запыленности весовой метод дополняют счетным, который позволяет глубже судить о вредности пыли и ее дисперсности. При счетном методе всю пыль, содержащуюся в определенном объеме воздуха, осаждают на покровное стекло микроскопа. Затем по относительно простым методикам подсчитывают число осевших пылевых частиц, относя его к единице объема исследуемого воздуха. Под микроскопом определяют и дисперсность пыли. Для подсчета числа пылевых частиц различных фракций в единице объема воздуха существуют специальные счетчики. Наибольшее распространение получили счетчики ударного действия: Оуэнса № 1, СН-2, ТВК3. В экспрессном методе анализа воздуха на запыленность применяются фотопылемеры. Действие этих приборов основано на принципе оценки степени уменьшения светового потока, проходящего от светофильтра до фотоэлемента через запыленную среду. Для грубой оценки применяют фотопылемеры Ф-1, Ф-2 и ФЭП-6, для точной — ИЗВ-1 и «ПРИЗ». 8.10. Назначение и классификация промышленной вентиляции Промышленную вентиляцию применяют для технических целей в различных технологических процессах и для обеспечения установленных санитарными нормами метеорологических параметров и чистоты воздуха в помещениях. Вентиляция обеспечивает воздухообмен в помещении, т.е. удаляет загрязненный и подает свежий воздух. По способу перемещения воздуха различают естественную и искусственную (механическую) 365 вентиляции. Оба этих вида вентиляции могут применяться в сочетании (смешанная вентиляция). Вентиляцию называют естественной, если воздухообмен в помещении осуществляется за счет теплового и ветрового напоров. Естественную вентиляцию используют для обеспечения благоприятных условий труда в помещениях, где выделяется много тепла и не требуется специальной подготовки воздуха или его подачи к определенным местам. Воздухообмен происходит за счет разности плотностей воздуха внутри и снаружи помещения, что обусловлено разностью его температур и вызывает поступление холодного воздуха в помещение и вытеснение из него теплого воздуха (тепловой напор). При действии ветра (ветровой напор) с заветренной стороны зданий создается пониженное давление, в результате происходит вытяжка теплого воздуха из помещения. С наветренной стороны здания, наоборот, создается избыточное давление и свежий воздух поступает в помещение. При механической вентиляции воздухообмен осуществляется вентиляторами. Вентиляция бывает приточной, вытяжной и приточно-вытяжной. Приточная предназначена для организованной подачи чистого воздуха в помещение, вытяжная — для удаления из него загрязненного воздуха. По месту действия вентиляцию подразделяют на общеобменную и местную. Общеобменная вентиляция предназначена для обеспечения в рабочей зоне помещения условий, соответствующих санитарным нормам. Очень важно предотвратить распространения вредных веществ по всему помещению и удалить их непосредственно от места выделения. Для этой цели служит местная локализующая вытяжная вентиляция. В ряде случаев применяют подачу чистого воздуха в рабочую зону — местную приточную вентиляцию. Примером служат воздушные души, устраиваемые на рабочих местах, на которых выделяется много тепла. Местную вентиляцию применяют в сочетании с общеобменной как искусственной, так и естественной. Смешанные системы местной механической и естественной общеобменной вентиляций находят широкое применение в больших цехах с локальными выделениями вредностей. Местные отсосы для удаления взрывоопасных и пожароопасных газов и паров проектируются отдельно для каждого помещения. 366 Рис. 8.3. Структурная схема вентиляции: а — приточная; б — вытяжная; в — приточно-вытяжная; 1 — воздухозаборное устройство; 2 — калорифер; 3 — вентилятор; 4 — магистральные воздуховоды; 5 — насадки для регулировки и забора воздуха; 6 — фильтр (очиститель воздуха); 7 — шахта для выброса загрязненного воздуха При общеобменной искусственной вентиляции загрязненный воздух необходимо удалять из тех мест, где наблюдаются наибольшие концентрации вредных веществ. Если применяется приточная вентиляция, воздух подают в рабочую зону, в которой выделяются много тепла и вредных веществ, и в верхнюю зону при их отсутствии. Структурная схема промышленной вентиляции представлена на рис. 8.3. 8.10.1. Расчет вентиляционной системы Системы искусственной вентиляции состоят из вентиляторов, воздуховодов, воздухозаборных и воздухораспределительных устройств. Для подогрева : воздуха применяют калориферы, а для его очистки — фильтры. Для обеспечения нормируемых параметров воздуха необходимо на основе расчетов найти правильное проектное решение системы вентиляции для каждого помещения. Проектирование систем вентиляции состоит из следующих этапов: – определение требуемого воздухообмена; – составление принципиальной схемы вентиляции помещения и аэродинамического расчета воздуховодов; 367 – подбор вентилятора и определение требуемой мощности электродвигателя, исходя из данных произведенного аэродинамического расчета и требуемого воздухообмена; – выбор воздухозаборных и воздухораспределительных устройств, оборудования для очистки подаваемого или удаляемого воздуха и определение мест их расположения; – выбор типа калорифера для подогрева подаваемого в помещение воздуха. 8.10.2. Расчет воздухообмена Требуемый воздухообмен L для общеобменной вентиляции определяют по следующим формулам: при газовыделениях: Lг при пылевыделениях: Gг bд bп Lпл по влаговыделениям: Lв по тепловыделениям: Lт (8.9) , Gп nд nп D dн dп , (8.10) , (8.11) Qизб ср(ty tп ) , (8.12) где Gг, Gп — газовыделение и пылевыделение в помещении, мг/ч; bд, nд — предельно допустимые концентрации газа и пыли в воздухе помещения, мг/м3; bп, nп — содержание газа и пыли в приточном воздухе, мг/м3; D — влаговыделение в помещении, мг/м3; dн, dп— влагосодержание, нормируемое в рабочей зоне, и влагосодержание приточного воздуха, мг/м3 (определяют по диаграмме в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха); Qизб — выделение тепла в помещение, кДж/ч; с — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг-К); р — плотность воздуха, кг/м3; tу, tп— температура воздуха, удаляемого из помещения, и температура приточного воздуха, К. 368 Количество вредных веществ, выделяющихся при технологических процессах, определяют специальными расчетами, приведенными в справочниках. При определении требуемого воздухообмена по газовыделениям следует учитывать, что при наличии в воздухе помещения нескольких вредных газов, не обладающих однонаправленным действием на организм человека, расчет выполняют отдельно для каждого газа и принимают наибольший результат. Так же определяют воздухообмен при совместном загрязнении воздуха газом и пылью. При наличии в воздухе газов однонаправленного действия принимают сумму вентиляционных воздухообменов, рассчитанных для каждого газа. Количество воздуха, необходимого для вентиляции административных, жилых, общественных и бытовых помещений, определяют по кратности воздухообмена: La = kUп, где k — коэффициент кратности воздухообмена, зависящий от назначения помещения и показывающий, сколько раз в течение часа воздух должен смениться в помещении; Uп — объем помещения, м3. 8.10.3. Аэродинамический расчет вентиляционной системы При расчетах вентиляции на планах помещений наносят трассу воздуховодов вентиляционной системы, намечают места установки вентиляционного оборудования и составляют расчетную схему (рис. 8.4). На каждом участке вентиляционной системы указывают его длину и расход воздуха L. Все участки нумеруют. После этого Рис. 8.4. Схема для аэродинамического расчета приточной вентиляции: 1 — воздухозаборное устройство; 2 — калорифер; 3 — вентилятор; 4 — магистральные воздуховоды; 5 — насадки для регулировки и забора воздуха; 6 — фильтр (очиститель воздуха) 369 приступают к аэродинамическому расчету системы: определяют сечение воздуховодов и потери давления на каждом участке. При расчетах следует иметь в виду, что скорости воздуха на участках должны плавно уменьшаться по мере отдаления от вентилятора. Потери давления в системе воздуховодов определяют по следующему выражению: Рn = (Pтр + Рмс), (8.13) где Ртр — потери давления на участке от трения о стенки воздуховода, Па; Рмс — потери давления на местные сопротивления, Па. Потери давления на участке от трения о стенки воздуховода определяют по формуле l р 2 V , Pтр (8.14) d 2 где — коэффициент шероховатости воздуховода; l, d — соответственно длина и диаметр воздуховода, м; V 2 — динамический напор, Па; р — плотность воздуха, кг/м3. Для упрощения аэродинамических расчетов вводят понятие об удельных потерях давления на 1 м трубопровода — Rуд. Значения Rуд для круглых воздуховодов, зависящие от их диаметра, приведены в справочной литературе по вентиляции. Диаметр воздуховода выбирают, исходя из количества воздуха и его скорости на данном участке. Тогда потери давления на трение на участке длиной l будут равны Ртр = Rудl. Для воздуховодов квадратного и прямоугольного сечений определяют эквивалентный диаметр dэкв = 2аb/(а + b), где а, b — размеры сторон воздуховода, м. При изменении направления движения воздуха, слиянии вентиляционных струй и их разделении, а также при других изменениях как величины, так и направления воздушного потока происходит потеря давления. Такие потери учитываются коэффициентом местного сопротивления: Рмс V 2, (8.15) 2 370 где — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке (значения приведены в справочной литературе для всех видов местных сопротивлений). При расчетах вытяжной вентиляции учитывают потери динамического давления на выходе из диффузора Рдиф и потери в циклоне Рцик, а при расчетах приточной вентиляции — потери давления в приточной камере Рпр.к, фильтре Рф, калорифере Рк и воздухоподающем устройстве (насадке) Рн. По общему давлению Робщ, равному для приточной вентиляции Робщ = Н = Рп+ Рпр.к + Рф+ Рк + Рн, (8.16) и по расчетному количеству воздуха L выбирают вентилятор (тип, номер) с учетом его работы в наиболее экономичном режиме. 8.10.4. Вентиляторы Вентиляторы служат для перемещения воздуха. Возбудителем движения воздуха в вентиляторах служит рабочее колесо, которое заключено в кожух, определяющий направление движения. По аэродинамической схеме вентиляторы делят на осевые и центробежные. В зависимости от создаваемого давления различают вентиляторы низкого давления — до 0,981 кПа, среднего — свыше 0,981 до 2,943 кПа и высокого — от 2,943 до 11,772 кПа. В центробежных вентиляторах воздух движется от центра к периферии, в осевых — в основном вдоль оси вращения. Преимуществом осевых вентиляторов является простота устройства. Их можно устанавливать в стенах, проемах и непосредственно в воздуховодах. К недостаткам относится высокий уровень шума, создаваемый этими вентиляторами. Отечественная промышленность выпускает различные типы осевых и центробежных вентиляторов разных размеров. Каждому размеру соответствует определенный номер — диаметр рабочего колеса в дециметрах. Вентиляторы характеризуются полным давлением Н, подачей L, мощностью N, коэффициентом полезного действия. Графики зависимости этих величин при постоянной частоте вращения рабочего колеса называются характеристиками вентиляторов, которые 371 приводятся в справочной литературе для каждого типа, номера вентилятора и частоты вращения рабочего колеса. Вентилятор выбирают по его характеристикам, исходя из расчетной подачи воздуха и полного давления с учетом работы вентилятора в наиболее экономичном режиме. Коэффициент полезного действия вентилятора не должен быть ниже 0,9 максимального его значения для данной серии вентиляторов. Параметры, характеризующие работу вентиляторов, связаны с частотой вращения рабочего колеса следующими соотношениями: n 2 2 3 3 1 n ; N =N n n , L 1 = L 2 ; H1 = H 2 n (8.17) 2 1 1 2 1 2 n2 где L1, H1, N1 — соответственно подача, полное давление и мощность вентилятора при частоте вращения рабочего колеса n1; L2, H2, N2 — то же при n2. Таким образом, изменяя частоту вращения n, можно регулировать основные параметры вентиляторов. Расходуемую мощность на валу электродвигателя определяют по формуле N LHK зм вп102 3600 , (8.18) где Кзм = 1,1 — коэффициент запаса мощности, учитываемый при N до 5 кВт; в — КПД вентилятора; п — КПД передачи. 8.10.5. Выбор воздухозаборных и воздухораспределительных систем Наружные воздухозаборные устройства представляют собой простые конструкции в наружных стенах, закрываемые жалюзийными решетками, или шахты, выводимые на крышу здания и прикрываемые сверху колпаком от атмосферных осадков. В случаях когда атмосфера вокруг здания загрязнена, шахты выводят в чистую зону. Сечение шахт выбирают с таким расчетом, чтобы скорость воздуха в них не превышала 5—6 м/с во избежание больших потерь давления на трение. 372 Воздухозаборные устройства внутри производственных помещений выбирают с учетом эффективного удаления ими вредных веществ в местах их наибольшего скопления. Они выполняются в виде раструбов-отводов с сетками, вытяжных тумбочек, окон с сетками в воздуховодах и др. Воздухораспределительные устройства должны обеспечивать равномерную подачу свежего воздуха в рабочую зону помещения. К этим устройствам относятся различные конусные, сетчатые, жалюзийные насадки, тумбочки пристенного типа. Типы и номера этих устройств выбирают по расходу воздуха в зависимости от вида выделяющихся в воздух вредных веществ. 8.10.6. Расчет устройств для очистки воздуха Для очистки подаваемого в помещение воздуха от вредных примесей применяют различного рода очистные устройства (циклоны, фильтры и др.). Очистке подлежит также воздух, выбрасываемый в атмосферу, для предотвращения загрязнения воздушного бассейна производственными вредностями. Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые концентрации пыли в воздухе для рабочих мест — nд, для приточного — nн и выбрасываемого в атмосферу nу воздуха. Приточный воздух не должен содержать пыли более 1/3 nд. Содержание пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу, допускается не свыше nу = 100k при объеме удаляемого воздуха L более 15 тыс. м3/ч и nу = (160 – 4L)k при L менее 15 тыс. м3/ч. Значение коэффициента k зависит от nд: при nд 2 мг/м3, k = 0,3; при nд = 2—4 мг/м3, k = 0,6; при nд = 4—6 мг/м3, k = 0,8; при nд > 6 мг/м3, k = 1. В зависимости от требуемой степени очистки выбирают соответствующие пылеуловители или фильтры. Степень очистки определяют по формуле =(n1 – n2)/n1, (8.19) где n1, n2 — концентрации пыли в воздухе соответственно до и после очистки, мг/м3. При двухступенчатой очистке этот показатель рассчитывают по формуле 373 общ = 1 + 2 – 12, (8.20) где 1, 2 — степень очистки в пылеуловителях первой и второй ступеней, доли единицы. Для грубой и средней очистки воздуха от пыли применяют циклоны (рис. 8.5), работающие на принципе центробежной сепарации. В настоящее время широко используют циклоны ЛИОТ, СИОТ и другие, которые обеспечивают степень очистки до 0,7. Однако циклоны малоэффективны для очистки от мелкодисперсной пыли. В основном их применяют для очистки от пыли воздуха, выбрасываемого в атмосферу, и для очистки воздуха от древесной пыли и стружки. С целью повышения эффективности улавливания пыли выпускают циклоны с увлажнением (так называемые «мокрые» циклоны, например скрубберы). Степень очистки воздуха этими циклонами составляет 0,85—0,95. «Мокрые» циклоны устанавливают только в отапливаемых помещениях. Для средней и тонкой очистки воздуха от пыли применяют фильтры. Поверхность фильтров определяют по формуле Sф = L/qф, (8.21) где qф— удельная нагрузка фильтрующей поверхности, м3/м2·с (зависит от типа фильтра); L — мощность фильтра, м3/с. Масляные фильтры кассетного типа состоят из кассет, заполненных в несколько рядов стальными сетками, стружкой или фарфоровыми кольцами. Рис. 8.5. Циклон: Кассеты смачивают веретенным мас1 — входной патрубок для лом. При прохождении загрязненного пыльного воздуха; 2 — выхлопная труба; 3 — коническая часть воздуха через фильтр пыль задерживается в кассетах, которые периодически корпуса; 4 — пылесборник 374 очищают 10 %-м раствором каустической соды при температуре 60— 70 С. Масляные фильтры применяют для тонкой очистки с начальной запыленностью не выше 20 мг/м3. Степень очистки этими фильтрами составляет 0,95—0,98. Тканевые фильтры кассетного типа из пенополиуретановых и лавсановых материалов, а также из ткани ФПП позволяют добиться практически полной очистки воздуха ( = = 99,9 %). Эти фильтры компактны и экономичны, их широко используют при кондиционировании воздуха в пассажирских вагонах и в кабинах Рис. 8.6. Схема электрофильтра: 1 — корпус; 2 — электрод локомотивов. Высокой эффективностью обладают прямоточные электрофильтры, состоящие из металлического сетчатого корпуса (знак +) и электродов-пластин (знак –), изолированных от корпуса (рис. 8.6). При прохождении через фильтр частицы пыли получают отрицательный заряд и оседают на стенки заземленного корпуса. Источником питания для фильтра является выпрямленный ток напряжением 30—100 кВ, что создает высокую электроопасность. На железнодорожном транспорте электрофильтры применяют в цехах щебеночных заводов. 8.10.7. Расчет устройств для подогрева воздуха Воздух, подаваемый в помещения, в холодное время года подогревают в калориферах. Их применяют в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в системах воздушного отопления и в сушильных установках. Калорифер состоит из гладких трубок, которые располагают в шахматном порядке и пропускают по ним теплоноситель — воду или пар. Воздух, проходя между трубками, нагревается. Калориферы выбирают, исходя из количества подогреваемого воздуха, пара и теплоносителя и расхода тепла для нагрева воздуха. 375 Расход тепла определяется по формуле Q = Lрc (tк – tн), (8.22) где L — количество поступающего воздуха, м3/с; р — плотность воздуха, кг/м3; с — теплоемкость воздуха, Дж /(кг·К); tн, tк — температура воздуха соответственно на входе и выходе из калорифера, С. 8.11. Кондиционирование воздуха Кондиционирование воздуха заключается в создании и автоматическом поддержании в закрытых помещениях и транспортных средствах независимо от наружных условий постоянных или регулируемых по определенной программе температуры, влажности и чистоты воздуха. Для обработки и перемещения воздуха в системах кондиционирования служат кондиционеры. Различают местные и центральные кондиционеры. На предприятиях железнодорожного транспорта применяют в основном местные кондиционеры. Их устанавливают в кабинах локомотивов и путевых машин, в помещениях с большими потоками людей (вокзалы, кассовые залы и др.), в помещениях диспетчеров, машиносчетных станций и др. Кондиционеры могут работать по приточной схеме, т.е. только на наружном воздухе, когда не допускается рециркуляция воздуха по санитapнo-гигиеническим условиям, и на наружном воздухе с частичным использованием рециркуляции. Принципиальная схема центрального кондиционера показана на рис. 8.7. Рис. 8.7. Схема устройства кондиционера 376 В холодный период года наружный воздух через жалюзийную решетку 1 поступает в кондиционер, в котором последовательно подвергается очистке oт пыли в фильтре 2, подогреву в калориферах первой ступепи 4, увлажнению или осушению в камере орошения форсунками 5 и вторичному подогреву в калориферах 7, после чего вентилятором 8 нагнетается в приточный воздуховод 9, подающий воздух в помещение. В теплый период года воздух охлаждается путем его пропускания через поверхностные охладители, работающие по тому же принципу, что и калорифер, с той лишь разницей, что в трубках циркулирует холодная вода или раствор хлористого натрия или хлористого кальция, искусственно охлажденный в холодильных установках. В качестве хладагента в холодильных установках используются вещества с низкими температурами кипения — аммиак, фреон и др. (при нормальном атмосферном давлении аммиак кипит при температуре — 33 С, фреон — 29,4 С). Осушают воздух путем пропуска его через воздухоохладитель. Глава 9. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ И ВИБРАЦИЯ 9.1. Физические характеристики шума Гигиенические исследования позволили установить, что шум оказывает вредное воздействие на организм человека. При работе в условиях шума снижается острота зрения, слуха, повышается кровяное давление, что приводит к снижению производительности труда. Кроме того, шум притупляет внимание, замедляет реакцию человека на те или иные раздражители, мешает восприятию полезных сигналов и т.д. Снижение воздействия шума — одно из непременных условий оздоровления условий труда. При разработке технологических процессов, при проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, оборудования, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочих мест следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека до значений, не превышающих допустимые. Шум — это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности, мешающих восприятию полезных звуков и оказывающих вредное или раздражающее действие на организм человека. Шум возникает при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Источниками производственного шума могут быть турбо- и гидроагрегаты, электродвигатели, дымососы и вентиляционные установки, трансформаторы, станки, ручные пневмо- и электроинструменты, транспортные средства и др. Механические колебания с частотами от 20 до 20 000 Гц воспринимаются слуховым аппаратом человека в виде звука. Колебания с частотами ниже 20 и выше 20 000 Гц (инфра- и ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но также оказывают вредное биологическое воздействие на организм человека. Звук, в свою очередь, представляет собой колебательное движение частиц упругой среды, например, воздуха, распространяющегося волнообразно. 378 Основными физическими характеристиками шума (звука) являются: звуковое давление (Па), интенсивность (Вт/м2), уровень (дБ) и частотный состав (Гц). Скорость распространения звуковых волн в атмосфере равна 344 м/c при t = 20 C. При распространении звуковых колебаний в воздухе периодически появляются области разряжения и повышенного давления. Разность между мгновенным давлением в данной точке среды при прохождении звуковых волн и средним давлением, которое наблюдается в этой же точке при отсутствии звука, называется звуковым давлением (P) в паскалях. Звуковое давление, воздействуя на барабанную перепонку, вызывает ее деформацию, являющуюся звеном в восприятии звука человеком. Важной характеристикой звукового поля (область пространства в которой наблюдается шум) является интенсивность звука (J). Она представляет собой поток энергии, переносимый звуковыми волнами в единицу времени через площадку поверхностью 1 кв. м, расположенную перпендикулярно направлению распространения звуковых волн. Интенсивность звука измеряется в Вт/м2. Интенсивность и звуковое давление связаны между собой соотношением J Pср2 с , (9.1) 2 P — среднеквадратичное значение звукового давления, Па; где 3 ср — плотность воздушной среды, кг/м ; с — скорость звука в воздухе, м/с. Так как абсолютные физические характеристики шума изменяются в очень больших пределах, в инженерных расчетах пользуются относительными величинами звукового поля, а именно уровнями звукового давления и интенсивности. Уровень звукового давления определяется как отношение среднеквадратичного звукового давления в точке измерения к пороговому значению звукового давления в логарифмическом масштабе: Lp = 20 lg Pср P0 , дБ, (9.2) 379 где Ро = 2·10–5 Па — пороговая величина звукового давления, являющаяся порогом слышимости при частоте 1000 Гц (установлена международным соглашением). По аналогии с уровнем звукового давления введено понятие уровня интенсивности звука, которое определяется следующим образом: Iф (9.3) LJ =10 lg I , дБ, 0 где Iф — фактическая интенсивность звука в данной точке пространства, Вт/м2; I0 — пороговое значение интенсивности, равное 1·10–12 Вт/м2. Пороговые значения интенсивности и звукового давления подобраны таким образом, что при нормальных атмосферных условиях уровень звукового давления численно равен уровню интенсивности, т.е. Lp = LJ. Зависимость уровней звукового давления от частоты называется частотным спектром. Говоря о спектре, необходимо указать ширину частотных полос, в которых определяется спектр. Чаще всего применяются октавные и третьоктавные полосы. Октавная полоса (октава) это такая полоса частот, в которой верхняя граничная частота fгр.в в два раза больше нижней fгр.н, т.е. fгр.в/fгр.н = 2 (табл. 9.1). Полоса частот характеризуется среднегеометрической частотой fср fгр.в fгр.н . В третьоктавной полосе это соотношение равно 1,26. Таблица 9.1 Значения среднегеометрических и граничных частот октавных полос, принятых для гигиенической оценки шума Средне-геометрическая частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Диапазон час180— тот октавной 45—90 90—180 355 полосы, Гц 355— 710 710— 1400— 2800— 5600— 1400 2800 5600 11200 Спектр производственного шума может быть низкочастотным (до 300 Гц), среднечастотным (300—800 Гц) и высокочастотным 380 (выше 800 Гц). Кроме того, шумы подразделяются на широкополосные с непрерывным спектром шириной более одной октавы (шум водопада, подвижного состава) и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона (звук определенной частоты), например, вой сирены, свистки локомотива и т.д. По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется по времени не более чем на 5 дБ и на непостоянные, уровень звука которых изменяется во времени не менее чем на 5 дБ. 9.1.1. Действие шума на человека Звук с уровнем звукового давления менее некоторой величины, называемой порогом слышимости, не воспринимается человеком. Для каждого человека существует свой порог слышимости, который зависит от возраста, состояния слуха, утомления, индивидуальных особенностей организма, а также от частоты звука (на низких и очень высоких частотах он повышается). На низких частотах чувствительность слуха ниже, чем на высоких. Различают пять ступеней действия шума на человека в зависимости от уровня звукового давления. Если уровень звукового давления ниже порога слышимости, что соответствует полной тишине (первая ступень действия шума), то человек ощущает психологический дискомфорт. Он невольно прислушивается к шуму своего дыхания, процесса пищеварения и т.п. В природе такие условия практически не встречаются. Обычно человека окружает нормальный, привычный для него шумовой фон (вторая ступень действия шума) с уровнями звукового давления на средних частотах 15—35 дБ. Такой шум необходим для нормальной жизнедеятельности. При увеличении уровня звукового давления до 40—70 дБ наступает третья (психологическая) область действия шума. Этот шум, особенно если он неконтролируем и несет определенную информацию, оказывает раздражающее действие, не изменяя функций слуха и не мешая восприятию полезных сигналов. Он может снизить производительность умственного труда, ухудшить самочувствие. Примером такого шума служат мешающая музыка или разговор, шум санитарно-технического или инженерного оборудования зданий и т.д. 381 Уровни звуковых давлений 75—120 дБ (четвертая область действия шума), характерные для производственных и транспортных шумов, производят неблагоприятное физиологическое действие. В этом случае значительно раньше, чем поражается орган слуха, страдают центральная нервная (ее вегетативная область) и сердечно-сосудистая системы. Работники, подвергающиеся воздействию такого шума, часто жалуются на раздражительность, головные боли, снижение внимания и памяти, сонливость, повышенную утомляемость, нарушения сна, иногда — на головокружение. Они чаще болеют гипертонией, язвенной болезнью, колитами и гастритами, неврозами. У них чаще и скорее развивается профессиональная тугоухость. Постоянный шум с уровнями звукового давления более 120 дБ, а также импульсный шум с уровнями, превышающими 150 дБ при длительности воздействия 100 мс и 160 дБ при длительности воздействия 5 мс, могут привести к акустической травме в виде значительного понижения слуха (пятая ступень действия шума). При постоянном шуме с уровнями 170 дБ и выше и импульсном шуме с уровнями 180 дБ и выше может наступить контузия и даже смерть. Одновременное воздействие, наряду с шумом, других вредных факторов (вибраций, запыленности и загазованности воздуха, плохой освещенности и т.п.) усугубляет неблагоприятное влияние шума на человека. Для измерения давления шума и его спектра применяют шумомеры с соответствующими фильтрами и частотные анализаторы. Измерение давления шума проводят для контроля соответствия фактических его уровней на рабочих местах установленным нормам, для оценки шумового режима в помещениях и разработки мероприятий по снижению шума и оценки их эффективности. 9.1.2. Определение суммарного уровня звукового давления, создаваемого несколькими источниками Для разработки мероприятий по борьбе с шумом необходимо определить суммарный уровень звукового давления, создаваемый одновременной работой нескольких машин. При этом уровни звукового давления каждой машины могут быть разными или одинаковыми. 382 Для суммирования уровней звукового давления различных источников можно использовать метод относительных долей, суть которого заключается в следующем: выписываем уровни, создаваемые в точке измерения отдельно каждым из n источников в убывающей последовательности L1>L2 … >Ln. Принимаем, что источник L1 вносит в суммарный уровень долю, равную 1. Затем по разности уровней L1—L2 находят долю второго источника и по этой доле добавку L. Суммарный уровень шума от источников L1 и L2 при одновременной работе определяют по формуле L = L1+ L, (9.4) Для удобства в работе значения L в зависимости от разности L1—L2 приведены в табл. 9.2. Значения L в зависимости от разности L1—L2 Таблица 9.2 Разность двух складываемых уровней L1 и L2 Добавка к более высокому уровню L Разность двух складываемых уровней L1 и L2 Добавка к более высокому уровню L 0 3,0 6 1,0 1 2,5 7 0,8 2 2,0 8 0,6 3 1,8 9 0,5 4 1,5 10 0,4 15 0,2 5 1,22 20 0 Описанным выше способом определяют долю следующего источника. Таким путем получают суммарный уровень всех источников. Если уровни звукового давления рассматриваемых источников равны, то их суммарный уровень рассчитывают следующим образом: L = L + 10 lgn, (9.5) где L — уровень звукового давления одного источника; n — общее число одинаковых источников. Значение добавки к уровню одного источника в зависимости от числа источников находят по табл. 9.3. 383 Таблица 9.3 Значение добавки к уровню одного источника в зависимости от числа источников Добавка к уровню Добавка к уровню Число источников Число источников одного источника одного источника шума, n шума, n 10lgn, дБ 10lgn, дБ 1 0 8 9 2 3 10 10 3 5 20 13 4 6 30 15 5 7 40 16 6 8 100 20 9.1.3. Звуковая мощность источника шума Звуковая мощность источника — это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени. Единицей звуковой мощности является ватт (Вт). Звуковая мощность источника Р связана с интенсивностью шума соотношением Р = JSS, (9.6) где S — площадь поверхности, на которой определяют интенсивность шума JS (измерительной поверхности), м2. Уровень звуковой мощности, дБ, для каждой октавной полосы частот определяется по формуле P L = 10 lg , (9.7) p P0 где Р0 — пороговое значение мощности, равное произведению пороговой интенсивности J0 = 10–12 Вт/м2 на единичную площадь S0 = 1 м2, т.е. Р0 = = 10–12 Вт. Уровни звуковой мощности источников определяют в соответствии с государственными стандартами. Представим уровень звуковой мощности через уровень интенсивности, тогда I S I L = 10 lg S = 10 lg S 10 lg S. (9.8) p I S I 0 384 j 0 Поскольку первый член выражения (9.8) представляет собой уровень интенсивности LJS, измеренный па поверхности площадью S, выражение для уровня звуковой мощности можно записать в виде Lp = LJS + 10lgS, дБ. (9.9) Уровни интенсивности звука в точках, расположенных вблизи источника, как правило, существенно различаются. Это объясняется тем, что различные участки механизмов излучают неодинаковую звуковую энергию. Однако, когда расстояние от поверхности машины до измерительной поверхности составляет не менее двух максимальных ее размеров, звуковое поле источника приобретает сферический характер. В этом случае измерительная поверхность представляет собой сферу или полусферу, центр которой примерно совпадает с проекцией геометрического центра машины. 9.1.4. Распространение шума в открытом пространстве и в закрытом помещении В открытом пространстве интенсивность звука J на расстоянии, равном радиусу r от источника шума, в случае, когда источник излучает волны в сферу, может быть выражена через звуковую мощность следующим образом: J = Р/4r2, (9.10) где Р — излучаемая источником звуковая мощность, Вт; 4r2 — площадь сферы с центром, расположенным примерно в центре источника, и радиусом r, равным расстоянию от центра до рассматриваемой точки, м. Из выражения (9.10) следует, что интенсивность звука уменьшается пропорционально квадрату расстояния. Переходя к уровням интенсивности, получаем I P L = 10 lg 10 lg , дБ. (9.11) J 4r 2I 0 I 0 Воспользовавшись зависимостью (9.6), выражение (9.11) можно представить в виде IS I S 10 lg S 10 lg 1 . LJ 10 lg S 2 10 lg (9.12) I0 4r I 0 4r 2 385 Поскольку сумма первых двух членов в соответствии с выражением (9.8) представляет собой уровень звуковой мощности источника, выражение (9.12) можно записать в следующем виде: 1 , дБ. (9.13) 4r 2 Учитывая затухание звука в атмосфере, уровни шума в открытом пространстве на расстоянии от источника можно вычислить по формуле LJ = Lp + 10 lg LJ = Lp + 10 lg 1 4r 2 r , дБ, 1000 (9.14) где — затухание звука в атмосфере, дБ/км (табл. 9.4). Таблица 9.4 Значения затухания звука в атмосфере в зависимости от частоты Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Затухание , дБ/км 0 0,7 1,5 3 6 12 24 48 Последний член выражения (9.14), как правило, невелик и при r < 50 м его можно не учитывать. В закрытом помещении звуковые волны отражаются от его поверхности. Если отражающие поверхности помещения (стены, полы, потолки) имеют коэффициент поглощения , который характеризуется отношением поглощенной звуковой мощности к падающей, то мощность (Вт), накопившаяся в помещении в единицу времени, Вт, начиная с момента включения источника, будет равна Р до первого отражения Р; Р1 = Р(1–) после первого отражения; после второго отражения Р2 = Р(1–)2, после n-го отражения Рn = = Р(1–)n. Звуковое поле в закрытом помещении состоит из двух компонентов: прямой волны, создаваемой звуковой волной, распространяющейся от источника до первого отражения, и диффузного звукового поля, возникающего в помещении из-за многократного отражения звука. Мощность диффузного звукового поля, накопившаяся в единицу времени в результате п последовательных отражений: 386 Рд = Р1+Р2 +…+Рn = Р(1 – ) + (1 – )2 +…+ (1 – )n, Вт. (9.15) Результирующую мощность в стационарном режиме, когда поглощение на ограждениях помещения будет полностью компенсироваться мощностью, излучаемой источником звука, определяют из выражения (15) при n. Воспользовавшись известной формулой суммы членов геометрической прогрессии, получим следующее выражение для результирующей мощности: 1 (9.16) , Вт. При исследовании звукового поля в закрытых помещениях обычно пользуются понятием «плотность звуковой энергии», которая представляет энергию, заключенную в единице объема помещения. Плотность звуковой энергии в диффузном поле Е — есть отношение результирующей энергии Ррез к объему помещения V, умноженное на время свободного пробега звуковой волны в помещении: Pрез P (1 ) Дж/м . (9.17) 3 E , V V Ррез = P Подставляя значение — время свободного пробега звуковой волны в выражение (9.17), получаем Е 4P(1 ) . cSог (9.18) Из выражения (9.18) видно, что плотность звуковой энергии в помещении зависит от его акустических свойств — площади ограждения Sог и коэффициента звукопоглощения , значения которого приводятся в специальной литературе. S Обозначив = Q, запишем выражение (9.18) в виде 1 4P , Е = (9.19) д cQ где Q — акустическая постоянная помещения, м2. 387 Распространение звука в прямой волне не отличается от его распространения в открытом пространстве. Если источник излучает шум в сферу, то плотность звуковой энергии в прямой волне P , Дж/м3. (9.20) 4r 2c Плотность звуковой энергии в помещении, включающая прямую и диффузную составляющие поля: P 1 4, Е = Е +Е = Дж/м3. (9.21) п д 2 C 4r Q Учитывая, что плотность звуковой энергии связана с интенсивностью звука J соотношением J = Ес, можем определить интенсивность звукового поля в помещении: 1 4 J = Р 4r 2 Q , Вт/м2. (9.22) Ед = Переходя к уровням интенсивности шума, получаем 1 4 I P 10 lg , дБ. L 10 lg 10 lg 2 J Q I P 4r 0 0 (9.23) Так как первый член выражения (9.23) в соответствии с зависимостью (9.8) представляет собой уровень звуковой мощности источника, то уровень интенсивности звукового поля в помещении 1 4 L = L +10 lg (9.24) , дБ. J p 2 Q 4r Из выражения (9.24) видно, что первый член в скобках, характеризующий прямую волну, убывает по мере удаления от источника, а второй, характеризующий диффузное звуковое поле, имеет одинаковые составляющие во всех точках помещения независимо от расстояния до источника шума. 9.1.5. Гигиеническая оценка шума Вредность шума как фактора производственной среды и среды обитания человека приводит к необходимости ограничивать его 388 уровни. Санитарные уровни шума нормируют двумя способами — методом предельных спектров (ПС) и методом уровня звука. Метод предельных спектров, применяемый для нормирования постоянного шума, предусматривает ограничение уровней звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Совокупность этих предельных октавных уровней называют предельным спектром. Обозначают тот или иной предельный спектр уровнем его звукового давления на частоте 1000 Гц. Например, «ПС-60» означает, что данный предельный спектр имеет на частоте 1000 Гц уровень звукового давления 60 дБ. На частоте 63 Гц уровень для этого спектра равен 83 дБ, 125 Гц — 74 дБ, 250 Гц — 68 дБ, 500 Гц — 63 дБ, 2000 Гц — 57 дБ, 40000 Гц — 55 дБ, а на частоте 8000 Гц — 54 дБ (рис. 9.1). Для оценки шума по этому способу сначала измеряют шумомером и октавным анализатором уровни звукового давления в каком-то конкретном производственном помещении и сравнивают эти показания с нормированными значениями. Если измеренные значения превышают нормированные, то даются рекомендации по снижению их до нормированных. Метод уровней звука применяют для нормирования непостоянного шума, например, внешнего шума транспортных средств, городского шума. По этому методу измеряют скорректированный по частоте общий уровень звукового давления во всем диапазоне частот, соответствующих перечисленным выше октавным полосам (табл. 9.5). Измеренный таким образом уровень звука позволяет характеризовать шум не восемью цифрами уровней звукового давления, как в методе Рис. 9.1. График предельных спектров предельных спектров, а одной. шума 389 Таблица 9.5 Нормативные уровни звукового давления Рабочее место 1 Уровни звукового давления (дБ) Эквивав октавных полосах со среднегеомет- лентные рическими частотами (Гц) уровни звука, 1 2 4 8 63 125 250 500 кГц кГц кГц кГц дБА 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Предприятия, учреждения и организации 1. Помещения конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, лабораторий 71 61 54 49 45 42 40 для теоретических работ и обработки экспериментальных данных, приема больных в здравпунктах 38 50 2.Помещения управления, рабочие комнаты 79 70 63 58 55 52 50 49 60 3. Кабины наблюдений дистанционного управления: без речевой связи по телефону с речевой связью по телефону 94 87 82 78 75 73 71 70 80 83 74 68 63 60 57 55 54 65 4. Помещения и участки точной сборки, машинописные бюро 83 74 68 63 60 57 55 54 65 5. Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ, помещения для размещения шумных агрегатов вычислительных машин 94 87 82 78 75 73 71 70 80 6. Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий, 99 постоянные рабочие места стационарных машин (сельскохозяйственных, горных и др.) 92 86 83 80 78 76 74 85 390 Окончание табл. 9.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Подвижной состав железнодорожного транспорта 7. Кабины машиниста тепловозов, электровозов, дизель95 87 82 78 75 73 71 69 поездов, автомотрис и поездов метрополитена 8. Кабины машиниста скоростных и пригородных электропоездов 91 9. Помещения для персонала вагонов поездов дальнего следования, служебных отделений рефрижераторных 83 секций, вагонов-электростанций, помещения для отдыха в багажных и почтовых отделениях 10.Служебные помещения багажных и почтовых ваго87 нов, вагонов-ресторанов 10 80 83 77 73 70 68 66 64 75 74 68 63 60 57 55 54 65 79 72 68 65 63 61 59 70 Тракторы, самоходные шасси, самоходные, прицепные и навесные сельскохозяйственные машины, строительно-дорожные, землеройно-транспортные, мелиоративные и другие аналогичные виды машин 11. Рабочие места водителя и обслуживающего персонала 99 92 86 83 80 78 76 74 85 Примечание. Допустимые уровни звукового давления а октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах принимаются: – для широкополосного, постоянного и непостоянного (кроме импульсного) шума — по таблице; – для тонального и импульсного шума — на 5 дБ меньше значений, указанных в таблице; – для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления — на 5 дБ меньше фактических уровней шума в этих помещениях (измеренных или определенных расчетом), если последние не превышают значения, указанные в таблице (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует), в остальных случаях — на 5 дБ меньше значений, указанных в таблице. На предприятиях, в организациях и учреждениях производят систематический контроль уровней шума на рабочих местах и устанавливают правила безопасной работы в шумных условиях. 391 Уровень звука измеряют в дБА шумомером со стандартной корректированной частотной характеристикой А, в котором с помощью соответствующих фильтров снижена чувствительность на низких частотах. Непостоянный шум характеризуют эквивалентным (по энергии) уровнем звука, т.е. уровнем звука постоянного широкополосного шума, оказывающего такое же воздействие на человека, как и данный непостоянный шум. Для определения эквивалентного уровня звука LAэкв нужно измерить в различные моменты времени t уровень звука LA и определить эквивалентный уровень по следующей формуле: 1 LAэкв = 10 lg T 10 0,1L A dt , дБА, (9.25) T 0 где Т — период усреднения (в производственных условиях обычно 30 мин, замеры производятся через каждые 5—6 с). Существуют приборы — акустические дозиметры, с помощью которых непосредственно измеряют эквивалентный уровень звука. Для тонального шума, поскольку он более неприятен для человека, чем широкополосный, допустимые уровни уменьшают на 5 дБ. Зоны с уровнем звука выше 85 дБА обозначают знаками безопасности. Работающих в этих зонах администрация обязана обеспечить средствами индивидуальной защиты. Недопустимо даже кратковременное пребывание в зонах с уровнями звукового давления более 135 дБ в любой октавной полосе. 9.2. Способы и средства защиты от производственного шума На путях и в станционных служебных помещениях необходимо прежде всего выявить основные источники шума, чтобы меры заглушения применить в первую очередь к сильнейшему из них. Заглушение более слабых источников практически не снизит шума и должно быть предпринято лишь после ослабления сильнейшего. Горочные замедлители (типов 50, КНП, КВ) имеют электропневматический привод. Во время оттормаживания замедлителя шум при выхлопе воздуха из электропневматических клапанов че392 рез выхлопные трубы достигает 105—120 дБ. Его интенсивность зависит от давления в тормозных цилиндрах и бывает наибольшей при четвертой степени торможения. Уменьшить шум от выхлопа сжатого воздуха можно звукоизоляцией электропневматических клапанов. На воздухосборник и электропневматические клапаны с выхлопной трубой надевается кожух из звукоизолирующего материала. Для глушения шума выхлопа на выхлопные трубы ставят различного рода глушители. Камерные глушители, облицованные внутри звукопоглощающим материалом, снижают шум на 6—8 дБ в одной секции. В качестве глушителей применяют и цилиндры, изготовленные из стали толщиной 3—6 мм и заполненные металлической стружкой. Более эффективны трубчатые глушители (рис. 9.2). Внутренняя труба глушителя из листового металла 1 рассверливается отверстиями 4—5 мм с шагом перфорации 8—10 мм, обертывается слоем плотной ткани, а затем звукоизолирующим материалом 2 (минеральная шерсть, войлок, шлаковата) толщиной 3—5 мм и вставляется в наружный кожух 3 из металла, резины (рис. 9.2, а) или брезента (рис. 9.2, б). Степень глушения шума в таком устройстве зависит от коэффициента звукопоглощения материала а, длины облицованной части внутренней трубы l и ее диаметра d. Чем меньше диаметр трубы, больше ее длина и коэффициент звукопоглощения материала, тем больше степень глушения. Внутренний диаметр глушителя принимается равным диаметру выхлопной трубы, чтобы не создавать дополнительного сопротивления вы- Рис. 9.2. Трубчатые глушители шума выхлопа для замедлителей: ходу сжатого воздуха и таким образом не увеличивать вре- а — наружный кожух из металла или резины; б — наружный кожух из брезента; мя отпуска замедлителя. 1 — листовой металл; 2 — звукоизолируВыпускаемые заводами за- ющий материал; 3 — наружный кожух из медлители следует укомплекметалла 393 товывать глушителями шума выхлопа. В новых типах замедлителей электропневматический привод заменен электрогидравлическим. Это позволило полностью устранить шум выхлопа. Механические шумы при выходе колес вагона на заторможенный замедлитель достигают 90—97 дБ на расстоянии 2 м от него. Этот шум уменьшается хорошим содержанием пути под замедлителем, устранением ненормальных люфтов и зазоров, заменой металлических соударяющихся деталей пластмассовыми, уравновешиванием движущихся частей вагона и замедлителя, постановкой резиновых прокладок между рельсами и рамой замедлителя. Механический шум и шум выхлопа полностью исключает новый тип замедлителя — электромагнитный. Шум при торможении вагона на тормозных башмаках может быть уменьшен сваркой рельсовых стыков, установкой прокладок из резины между рельсом и шпалой. Самосмазывающиеся тормозные башмаки также уменьшают шум от торможения. Чтобы полностью устранить шум при торможении вагонов, необходимо автоматизировать роспуск их с горки и установить замедлители на подгорочных путях. В пневматической почте для пересылки поездных документов и натурных листов сжатый воздух, необходимый для движения патронов, вырабатывают воздуходувки, интенсивный шум при работе которых распространяется по трубам в помещения технических контор и дежурного персонала станции, в горловинах парков сортировочных станций затрудняет восприятие звуковых сигналов, что может вызвать несчастные случаи и угрожает безопасности движения поездов. Для снижения шума следует устанавливать реактивные глушители на всасывающей и нагнетательной трубах воздуходувки. Более совершенные типы громкоговорящей связи и громкоговорителей, рациональная подвеска и расстановка их по площадке станции также уменьшают производственный шум. Снизить уровень шума трансляции можно только после уменьшения уровней шума технических средств станции и подвижного состава, которые маскируют разговорную речь и сигналы на путях. Число передач по громкоговорящей связи можно уменьшить рационализацией технологического процесса работы, секционированием связи по районам, применением световых индикаторов вместо звуковых распоряжений. При полной автоматизации роспуска вагонов с горки отпадает необходимость в громкоговорящей радиосвязи. 394 Для уменьшения шума локомотивы оборудованы сигналами малой громкости. Однако уровень звукового давления их часто достигает 110 дБ на расстоянии 5 м. Необходимо ограничить этот уровень, улучшить акустическую характеристику сигналов, пересмотреть на каждой станции количество и сочетание звуков у маневровых сигналов. Следует принять меры к ослаблению проникающих в служебные помещения станции наружных шумов и внутренних шумов, создаваемых оборудованием, средствами связи, переговорами и командами работающих. Все помещения, которые не требуется располагать непосредственно около станционных путей, следует удалить от них так, чтобы обеспечить допустимый уровень шума не выше 60 дБ. Уровень шума на расстоянии r от источника (на открытом пространстве) Lr Lи 20 lg r 8, дБ, где r — расстояние от источника шума, м; Lи — уровень шума на расстоянии 1 м от источника, дБ. Помещения распорядительных и исполнительных постов на сортировочных горках, дежурных по станции, постам и паркам, маневровых диспетчеров расположены непосредственно около горки или путей, в них могут проникать интенсивные наружные шумы (табл. 9.6). Кроме того, интенсивный шум здесь создают и внутренние источники (пневматическая почта, громкоговорящая и телефонная связь, радиосвязь, устройства автоматики и др.). Поэтому строительные конструкции таких помещений должны иметь хорошую звукоизоляцию. Необходимую степень звукоизоляции выбирают, исходя из уровня звукового давления шума источника Lи и допустимого в данном помещении Lд. Необходимая (требуемая) степень снижения шума Rтр Lи Lд (3 5), дБ. (9.26) Для снижения шума Lи до такой степени, чтобы он, проникая сквозь ограждения, не прослушивался при наличии на рабочем месте шума Lд, добавляется 3—5 дБ. Средняя звукоизоляция однослойного ограждения (9.27) R 20 lg(Pf ) 60, дБ, ср 395 где Р — масса 1 м2 ограждающей конструкции (табл. 9.7), кг; f — частота звуковых колебаний шума, Гц. Средняя звукоизоляция двойного ограждения с воздушной прослойкой (9.28) R 20 lg(P P ) f 60 R , дБ, ср 1 2 в.п где Р1 и Р2 — массы 1 м2 первой и второй стенки соответственно, кг; Rв.п — звукоизолирующая способность воздушного промежутка между стенками ограждения. Таблица 9.6 Значения уровней шума от различных источников Место измерения Уровень шума, дБА 2 м от крайнего рельса В колесе соседнего пути 82—87 81—85 То же 92—97 Проходящий по стрелке одиночный локомотив со скоростью 15—25 км/ч То же 84—88 Отправляющийся со станции поезд со скоростью 25—40 км/ч на стрелке То же 82—86 2 м от крайнего рельса До 89 2 м от тормозящего поезда До 84 Тепловоз, работающий на холостом ходу 2 м от тепловоза До 85 Сигнал тифоном электровоза (громкий) Источник шума Прибывающий на станцию поезд со скоростью 25—40 км/ч Проходящий через станцию поезд со скоростью 60—70 км/ч Удары автосцепок трогающегося с места поезда Торможение 10 м от электровоза До 115 Сигнал рожком 1м До 98 Сигнал свистком 1м До 90 10 м от громкоговорителя То же До 85 77—87 1 м от установки До 90 1 м от механизма То же >> >> До 95 До 85 До 88 Звук из громкоговорителя парковой связи, установленного на высоте, м: 6 4 Вагоноремонтная установка в движении Механизмы для ремонта пути: передвижная электростанция ЖЭС-4 электрошпалоподбойка (ЭШП-3) 6 шпалоподбоек ЭШП-3 396 Таблица 9.7 Шумоизоляционные характеристики различных материалов Материал Кирпичная кладка: 1 кирпич 1,5 кирпича 2 кирпича Стенка однослойная из кирпича со штукатуркой Коэффициент СобствензвукопоглоТолщи- Масса, ная звукощения при на, см кг изоляция частоте звука Rср, дБ 500 Гц 25 38 52 470 690 834 43 49 55 0,29 25 210 45 0,06 6 70 26 0,02 Перегородки из досок толщиной 2 см, оштукатуренные с двух сторон и окрашенные масляной краской Перегородки из стен толщиной 10 см, обшитых с двух сторон досками толщиной 2,5 см, оштукатуренные с двух сторон Сосновые доски 18 95 32 0,02 2,0 16 25 0,1 Фанера (многослойная) 2,0 22 26 0,06 Панель из фанеры с перфорацией с подклеенной бязью 0,6 18 — 0,34 Панель из фанеры с перфорацией с заполнителем 5,0 24 — 0,66 Пробковая плита 5,0 30 20 0,25 Картон в несколько слоев 2,0 12 18 0,12 Войлок: 1 слой 2 слоя 3 слоя 1,5 3,0 4,5 4,83 9,65 14,4 6 9 13 0,17 0,54 0,69 Ткань шерстяная (слоями) 0,2 0,5 5,5 0,15 Брезент 0,095 6,8 8,5 0,25 Железобетон 11 264 47 0,01 Сталь листовая 0,2 15,6 33 0,01 Дюралюминий 0,05 1,6 15 0,01 Стекло 3 12,0 28 0,027 397 Средняя звукоизолирующая способность ограждения за счет увеличения воздушного промежутка повышается в размерах, приведенных в табл. 9.8. Таблица 9.8 Звукоизолирующая способность ограждения Толщина воздушного промежутка, см Звукоизоляция, дБ 3 4 5 6 8 10 20 30 1 2 4,5 5,5 6,5 7 12 15 Двери и окна — наиболее слабые в отношении звукоизоляции элементы здания. Звукоизолирующая способность обычных дверей в станционных зданиях не превышает 10—15 дБ. Ее можно повысить, увеличивая массу материала двери, тщательно пригоняя полотно к коробке проема, обшивая, например, клеенкой или плотной тканью по слою мягкого материала (войлока, ваты, капронового волокна) с напуском на дверную коробку (1—2 см), примененяя в притворах уплотняющие прокладки, устраивая порог и тамбур и др. Звукоизоляция окон в станционных зданиях составляет при одинарном остеклении только 8—10, а при двойном — 14—16 дБ. Средняя расчетная звукоизоляция должна составлять в первом случае 20, во втором — 25 дБ. Это достигается путем применения прокладок из пористой резины в притворах окон (6—8 дБ), увеличения толщины стекла внутренней рамы и воздушной прослойки в окнах с двойными переплетами, установки стекол на резиновые прокладки (П-образной формы) с укреплением их деревянными штапиками. Для уменьшения внутренних шумов оборудование и устройства, издающие сильный шум (вентиляторы, реле, радиостанции и др.), необходимо устанавливать в соседних помещениях, камерах или закрывать звукоизолирующими кожухами. Эффективность последней меры зависит от звукоизолирующей способности материала стен кожуха и коэффициента звукопоглощения облицовки его внутренних поверхностей. Облицовка звукопоглощающими материалами необходима из-за возрастания уровня шума в камере или под кожухом при многократном отражении звука от ограждений (реверберации). Звукоизолирующая способность кожуха (камеры) рассчитывается следующим образом: 398 а) вычисляется требуемая степень снижения шума Rтр по формуле (9.26); б) выбирается материал и конструкция кожуха (камеры); в) по формулам (9.27) или (9.28) определяется звукоизолирующая способность стенок для выбранного материала Rтр; г) определяется коэффициент звукопоглощения материала внутренних поверхностей стенок кожуха или камеры ср. При расчете по общему уровню шума значение ср принимается по частоте 500 Гц (см. табл. 9.3); д) вычисляется снижение шума кожухом (камерой) Rк Rср 10 lgср, дБ; е) проверяется соотношение Rк Rтр. Если снижение шума недостаточное, выбираются другие шумоизолирующие и шумопоглощающие материалы и конструкция кожуха (камеры). В помещениях дежурных по станции, горкам, постам и паркам, маневровых диспетчеров кроме глушения шума необходимо обеспечить хорошую разборчивость речи. Это достигается облицовкой поверхностей стен и потолка материалами, обеспечивающими звукопоглощение в заданном диапазоне частот, гигиеничными и пожаробезопасными. Эффективность звукопоглощения зависит от физических свойств материала и способа его размещения на ограждающих конструкциях. Облицовка стен и потолка помещения тканью незначительно снижает шум, недолговечна и негигиенична. Крепление материала вплотную к поверхности уменьшает звукопоглощение на низких частотах. Наиболее целесообразно стены и потолок облицовывать звукопоглощающими панелями следующих конструкций: – пористый материал под перфорированным экраном (рис. 9.3, а); – ткань, подклеенная к перфорированному экрану, укрепленному на расстоянии 8—12 см от стенки. Перфорация экрана может быть выполнена в виде отверстий или щелей, примерные размеры которых показаны на рис. 9.3, б и в. Размеры отверстий и расстояние между ними можно изменять, но так, чтобы коэффициент перфорации (т.е. отношение площади, занятой отверстиями к незанятой) был не более 20 %. Такие экраны хорошо поглощают шум (ср = 0,5—0,7) и их просто выполнить в 399 Рис. 9.3. Конструкция звукопоглотителя из пористого материала под перфорированным экраном: а — пористый материал под перфорированным экраном; б, в — перфорация экрана в виде отверстий или щелей; 1 — стена; 2 — рейка; 3 — легкая ткань; 4 — металлическая сетка; 5 — перфорированное покрытие; 6 — рыхлый звукопоглотитель любых условиях. Облицовочные перфорированные листы можно окрашивать любой краской, промывать водой. Производственный шум в вычислительных центрах оказывает не только неблагоприятное физиологическое воздействие на организм обслуживающего персонала, но и приводит к увеличению числа ошибок при выполнении расчетов. Основными источниками шума в стойках машины «Минск-22» являются вакуум-насосы, служащие для торможения магнитной ленты в лентопротяжных механизмах. Наиболее радикальной мерой уменьшения шума от стоек машины является выполнение централизованного отсоса воздуха, что позволяет устанавливать вакуум-насос в отдельном помещении. Источники шума в линейно-аппаратном зале — трансформаторы, установленные в преобразователях напряжения стоек тональ400 ного телеграфирования. Глушители на трансформаторы изготавливаются из пористой резины — материала с большим внутренним трением (рис. 9.4). С глушителем шум трансформаторов не прослушивается даже в непосредственной близости от стоек. В телетайпном зале основными источниками шума служат телетайпы, при работе которых шум создается за счет работы его двигателя, передающего и наборного механизма, при ударах типовых рычагов по резиновому валику. Изоляция телетайпов в зале с помощью специальной выгородки позволяет снизить шум непосредственно на ра- Рис. 9.4. Глушитель шума трансформатора преобразователя напряжения: бочих местах операторов. 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — прокладВ тех случаях, когда ослабка крышки верхняя; 4 — прокладка; 5 — ление шума в источнике или гайка; 6 — винт; 7 — прокладка корпуса изоляция источника оказы- боковая; 8 — прокладка корпуса нижняя вается невозможной либо не приводит к требуемому эффекту, необходимо выполнять облицовку внутренних поверхностей помещения ВЦ звукопоглощающими материалами: – минераловатными акустическими плитами ПА/с, ПА/о, ПА/Д; – плитами «Акменит» и «Акмигран», изготовляемыми из гранул или клочков минеральной ваты на крахмальном связующем; – плитами акустическими гипсовыми перфорированными (с обратной стороны плит подклеена бязь) типов АГЛ, АРШ. Выбор индивидуального средства защиты от шума зависит от характера шума, его интенсивности, требуемой разборчивости речи и восприятия полезных сигналов. Зная превышение норм шума, 401 можно подобрать средства защиты от него, руководствуясь данными из табл. 9.9. Таблица 9.9 Индивидуальные средства защиты от шума Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Защитные средства 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Снижение уровня звукового давления, дБ Тампоны: из хлопковой ваты; из ультратонкого стекловолокна ФПП-15 Неопреновые втулки У-30 Противошумные вкладыши завода «Металлическая игрушка» Наушники: ВЦНИИОТ-2; ВЦНИИОТ-4; ПАС-80 Шумозащитные шлемы — — 3 8 3 10 4 15 8 22 15 25 15 32 16 — — 29 29 34 36 37 31 41 — 10 10 14 19 21 25 25 — — — 7 — 10 11 2 8 14 10 20 22 15 25 35 15 28 47 26 38 38 40 48 — 7 13 17 29 44 50 47 9.3. Основные параметры вибрации Колебания частей аппаратов, машин, коммуникаций и сооружений, вызываемые динамической неуравновешенностью вращающихся деталей, пульсацией давления при транспортировке жидкостей и газов принято называть вибрацией. Ощущение ее людьми возникает при непосредственном соприкосновении с колеблющимися предметами. Различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, локальная передается через руки человека. В ряде случаев работающий может подвергаться одновременно воздействию общей и локальной — комбинированной вибрации. Систематическое воздействие общих вибраций вызывает расстройство центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. 402 У человека возникают головные боли, появляется головокружение, нарушаются сон, цветоощущение, координация движений и т.п. Особую опасность представляют вибрации, частоты которых совпадают с собственными частотами колебаний отдельных частей тела. Установлено, что для головы относительно плеч такими частотами являются 25—30 Гц, для большинства внутренних органов — 6—9 Гц. Колебания рабочих мест с указанными частотами весьма опасны, так как могут вызвать механическое повреждение пли даже разрыв органов работающего. Локальная вибрация вызывает спазмы кровеносных сосудов, что приводит к ухудшению снабжения конечностей кровью. В результате происходит интенсивное отложение солей, возникают боли в суставах, их деформация и уменьшение подвижности. Производственные вибрации могут быть причиной тяжелого, трудно излечимого профессионального заболевания — виброболезни. Ее главный симптом — нарушение физиологических функций организма. Развитию вибрационной болезни способствуют низкая погодная температура окружающей среды, тяжесть физического труда и интенсивный шум. Следует иметь в виду, что общая вибрация оказывает большее вредное действие на организм человека, чем локальная. В любом случае действие вибрации приводит к преждевременному утомлению людей, отсюда снижение производительности труда. В условиях интенсивного развития средств транспорта, механизации производственных процессов, расширения области применения ручных машин и механизмов вибрационная технология борьбы с вредными воздействиями вибрации становится одной из наиболее актуальных задач охраны труда. Степень воздействия вибрации на человека определяется параметрами колебательного процесса: – частотой f, Гц; – смещением х, м; – скоростью v, м/с; – ускорением а, м/с2; – продолжительностью действия. При гармонических колебаниях вибросмещение определяется по формуле х = A sin( + ), 403 где А — амплитуда колебаний, м; — угловая частота, рад/с; — начальная фаза (в большинстве задач охраны труда начальная фаза значения не имеет и может не учитываться); t — время, с. Угловая частота (рад/с) связана с частотой колебаний f (Гц) и периодом колебаний Т (с–1) соотношением = 2f, где f 1 . T Виброскорость и виброускорение определяются как первая и вторая производные от смещения по времени V = dx/dt; а = d 2x/dt 2. При синусоидальных колебаниях v и а также являются гармоническими. В общем случае параметр, характеризующий вибрацию, например виброскорость, является некоторой сложной функцией времени V(t) (рис. 9.5). По теореме Фурье любое сложное колебание v(t) можно представить в виде суммы простейших синусоидальных колебаний, число амплитуды и частоты которых зависят от вида функции v(t). Представление сложного колебательного процесса в виде суммы гармонических частотных составляющих называется спектром вибрации, а соответствующее графическое изображение — спектрограммой (рис. 9.6). Рис. 9.5. Осциллограмма виброскорости сложного периодического колебательного процесса 404 Рис. 9.6. Спектрограмма уровней виброскорости Построение спектров параметров вибрации производится в октавных или третьоктавных полосах частот f. В октавном диапазоне частот верхняя граничная частота вдвое больше нижней: fв / fн = 2. В качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется среднегеометрическая частота fср fв fн . Среднегеометрические частоты октавных полос частот вибраций стандартизированы и составляют: 1; 2, 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц. Учитывая, что абсолютные значения параметров вибрации изменяются в очень широких пределах, для удобства измерений часто используют относительные единицы — логарифмические уровни в децибелах: Uд , L = 20lg дБ, (8.29) v U0 где Uд — действующее значение виброскорости, м/с; U0 = 5·10–8 м/с — пороговое значение виброскорости, стандартизованное в международном масштабе. 9.3.1. Санитарно-гигиеническое нормирование вибрации Нормируемыми параметрами при гигиенической оценке вибрации являются среднеквадратичные значения виброскорости Uд (м/с) и их логарифмические уровни Lv (дБ) в октавных полосах частот (табл. 9.10). Вибрации, воздействующая на человека, нормируется отдельно для каждого установленного направления в каждой октавной полосе. Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника ее возникновения и делится на вибрацию: – транспортную образуется при работе тракторов, автомобилей, строительно-дорожных и других самоходных машин; – транспортно-технологическую — образуется при работе экскаваторов, подъемных кранов, путевых машин, напольного производственного транспорта; – технологическую — возникает при работе стационарных машин (станки, электрические машины, вентиляторы и др.). 405 Санитарно-гигиеническая оценка вибрации состоит в сопоставлении фактических параметров вибрации с нормируемыми. Для этого данные, полученные измерением и взятые из норм табл. 9.10, заносятся в сводный протокол наблюдений и на основе сопоставления дается заключение о соответствии исследуемого объекта требованиям. Таблица 9.10 Гигиенические нормы вибрации, воздействующие на человека в производственных условиях Направ- Среднеквадратичные значения виброскорости, м/с10– ления, по 2, не более. Вид виб- которым Логарифмические уровни виброскорости, дБ, в октавнормирации ных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц руется вибрация 1 2 4 8 16 315 63 125 250 500 1000 Общая Верти2,0 7,1 2,5 1,3 1,1 1,1 вибрация: кальная 132 123 114 1108 1 107 1107 транспо оси Z портная Горизонтальная 6,3 3,5 3,2 3,2 3,2 по осям Х 122 1117 116 116 116 иY Транспортнотехнологическая 1,1 107 — — — — 3,2 116 3,2 116 — — — — По всем осям Z или по осям Х иY — 3,5 1,3 0,63 0,56 0,56 117 108 102 101 1101 0,56 101 — — — — Технологическая: в производственных помещениях То же — 1,3 0,45 0,22 0,2 108 99 93 92 0,2 92 — — — — в административных зданиях >> >> — 0,18 0,06 0,03 0,028 0,0028 0,028 — 91 82 76 75 75 75 — — — Локальная вибрация По каждой из осей — — 406 — 5,0 5,0 1120 120 0,2 92 3,5 117 2,5 1,8 1,3 0,9 0,65 114 111 108 105 102 9.3.2. Виброизоляция Виброизоляция является одним из эффективных способов уменьшения передачи динамических сил от машины к основанию (рабочим местам). Осуществляется путем введения упругих элементов (виброизоляторов) между вибрирующим агрегатом и рабочим местом. Виброизоляторы выполняются в виде стальных пружин, рессор, резиновых прокладок различной формы, пружиннорезиновых опор, пневмоамортизаторов типа воздушная подушка и др. Эффективность виброизоляции оценивается коэффициентом передачи (КП), который показывает, какая доля динамической силы работающей машины передается через виброизоляторы на основание: КП Fосн Fмаш U , (9.30) U1 где Fосн, U — сила и виброскорость, действующие на основание при установленных виброизоляторах; Fмаш, U1 — сила и виброскорость, создаваемые машиной и действующие на основание при жесткой связи. Очевидно, чем меньше КП, тем выше эффективность виброизоляции (ВИ), которую обычно определяют в децибелах по формуле ВИ 20 lg 1 КП Fмаш Fосн , дБ. (9.31) Коэффициент передачи КП без учета трения в виброизоляторах может быть определен по известной из теории колебаний формуле 1 , КП ( f / f0 )2 1 (9.32) где f — частота вынужденных колебаний машины, Гц; f0 — частота собственных колебаний машины на виброизоляторах, Гц. Зависимость КП при одной степени свободы колебаний от отношения частот f /f0 представлена на рис. 9.7. Из формулы (9.32) видно, что режим виброизоляции (КП < 1) имеет место при f /f0 > 2 . 407 При f/f0 2 виброизоляторы полностью передают вибрации основанию или даже усиливают их в резонансном и околорезонансном режимах (f = f0). Оптимальным считается отношение f/f0 = 2,5 — 5, что обеспечивает поглощеPис. 9.7. Зависимость коэффициента пе- ние виброизоляторами от 87 редачи от соотношения частот f/f0 до 93 % энергии вибрации. Стремиться получить большее значение отношения f/f0 не следует, так как значительно усложняются конструкции виброизоляторов и может возникнут неустойчивость машины. Частота вынужденных колебаний f зависит от режима работы самой машины и изменяться не может. Поэтому желаемое отношение достигается за счет создания необходимой частоты собственных колебаний f0. Она может быть определена по формуле f0 1 с , 2 m (9.33) где c — жесткость виброизоляторов, н/м; m — масса машины, кг. Поскольку масса машины постоянна, необходимое значение f0 может быть обеспечено за счет выбора виброизоляоров с соответствующей жесткостью. Жесткость виброизоляторов определяет степень их деформации под действием внешней силы. Деформация, возникающая под давлением массы машины, получила название статической осадки Хст: Хст = mg , c (9.34) где g = 9,8 м/с2 — ускорение свободного падения. Статическая осадка Хст определяется путем измерения высоты виброизолятора в свободном состоянии Н и под нагрузкой Ннагр 408 Хст = Н – Ннагр, а частота собственных колебаний fo = 0,5 . X ст (9.35) Таким образом, собственная частота определяется статической осадкой Хст. Расчет виброизоляторов в большинстве случаев выполняется только для вертикальных колебаний и сводится к определению необходимой жесткости виброизоляторов. Глава 10. ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ 10.1. Основные понятия, величины и единицы измерения Основную информацию из внешнего мира человек получает через зрительный канал. Поэтому освещение играет большую роль в правильном восприятии этой информации. Безопасность и здоровые условия труда в большей степени зависят от освещенности рабочих мест и помещений. Неудовлетворительное освещение утомляет не только зрение, но и вызывает утомление всего организма. Неправильное освещение может быть причиной травматизма: плохо освещенные зоны, слепящие лампы, резкие тени ухудшают или вызывают полную потерю ориентации человека в пространстве. Человеческий глаз воспринимает лучистую энергию в пределах длин волн от 380 до 770 нм. Этот участок спектра электромагнитных колебаний называют видимым. Видимые излучения в пределах узких интервалов спектра создают ощущение определенного цвета, плавно переходящего один в другой. Красный (770—630 нм), оранжевый (630—600 нм), желтый (600—570 нм), зеленый (570— 490 нм), синий (490—430 нм) фиолетовый (430—380 нм). Средний (среднестатистический) человеческий глаз обладает избирательной чувствительностью к разным участкам спектра. Наибольшая чувствительность проявляется для излучения с длиной волны 555 нм. На концах спектра чувствительность глаза резко падает. Поэтому для обеспечения одинакового зрительного ощущения надо, чтобы мощность красного излучения была в 9,35 раза, а мощность синего — в 16,6 раза больше мощности желто-зеленого. Мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению, которое она производит на человеческий глаз, называют световым потоком Ф. Единицей измерения светового потока является люмен (лм). Международным светотехническим словарем (МСС) единица светового потока определена как световой поток, излучаемый в единичном телесном угле (стерадиан) равномерным точечным источником с силой света I в 1 канделу (кд): 410 Ф = I, лм, (10.1) где — телесный угол, стерадиан (СР); = S/r; S — освещаемая площадь, м2 r — расстояние от светильника до освещаемой поверхности, м. Для количественной оценки неравномерности излучения, генерируемого реальными источниками света, введено понятие пространственной плотности светового потока, которую называют силой света I. В МСС сила света определена как отношение светового потока Ф, исходящего от источника и распространяющегося внутри элементарного телесного угла , к этому элементарному углу Ф . (10.2) За единицу измерения силы света канделу (кд) принимают силу света, излучаемого в перпендикулярном направлении с поверхности черного тела при температуре затвердевания платины (Т = 2045 К) и давлении 1013,25 гПа (760 мм рт. ст.). I= 1 кд = 1 лм·ср–1. Поверхностную плотность светового потока, падающего на освещаемую плоскость, называют освещенностью Е. Освещенность есть отношение светового потока, падающего на элемент поверхности, содержащий данную точку, к площади этого элемента Ф E= , лк. (10.3) S Единицей измерения освещенности является люкс (лк): 1 лк = 1 лм/м2. Освещенность является важной расчетной характеристикой. Однако зрительное восприятие человека бывает тем сильнее, чем больше плотность светового потока, отражаемого освещенным телом по направлению к наблюдателю. Но поскольку пространственную плотность светового потока оценивают силой света, освещенный предмет будет тем лучше виден, чем большую силу света излучает каждый элемент поверхности в направлении к глазу. Отношение силы света dI, излучаемого элементом светящей поверхности dS в данном направлении , к площади проекции этой поверхности 411 dS·cos , называют яркостью поверхности (или просто яркостью) L. В общем случае ее можно записать в виде dI , кд/м2. (10.4) dS cos Другими словами, яркость характеризует поверхностную плотность силы света в данном направлении. Единица измерения яркости — кандела на метр квадратный (кд·м–2) — специального названия не имеет. Яркость — одна из всех световых величин, непосредственно воспринимаемая глазом наблюдателя. В инженерных решениях очень часто пользуются понятиями коэффициентов отражения , поглощения и пропускания , которые представляют собой отношение отраженного от поверхности Ф , поглощенного Ф или прошедшего через нее Ф светового потока к падающему потоку Фп: Ф Ф Ф , , . Фп Фп Фп L = Коэффициенты , и размеренности не имеют и выражаются либо в долях единицы ( + + = 1), либо в процентах. В инженерной практике оценка световых величин в основном сводится к измерению освещенности на рабочих местах с помощью люксметров. Основные части люксметра — фотоэлемент и миллиамперметр, градуированный в единицах освещенности — люксах. Наиболее широко применяют люксметры Ю-116 или Ю-117 с селеновым фотоэлементом. Принципиальная схема фотоэлектрического объективного люксметра показана на рис. 10.1. Светочувствительный слой селена (фотоэлемента) наносят на стальную пластину. На поверхность селена напыляют тонРис. 10.1. Принципиальная схема люксметра чайший (5 нм) полупрозрачный 412 слой золота или платины. Между этими двумя слоями образуется так называемый запирающий слой с односторонней проводимостью. Стальная пластина и полупрозрачный слой являются двумя электродами. При освещении фотоэлемента между этими электродами возникает фототок, пропорциональный падающему световому потоку Ф. Фототок измеряют миллиамперметром со шкалой, проградуированной в люксах. При измерениях освещенности от источников, отличных по цветности от лампы накаливания, следует вводить поправочный коэффициент. Для люминесцентных ламп ЛД он составляет 0,88, для ЛДЦ — 0,95, для ЛБ — 1,15, для ДРЛ — 1,20. При измерениях естественной освещенности этот коэффициент принимают равным 0,8. 10.2. Основные характеристики электрических источников света и осветительных приборов Электрические источники света. Наиболее важными характеристиками электрических источников света являются удельная световая отдача, оцениваемая световым потоком, приходящимся на 1 Вт мощности источника света (лм/Вт), и средний срок службы, определяемый как математическое ожидание числа часов работы t отдельных ламп до выхода их из строя (перегорания). Кроме того, к основным характеристикам электрических источников света относят напряжение сети, мощность лампы и излучаемый ею световой поток. Лампы накаливания до сих пор остаются самым распространенным видом электрических источников света. Во многих странах мира на их долю приходится от 80 до 90 % и более. К преимуществам ламп накаливания следует отнести возможность подключения их непосредственно в сеть без дополнительных аппаратов, устойчивую работоспособность при значительных колебаниях напряжения и различных состояниях среды. Недостатками являются ограниченный средний срок службы (1000 ч), преобладание в спектре желто-красного излучения и низкая световая отдача (не более 20 лм/Вт). Люминесцентные лампы. Так называют трубчатые ртутные лампы низкого давления. Они имеют ряд положительных качеств — высокую световую отдачу (до 75 лм/Вт и более), продолжительный 413 срок службы (до 10 000 ч), малую яркость светящейся поверхности, спектральный состав излучений, создающий улучшенную цветопередачу. В то же время эти лампы обладают недостатками, среди которых — пульсация светового потока, обусловливающая возможность стробоскопического эффекта, относительно сложная схема включения, зависимость работоспособности от температуры окружающей среды, снижение к концу срока службы светового потока более чем наполовину от номинального. Спектральный состав видимого света, генерируемого люминесцентной лампой, зависит от качественного состава люминофора. В связи с этим выпускаемые люминесцентные лампы стандартизованы по цветности и делятся на пять типов: ЛД (дневного света), ЛБ (белого света), ЛХБ (холодно-белого света), ЛТБ (тепло-белого света), ЛДЦ (для правильной цветопередачи), ЛЕ (естественного света). Для включения люминесцентных ламп в сеть требуется специальная пускорегулирующая аппаратура (ПРА). Применяют различные схемы включения — одноламповые, двухламповые, многоламповые. Все эти схемы имеют различные параметры работы, которые выбираются в зависимости от преследуемых целей. Простейшая (одноламповая) схема включения лампы в сеть показана на рис. 10.2. Дуговые ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью (ДРЛ) широко применяют в наружных осветительных установках. Дуговой разряд ртутной горелки ламп Рис. 10.2. Схема включения люминесДРЛ, помимо мощного потоцентной лампы: 1 — цилиндрическая стеклянная трубка; ка ультрафиолетовых лучей, 2 — слой люминофора; 3 — стартер в создает излучения и в видимой виде неоновой лампы тлеющего разря- части спектра (в сине-зеленом да; 4 — пары аргона и ртути; 5 — воль- участке). фрамовые электроды; 6 — контактные Цветность этого излучения штырьки; 7 — дроссель исправляют, применяя люми414 нофоры, работающие в желто-красном спектре. Подбором люминофора создают ту или иную цветность светового потока ламп. Современные лампы ДРЛ обладают хорошими эксплуатационными свойствами, высокой световой отдачей (до 55 лм/Вт), большим сроком службы (до 10 000 ч), способностью работать при низких температурах. Основными недостатками этих ламп являются значительная пульсация светового потока, длительность разгорания лампы до номинального потока (5—7 мин) и необходимость включения лампы в сеть через ПРА специальной конструкции. Натриевые лампы генерируют световой поток при газовом разряде в парах натрия. Различают натриевые лампы низкого и высокого давления. Лампы низкого давления дают практически монохроматическое излучение с длиной волны 589 нм (желтая часть спектра). Световая отдача этих ламп равна 100 лм/Вт, а срок службы — 3000—5000 ч. Натриевые лампы высокого давления имеют почти непрерывный спектр в видимой области с возрастанием спектральной интенсивности вблизи длины волны 589 нм. Это обусловливает желто-розовую цветность излучения. Световая отдача составляет 140 лм/Вт, срок службы — до 3000 ч. Оба типа натриевых ламп, обладающие резко выраженной цветностью потока излучения, имеют ограниченное применение. Их используют главным образом для освещения автомобильных магистралей и улиц. На железнодорожном транспорте натриевые лампы могут применяться лишь там, где их свет невозможно спутать со световыми сигнальными огнями. Галогенные лампы накаливания, помимо вольфрамовой нити, содержат в замкнутом объеме трубки пары того или иного галогена (отсюда и название ламп), чаще всего йода. Пары йода и вольфрам в колбе образуют при работе лампы так называемый йодно-вольфрамовый цикл, который повышает температуру тела накала и практически исключает его испарение. Два этих обстоятельства определяют основные преимущества галогенных ламп накаливания — повышенную по сравнению с обычными лампами накаливания световую отдачу, доходящую до 22 лм/Вт, и более продолжительный срок службы — до 2000 ч. Кроме указанных преимуществ, лампы обладают улучшенной цветопередачей и особой компактностью, что позволяет использовать их в специальных светильниках для освещения территорий путевого развития станций. 415 Лампы имеют трубчатую форму с торцовыми контактами (центральными или ножевыми). Материалом трубки, как правило, служит кварцевое стекло. Лампы КГ (кварцевые галогенные) в настоящее время выпускают в пяти вариантах по мощности 1; 1,5; 2; 5 и 10 кВт. Всем газоразрядным источникам света присущ стробоскопический эффект — явление искажения зрительного восприятия предметов в пульсирующем световом потоке. Это объясняется тем, что при включении лампы в сеть переменного тока промышленной частоты 50 Гц возникают моменты, когда в лампе отсутствует ток, и световой поток ее значительно снижается. Стробоскопический эффект весьма опасен, так как в этом случае человек не может визуально контролировать скорость и направление движения и при определенных условиях может стать одной из причин производственного травматизма, а также резкого утомления зрения. Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) — люминесцентная лампа с изогнутой формой колбы, что позволяет разместить лампу в светильнике меньших размеров. Такие лампы нередко имеют встроенный электронный дроссель. Компактные люминесцентные лампы разработаны для применения в конкретных специфических типах светильников либо для замены ламп накаливания. Часто компактные люминесцентные лампы называют энергосберегающими лампами, что не совсем точно, поскольку существуют энергосберегающие лампы и на других физических принципах, например светодиодные или люминесцентные лампы линейного типа с пониженным содержанием ртути и меньшим диаметром трубки. Также выпускаются лампы с шарообразной колбой без спиралей накаливания (слабое место обычных КЛЛ). Для инициации разряда используется индуктор. Компактная люминесцентная лампа показана на рис. 10.3. Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения, Рис. 10.3. Компактная люминес- основанное на использовании светодиодов в качестве источника света. центная лампа 416 Развитие светодиодного освещения непосред-ственно связано с технологической эволюцией светодиода. Разработаны так называемые сверхъяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения. Светодиодная лампа показана на рис. 10.4. Светодиодные источники света в настоящее время широко применяют- Рис. 10.4. Светодиодная лампа ся на железнодорожном транспорте. По сравнению с обычными лампами накаливания светодиоды обладают следующими преимуществами: • Экономно используют энергию по сравнению с предшествующими поколениями электрических источников света — дуговых, накальных и газоразрядных. Так, световая отдача светодиодных систем уличного освещения с резонансным источником питания достигает 120 лм/Вт, что сравнимо с отдачей натриевых газоразрядных ламп — 150—220 лм/Вт. Люминесцентные лампы имеют световую отдачу 60—100 лм/Вт, а лампы накаливания — 10—24 лм/Вт (включая галогенные). • При оптимальной схемотехнике источников питания и использовании качественных компонентов средний срок службы светодиодных систем освещения может быть доведен до 100 тыс. ч, что в 50—200 раз больше по сравнению с массовыми лампами накаливания и в 4—16 раз больше, чем у большинства люминесцентных ламп. • Возможность получать различные спектральные характеристики без применения светофильтров (как в случае ламп накаливания). • Безопасность использования. • Малые размеры. • Высокая прочность. • Отсутствие ртутных паров (в отличие от газоразрядных люминесцентных ламп и других приборов), что исключает отравление ртутью при переработке и при эксплуатации. • Слабое ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. 417 • Незначительное тепловыделение (для маломощных устройств). • Антивандальность. Среди производителей именно светодиодные источники света считаются наиболее функционально-перспективным направлением как с точки зрения энергоэффективности, так и затратности и практического применения. В основном применяются приборы на белых светодиодах. Характеристики электрических источников света приведены в табл. 10.1. Таблица 10.1 Характеристики электрических источников света Источник света Лампы накаливания (обыкновенные) Лампы накаливания (галогенные) Дуговые ртутные Лампы (ДРЛ) Ксеноновые трубчатые лампы (ДКсТ) Люминесцентные лампы (трубка) Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) с винтовым цоколем Светодиодные лампы Характеристики источников света Светоот- Коэффици- Индекс цвеСрок служдача, ент пульса- топередачи бы, ч лм/Вт ции, % R, % Нагрев колбы 12—15 Не более 7 90 1000 Сильный 20—30 1 Близок к 100 4000 То же 55 65 80 10 000 >> >> 35 130 Близок к 100 500—700 40—80 До 30 85 10 000 80—90 1 90 До 100 1—5 >> >> Ниже среднего 6000—10 000 Средний Подбор любой цвето- До 100 000 передачи Слабый Пульсация светового потока при работе газоразрядных ламп связана с тем, что излучение определяется мгновенным значением мощности, поглощаемой газом. При питании ламп переменным 418 током излучение становится пульсирующим с частотой, вдвое большей частоты сети. Четкость стробоскопического эффекта зависит от глубины пульсации светового потока. Так как основным количественным показателем любой осветительной установки является освещенность, пульсацию удобнее оценивать коэффициентом пульсации освещенности на рабочей поверхности: E Emin K max 100, (10.5) п 2Eср где Еmax, Еmin — максимальное и минимальное значения освещенности за период Т, лк; Eср 1 T . (10.6) T E(t )dt 0 Для снижения (подавления) стробоскопического эффекта следует уменьшать пульсацию путем сокращения глубины провалов (заштрихованная область на рис. 10.5) светового потока. Это достигается благодаря применению в газоразрядных лампах люминофоров с увеличенным эффектом последействия, когда после прекращения тока в лампе люминофор продолжает еще светиться. Наибольший эффект снижения коэффициента пульсации достигается при включении трех ламп с одинаковыми типами пус- Рис. 10.5. Схема к расчету коэффициента пульсации освещенности 419 корегулирующей аппаратуры в три разные фазы трехфазной сети. Меньшее, но все же существенное подавление стробоскопического эффекта можно получить, используя двухламповый светильник, включенный по схеме со сдвигом фаз на 120. В этом случае суммарный световой поток ламп имеет меньший коэффициент пульсации, чем каждая лампа в отдельности. При выборе источника света всегда надо иметь в виду, что разные типы газоразрядных ламп имеют разные коэффициенты пульсации: для люминесцентных ламп ЛБ этот коэффициент в среднем равен 25 %, для ЛД — 50, ЛДЦ — 40, ЛТБ — 22, ЛХБ — 35, ДРЛ — 65 и ДКсТ — 130 %. Для сравнения средние значения коэффициента пульсации ламп накаливания можно оценить в 7 %, а галогенных ламп накаливания — в 1 %. Вышедшие из строя люминесцентные и другие ртутные лампы не должны бесконтрольно выбрасываться, они подлежат утилизации. В каждой такой лампе имеется определенное количество металлической ртути, которая при механическом разрушении (бое) лампы освобождается и загрязняет окружающее пространство (воздух, почву), что чрезвычайно опасно для здоровья людей. Поэтому до утилизации негодные лампы хранят на складах в старой упаковочной таре. Перед вывозом ламп на свалку ртуть из них должна быть изъята или нейтрализована. Осветительные приборы Совокупность источника света и осветительной арматуры называют осветительным прибором. Различают осветительные приборы ближнего действия — светильники и дальнего действия — прожекторы. Осветительная арматура служит для: – перераспределения излучаемого источником света потока в необходимом направлении; – предохранения глаз работающего человека от слепящего действия чрезмерно ярких элементов источника света; – предохранения источника света от механических воздействий, которые могут привести к разрушению его хрупких частей; – предохранения источника света от загрязнений, снижающих коэффициент пропускания колбы или трубки; – изоляции источника света от окружающей среды для предупреждения коррозии токоведущих частей (цоколей, патронов) и возникновения взрыва при работе во взрывоопасной среде; 420 – эстетического и архитектурного оформления производственных помещений. Основными характеристиками светильников являются кривые распределения силы света, коэффициент усиления, защитный угол и коэффициент полезного действия. Все источники света и осветительные приборы распространяют световой поток в пространстве неравномерно, о чем можно судить по кривым распределения силы света. Причем при сечении фотометрического тела светильника с кругло симметричным светораспределением достаточно одной кривой, при несимметричном необходимо иметь две или несколько кривых, получаемых при сечении фотометрического тела разными плоскостями. Характеристику светораспределения можно представить и в табличной форме. Качество свойств оптической системы светильника оценивают по коэффициенту усиления Ку = Imax/ Iср.сф, где Imax — максимальная сила света, Iср.сф — средняя сферическая сила света источника света Iср.сф = Фл /4 (здесь Фл— световой поток источника света). Защитный угол светильника определяет меру защиты глаз работающего от воздействия ярких частей источников света. Величину защитного угла определяют геометрически при условии неподвижной подвески светильника в точке О tgY = 2h/(D+tl). При установке светильников на открытом пространстве и воздействии на них ветровой нагрузки значение действительного защитного угла уменьшается на угол отклонения , который может достигать 20, т.е. Yд = Y – . Отсюда вытекает одно из требований к наружным осветительным установкам — жесткое крепление светильников. Оно обусловлено также требованием обеспечения постоянства освещенности во времени. Коэффициент полезного действия (КПД) характеризует экономичность светильника и зависит от светотехнических свойств материалов, из которых изготовлена осветительная арматура, и конструкции светильника в целом. КПД светильника св определяют как отношение световых потоков светильника Фсв и лампы Фп. КПД светильников, как правило, не превышает 0,75. 421 Основными характеристиками прожекторов являются кривые распределения силы света, максимальная (осевая) сила света, углы рассеяния (номинальный и полезный) и коэффициент полезного действия. Кривые распределения силы света для прожекторов представляют графически (рис. 10.6) в прямоугольных координатах или в табличной форме. По кривой можно определить максимальную (осевую) силу света прожектора Imax, а также номинальный угол рассеяния ном — угловую ширину светового пучка, в пределах Рис. 10.6. Кривая распределения си- которой сила света снижается до лы света прожектора 0,1 максимального значения, и полезный угол рассеяния, в пределах которого обеспечивается заданная освещенность на рабочей поверхности. Коэффициент полезного действия прожектора пр определяют как отношение светового потока, излучаемого прожектором в пределах полезного угла рассеяния Фпр к световому потоку лампы Фл. Для прожекторов заливающего света ПЗС-25, ПЗС-35, ПЗС-45, наиболее часто применяемых на железнодорожных станциях, пр = = 0,27. КПД других типов прожекторов составляет от 0,35 до 0,6. 10.3. Виды и системы освещения В зависимости от природы источника световой энергии различают естественное, искусственное и совмещенное освещения. Естественное освещение подразделяют на боковое, когда свет проникает в помещение через световые проемы в наружных стенах; верхнее, осуществляемое через световые проемы в кровле; верхнее и боковое, сочетающее верхнее и боковое освещения. Совмещенное освещение применяют в помещениях с недостаточным естественным светом, который дополняется электрически422 ми источниками света, работающими не только в темное, но и в светлое время суток. Искусственное (электрическое) освещение по характеру выполняемых задач делят на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное. Рабочее освещение устраивают во всех помещениях, а также на открытых территориях, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. Аварийное освещение предусматривают на случай, когда прекращение или нарушение нормального обслуживания оборудования изза выхода из строя рабочего освещения может вызвать пожар, взрыв или отравление людей, длительное нарушение технологического процесса, отказ в работе связи или электроснабжения. Минимальная освещенность рабочих поверхностей, требующих обслуживания при аварийном режиме, должна быть равна 5 % нормируемой освещенности при системе общего освещения. В то же время она не должна быть ниже 2 лк внутри зданий и 1 лк на открытых территориях. Эвакуационное освещение (аварийное для эвакуации людей) выполняют в местах, опасных для передвижения людей, в основных проходах и на лестничных клетках зданий, в которых работает более 50 чел., а также в помещениях, выход людей из которых при аварии освещения связан с опасностью травмирования. Наименьшая освещенность на полу, земле или ступенях должна составлять в помещениях 0,5 лк, а на открытых территориях 0,2 лк. Для аварийного и эвакуационного освещений разрешается использовать только лампы накаливания, а также люминесцентные лампы в помещениях с температурой воздуха не ниже +5 С при условии питания ламп напряжением не менее 90 % номинального. Светильники аварийного освещения должны отличаться от осветительных приборов рабочего освещения. Охранное освещение устраивают вдоль границы площадок предприятий, охраняемых в ночное время. При этом освещенность должна быть 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной или в вертикальной плоскости на уровне 50 см от земли. При необходимости часть светильников любого вида освещения можно использовать для дежурного освещения. По конструктивному исполнению различают две системы электрического освещения — общее и комбинированное. При общем 423 освещении (равномерном и локализованном) все рабочие места в помещении освещаются от общей осветительной установки. Если к общему освещению добавляют местное, сосредоточивающее световой поток непосредственно на рабочих местах, то такое освещение называют комбинированным. Освещенность на рабочих поверхностях, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять 10 % нормируемой. Эта величина, однако, не может быть менее 150 лк для газоразрядных и 50 лк для ламп накаливания. Одно местное освещение не разрешается применять, так как при этом возникает необходимость частой переадаптации зрения, создаются глубокие и резкие тени, опасность травмирования и другие неблагоприятные условия работы. 10.4. Расчет осветительных установок Расчет осветительной установки можно выполнить различными способами, которые базируются на двух основных методах расчетов: по световому потоку и точечный. Наиболее распространен в проектной практике расчет по методу светового потока. Этот метод предназначен для расчета общего равномерного освещения и дает возможность определить световой поток источников света, необходимый для создания нормированной освещенности расчетной горизонтальной плоскости. В этом методе учитывается прямой и отраженный (от потолка, стен и пола) световые потоки. Световой поток Ф, излучаемый лампами в каждом светильнике, определяют по формуле Ф EkSZ , N Y (10.7) где Е — нормируемая минимальная освещенность, лк; k — коэффициент запаса в зависимости от содержания пыли в воздухе; S — освещаемая площадь, м2; Z — коэффициент, характеризующий неравномерность освещения: Z = Еср / Еmin. (10.8) Принимают равным 1,0 при расчете на среднюю освещенность или для отраженного освещения, 1,15 — для ламп накаливания и ДРЛ, 1,1 — для светящих линий, выполненных светильниками с люминесцентными лампами; N — число светильников; 424 — коэффициент использования излучаемого светильниками светового потока на расчетной плоскости; Y — коэффициент затенения (принимается равным 0,8—0,9). Суммарный световой поток ламп Фсум = NФл, но из него только часть падает на расчетную освещаемую поверхность: пол или равновеликую ему горизонтальную поверхность на уровне рабочих мест. Отношение этой части потока (Ф пол) к суммарному световому потоку ламп (Фсум) называется коэффициентом использования светового потока . Средняя освещенность поверхности Ecp = NФi · /S, лк. (10.9) Коэффициент определяют по справочным таблицам в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения пола, стен, потолка и индекса помещения i, рассчитываемого по формуле i AB hр (A B) , где А и В — размеры помещения в плане, м; hp — расчетная высота подвески светильника над рабочей поверхностью, м. Чтобы в течение всего времени эксплуатации осветительной установки обеспечить минимальную освещенность, соответствующую нормативной Ен, последнюю следует принимать с коэффициентом запаса Kз: Еmin = KзЕн. (10.10) Используя выражения (10.8) и (10.9), среднюю освещенность можно записать в виде Еср = КзЕнZ, лк. (10.11) Приравнивая правые части выражений (10.11) и (10.8) NФi КзЕнZ = , (10.12) S получаем искомый световой поток K зZEнS , лм. (10.13) Фл = N 425 Форму светового поля принимают в виде квадрата, ромба с углом 60 или прямоугольника с отношением сторон не более 1,5. Для различных типов светильников существуют наивыгоднейшие отношения расстояния L между светильниками к расчетной высоте hp. Соблюдать точно отношение L/hp не требуется. Люминесцентные светильники, как правило, надо размещать сплошными рядами. Во всех случаях расстояние от крайних светильников до стен должно быть в пределах 0,5—0,3L в зависимости от расположения оборудования у стен. Расстояние L определяется из отношений = L/hp. Различают светотехнически с и энергетически э наивыгоднейшие отношения по расположению светильников. При использовании люминесцентных ламп, а также ламп накаливания предельных мощностей, следует учитывать с, в остальных случаях — э. Коэффициент использования светового потока h характеризует потери светового потока, обусловленные его поглощением арматурой светильника, потолком, стенами, полом и рассеиванием по пути от источника света до расчетной поверхности. Поскольку поглощающая способность поверхностей зависит от их коэффициента отражения , а рассеивание — от размеров и формы помещения, то для каждого конкретного светильника можно записать: = f (п; ст; пол; i), (10.14) где п, ст, пол — коэффициенты отражения потолка, пола и стен. Вычисленный по формуле расчетный световой поток лампы (или светильника с несколькими лампами) сравнивают со стандартным (по ГОСТ на источники света) и принимают ближайшее значение. В практике светотехнических расчетов допускается отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного в пределах от –10 до +20 %. Если среди стандартных ламп нет близких по световому потоку, в начале расчета выбирают светильник с лампой, у которой известно значение светового потока Фл, и определяют необходимое число ламп: N 426 K зZEнS . Фл (10.15) Разновидностью метода светового потока является метод удельной мощности, который иногда называют методом ватт. Удельная мощность есть мощность осветительной установки помещения, отнесенная к площади его пола. Этот метод применяют только для ориентировочных расчетов. Он дает возможность определить мощность каждой лампы Р для создания нормируемой освещенности Р= wS N , Вт, (10.16) где w — удельная мощность лампы, Вт/м2; S — площадь помещения, м2; N — число ламп в осветительной установке. Значения удельной мощности находят по специальным таблицам в зависимости от нормируемой освещенности, площади помещения, высоты подвеса и типов принятых светильников, а также коэффициента запаса. Точечный метод применяют для расчета общего и местного освещения горизонтальных, вертикальных и наклонных равномерно и неравномерно освещенных поверхностей. Кроме того, он применяется для проверки результатов, полученных при расчетах методом удельной мощности и методом коэффициента использования светового потока, а также освещения больших территорий, в частности, железнодорожных станций. Он позволяет определять освещенность в любой точке от любого числа осветительных приборов. К недостаткам метода следует отнести трудность учета отраженных составляющих светового потока. Расчетное уравнение точечного метода имеет вид ЕА = I cos , лк, r2 (10.17) где ЕА — освещенность горизонтальной плоскости в данной точке А, лк; I — сила света в направлении точки А, кд. Значение силы света находят по кривым светораспределения данного осветительного прибора; — угол между нормалью к рабочей плоскости и направлением вектора силы света в точку А; r — расстояние от светильника до расчетной точки А, м. При расчете освещенности горизонтальной поверхности от точечного источника с использованием кривых светораспределения 427 светильника определяют тангенс угла падения светового луча от каждого источника в расчетную точку: tg = d / hp, (10.18) где d — расстояние от расчетной точки до проекции оси симметрии светильника на плоскость, ей перпендикулярную и проходящую через расчетную точку, м; hр — высота подвеса светильника над расчетной точкой, м. Это позволяет найти угол и cos3. По кривой распределения силы света заданного светильника определяют силу света I условной лампы для найденного угла. Далее рассчитывают освещенность горизонтальной поверхности от каждого светильника с условной лампой при условном световом потоке лампы, равном 1000 лм: I cos3 . er = hh2 (10.19) Суммарная условная освещенность горизонтальной поверхности в контрольной точке равна сумме освещенностей, создаваемых источниками света, еr = еr1+ еr2+ еr3+…+ еrn. (10.20) После этого определяют освещенность горизонтальной поверхности в контрольной точке: Er = Фer 1000k , (10.21) где µ — коэффициент дополнительной освещенности, учитывающий действие удаленных источников и отраженного света; k — коэффициент запаса. Для расчета освещенности Е на наклонной поверхности используют формулу 1 (10.22) E = Er (cos + sin ), l где — угол наклона расчетной плоскости по отношению к плоскости, перпендикулярной оси симметрии светильника; l — кратчайшее расстояние от проекции оси симметрии светильника на горизонтальную плоскость, проходящую через точку расчета, до следа на расчетной плоскости. 428 При большом числе проверяемых точек расчет с использованием кривых светораспределения светильников становится громоздким. Расчет с помощью пространственных кривых равных значений освещенности (иногда их называют пространственными изолюксами) менее трудоемок. Такие кривые приводятся в справочниках для различных типов светильников с условной лампой со световым потоком Ф = 10 000 лм. При использовании пространственных кривых равных значений условной горизонтальной освещенности на графиках находят точку с заданными значениями расстояния от расчетной точки d и высоты подвеса светильников hp над расчетной точкой. Затем определяют условную освещенность, интерполируя в интервале между числами, указанными для ближайших кривых. При определении освещенности в контрольной точке учитывают светильники, освещающие точку в диапазоне освещенности шкалы графиков. Пространственные кривые используются только при расчете освещенности от точечных источников света. Люминесцентные лампы не относятся к точечным источникам. Однако если отношение длины источника Iл к высоте его подвеса hp над расчетной поверхностью Iл/hр < 0,6, то источник можно считать точечным. Ошибка расчета при таком допущении не превышает 5 %. В этом случае для расчета освещенности следует использовать кривые равных значений горизонтальной освещенности для люминесцентных ламп. Сначала определяют расстояние а и b до контрольной точки. Пользуясь расчетной схемой, определяют отношение a/hp и b/hp (это соответственно L и р). По пространственным кривым равных значений горизонтальной освещенности для люминесцентных ламп определяют условную освещенность еу, т.е. освещенность от лампы со световым потоком 1000 лм при высоте ее подвеса над рабочей поверхностью hр = 1 м. Суммарная условная горизонтальная освещенность, создаваемая источниками (рис. 10.7): 2еуг = еу1 + еу2 + еу3 + . ..+еуn. (10.23) Определим фактическую горизонтальную освещенность с учетом того, что освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника, а пространственные кривые построены для высоты подвеса hp = 1 м, по формуле 429 Рис. 10.7. Пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности: а — светильники типа У; б — светильники типов ППД Er Фeуг h2рk 1000 . (10.24) В соответствии с полученным значением освещенности горизонтальной поверхности определяют освещенность вертикальной поверхности 430 Ев = Еr bв hp , (10.25) где Ев — расстояние по перпендикуляру от оси светильника до вертикальной плоскости, проходящей через расчетную точку. Если люминесцентный источник нельзя считать точечным, т.е. IЛ/hр > 0,6, то освещенность рассчитывают как от линейного Рис. 10.8. Кривые равных значений горизонтальной освещенности для люминесцентных ламп: а — светильники типа У; б — светильники типов ППД 431 светящего элемента или как от светящей линии. Если длина светящего элемента в 3 раза и более превышает расстояние, на котором определяют освещенность, и если отношение расстояния между торцами светильников к их высоте над расчетной поверхностью не превышает 0,5, то освещенность вдоль ряда практически можно считать равномерно распределенной. При таком размещении расчет упрощается, так как источник света от светящей линии принимаем за непрерывную светящую линию и не надо определять освещенность от каждого светильника в отдельности (рис. 10.8). В этом случае последовательно определяем: – относительное расстояние от проекции оси светящей линии на плоскость расчета до расчетной точки А: Р =а/hр; (10.26) – относительный размер светящей линии от проекции точки А на ось светильника: D1 = d1/hp; (10.27) – относительный размер светящей линии от проекции точки А на ось светильника до конца линии: D2 = d2 /hp. (10.28) Затем определяем относительную освещенность по кривым равных значений относительной освещенности для заданного типа светильника. Фактическую освещенность в точке А рассчитываем по формуле Фe EА = h D 1000k , (10.29) p в где Dв — длина светильника, м. Расчеты основных параметров наружных осветительных установок Основной задачей светотехнических расчетов при проектировании наружных осветительных установок является определение таких нормируемых показателей освещения, как наименьшая и средняя освещенности, средняя яркость дорожных покрытий, показатель 432 ослепленности и выбор и уточнение на их основе всех остальных параметров осветительной установки (типы осветительных приборов и источников света и их размещение). Ниже рассмотрены методы светотехнических расчетов, которые получили наибольшее распространение при проектировании. В качестве иллюстраций и примеров возможного использования нестандартных сочетаний осветительных приборов и источников света приведены графики для расчета освещения от прожекторов серии ПЗС с лампами ДРЛ и ДРИ. Расчеты освещенности в заданной точке выполняются при проектировании осветительных установок, которые нормируются по наименьшей освещенности. Конечной целью таких расчетов при выбранном способе освещения (следовательно, и высоте установки осветительных приборов) и заданной наименьшей нормируемой освещенности являются: – выбор осветительного прибора с соответствующим источником света; – определение числа осветительных приборов и параметров их установки (угол наклона в вертикальной плоскости, угол между оптическими осями смежных прожекторов в горизонтальной плоскости, расстояние между ними в случае их установки в ряду); – определение расстояния между опорными и поддерживающими конструкциями осветительных установок (опорами со светильниками, осветительными мачтами, жесткими поперечинами, порталами). В тех случаях, когда расстояние между опорными конструкциями фиксировано, целью расчетов является выбор типа осветительных приборов, их количества и параметров их установки. В зависимости от принятого способа освещения, характера размещения опорных и поддерживающих конструкций осветительных установок, их количества возможны следующие виды расчета освещенности: – от одиночного осветительного прибора при освещении светильниками или осветительными приборами прожекторного типа; – от множества осветительных приборов (как правило, прожекторов), размещенных в «ряд» на ригелях жестких поперечин контактной сети или порталах либо «веером» на осветительных мачтах при одинаковых параметрах их установки; 433 – большого числа осветительных приборов (как правило, прожекторов), размещенных на многих осветительных мачтах или других конструкциях с различными параметрами установки осветительных приборов. В зависимости от принятого способа освещения и цели расчета следует выбирать и соответствующий метод. В практике проектирования осветительных установок железнодорожных территорий используются следующие методы расчета освещенности. 1. Точечный аналитический метод по заданной силе света в направлении расчетной точки. Этот метод целесообразно применять при расчете освещенности от одиночного осветительного прибора в случае отсутствия других вспомогательных материалов, облегчающих расчет. 2. Точечный метод с использованием графиков условной освещенности для одиночных осветительных приборов и группы прожекторов, установленных «веером» или в «ряд». Этот метод нашел наиболее широкое применение в практике проектирования (см. рис. 10.6). Метод компоновки изолюкс может быть рекомендован при расчете освещенности от одиночного осветительного прибора или при относительно небольшом их числе с одинаковыми параметрами установки. Расчет по удельной мощности, являющийся упрощенной формой расчета методом коэффициента использования светового потока. Он применим для ориентировочного определения необходимого числа прожекторов и общей мощности осветительной установки на стадиях технико-экономического обоснования (ТЭО) и проекта. 10.5. Принципы нормирования освещения Видимость объекта различения зависит от его углового размера, контраста с фоном и яркости фона. Эти три фактора составляют основу определения норм освещенности. Пример построения норм наименьшей освещенности на рабочих поверхностях в производственных помещениях приведен в табл. 10.2. Угловой размер объекта различения трансформирован в нормах в линейные величины с учетом расстояния от объекта до глаза, которое не должно превышать 0,5 м. Из-за сложности расчетов и 434 Таблица 10.2 Освещенность на рабочих поверхностях (в точках ее минимального значения) при искусственном освещении для производственных помещений Освещенность, лк Контраст ХарактеРазряд и наименьший Подраз Одно объекта c ристика комбиниразмер объекта различия ряд рованное общее осфоном фона освещение вещение 1 2 а б I. Работы наивысшей точности; размер объекта — менее 0,15 мм в г а б II. Работы очень высокой точности; размер объекта — 0,15—0,3 мм в г 3 4 5 6 Малый Темный Малый Средний Средний Темный Малый Светлый Средний Средний Большой Темный Средний Светлый Большой Средний Большой Светлый 5000 1500 4000 1250 2500 750 1500 400 Малый Темный Малый Средний Средний Темный Малый Светлый Средний Средний Большой Темный Средний Светлый Большой Средний Большой Светлый 4000 1250 3000 750 2000 500 1000 300 III. Работы высокой точности; размер объекта — 0,3—0,5 мм а б в г 2000 1000 750 400 500 300 300 200 IV. Работы средней точности; размер объекта — 0,5— 1,0 мм а б в г 750 500 400 300 300 200 200 150 V. Работы малой точности; размер объекта — 1—5 мм а б в г 300 200 200 150 150 100 435 Окончание табл. 10.2 1 2 3 4 5 6 VI. Грубая работа; размер объекта — более 5 мм — Любой Любой — 150 VII. Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах — Любой Любой — 200 измерений яркости поверхностей нормы регламентируют освещенность при соответствующих коэффициентах отражения фона. При этом темным фоном считаются поверхности, имеющие коэффициент отражения менее 0,2, средним — фон с коэффициентом 0,2—0,4 и светлым — фон с коэффициентом более 0,4. Контраст объекта с фоном в нормах установлен тремя градациями: малый контраст при k < 0,2 (яркость объекта и фона мало различаются), средний при 0,2 < k < 0,5 (заметно различаются) и большой контраст при k > 0,5 (резко различаются). Для определения нормируемой освещенности, кроме размера объекта различения, контраста с фоном и яркости фона, а также принятой системы освещения, требуется учитывать и некоторые другие факторы. К ним относятся: напряженная зрительная работа в течение всего рабочего дня; повышенная опасность травмирования; необходимость улучшенных санитарно-гигиенических условий; отсутствие в помещении естественного света и др. При этом промежуточные значения нормируемой освещенности не принимаются. Нормы предусматривают преимущественное использование газоразрядных ламп. Когда эти лампы по техническим или техникоэкономическим причинам использовать нельзя, разрешается применять лампы накаливания. В этом случае нормы освещенности, определенные по СНиП, снижаются на одну или две ступени по шкале освещенностей. Нормы искусственного освещения для различных объектов железнодорожного транспорта приведены в табл. 10.3 и 10.4. Кроме количественных, нормируют и качественные показатели освещения. Показатель ослепленности Р при постоянном пребыва- 436 нии людей в помещениях в зависимости от разряда выполняемых работ регламентирован в пределах от 20 до 60, а при периодическом их пребывании — от 60 до 80. В осветительных установках общественных зданий снижение видимости из-за неравномерного распределения яркостей в поле зрения нормировано показателем дискомфорта. Для ограничения неблагоприятного действия пульсирующих потоков газоразрядных источников света коэффициент пульсации освещенности k регламентирован в пределах 10—20 % в зависимости от разряда зрительной работы и системы освещения. Таблица 10.3 Нормы искусственного освещения объектов хозяйства СЦБ и связи Объект освещения Дома связи: аппаратная Телеграф и АТС Освещенность не Разряд и менее, лк Плоскость, на коподразряд торой нормирована для люмидля ламп зрительной освещенность несцент- накаливработы ных ламп ния На расстоянии 2 м от пола в вертикальной плоскости на приборах 111, б 300 200 111, б 300 200 То же аккумуляторная V, в 100 50 На уровне пола и на стеллажах кислотная VIII, а 75 30 То же блок-станция (резервный мотор-генератор) VIII, а 75 30 >> >> III, б 300 200 На расстоянии 2 м от пола в вертикальной плоскости на приборах релейная 111, б 300 200 То же кодовая связь 111, б 300 200 >> >> аккумуляторная V, в 100 50 На уровне пола и на стеллажах Посты электрической централизации: аппаратная 437 Таблица 10.4 Нормы искусственного освещения открытых территорий станций, железнодорожных сооружений и пассажирских вагонов Объект освещения Освещенность не менее, лк Плоскость на которой нормирована освещенность Сортировочные и крупные участковые станции: пути и горловины парков 5 Горизонтальная на поверхности земли Пути надвига состава на горку 10 То же 10 Вертикальная вдоль оси пути на уровне 1 м от поверхности земли 10 Вертикальная вдоль оси пути на уровне 3 м от поверхности земли и горизонтальная на поверхности земли тормозные позиции на подгорочных путях (вагонные замедлители и башмакосбрасыватели) на расстоянии 250—300 м от первойразделительной стрелки 10 Горизонтальная на поверхности земли сортировочные пути 5 То же хвостовая горловина сортировочного парка 10 >> >> пути транзитных парков Район расцепки вагонов Вершина и спускная часть горки 5 >> >> вытяжные пути 5 >> >> ремонтные пути 10 >> >> Цельнометаллические пассажирские вагоны дальнего следования и местного сообщения: купе служебного отделения 100 Горизонтальная на уровне 0,8 м от пола (на поверхности столика) Багажные вагоны: помещение кладовой 300 Пол по всему помещению 100 Горизонтальная на поверхности стола отделение приемосдатчиков багажа 438 При измерении освещенности от люминесцентных ламп и других газоразрядных источников света люксметром без корректирующего светофильтра показания прибора принимают с поправками, зависящими от спектрального состава этих источников света. Например, при измерении освещенности от люминесцентных ламп ЛД вводится поправочный коэффициент 0,99, а от ламп ЛБ — 1,17. Полученные в результате измерений фактические уровни искусственной освещенности затем сопоставляют с установленными минимально необходимыми нормами. 10.6. Естественное (природное) освещение По интенсивности и времени суток природное освещение принято делить на три основных вида: дневное, сумеречное, ночное. В безоблачную погоду, кроме этого, различают три компонента суммарной природной освещенности Е: прямую Еп, создаваемую прямыми лучами светила (Солнца или Луны), рассеянную Ен, поступающую от небосвода, и отраженную Е з от земной поверхности. Суммарная освещенность Е, получаемая какой-либо поверхностью, расположенной под открытым небом, равна сумме компонентов: Е = Еп + Ен + Ез. Все три составляющих зависят, разумеется, от времени года и времени суток, от состояния и степени прозрачности атмосферы, а также от отражающих свойств земной поверхности. При достаточно плотной облачности прямая составляющая обращается в нуль. Природная освещенность существенно зависит от облачности и времени суток. При дневном освещении возможны суммарные освещенности, при ночном освещении (полнолуние) — 0,35 лк. Сумма светлого и темного времени за год составляет Т = = 24·365 = 8760 ч. Из этого количества на светлое время на широте Москвы приходится 4480 ч и на темное (с учетом сумерек) — 4280 ч. Естественное освещение зданий Колебания освещенности днем, как уже говорилось выше, весьма велики. Поэтому естественная освещенность внутри помещений, обусловленная природным светом, также изменяется в больших пределах. Это обстоятельство заставляет регламентировать в зда439 ниях не абсолютные значения освещенности, а относительные, но постоянные, не меняющиеся с естественными колебаниями освещенности. Для этого введено понятие — коэффициент естественной освещенности Eв ·100 %, (10.30) eкео = Eн где екео — коэффициент естественной освещенности в данной точке помещения; Ев — освещенность в какой-либо точке внутри помещения; Ен — одновременно с Ев замеренная горизонтальная освещенность на открытом месте, создаваемая диффузным светом всего небосвода. Естественное освещение регламентируется нормами, в которых екео устанавливается в зависимости от минимального размера объекта различения. Действующими нормативами значение екео устанавливается для бокового освещения (через окна, витрины, витражи) от 3,5 до 0,1 % и для комбинированного (боковое совместно с верхним) от 10 до 0,5 %. Нормированное значение екео норм для каждого конкретного помещения устанавливается с учетом характера зрительной работы, системы расположения световых проемов, района на территории РФ, где установлено рассматриваемое здание. Определяется оно по формуле екео норм = екео тс, (10.31) где екео берется по нормам СНиП; m — коэффициент светового климата без учета прямого солнечного света, определяемый в зависимости от районирования территории РФ (вся территория страны разбита на 5 световых поясов светового климата); с — коэффициент солнечности климата (от 1 до 0,65) определяется в зависимости от типа светопроема и ориентации по сторонам горизонта. Распределение освещенности по глубине помещения и, следовательно, коэффициента естественной освещенности неравномерно. Для оценки уровня освещенности обычно строят кривые по замерам (или расчетам) екео в нескольких точках (обычно не менее пяти), расположенных на плоскости условной рабочей поверхности, отстоящей от пола на 0,8 м. В зависимости от типа светопроемов и их расположения по помещению указанные кривые могут поразному характеризовать светотехнические качества помещения. 440 Рис. 10.9. Эпюра коэффициента естественной освещенности при боковом освещении Коэффициент естественной освещенности при боковом освещении нормируется минимальным еmin, а при верхнем и комбинированном — средним еср. Для того чтобы то или иное рабочее место в помещении было обеспечено достаточным естественным светом в светлое время суток, т.е. для того, чтобы обеспечивался нормированный коэффициент естественной освещенности, необходимо запроектировать соответствующие светопроемы (рис. 10.9). В практике проектирования светотехнический расчет сводится к определению площади и выбору конструкций светопроемов по нормативам СНиП и ГОСТов. А далее выбранные светопроемы проверяются расчетом на обеспечение ими нормируемого коэффициент естественной освещенности. Требуемая площадь светового проема, например для бокового освещения, может быть определена по следующей приближенной формуле: SпEhpок K зд , (10.32) Soк = 100rобщr1 где Sок — требуемая площадь светового проема; Sп — площадь пола рассматриваемого помещения; ен — нормируемое значение екео; ок — коэффициент световой активности проема или так называемая световая характеристика окна; Кзд — коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями; 441 rобщ — общий коэффициент светопропускания, определяется в зависимости от коэффициента пропускания стекла, потерь света в переплетах окна, слое его загрязнения, несущих и солнцезащитных конструкциях перед окнами; r1 — коэффициент, учитывающий влияние отраженного света. Этот коэффициент определяется с учетом геометрических размеров помещения и светопроема и значений коэффициентов отражения потолка, стен и пола. Полученные таким образом значения площади световых проемов необходимо проверить на обеспечение ими того коэффициента естественной освещенности, который был рассчитан в качестве нормируемого для данного помещения и вида зрительной работы. Действительный коэффициент естественной освещенности, который может быть в расчетной точке помещения при выбранных светопроемах для бокового освещения, определяется по формуле еб = (бq + здК) rобщ r1, (10.33) где б, зд— геометрические коэффициенты естественной освещенности в расчетной точке М при боковом освещении от небосвода и соседних зданий; q — коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба; К — коэффициент учета относительной яркости противостоящих зданий, который зависит от отражательных способностей его стен; rобщ — общий коэффициент светопропускания; r1 — коэффициент, учитывающий влияние отраженного света внутри помещения. Геометрические коэффициенты естественной освещенности определяются по формуле = 0,01n1n2, где n1 и n2 — соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях количество световых лучей участков небосвода, определяемое по графикам I и II А.М. Данилюка (рис. 10.10). Рис. 10.10. Схемы к расчету геометрических коэффициентов естественной освещенности по методу А.М. Данилюка 442 Суть метода определения по указанным графикам сводится к следующему. Вся полусфера небосвода разбита на 100·100 = 10 000 участков равной яркости, а графики построены для вертикальной и горизонтальной проекций. При наложении на них разреза или плана помещения можно подсчитать число участков небосвода, видимых из расчетной точки М через светопроем. Для других условий освещения (верхнее, комбинированное), а также другие способы расчета коэффициента естественной освещенности приведены в специальной литературе. 10.7. Освещение территорий станций Установки наружного освещения на территории станции и на железнодорожных путях существенно отличаются от таких установок в других отраслях народного хозяйства. Освещение открытых территорий должно удовлетворять безопасности движения поездов и маневровых передвижений, обеспечивать хорошую видимость сигналов, безопасность пассажиров при посадке и высадке из вагонов, непрерывную и безопасную работу с грузами, а также их охрану. Установка наружного освещения должна обеспечивать: – нормируемую освещенность на участках станции, достаточную ее равномерность и постоянство без слепящего действия; – правильное направление светового потока, чтобы уменьшить тень от подвижного состава. Нормы освещенности открытых производственных территорий, путей и искусственных сооружений на станциях приведены в табл. 10.5. Отношение наибольшей освещенности железнодорожных путей, площадок, дорог и подъездов к наименьшему значению освещенности (коэффициент неравномерности освещения) не должно превышать 15:1. На железнодорожных станциях показатель ослепленности не должен превышать Р = 800 (показатель ослепленности — критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой). 443 Таблица 10.5 Нормы освещенности открытых производственных территорий, путей и искусственных сооружений на станциях Объекты 1 Сортировочные и крупные участковые станции: пути и горловины парков приема и отправления, сортировочные и вытяжные пути, а также транзитные парки пути надвига состава на горку; тормозные позиции на подгорочных путях (вагонные замедлители, башмаконакладыватели и башмакосбрасыватели) на расстоянии 250— 300 м от первой распределительной стрелки; хвостовая горловина сортировочного парка; ремонтные пути участок расцепки, вершина и спускная часть горки Остальные участковые станции: пути и горловины парков приема и отправления; пути транзитных парков, пути сортировочных парков, маневровые и вытяжные пути; горловины сортировочных парков (в местах работы составительских бригад, регулировщиков скорости движения вагонов и дежурных стрелочных постов) 444 ОсвещенПлоскость нормирования ность, лк, освещенности не менее 2 3 5 Поверхность земли 10 То же 10 Вертикальная вдоль оси пути на уровне 1 м от поверхности земли Вертикальная вдоль оси пути на уровне 3 м от поверхности земли и горизонтальная на поверхности земли 10 3 Поверхность земли 5 То же 10 >> >> Продолжение табл. 10.5 1 Пути и горловины опорных промежуточных станций, имеющих погрузочновыгрузочные сооружения и устройства (см. примечание) 2 2 3 >> >> Пути и горловины остальных промежуточных станций, разъездов и обгонных пунктов 1 >> >> Пути пассажирских и технических станций 5 >> >> Пути отстоя подвижного состава всех назначений и тупиковые пути для отстоя строительных механизмов и машин Междупутье на открытых путях экипировки локомотивов 2 >> >> 20 Поверхность земли Территории станции с телевизионным осмотром 10 То же Открытые склады тяжеловесов, контейнеров, лесоматериалов и др. 10 >> >> Грузовые платформы и рампы грузовых складов 20 Поверхность платформы, пола склада Приемо-отправочные пути и горловины крупных грузовых станций 5 Горизонтальная на уровне головки рельса Пассажирские платформы внеклассных станций (более 2 млн чел. в год) 10 Пассажирские платформы станций с интенсивным пассажиропотоком (0,7—2 млн чел. в год) 5 То же >> >> Пассажирские платформы станций со средним пассажиропотоком (100—700 тыс. чел. в год) 3 >> >> То же в период отсутствия поездов 2 >> >> Пассажирские платформы станций с малым пассажиропотоком (до 100 тыс. чел. в год) То же в период отсутствия поездов 2 >> >> 1 >> >> 445 Окончание табл. 10.5 1 Пешеходные мосты с лестницами, трапы, настилы для переходов 2 3 3 Поверхность настила, ступени Воинские платформы и площадки 5 Поверхность платформы или площадки Места механизированной выколки, дробления и погрузки льда на льдопунктах 20 Поверхность земли Льдоэкипировочные пути и эстакады 20 Поверхность крыши вагонов Пешеходные тоннели: днем вечером и ночью 100 40 Поверхность пола То же Примечание. Допускается снижение освещенности до 1 лк (кроме горловин и стрелок) по согласованию с управлением дороги в период отсутствия работы на отдельных участках железнодорожных станций. Показатель ослепленности зр 0,5 Р 1 0,45 E 1000, 1 2L ф (10.34) где Р — показатель ослепленности; Езр — освещенность на зрачке машиниста, лк; — угол действия блеского источника, град; Lф — яркость фона, кд/м2. Освещенность на зрачке машиниста можно измерить или рассчитать, пользуясь кривой силы света светильника, по формуле Езр I sin3 /l 2, (10.35) где I — максимальная сила света светильника, кд; l — расстояние от светильника вдоль оси междупутья, на котором величина I имеет максимальное значение, м; — направление максимальной силы света светильника, град. Расстояние l (H 3,5)tg, 446 (10.36) где H — высота установки светильника над уровнем головки рельса, м; 3,5 — высота расположения глаз машиниста над уровнем головки рельса, м. Угол действия блеского источника 90 . (10.37) Lф E / 0,032E, (10.38) Яркость фона где Е — минимальная (или нормированная) освещенность на поверхности междупутья, которую обеспечивает осветительная установка (определяется по номограммам), лк; — коэффициент отражения поверхности междупутья (принимается равным 0,1). Из формулы (10.34) определяется показатель ослепленности, значение которого сопоставляется с допустимым его значением Рдоп = = 800. Если Р > Рдоп, слепящее действие осветительной установки превышает допустимое, и рассматриваемый вариант размещения светильников отвергается. Ограничить слепящее действие осветительной установки можно, нормируя защитный угол и минимально допустимую высоту расположения осветительных приборов над уровнем междупутий (табл. 10.6). Таблица 10.6 Минимально допустимая высота расположения осветительных приборов над уровнем междупутий Светильник Мощность лампы, кВт Минимально допустимая высота установки светильников, м, при источниках света лампы накаливания газоразрядные лампы СЗП, СЗПР, СППР, НО, РКУ 0,125 7,0 7,5 ИТЖ-2000-02-У1 1 12 — ИТЖ-5000-002-У1 5 28 — ГТЖ-700-001-У1 0,7 15 — ЖТРП-2000 2 — 21 447 При использовании для освещения территорий прожекторов (с любыми источниками света) или наклонно расположенных осветительных приборов с ксеноновыми или галогенными лампами отношение I / H 2 — максимальная суммарная сила света осветительных приборов, установленных в одной световой точке — на одной мачте и посылающих световой поток в одном направлении, кд; Н — высота установки этих приборов над уровнем глаза наблюдателя, м) в зависимости от нормируемой освещенности не должно превышать значений, приведенных в табл. 10.7. Таблица 10.7 Отношение I/H 2 в зависимости от нормируемой освещенности Нормируемая освещенность, лк 0,5 1 2 3 5 10 100 150 250 300 400 700 Отношение I / H 2 Направленность освещения для осветительных установок железнодорожных станций характеризуется коэффициентом м затенения междупутий. Для одного междупутья (рис. 10.11) м X /(l а), где Х Х Х — ширина затененной части междупутья; 1 1 l — расстояние между осями соседних путей; а — ширина колеи. Для парков станций п Sз / Sм, где Sз — суммарная затененная площадь междупутий парка; Sм — общая суммарная площадь междупутий. Значение м снижается с увеличением высоты мачт Н и уменьшением числа путей между осветительными приборами. Наименьшее значение м достигается при подвеске светильников над каждым междупутьем на гибких тросах (м = 0,21—0,28). При работах на путях надвига составов на горках, полугорках и вытяжках очень важно обеспечить нормируемую освещенность 448 Рис. 10.11. Схема к определению коэффициента затенения междупутий м объектов различения, расположенных на вертикальной плоскости в междувагонном пространстве. Самая неудобная геометрия междувагонного пространства в крытых вагонах. Характеристика затенения оценивается в этом случае коэффициентом затенения междувагонного пространства мп. Его определяют из отношения мп X / hр, где X Lhр lH — наименьшая высота теневой фигуры в междувагонном L l пространстве; L — расстояние между светильниками; Н — высота вагона. За допустимое значение можно принять мп = 0,23. В этом случае точка середины соединенных автосцепок, расположенных на расстоянии около 1 м от земли, находится вне тени. Лучшие зрительные условия при работах по расцепке вагонов обеспечит осветительная установка, выполненная из светильников с трубчатыми источниками света, вытянутыми в непрерывную линию параллельно пути надвига. 449 Способы освещения путей Качество освещения зависит от способа его выполнения, конструкции осветительной установки, осветительных приборов, размещения их на территории, источников света. В одном и том же способе освещения можно использовать различные опорные конструкции и типы осветительных приборов. От характеристики светораспределения последних зависит расстояние между конструкциями, что влияет на экономичность установки в целом. Выбирая способ освещения станции, нельзя ограничиться только технико-экономическими обоснованиями, следует учитывать также: – характер путевого развития (число путей, наличие междупутий шириной 6,5 м или двух смежных по 5,3 м); – назначение парка или станции, определяющее нормируемые уровни освещенности; – вид тяги поездов; – конструкции подвески контактной сети (виды опор, жесткие или гибкие поперечины), определяющие возможность использования ее элементов для установки осветительных приборов. Основной элемент освещения железнодорожной станции – конструкция для установки осветительных приборов. Она влияет на удобство обслуживания последних и выбор типа осветительного прибора (светильник, прожектор или их комбинация). Опорными конструкциями осветительных установок станции могут быть: – железобетонная прожекторная мачта высотой 15 м (рис. 10.12, а); – металлические прожекторные мачты высотой 21 и 28 м, совмещенные с опорой контактной сети для гибких поперечин (рис. 10.12, б); – металлическая прожекторная мачта высотой 28 м с порталом, совмещенная с опорой контактной сети для гибких поперечин (рис. 10.12, в); – металлические прожекторные мачты высотой 35 м (рис. 10.12, г); высотой 35 м с удлиненной площадкой (рис. 10.12, д); высотой 45 м (рис. 10.12, е); высотой 45 м с удлиненной площадкой (рис. 10.12, ж); 450 451 Рис. 10.12. Опорные конструкции осветительных установок – жесткая поперечина для подвески контактной сети и установки осветительных приборов через 5 и 8 путей (рис. 10.12, з); – жесткая поперечина для размещения осветительных приборов, установленная на металлических опорах контактной сети для гибких поперечин (через 8 путей) (рис. 10.12, и); – металлический портал (через 8 путей) высотой 15 м на железобетонных опорах и высотой 28 м на металлических опорах (рис. 10.12, к); – цепная подвеска светильников длиной 260 м (рис. 10.12, л); – гибкая поперечина для подвески светильников через 8 и 24 пути (рис. 10.12, м). В зависимости от характера размещения осветительных приборов способы освещения путей станции делятся на три основные группы (табл. 10.8). Наиболее эффективными являются способы группы I, которые применяются для освещения приемо-отправочных и сортировочных парков станций всех типов, если это позволяет характер путевого развития. Они обеспечивают хорошее качество освещения и удобство обслуживания (имеются специальные устройства — настил, лестницы, ограждения). Принять такой способ можно и в неэлектрифицированных парках, однако экономически целесообразны они на электрифицируемых или подлежащих электрификации в ближайшие годы станциях. Подвеска светильников над осями междупутий на гибких поперечинах применяется лишь в тех случаях, когда можно обслуживать эти светильники с передвижной телескопической вышки (например, на технических пассажирских станциях), а также если другие способы освещения неприемлемы из-за того, что ширина междупутий меньше необходимой. Главное достоинство такой подвески — возможность перекрытия одной гибкой поперечиной парка шириной 130 м (до 24 путей). Светильники на цепной подвеске (группа II) располагают вдоль междупутий или над осями путей, а проводку выполняют по конструкциям контактной сети (высота 6,5 м). В последнем случае возможно затенение междупутий. При такой подвеске не обеспечивается безопасность обслуживания светильников без снятия напряжения с контактной сети. Применение ее практически ограничено освещением пассажирских платформ. 452 Таблица 10.8 Способы освещения путей станции Характеристика условий обслуживания Эффективные приведенные затраты, отн. ед. 0,26 + 1 Жесткие поперечины для размещения осветительных приборов установлены на Рис. 0,21 металлических опорах 10.12, и гибких поперечин контактной сети (H = 17 м) + 0,7 Металлические порта- Рис. 0,22 лы высотой 28 м 10.12, к + 0,8 Гибкие почеречины Рис. для подвески светиль10.12, м ников 0,3 — 0,95 0,3 — 1,1 Рис. 10.12, б, в 0,7 + 2,1 Рис. 10.12, д 0,28 + 0,81 Рис. 0,35 10.12, ж + 1,1 Группа характер размещевид конструкции освения осветительных тительной установки приборов I II III Осветительные приборы дальнего действия размещены в ряд над междупутьями; проекции их оптических осей направлены вдоль путей № рисунка Коэффициент затенения Характеристика групп способов освещения Жесткие поперечины для подвески контакрис. тной сети и установки 10.12, з осветительных приборов (H = 12 м) Светильники размещены над осями Цепная подвеска свепутей и вдоль тильников вдоль межРис. междупутий дупутий на гибких или 10.12, л жестких поперечинах контактной сети Осветительные Металлические приборы дальнего прожекторные мачты действия (групвысотой: пы прожекторов, 28 м светильники с 35 м ксеноновыми, галогенными лампами) размещены 45 м на мартах Примечание. Знак « + » означает, что осветительная установка отвечает требованиям, характеризующим удобство обслуживания; знак «—» означает, что эти требования не удовлетворяются. 453 Способы освещения группы III сравнительно удобны в эксплуатации независимо от технологии работы станции. Для обслуживания осветительной установки имеются специальные устройства, а число мачт, как правило, небольшое. Их недостаток — низкое качество освещения и возможность затенения междупутий подвижным составом. Для размещения прожекторных мачт требуются междупутья шириной не менее 6,5 м через 6—8 путей. Мачты с портальным основанием могут быть установлены на двух смежных междупутьях шириной 5,3 м. Наиболее целесообразно при этих способах использовать мачты высотой 35 м с удлиненной площадкой (см. рис. 10.12, д). Мачты высотой 15 и 21 м для освещения путей парков неприемлемы, так как они сильно затеняют междупутья. Пассажирские платформы освещаются двумя способами: консольными или подвесными светильниками на отдельно стоящих опорах и цепными подвесными светильниками, установленными на гибких или жестких поперечинах контактной сети. При размещении светильников на опорах (прежде всего консольных) руководствуются схемами, приведенными на рис. 10.13, а, б. Высота установки Рис. 10.13. Способы освещения пассажирских платформ: а — установка консольных светильников на боковой платформе; б — установка консольных светильников на промежуточной платформе; в — цепная подвеска светильников на жестких поперечинах контактной сети 454 светильников на опорах принимается равной 5,3—5,5 м для подвесных светильников и 6 м для консольных. Цепная подвеска (рис. 10.13, в) светильников удовлетворяет требованиям: – безопасности обслуживания установки на узких промежуточных платформах, когда при установке светильников с люминесцентными лампами не обеспечивается расстояние 2 м от светильников до частей контактной сети, находящихся под напряжением; – механизированной уборки платформ или когда на промежуточных платформах имеются опоры контактной сети и установка дополнительных опор загромождает платформу. Целесообразность применения цепной подвески светильников повышается с увеличением нормируемой освещенности и длины платформы. Высота установки светильников при цепной подвеске на низких платформах составляет 7 м, на высоких — 6 м. Глава 11. ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТОВ 11.1. Понятия и определения Промышленная безопасность опасных производственных объектов (далее — промышленная безопасность) — это защищенность жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий. Авария — разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ. Инцидент — отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от режима технологического процесса, нарушение положений нормативных и технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте. Под опасными производственными объектами в соответствии с федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 № 116-ФЗ являются предприятия или их цеха, участки, площадки, а также иные производственные объекты, на которых: 1) получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются следующие опасные вещества: а) воспламеняющиеся вещества — газы, которые при нормальном давлении и в смеси с воздухом становятся воспламеняющимися и температура кипения которых при нормальном давлении составляет 20 С или ниже; б) окисляющие вещества — вещества, поддерживающие горение, вызывающие воспламенение и (или) способствующие воспламенению других веществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической реакции; 456 в) горючие вещества — жидкости, газы, пыли, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления; г) взрывчатые вещества — вещества, которые при определенных видах внешнего воздействия способны на очень быстрое самораспространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов; д) токсичные вещества — вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющие следующие характеристики: – средняя смертельная доза при введении в желудок 15—200 мг на 1 кг; – средняя смертельная доза при нанесении на кожу 50—400 мг на 1 кг; – средняя смертельная концентрация в воздухе 0,5—2 мг на 1 л; е) высокотоксичные вещества — вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющие следующие характеристики: – средняя смертельная доза при введении в желудок не более 15 мг на 1 кг; – средняя смертельная доза при нанесении на кожу не более 50 мг на 1 кг; – средняя смертельная концентрация в воздухе не более 0,5 мг на 1 кг; ж) вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды, — вещества, характеризующиеся в водной среде следующими показателями острой токсичности: – средняя смертельная доза при ингаляционном воздействии на рыбу в течение 96 ч не более 10 мг на 1 л; – средняя концентрация яда, вызывающая определенный эффект при воздействии на дафнии в течение 48 ч, не более 10 мг на 1 л; – средняя ингибирующая концентрация при воздействии на водоросли в течение 72 ч не более 10 мг на 1 л; 2) используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды более 115 С; 457 3) используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы, эскалаторы, канатные дороги, фуникулеры; 4) получаются расплавы черных и цветных металлов и сплавы на основе этих расплавов; 5) ведутся горные работы, работы по обогащению полезных ископаемых, а также работы в подземных условиях. Все перечисленные выше опасные производственные объекты подлежат регистрации в государственном реестре. К видам деятельности в области промышленной безопасности относятся проектирование, строительство, эксплуатация, расширение, реконструкция, капитальный ремонт, техническое перевооружение, консервация и ликвидация опасного производственного объекта; изготовление, монтаж, наладка, обслуживание и ремонт технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте; проведение экспертизы промышленной безопасности; подготовка и переподготовка работников опасного производственного объекта в необразовательных учреждениях. Отдельные виды деятельности в области промышленной безопасности подлежат лицензированию в соответствии с законодательством Российской Федерации. 11.2. Лицензирование работ в области промышленной безопасности Осуществляется в соответствии с Федеральным законом «О лицензировании отдельных видов деятельности» от 08.08.2001 № 128-ФЗ. Под лицензией понимается специальное разрешение на осуществление конкретного вида деятельности, выдаваемое лицензирующим органом юридическому лицу или индивидуальному предпринимателю, при условии обязательного соблюдения лицензионных требований и условий. К лицензируемым видам деятельности относятся виды деятельности, осуществление которых может нанести ущерб правам, законным интересам, здоровью граждан, обороне и безопасности государства, культурному наследию народов Российской Федерации и регулирование которых не может осуществляться иными методами, кроме как лицензированием. Процедура лицензирования включает в себя мероприятия, связанные с предоставлением лицензий, переоформлением документов, 458 подтверждающих наличие лицензий при условии соблюдения лицензионных требований и условий — совокупности установленных положениями о лицензировании конкретных видов деятельности требований и условий, выполнение которых лицензиатом обязательно при осуществлении лицензируемого вида деятельности. Выдачу лицензий осуществляют лицензирующие органы федеральной исполнительной власти, органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации, осуществляющие лицензирование. Срок действия лицензии не может быть менее пяти лет. Срок действия лицензии по его окончании может быть продлен по заявлению лицензиата. Продление срока действия лицензии осуществляется в порядке переоформления документа, подтверждающего наличие лицензии. Положениями о лицензировании конкретных видов деятельности может быть предусмотрено бессрочное действие лицензии. Обязательным условием для принятия решения о выдаче лицензии на эксплуатацию является представление соискателем лицензии в лицензирующий орган разрешения на ввод опасного производственного объекта в эксплуатацию или положительного заключения экспертизы промышленной безопасности, а также декларации промышленной безопасности опасного производственного объекта. 11.3. Экспертиза промышленной безопасности Экспертизе промышленной безопасности подлежат: – проектная документация на расширение, техническое перевооружение, консервацию и ликвидацию опасного производственного объекта; – технические устройства, применяемые на опасном производственном объекте; – здания и сооружения на опасном производственном объекте; – декларация промышленной безопасности, разрабатываемая в составе проектной документации на расширение, техническое перевооружение, консервацию и ликвидацию опасного производственного объекта, и иные документы, связанные с эксплуатацией опасного производственного объекта. Экспертизу промышленной безопасности проводят организации, имеющие лицензию на проведение указанной экспертизы, за счет 459 средств организации, предполагающей эксплуатацию опасного производственного объекта или эксплуатирующей его. Результатом экспертизы промышленной безопасности является заключение. Заключение экспертизы промышленной безопасности, представленное в федеральный орган исполнительной власти в области промышленной безопасности или в его территориальный орган, рассматривается и утверждается ими в установленном порядке. Порядок проведения экспертизы промышленной безопасности и требования к оформлению заключения экспертизы промышленной безопасности устанавливаются федеральным органом исполнительной власти в области промышленной безопасности. Экспертиза промышленной безопасности может проводиться одновременно с другими экспертизами в установленном порядке. 11.4. Сертификация технических устройств, применяемых на объекте Сертификация — это процедура подтверждения соответствия продукции, услуг и оборудования требованиям качества и безопасности. Сегодня в России сертификация становится все более важным и необходимым условием для успешной экономической деятельности. Растущая конкуренция в сочетании с повсеместным укреплением цивилизованных, законных методов ведения бизнеса требует от компаний и предприятий не только четкого соблюдения стандартов качества продукции, услуг и оборудования, но и его надлежащего официального подтверждения. Стандарты качества и безопасности ГОСТ Р разработаны Ростехрегулированием (Госстандартом РФ) практически для всех видов продукции. Сертификацию проводит независимая организация, которая путем тестовых испытаний и экспертной оценки определяет, соответствует ли продукция установленным для нее стандартам и правилам. Официальным документом, подтверждающим соответствие качества и безопасности продукции действующим стандартам, является Сертификат соответствия ГОСТ Р, который выдается только аккредитованными при Ростехрегулировании (Госстандарте РФ) органами по сертификации. Сертификация ГОСТ Р может быть обязательной и добровольной. Обязательной сертификации подлежит большинство видов 460 продукции и оборудования как производимых в России, так и импортируемых из-за рубежа. На виды продукции, не подлежащие обязательной сертификации, можно оформить добровольный сертификат ГОСТ Р. Порядок добровольной сертификации и перечень требуемых документов практически идентичен обязательной, но в данном случае руководитель предприятия сам определяет, по каким параметрам испытывать свою продукцию. Сертификат «на серийное производство» или «на изготовителя» выдается сроком от 1 до 3 лет и оформляется на производителя. При такой схеме сертификации, как правило, требуется проведение испытаний продукции или оборудования. Рекомендуется для оформления российским компаниям. Сертификат «на контракт» предусмотрен для продукции, ввозимой партиями в течение определенного периода или для определенного контрактом количества продукции. В сертификате, оформляемом на контракт, указывается либо размер партии товара, либо срок действия сертификата. Рекомендуется для оформления иностранным компаниям. Для сертификации некоторых видов продукции и оборудования требуются дополнительные официальные документы: гигиеническое заключение, сертификат пожарной безопасности и др. Документация, необходимая для оформления сертификата: – технические условия (или документ, заменяющий их для импортного оборудования); – руководство (инструкция) по эксплуатации, монтажу и техническому обслуживанию; – электрическая схема общая и каждого блока (при блочной системе) со спецификацией элементов; – чертежи общего вида с размерами и свободным объемом оболочки, маркировкой взрывозащиты; – чертежи (схемы электрические) обеспечения средств взрывозащиты и искробезопасности; – характеристики изоляционных материалов; – чертежи средств пылеподавления (пылеулавливания), средств обеспечения фрикционной, электрической и пожарной безопасности; 461 – схемы размещения контрольных датчиков и предохранительных устройств обеспечения безопасности, размещения контрольно-измерительных, осветительных и сигнальных устройств, постов управления; – организационно-технические мероприятия по безопасной эксплуатации технического устройства; – акт и протокол эксплуатационных испытаний, а при наличии выявленных недостатков — справка об их устранении. Дополнительные документы для сертификации импортного оборудования и технических устройств: – аттестаты испытательных лабораторий, выданные метрологическими службами страны-поставщика технических устройств; – сертификаты соответствия органа по сертификации страныпоставщика на техническое устройство и на его комплектующие; – сертификат систем качества фирмы-поставщика технического устройства; – перечень стандартов страны-поставщика технического устройства по показателям безопасности, которым должно соответствовать техническое устройство; – при экспертизе технической документации может быть запрошена у заявителя дополнительная информация; – контракт на поставку. 11.5. Декларация промышленной безопасности объекта Декларация промышленной безопасности разрабатывается в составе проектной документации на строительство, расширение, реконструкцию, капитальный ремонт, техническое перевооружение, консервацию и ликвидацию опасного производственного объекта. Разработка декларации промышленной безопасности предполагает всестороннюю оценку риска аварии и связанной с нею угрозы; анализ достаточности принятых мер по предупреждению аварий, по обеспечению готовности организации к эксплуатации опасного производственного объекта в соответствии с требованиями промышленной безопасности, а также к локализации и ликвидации последствий аварии на опасном производственном объекте; разработку мероприятий, направленных на снижение масштаба последствий аварии и размера ущерба, нанесенного в случае аварии на опасном производственном объекте. 462 Перечень сведений, содержащихся в декларации промышленной безопасности, и порядок ее оформления определяются федеральным органом исполнительной власти в области промышленной безопасности. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» устанавливает обязательность разработки деклараций промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются вещества в количествах, указанных в приложении 2 к данному федеральному закону. Декларация промышленной безопасности уточняется или разрабатывается вновь в случае обращения за лицензией на эксплуатацию опасного производственного объекта, изменения сведений, содержащихся в декларации промышленной безопасности, или в случае изменения требований промышленной безопасности. Для опасных производственных объектов, действующих на день вступления настоящего федерального закона в силу, декларации промышленной безопасности разрабатываются в сроки, устанавливаемые Правительством Российской Федерации. Декларацию промышленной безопасности утверждает руководитель организации, эксплуатирующей опасный производственный объект. Он несет ответственность за полноту и достоверность сведений, содержащихся в декларации. Декларация промышленной безопасности, разрабатываемая в составе проектной документации на расширение, техническое перевооружение, консервацию и ликвидацию опасного производственного объекта, проходит экспертизу промышленной безопасности в установленном порядке. Проектная документация на строительство, реконструкцию, капитальный ремонт опасного производственного объекта, содержащая декларацию промышленной безопасности, подлежит государственной экспертизе в соответствии с законодательством Российской Федерации о градостроительной деятельности. Декларацию промышленной безопасности представляют органам государственной власти, органам местного самоуправления, общественным объединениям и гражданам в порядке, который установлен Правительством Российской Федерации. 463 11.6. Организация безопасной эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов 11.6.1. Порядок организации и осуществления технического контроля грузоподъемных кранов на предприятии Основополагающими документами, в области организации контроля за безопасностью эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов являются Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 № 116 и «Правила организации и осуществления производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на опасном производственном объекте». Утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от 10.03.1999 № 263 «Типовая инструкция для инженерно-технических работников, ответственных за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии», «Типовая инструкция для лиц, ответственных за безопасное производство работ кранами». Каждая эксплуатирующая организация на основании этих Правил разрабатывает положение о производственном контроле с учетом профиля производственного объекта. Производственный контроль является составной частью системы управления промышленной безопасностью и осуществляется эксплуатирующей организацией путем проведения комплекса мероприятий, направленных на обеспечение безопасного функционирования опасных производственных объектов, а также на предупреждение аварий на этих объектах и обеспечение готовности к локализации аварий и инцидентов и ликвидации их последствий. Ответственность за организацию и осуществление производственного контроля несут руководитель эксплуатирующей организации и лица, на которых возложены такие обязанности в соответствии с законодательством Российской Федерации. Производственный контроль в эксплуатирующей организации осуществляют назначенный решением руководителя организации работник или служба производственного контроля. Функции лица, ответственного за осуществление производственного контроля, рекомендуется возлагать: на одного из заместителей руководителя эксплуатирующей организации, если численность занятых на опасных 464 производственных объектах работников составляет менее 150 чел. или на специально назначенного работника, если численность занятых на опасных производственных объектах работников составляет от 150 до 500 чел., или на руководителя службы производственного контроля, если численность занятых на опасных производственных объектах работников составляет более 500 чел. Для организации технического надзора по обеспечению безопасной и безаварийной эксплуатации, содержанию в исправном состоянии объектов котлонадзора и грузоподъемных машин на каждом предприятии должен быть издан приказ по организации надзора. Этим приказом назначаются три категории ответственных лиц: а) инженерно-технический работник по надзору; б) инженерно-технический работник, ответственный за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии; в) инженерно-технический работник, ответственный за безопасное производство работ по перемещению грузов кранами. Содержание приказа должно соответствовать рекомендуемой форме, определенной в «Типовой инструкции для инженернотехнических работников по надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъемных машин». При наличии на предприятии более 50 кранов (как регистрируемых, так и не регистрируемых в инспекции Ростехнадзора) или более 150 единиц грузоподъемных машин всех типов обязанности по надзору могут исполнять главный механик, главный энергетик или другие инженерно-технические работники предприятия. Приказ издается после проведения проверки знаний правил, норм и инструкций по технике безопасности назначаемыми инженерно-техническими работниками и выдачи им на руки соответствующего удостоверения. В приказе о назначении ответственных лиц должны указываться их должность, фамилия, имя и отчество, номер и дата выдачи удостоверения, а также порядок замены ответственных лиц на время их отсутствия по причине болезни, отпуска и т.п. Обязанности ответственного лица по надзору. В соответствии с утвержденным руководителем предприятия планом работ: • не реже одного раза в квартал проверять работу ответственного лица за технически исправное состояние кранов, ответственного за 465 безопасное производство работ кранами и других ответственных лиц, назначенных приказом по организации надзора, правильность ведения ими журналов и документации; • проводить полное и частичное техническое освидетельствование подъемных сооружений и объектов в установленные сроки; • участвовать в комиссиях по аттестации и периодической проверке знаний обслуживающего и ремонтного персонала, а также по проверке знаний инженерно-технических работников, ответственных за содержание кранов в исправном состоянии, и лиц, ответственных за безопасное производство работ кранами; • проверять выполнение правил безопасности, проектов производства работ, правильность способов строповки грузов и соблюдения габаритов складирования грузов, правильность установки самоходных кранов, соблюдение системы нарядов-допусков при выполнении работ вблизи линий электропередачи и на крановых путях мостовых и консольных передвижных кранов; • осуществлять контроль: – ведения журналов; – осмотра грузоподъемных кранов; – осмотра съемных грузозахватных приспособлений и тары; – учета изготовления, испытания и выдачи съемных грузозахватных приспособлений и тары лично ответственными лицами, назначенными приказами. Ответственный по надзору не должен допускать эксплуатацию грузоподъемной машины: • при неисправности тормозов, канатов, крюков, лебедок, блокировочных устройств и приборов безопасности; • наличии трещин и деформаций в несущих конструкциях кранов; • неисправности кранового пути; • истечении срока технического освидетельствования крана; • обслуживании ее неаттестованными или не прошедшими периодическую проверку знаний крановщиками, стропальщиками. Инженерно-технический работник, ответственный за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии, обязан лично проводить осмотр грузоподъемных кранов, устранять неисправности кранов, записывать результаты осмотра в журнал личных осмотров кранов не реже одного раза в 15 дней, а также проводить плановые 466 ремонты кранов, подготовку грузоподъемных машин к техническому освидетельствованию. Периодическая проверка знаний ответственного за содержание кранов в исправном состоянии должна проводиться один раз в три года. Инженерно-технический работник, ответственный за безопасное производство работ по перемещению грузов кранами, обязан: организовать производство работ кранами в соответствии с правилами безопасности, проектом производства работ; инструктировать крановщиков и стропальщиков по безопасному ведению работы, не допускать к обслуживанию кранов необученный и неаттестованный персонал; лично проводить осмотр СГП и тары в установленные правилами сроки с записью результатов осмотра в журнал, если это возложено на него приказом. Регистрации в инспекции Ростехнадзора не подлежат: 1. Краны всех типов с ручным приводом, а также краны, у которых в качестве механизма подъема применен пневматический или гидравлический цилиндр. 2. Стрелковые краны грузоподъемностью до 1 т включительно. 3. Стреловые краны с постоянным вылетом стрелы или не снабженные механизмом поворота или передвижения независимо от грузоподъемности. 4. Мостовые краны и передвижные или поворотные консольные краны грузоподъемностью до 10 т включительно, управляемые с пола с помощью кнопочного аппарата, подвешенного на кране, или со стационарного пульта. 5. Переставные краны для монтажа мачт, башен, труб, устанавливаемые на монтируемом сооружении. 6. Мостовые краны и башенные, установленные на полигонах профессиональных училищ и технических курсов для учебных целей. 7. Электрические тали и лебедки для подъема груза или людей. Организация надзора за нерегистрируемыми грузоподъемными машинами на предприятии осуществляется так же, как и за регистрируемыми, однако разрешение инспектора котлонадзора на пуск в работу этих кранов (машин) не требуется. 467 11.6.2. Техническое освидетельствование и диагностирование грузоподъемных кранов Подъемные механизмы и съемные грузозахватные приспособления до пуска в работу должны быть подвергнуты полному техническому освидетельствованию. Подъемные механизмы, подлежащие регистрации в территориальных органах Ростехнадзора, должны подвергаться техническому освидетельствованию до их регистрации. Грузоподъемные машины, находящиеся в работе, должны подвергаться периодическому техническому освидетельствованию: – частичному — не реже одного раза в 12 мес.; – полному — не реже одного раза в 3 года, за исключением редко используемых машин (краны для обслуживания машинных залов электрических и насосных станций, компрессорных установок, а также другие грузоподъемные машины, используемые только при ремонте оборудования). Редко используемые грузоподъемные машины должны подвергаться полному техническому освидетельствованию не реже одного раза в 5 лет. Отнесение кранов к категории редко используемых производится владельцем по согласованию с инспекцией котлонадзора. Краны, выработавшие ресурс, должны подвергаться полному техническому освидетельствованию ежегодно. Внеочередное полное техническое освидетельствование грузоподъемной машины должно проводиться после: – монтажа, вызванного установкой грузоподъемной машины на новом месте; – реконструкции грузоподъемной машины; – ремонта металлических конструкций грузоподъемной машины с заменой расчетных элементов или узлов; – установки сменного стрелового оборудования или замены стрелы; – капитального ремонта или замены грузовой (стреловой) лебедки; – замены крюка или крюковой подвески (проводится только статическое испытание); – замены несущих или вантовых канатов кабельного типа кранов; 468 – по требованию инспектора котлонадзора. Техническое освидетельствование проводится ответственным по надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъемных машин при участии ответственного за содержание кранов в исправном состоянии. Цель технического освидетельствования — установить, что: – подъемный механизм и его установка соответствуют Правилам, паспортным данным и представленной для регистрации документации; – подъемный механизм находится в исправном состоянии, обеспечивающем его безопасную работу; – организация надзора и обслуживания подъемных механизмов, а также эксплуатация соответствует требованиям Правил. При полном техническом освидетельствовании подъемный механизм подвергается: – осмотру; – статическим испытаниям; – динамическим испытаниям. При частичном техническом освидетельствовании статические и динамические испытания грузоподъемной машины не проводятся. Цель частичного технического освидетельствования — установить, что замененные или отремонтированные элементы подъемного механизма находятся в исправном состоянии, обеспечивающем его безопасную работу. При техническом освидетельствовании грузоподъемной машины осматриваются и проверяются в работе ее механизмы и электрооборудование, приборы безопасности, тормоза, ходовые колеса и аппараты управления, а также проверяются освещение, сигнализация и регламентированные Правилами габариты. Кроме названного выше, при техническом освидетельствовании подъемных механизмов проверяются: – состояние металлоконструкций грузоподъемной машины; – состояние крюка, ходовых колес, блоков, барабанов, элементов тормозов; – фактическое расстояние между крюковой подвеской и упором при срабатывании концевого выключателя механизма подъема; – состояние изоляции проводов и заземления электрического крана с определением их сопротивления; 469 – соответствие массы противовеса и балласта стрелкового крана значениям, указанным в паспорте; – состояние кранового пути и соответствие его требованиям Правил, проекту и инструкции по эксплуатации грузоподъемной машины; – состояние канатов и их крепления. Статические испытания грузоподъемной машины проводятся нагрузкой, на 25 % превышающей ее грузоподъемность, по методике, изложенной в инструкции по эксплуатации крана, с целью проверки ее прочности. Статические испытания мостового и передвижного консольного кранов проводятся следующим образом. Кран устанавливается над опорами крановых путей, а его тележка (тележки) — в положение, отвечающее наибольшему прогибу. Крюком или заменяющим его устройством груз захватывается и поднимается на высоту 100— 200 мм с последующей выдержкой в таком положении в течение 10 мин. По истечении 10 мин груз опускается, после чего проверяется отсутствие остаточной деформации моста крана. Испытания стрелкового крана, имеющего одну или несколько грузовых характеристик, при периодическом или внеочередном техническом освидетельствовании проводятся в положении, соответствующем наибольшей грузоподъемности крана. При статических испытаниях стреловых кранов стрела устанавливается относительно ходовой, опорной части в положение, отвечающее наименьшей расчетной устойчивости крана, и груз поднимается на высоту 100—200 мм. Кран считается выдержавшим статические испытания, если в течение 10 мин поднятый груз не опустится на землю, а также не будет обнаружено трещин, остаточных деформаций и других повреждений металлоконструкций и механизмов. Динамические испытания грузоподъемной машины проводятся грузом на 10 %, превышающим грузоподъемность машины, с целью проверки действия механизмов и тормозов. При динамических испытаниях проводятся многократные подъем и опускание груза, а также проверка действия всех других механизмов грузоподъемной машины при совмещении рабочих движений, предусмотренных инструкцией по эксплуатации. 470 Испытания крана, имеющего несколько сменных грузозахватных органов, проводятся с тем грузозахватным органом, который установлен на момент испытаний. 11.6.3. Техническое освидетельствование грузозахватных средств Техническое состояние грузозахватных приспособлений проверяют осмотром и испытанием. Освидетельствованию они подлежат перед вводом в эксплуатацию и периодически во время работы. Грузозахватные приспособления можно не испытывать, если они новые, испытаны заводом-изготовителем и не имеют внешних дефектов. При осмотре грузозахватного приспособления проверяют его общее состояние и степень износа зажимов, гаек, шплинтов, заплеток, сварных соединений, брони и т.п. Если грузозахватные приспособления не забракованы при внешнем осмотре, то их испытывают под нагрузкой. Для этого по паспорту, журналу или расчетом определяют предельную рабочую нагрузку. По рабочей нагрузке подбирается испытательная, равная 1,25 рабочей нагрузки. Во время испытания тарированный груз захватывают испытуемым приспособлением, приподнимают краном на высоту 200— 300 мм от уровня пола и выдерживают на весу 10 мин. На многих заводах существуют стационарные испытательные стенды. Если после испытания на приспособлении не обнаруживается повреждений, обрывов, трещин, остаточных деформаций, то оно считается годным. Остаточные деформации определяют сопоставлением номинальных размеров элементов грузозахватного приспособления до испытания с фактическими размерами после испытания. Если детали приспособления получили недопустимые по нормам остаточные деформации, то к эксплуатации оно допускается только после тщательного осмотра и пересчета на новую грузоподъемность, а также после последующего испытания. К испытанному приспособлению прикрепляют бирку, на которой указывают номер, грузоподъемность, дату испытания. Результаты освидетельствования заносят в журнал регистрации грузозахватных средств. Журнал содержит полные сведения о каждом приспособлении: порядковый номер, назначение, техническую 471 характеристику, наименование завода-изготовителя, дату изготовления, заключение ОТК о результатах испытания. Браковка грузозахватных средств, находящихся в эксплуатации, должна производиться по инструкции, разработанной специализированной организацией и определяющей порядок и методы осмотра. Нормы и сроки освидетельствования грузозахватных средств представлены в табл. 11.1. Таблица 11.1 Нормы и сроки освидетельствования грузозахватных средств Периодичность Время НагрузосвидетельПриспособления выдержиспытания, ка ствование, ки, мин. мес. дни Стальные и пеньковые канаты, 10 6 1,25 Р 10 цепи, стропы всех типов, крюки, грузозахватные приспособления, карабины, петли, скобы, восьмерки, кольца, рымы, штыри Крюки грузоподъемных механизмов 180 12 1,25 Р 10 Траверсы, коромысла 30 6 — — Осмотр стропов, грузозахватных приспособлений и тары следует производить ежедневно перед началом работы. Канатный строп подлежит браковке, если число видимых обрывов наружных проволок каната превышает указанное в табл. 11.2. Таблица 11.2 Признаки браковки Стропы из канатов двойной свивки (d — диаметр каната, мм) Число видимых обрывов проволок на участке канатного стропа длиной 3d 6d 30d 4 6 16 Цепной строп подлежит браковке при удлинении звена цепи более 3 % от первоначального размера и при уменьшении диаметра сечения звена цепи из-за износа более 10 %. 472 Браковка канатов грузоподъемных кранов, находящихся в эксплуатации, должна производиться в соответствии с руководством по эксплуатации крана. При отсутствии в руководстве по эксплуатации соответствующего раздела браковка производится согласно рекомендациям, приведенным в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов». Машинист крана осматривает грузозахватные приспособления перед началом смены. При обнаружении изломов, трещин, расслоения металла, обрыва резьбы, разгибания крюка или износа его зева более 10 %, износа каната и других дефектов, нарушающих целостность конструкции, грузозахватное приспособление должно быть изъято из употребления. Для оценки безопасности использования канатов применяют следующие критерии: а) характер и число обрывов проволок, в том числе обрывы проволок у концевых заделок, места сосредоточения обрывов проволок, интенсивность возрастания числа обрывов проволок; б) разрыв пряди; в) поверхностный и внутренний износ; г) поверхностная и внутренняя коррозия; д) местное уменьшение диаметра каната, включая разрыв сердечника; е) уменьшение площади поперечного сечения проволок каната (потери внутреннего сечения); ж) деформация в виде волнистости, корзинообразности, выдавливания проволок и прядей, раздавливания прядей, заломов, перегибов и т.п.; з) повреждения в результате температурного воздействия или электрического дугового разряда. Канаты кранов, предназначенных для перемещения расплавленного или раскаленного металла, огнеопасных и ядовитых веществ, бракуют при вдвое меньшем числе обрывов проволок. Проволоки заполнения не считаются несущими, поэтому не подлежат учету. В канатах с несколькими слоями прядей учитываются проволоки только видимого наружного слоя. В канатах со стальным сердечником последний рассматривается как внутренняя прядь и не учитывается. При уменьшении диаметра каната в результате поверхностного износа или коррозии на 7 % и более по сравнению с номинальным 473 диаметром канат подлежит браковке даже при отсутствии видимых обрывов проволок. При поверхностном износе или коррозии проволок каната число обрывов как признак браковки должно быть уменьшено в соответствии с данными табл. 11.2. При уменьшении первоначального диаметра наружных проволок в результате износа или коррозии на 40 % и более канат бракуется. Износ или коррозия проволок по диаметру определяется с помощью микрометра или иного инструмента, обеспечивающего аналогичную точность. При меньшем, чем указано в табл. 11.2, числе обрывов проволок, а также при поверхностном износе проволок без их обрыва канат может быть допущен к работе при условии тщательного наблюдения за его состоянием при периодических осмотрах с записью результатов в журнал осмотров и смены каната по достижении степени износа, указанной в табл. 11.3. Для оценки состояния внутренних проволок, т.е. для контроля потери металлической части поперечного сечения каната (потери внутреннего сечения), вызванной обрывами, механическим износом и коррозией проволок внутренних слоев прядей, канат необходимо подвергать дефектоскопии по всей его длине. Таблица 11.3 Нормы браковки каната в зависимости от поверхностного износа или коррозии Уменьшение диаметра проволок в результате поверхностного износа или коррозии, % Количество обрывов проволок, % от норм, указанных в табл. 11.2 10 15 20 25 30 и более 85 75 70 60 50 При регистрации с помощью дефектоскопа потери сечения металла проволок, достигшей 17,5 % и более, канат бракуется. Необходимость применения дефектоскопии стальных канатов определяют согласно требованиям нормативной документации. Все грузозахватные приспособления должны иметь клеймо или бирку с указанием номера, грузоподъемности и даты испытания. 474 Машинисту запрещается применять грузозахватные приспособления, не имеющие клейма или бирки, тару без указаний на ней грузоподъемности и назначения, а также грузозахватные приспособления, не зарегистрированные в крановом журнале. 11.6.4. Определение расчетных параметров стропов Выбор стропов начинают с определения массы груза и расположения его центра тяжести. Определив массу поднимаемого груза и расположение центра тяжести, стропальщик определяет число мест застропки и их расположение с таким расчетом, чтобы груз не мог опрокинуться или самостоятельно развернуться. Из этого расчета выбирают строп или подходящее грузозахватное приспособление, закрепленные за стропальщиком. Одновременно следует учитывать длину выбираемого многоветвевого стропового грузозахватного приспособления. При выборе длины стропа следует исходить из того, что при малой длине угол между ветвями строп будет больше 90, а при большой длине — теряется высота подъема груза и возникает возможность его кручения. Оптимальные углы между ветвями строп находятся в пределах 60—90 (рис. 11.1, а). При подъеме грузов Рис. 11.1. Внешний вид и расчетная схема усилий в четырехветвевом стропе: а — оптимальные углы между ветвями строп находятся в пределах 60—90; б — изменение усилия в ветвях при подъеме одного и того же груза весом Р с помощью четырехветвевого стропа 475 стропом, имеющим несколько ветвей, учитывают, что усилие в ветвях зависит от угла их наклона к горизонту (или угла между ветвями). На рис. 11.1, б показано, как при подъеме одного и того же груза весом Q с помощью четырехветвевого стропа изменяется усилие в ветвях. При выборе строп следует также определить, из каких элементов должна состоять гибкая часть стропа (стальной канат или цепь, траверса или другой вид жестких строп и т.п.) и какие концевые и захватные элементы целесообразнее использовать для подъема конкретного груза. Перед работой следует тщательно проверить состояние крановой подвески с крюком и крюковой обоймы. При обнаружении неисправности следует доложить об этом крановщику. Для подъема и перемещения крупногабаритных и длинномерных грузов применяют траверсы. Чтобы определить технические данные гибких стропов, необходимо провести расчет. Прежде всего определяют натяжение в одной ветви стропа: Q kQ S , (11.1) m cos m где S — расчетное усилие, приложенное к стропу, без учета коэффициента перегрузки и воздействия динамического эффекта, кН; Q — вес поднимаемого груза, Н; m — общее число ветвей стропа; — угол между направлением действия расчетного усилия стропа; k — коэффициент, зависящий от угла наклона ветви стропа к вертикали (табл. 11.4). Таблица 11.4 Зависимость коэффициента k от угла наклона ветви стропа к вертикали , град 0 15 30 45 60 k 1 1,03 1,15 1,42 2 Затем определяют разрывное усилие в ветви стропа: S S , kз (11.2) где kз — коэффициент запаса прочности для стропа, определяемый в зависимости от типа стропа. 476 По найденному разрывному усилию (см. рис. 11.1) подбирают канат и определяют его технические данные: временное сопротивление разрыву, ближайшее большее к расчетному, и его диаметр. Задача. Требуется определить разрывное усилие, возникающее в каждой из ветвей четырехветвевого стропа при подъеме груза весом 102 кН с зацепкой крюками при угле отклонения ветвей стропа от вертикали 45 и числе ветвей m = 4. Решение. Для = 45 коэффициент k = 1,42, соответственно усилие, действующее на одну ветвь стропа, равно S = 1,42·102/4 = 36,2 кН. Разрывное усилие ветви стропа R, изготовленного из стального каната, при kз = 6 составляет R = 6·36,2 = 217,26 кН. В соответствии с действующими правилами Ростехнадзора грузоподъемность стропов, имеющих несколько ветвей, рассчитывают с учетом угла между ветвями 90 (номинальная грузоподъемность). Поэтому при использовании для подъема грузов и материалов многоветвевых (m 2) строп стропальщик должен следить, чтобы угол не превышал 45. При обвязке стропами грузов, имеющих острые ребра, между ребрами и канатами или лентами следует поместить проставки для предохранения стропов от повреждений. Если груз обвязывается цепными стропами, необходимо избегать изгиба звеньев на ребрах груза. Следует иметь в виду, что при обвязке груза и при строповке груза с его затяжкой петлей необходимо снижать грузоподъемность стропа на 20 %. Иногда груз свободно укладывают на петлевые стропы. В этом случае независимо от числа петель на грузе обязательно должны быть элементы, которые предохранят его от продольного смещения. 11.7. Расчет устойчивости кранов Под устойчивостью крана понимают его способность противодействовать опрокидывающим моментам. Различают грузовую и собственную устойчивость. Грузовая устойчивость — способность крана противодействовать опрокидывающим моментам, создаваемым весом груза, силами инерции, ветровой нагрузкой рабочего состояния и другими факторами. 477 Собственная устойчивость — это способность крана без наличия груза противодействовать опрокидывающим моментам, создаваемым ветровой нагрузкой нерабочего состояния и другими факторами. Безотказность работы всех передвижных грузоподъемных кранов (стреловые самоходные, железнодорожные, башенные, портальные и т.п.) должна обеспечиваться достаточной устойчивостью против опрокидывания как в рабочем, так и в нерабочем состоянии. Рабочим считают состояние, в котором кран полностью смонтирован и кран или его часть (с грузом или без груза) перемещаются с помощью механизмов крана. Нерабочими считают состояния, в которых груз отсутствует, кран отключен от источника энергии и установлен в положение, предусмотренное инструкцией по эксплуатации. К нерабочему состоянию относятся также положения крана при монтаже и демонтаже, при погрузке (выгрузке) и перебазировании крана в демонтированном (частично или полностью) виде и при испытаниях крана. Расчет устойчивости проводится при действии испытательной нагрузки, действии груза (грузовая устойчивость), отсутствии груза (собственная устойчивость), при внезапном снятии нагрузки и при монтаже (демонтаже). Расчет устойчивости кранов должен проводиться в соответствии с указаниями ПБ 10-382-2000 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» и руководящей нормативной документации, например, РД 05-07 «Методические рекомендации. Краны стреловые самоходные. Нормы расчета устойчивости против опрокидывания», РД 22-166-86 «Краны башенные строительные. Нормы расчета» и других документов, в условиях, когда сочетание действующих на кран нагрузок относительно ребра опрокидывания наиболее неблагоприятно с точки зрения возможности опрокидывания крана. В расчетах должны быть учтены как нормативные Н, так и случайные С составляющие нагрузок, определяемые в сочетаниях, указанных в табл. 11.5. К нормативным относятся нагрузки, значения которых контролируются во время эксплуатации или при изготовлении, например, путем взвешивания, и определяются только на основании характеристик крана (грузоподъемность, вес крана, ветровой район и т.п.). 478 Таблица 11.5 Сочетание нагрузок при расчете на устойчивость Нагрузка Испытательная Вес крана Вес груза Ветровая: в рабочем состоянии в нерабочем состоянии Динамическая: При подъеме и опускании груза При подъеме или опускании стрелы или ее телескопировании При повороте При передвижении При внезапном снятии груза Номер сочетания 1 Н Н 2 3 4 Н Н Н Н+С Н+С Н+С Н+С Н 5 6 7 8 Н Н Н Н Н+С Н+С Н+С Н Н+С С С С С Н С С Н К случайным относятся нагрузки, предельные значения которых контролирует крановщик (динамическая нагрузка при работе механизмов) или которые не поддаются контролю (динамические нагрузки от пульсации ветра). Возможные в условиях эксплуатации случайные нагрузки, вызванные неквалифицированным управлением краном, в расчетах не учитываются. Направление нормативных нагрузок в каждом сочетании должны приниматься наиболее неблагоприятными относительно ребра опрокидывания, при котором кран по устойчивости максимально приближается к предельному состоянию. Взаимное положение частей крана должно приниматься также наиболее неблагоприятным из числа допускаемых инструкцией по эксплуатации. При этом можно использовать только действие нормативных нагрузок. В табл. 11.5 обозначение Н показывает, что при расчете должны быть учтены только нормативные нагрузки. При этом случайные нагрузки несущественны. Обозначение С показывает, что должны быть учтены только случайные нагрузки, а нормативные — несу479 щественны. Обозначение Н+С показывает, что должны быть учтены и нормативные, и случайные нагрузки. В сочетаниях 2—8 должны учитываться нагрузки от расчетного наклона основания крана, совпадающего с направлением ветра и определяемого как сумма предельного угла наклона площадки (i1), на которой установлен кран и наименьшего угла наклона крана (i2) относительно площадки, при которой все опоры, не лежащие на ребре опрокидывания, оказываются разгруженными. Значение угла наклона i1 принимают по паспорту крана или по инструкции по эксплуатации. Значение угла наклона i2 определяют расчетом или путем испытания. Для кранов, установленных на выносных опорах, а также для гусеничных кранов разрешается принимать i2 = arctg 0,05/В, где В — расстояние (в метрах) между опорами, колея или база гусеничного движителя. Для башенных строительных кранов наклон основания к горизонтали принимают равным 0,1/В, где В — база (колея) передвижного крана. Для определения уклона рабочей площадки и проверки точности установки крана на выносных опорах стреловые, самоходные и прицепные краны (за исключением работающих на рельсовых путях) снабжаются указателями-кренометрами. Влияние крена и сил инерции на устойчивость крана увеличивается с увеличением высоты центров тяжести крана и противовеса и с уменьшением размера колеи. Поэтому, если, например, баки для горючего расположены так, что их заполнение уменьшает устойчивость крана, то при расчете их принимают полностью наполненными. В противном случае их считают ненаполненными. Сохранение устойчивости крана определяется соотношением опрокидывающего и удерживающего моментов, действующих относительно ребра опрокидывания крана. За ребро опрокидывания принимают прямые (по периметру опорного контура), соединяющие точки приложения равнодействующих давлений на ходовые тележки. Устойчивость крана необходимо обеспечить при стреле, расположенной как вдоль, так и поперек подкранового пути. Так как в большинстве случаев у передвижных кранов колея меньше базы, то обычно более опасным, а следовательно, и расчетным случаем является положение стрелы поперек пути. 480 Для обеспечения устойчивости крана должно выполняться неравенство kМ он mo My, где М н — опрокидывающий момент нормативных нагрузок, действующих на о кран относительно ребра опрокидывания; My — удерживающий момент относительно того же ребра опрокидывания; k — коэффициент перегрузки, учитывающий возможные отклонения в неблагоприятную сторону случайных нагрузок, действующих на кран; mo — коэффициент, учитывающий влияние условий работы крана, в том числе отклонение масс отдельных частей крана от их номинальных значений и класс ответственности крана, устанавливаемый в зависимости от областей применения. Значения коэффициентов k и mo принимаются по рекомендациям указанных выше документов. Под устойчивостью крана понимается его способность противодействовать опрокидывающим моментам. Расчет устойчивости крана производится при действии испытательной нагрузки, действии груза (грузовая устойчивость), отсутствии груза (собственная устойчивость), внезапном снятии нагрузки и монтаже (демонтаже). Устойчивость крана должна быть обеспечена для всех его положений при любых возможных комбинациях нагрузок. К этим нагрузкам для передвижного поворотного крана относятся: – вес поднимаемого груза; – инерционные силы при пуске или торможении механизмов крана; – центробежные силы, возникающие при вращении поворотной части крана; – сила давления ветра на груз и элементы крана. Условия проверки грузовой устойчивости (рис. 11.2, а): кран стоит на наклонной местности, подвержен действию ветра (по нормам для рабочего состояния) и поворачивается, одновременно тормозится спускаемый груз; стрела установлена поперек пути (при установке стрелы вдоль пути может одновременно происходить и торможение движущегося крана); на кран действуют вес груза, силы инерции, возникающие при торможении спускаемого груза и движущегося крана, силы инерции от вращения крана, ветровая нагрузка. Расчет устойчивости производится для всех вылетов. 481 482 Рис. 11.2. Схема расчета устойчивости стрелового крана Условия проверки собственной устойчивости (рис. 11.1, б): кран стоит на наклонной местности, вылет стрелы минимальный; кран подвержен только действию ветра (по нормам для нерабочего состояния). Расчет производится только для минимального вылета. Запас устойчивости характеризуется коэффициентом устойчивости и устанавливается нормативными документами. Коэффициентом грузовой устойчивости называют отношение момента М относительно ребра опрокидывания, создаваемого весом крана с учетом дополнительных нагрузок (ветровая нагрузка, силы инерции, возникающие при пуске или торможении механизмов подъема груза, поворота или передвижения крана) и влияния наибольшего допускаемого при работе крана уклона, к моменту Мг, создаваемому рабочим грузом относительно того же ребра. Этот коэффициент должен быть не менее 1,15, т.е.: М 1,15. г Мг Ребром опрокидывания является линия, проходящая через точку контакта колеса и рельса, относительно которой кран стремится опрокинуться. Коэффициентом собственной устойчивости называют отношение момента, создаваемого весом крана, с учетом уклона пути в сторону опрокидывания относительно ребра опрокидывания к моменту, создаваемому ветровой нагрузкой при нерабочем состоянии крана относительно того же ребра опрокидывания. Этот коэффициент также должен быть не менее 1,15. Для определения числовых значений коэффициентов устойчивости необходимо определить силы, действующие на кран; плечи, на которых действуют эти силы, и создаваемые ими моменты. На рис. 11.1, а показан железнодорожный кран в рабочем состоянии и действующие на него силы. Точка О представляет собой ребро опрокидывания, а точка цт — положение центра тяжести крана. Силы, действующие на кран, и плечи этих сил следующие: Q —вес крана; Q = Qcos — нормальная составляющая веса крана, действующая на плече (а+b) относительно ребра опрокидывания; Q = Qsin — составляющая веса крана, действующая параллельно плоскости вращения крана на плече h2; 483 W1 = pFk — сила давления ветра, действующая на плече h1 на подветренную площадь крана Fk и зависящая от удельного давления ветра р при рабочем состоянии крана; W2 = pFг — сила давления ветра на подветренную площадь груза Fг, действующая на плече h3 при ветре рабочего состояния; Gг — вес наибольшего рабочего груза, действующего на плече (L — b)cos + h3 sin ; Gит — сила инерции груза при торможении, действующая на плече (L—b)cos + h3 sin : Gит Gг vоп g tт , где tт — время торможения, с; vоп — скорость опускания груза, м/с, принимаемая как vоп = 1,5vп; vп — скорость подъема груза, м/с; Gив — центробежная сила груза, возникающая при вращении крана и действующая на плече h3 относительно ребра опрокидывания: Gив где m mv2 , R Gг ; g R — радиус вращения груза, м. При вращении крана канат, на котором висит груз, под действием силы инерции отклонится от вертикали на угол . Следовательно, радиус вращения груза превысит вылет крана на некоторую величину с. Угол отклонения каната определяется из равенства tg c h4 Gив Gг Отсюда следует, что с h4 484 Gив Gг , . а радиус вращения груза R L h4 Gив Gг . Окружная скорость груза составляет: v 2Rn , м/с, 60 где n — скорость вращения крана, мин–1. Теперь легко получить значение силы Gив, подставляя в исходную формулу центробежной силы полученные выражения. Легко убедиться, что Gив G Ln2 г . 900 4 2hn Суммарный восстанавливающий момент М равен сумме моментов, создаваемых силами Q, Gит, Gив, W1 и W2. Опрокидывающий момент создается силой Gг. Тогда коэффициент грузовой устойчивости можно вычислить по формуле Q((a b)cos h2 sin) Gг Ln2h3 900 h n 2 4 г Gг vоп gtт (L b) W1h1 W2h3 Gг (L b) 1,15. Угол наклона для башенных строительных кранов принимают равным примерно 1,5, для железнодорожных, пневмоколесных, гусеничных, автомобильных и других подобных кранов, работающих без выносных опор, примерно 3, при работе на выносных опорах — 1,5. Нормами предусмотрена проверка коэффициента грузовой статической устойчивости, т.е. устойчивости крана, находящегося только под воздействием весовых нагрузок (без учета дополнительных сил и уклона площади): ст г Q(a c) 1,4. Gг (L b) 485 Коэффициент собственной устойчивости крана MQ 1,15, с Mв где MQ — момент, создаваемый весом крана с учетом уклона пути в сторону опрокидывания; Мв — момент ветровой нагрузки при нерабочем состоянии крана относительно ребра опрокидывания. Тогда Q((b d ) h2 sin ) 1,15. W 1 h1 Для башенных кранов устойчивость крана против опрокидывания проверяется по РД 22-162-86 «Краны башенные строительные. Нормы расчета». Расчет устойчивости свободностоящих кранов должен проводиться для случаев, приведенных в табл. 11.6 и на рис. 11.3. Условием обеспечения устойчивости является неравенство My > Мо (где Му — удерживающий момент; Мо — опрокидывающий момент, действующий на кран). с Таблица 11.6 Расчетные случаи обеспечения устойчивости крана Устойчивость Грузовая Собственная: в рабочем состоянии крана в нерабочем состоянии крана При внезапном снятии нагрузки (обрыв груза) При монтаже: при подъеме башни Момент опрокидывающий удерживающий Схема на рисунке М о* М у* k(Qgb1 M1кр Мгр) 0,9Gоb2 1.6, а kM1кр 0,9Gоb3 1.6, б kM2кр 1,05Gоb4 0,3Qgb5 + M1кр 0,9Gоb6 1.6, в 1.6, г kGпb7 kM2кр 1,05Gоb8 1,05Gоb9 1.6, д при неполностью смонтиро1.6, е ванном кране Примечание: k — коэффициент перегрузки; Q — грузоподъемность; b1 — b9 плечи действия сил относительно ребра опрокидывания; M1кр, Mгр и M2кр — моменты от ветровых нагрузок на кран в рабочем состоянии, груз и на кран в нерабочем состоянии; Gо — общий вес крана; Gп, Gн — вес поднимаемых и неподвижных частей крана; G — вес смонтированных частей крана; g — ускорение свободного падения. 486 Рис. 11.3. Расчетные случаи для проверки устойчивости крана: Р — ребро опрокидывания; Wp, Wн — ветровые нагрузки на кран в рабочем и нерабочем состоянии; Go — общий вес крана; G — вес неполностью смонтированного крана; Gп, Gн — вес поднимаемых и неподвижных частей крана; — угол наклона пути; bi — плечи действия сил 487 Кран установлен на максимально допустимом уклоне в сторону опрокидывания. Учитывается деформация крановых конструкций и рельсового пути. Устойчивость в нерабочем состоянии и при монтаже проводится без учета действия нагрузок рельсовых захватов. Принимается, что под действием ветровых нагрузок кран разворачивается по направлению действия ветра. Расчет устойчивости крана в нерабочем состоянии и при монтаже не проводится, если кран прикреплен к основанию, а захваты и основание могут воспринимать нагрузки отрыва. Вес крана Gо, вес неподвижных Gн и смонтированных G частей крана при проверке грузовой и собственной устойчивости, а также устойчивости при монтаже определяются без учета веса ходовых тележек, если конструкция соединения ходовых тележек с ходовой рамой крана допускает вертикальное перемещение тележек относительно ходовой рамы. 11.7.1. Требования безопасности при работе стреловых и башенных кранов Безопасность эксплуатации стреловых и башенных кранов закладывается уже на этапе разработки проекта проведения работ. Одним из элементов проекта является рабочая привязка монтажных кранов и подъемников, которая заключается в установлении точного взаимного расположения возводимого здания и грузоподъемных машин. Правильная привязка обеспечивает требуемый «охват» всего объекта монтажными машинами и безопасные условия производства работ. Рабочая привязка башенных кранов состоит в поперечной и продольной привязке крана, подкрановых путей и их ограждений. Для поперечной привязки при возведении надземной части здания определяется расстояние от оси подкрановых путей до ближайшей к крану грани строящегося здания. Это расстояние зависит от конструктивного исполнения крана и ширины колеи. У кранов с поворотной башней наиболее приближены к зданию поворотная платформа или нижний противовес. Привязка таких кранов осуществляется по формуле B = Rпов + lбез, 488 где В — минимальное расстояние от оси подкрановых путей до наружной грани здания, м; Rпов — радиус поворотной части или противовеса; lбез — минимально допустимое расстояние (безопасное) по горизонтали между выступающей частью крана и зданием. Принимается на высоте до 2 м от уровня земли равным не менее 0,7 м; на высоте более 2 м — не менее 0,4 м. Краны с неповоротной башней могут располагаться ближе к зданию, поскольку механизм поворота и противовесная консоль располагаются выше строящегося объекта. У этих кранов наиболее приближенной к зданию является ходовая часть. Для них В = 0,5bк + b + lбез, где bк — ширина колеи крана, м; b — величина выступающей за колею ходовой части, м, определяется по паспорту крана. Привязку башенных и рельсовых стреловых кранов при возведении подземной части здания у неукрепленных котлованов и траншей производят, исходя из глубины выемки h и вида грунта, что обеспечивает расположение машин за пределами призмы обрушения. Безопасное расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до оси ближайшего рельса определяется по формуле lбез = lб + lр, м, где lб — минимальное расстояние от основания откоса выемки до нижнего края балластной призмы: для песчаных и супесчаных грунтов lб > l,5h + 0,4, м; для глинистых и суглинистых грунтов lб > h + 0,4, м; lр — расстояние от нижнего края балластной призмы до оси рельса определяется по формуле lр = (hб + 0,05)m + 0,2 + 0,5lш, м, где hб — высота слоя балласта под полушпалами, зависит от вида балласта и типа крана, м; 0,05 — стандартное углубление полушпалы в балласт, м; m — показатель крутизны откосов балластной призмы: для щебня и гравия m = 1,5; для песка и шлака т = 2; 0,2 — минимально допустимое расстояние от верхнего края балластной призмы до конца полушпалы, м; lш — длина деревянной полушпалы, lш = 1,35 м. 489 Поперечную привязку ограждений подкрановых путей к наружному рельсу производят, исходя из необходимости соблюдения безопасного расстояния между конструкциями крана и ограждением. Для кранов с поворотной башней расстояние от оси ближнего к ограждению рельса до ограждения определяют по формуле Lбез = (RПОВ – 0,5bк) + 0,7. При привязке ограждений башенных кранов с неповоротной башней учитывается выступающая за колею ходовая часть: Lбез = bк + 0,7. На стройгенплане крайние стоянки должны быть обозначены и привязаны к осям здания: крайние стоянки; привязка крайних стоянок к оси; контрольный груз; место установки тупика; конец рельса; база крана; шкаф электропитания. Длину подкрановых путей корректируют в сторону увеличения с учетом кратности длине полузвена (6,25 м). Минимально допустимая длина путей согласно правилам Ростехнадзора составляет два звена (25 м). Таким образом, принятая длина путей должна удовлетворять условию: Lп = 6,25nзв > 25 м, где nзв — число полузвеньев. Например, если по расчету длина путей составляет 40 м, следует принять Lгг = 43,75 м (7 полузвеньев). При необходимости кран может быть установлен и на одном звене, т.е. на приколе. В этом случае для исключения просадки подкрановых путей звено должно быть уложено на жестком основании, например на специальных сборных железобетонных конструкциях. При продольной привязке ограждений подкрановых путей на стройгенплане должно быть показано место нахождения контрольного груза для проверки ограничителей грузоподъемности. При этом выдерживается минимальное расстояние 1 м: – от конца рельса до ограждения; – конца рельса до контрольного груза; – контрольного груза до ограждения. Шкаф электропитания крана устанавливается за ограждением с наружной от здания стороны кранового пути. Для рабочей привязки самоходных стреловых кранов на стройгенплан наносят оси их движения и стоянок. Установка и рабо490 та гусеничных, пневмоколесных и автомобильных кранов вблизи котлованов и траншей с неукрепленными откосами разрешается только за пределами призмы обрушения грунта. Безопасное расстояние от основания откоса выемки до оси перемещения крана lбез определяется по формуле: lбез = lоп + 0,5bк, где lоп — минимальное расстояние по горизонтали от основания откоса до оси ближайшей к выемке гусеницы, колеса или выносной опоры, м; принимается по специальной таблице; bк — ширина колеи крана, м, принимается по таблицам. При монтаже подземной части объекта самоходный стреловой кран обычно передвигается вдоль бровки траншеи или котлована. На выносных опорах пневмоколесные и автомобильные краны устанавливаются по направлению движения, при этом продольная ось крана совпадает с осью движения. Установка стрелового крана должна производиться так, чтобы расстояние между поворотной частью крана и строениями, штабелями и другими предметами было не менее 1 м. Привязка крана при монтаже надземной части здания осуществляется по формуле: В = Rпов + 1, где В — минимальное расстояние от оси движения крана до наружной стены здания (м); Rпов — радиус поворотной части, м. Минимальное допустимое расстояние от основания откоса выемки до оси ближайшей опоры крана lоп приведено в табл. 11.7. Таблица 11.7 Минимальное допустимое расстояние от основания откоса выемки до оси ближайшей опоры крана lоп Глубина выемки, м Наименьшее допустимое расстояние lоп, для грунта (ненасыпного), м песчаного супесчаного суглинистого глинистого 1 1,5 1,25 1 1 2 3 2,4 2 1,5 3 4 3,6 3,25 1,75 4 5 4,4 4 3 5 6 5,3 4,75 3,5 491 Зоны влияния определяют после привязки строительных машин с целью обеспечения требований безопасности труда. При организации строительной площадки устанавливают опасные для людей зоны, в пределах которых постоянно действуют или потенциально могут действовать опасные производственные факторы. К зонам постоянно действующих опасных факторов относятся зоны перемещения монтажных и грузоподъемных машин, их частей и рабочих органов; зоны, над которыми происходит перемещение грузов кранами. Эти зоны во избежание доступа посторонних лиц ограждаются защитными ограждениями панельной или панельностоечной конструкции. К зонам потенциально действующих опасных факторов относятся участки территории вблизи строящегося здания. Эти зоны для предупреждения об опасности ограждаются сигнальными ограждениями из проволоки или каната по стойкам. Защитные и сигнальные ограждения должны соответствовать ГОСТ Р 51 248-99. Следует устанавливать и обозначать на стройгенплане следующие опасные для людей зоны: – монтажную; – зону обслуживания краном; – опасную зону работы крана; – опасную зону подкрановых путей или опасную зону поворотной платформы; – опасную зону работы подъемника. Монтажной зоной называют пространство, в котором возможно падение элементов при их установке и закреплении. Эта зона является потенциально опасной. Согласно действующим нормативам, границы этой зоны устанавливаются от внешнего контура здания и зависят от его высоты. В этой зоне можно размещать только монтажный механизм. Складировать конструкции и материалы здесь нельзя. Проход людей через монтажную зону к строящемуся зданию устанавливают со стороны, где не работает кран; направление прохода на стройгенплане показывают стрелками в соответствии с принятыми условными обозначениями. Места проходов через эту зону защищают сплошными навесами шириной не менее ширины входа с вылетом не менее 2 м от стены здания. На стройгенплане монтажную зону обозначают пунктирной линией. Все рассматриваемые ниже зоны влияния относятся к зонам постоянно действующих опасных производственных факторов. 492 Зона обслуживания краном — это пространство, описываемое крюком крана на максимальном необходимом для работы вылете. Определяется для башенных кранов путем нанесения на план из крайних стоянок полуокружностей радиусом Rmax и соединения их прямыми линиями. Для стреловых кранов зона обслуживания тоже определяется максимальным рабочим вылетом стрелы, но показывается по отдельным стоянкам. На стройгенплане обозначается полужирной сплошной линией. Опасная зона работы крана — это пространство, в котором возможно падение груза при его перемещении с учетом рассеивания при падении. Рассеивание может быть вызвано раскачиванием груза на крюке при движении крана и под давлением ветра (табл. 11.8). Таблица 11.8 Границы зон, опасных в связи с возможным падением предметов Граница монтажной зоны Граница опасной зоны Высота строя- От внешнего периВысота щегося здания метра строящегося возможноили сооруже- здания или сооруже- го падения ния, м ния, м груза, м От горизонтальной проекции траектории максимальных габаритов груза, перемещаемого кранами, lбез, м до 20 5 до 20 7 20—70 7 20—70 10 70—120 10 70—120 15 120—200 15 120—200 20 200—300 20 200—300 25 300—450 25 300—450 30 11.7.2. Расчет опасных зон, связанных с падением грузов Границы опасной зоны башенных кранов определяются площадью между подкрановыми путями, увеличенной в каждую сторону на величину (R + Sн): длина L = lп + 2(R + Sн); ширина B = bк + 2(R + Sн), где lп — длина подкранового пути, м; bк — ширина колеи, м; R — максимальный вылет крюка, м; Sн — отлет груза при его падении с высоты (см. табл. 11.8). 493 Границы опасной зоны, где проявляется потенциальное действие опасных производственных факторов, связанных с падением предметов, определяются наружными контурами строящегося объекта, увеличенными на Sн. Отлет груза при падении с высоты h от точки его подвешивания можно определить по формуле Sн = 0,32R h, где — угловая скорость вращения стрелы, с–1. Задача. Требуется оценить возможную опасную зону при работе автомобильного крана на вылете R = 11 м, при подъеме груза массой 2 т на высоту h = 12 м, при угловой скорости вращения стрелы = 0,1 с–1. Решение. Отлет груза вычисляем по формуле для компактного груза Sн 0,32 0,111 12 1,2 м. Ветер и парусность груза могут значительно увеличить отлет, поэтому по табл. 11.8 принимаем Sн = 7 м. Таким образом, в зависимости от погодных условий и габаритов груза опасную зону определяем: для компактных грузов при безветренной погоде Sн1 R(1 0,32 h ) 12,6 м, для плит и панелей высокой парусности при ветреной погоде Sн2 R Sн 11 7 18 м. Границы опасных зон вблизи движущихся частей и рабочих органов определяются расстоянием в пределах 5 м, если другие повышенные требования отсутствуют в паспорте и инструкции завода-изготовителя. Граница опасной зоны в местах прохождения временных электрических сетей определяется пространством, в пределах которого рабочий может коснуться проводов монтируемыми длинномерными деталями. Опасная зона в этом случае определяется максимальной длиной детали плюс 1 м. 494 Границы опасной зоны высоковольтных линий электропередач, проходящих через территорию строительной площадки, устанавливают в зависимости от напряжения сети в обе стороны от крайних проводов: при напряжении до 20 кВ — 10 м, до 35 кВ — 15 м, до 110 кВ — 20 м, до 220 кВ — 25 м. Граница опасной зоны вблизи выемок с откосами, разрабатываемых без механических креплений, связана с выходом следа поверхности скольжения от возможной призмы обрушения грунта на берму. Положение границы опасной зоны относительно подошвы выемки в случае отсутствия пригрузки бермы можно определить по формуле lн = 1,2h +1, где h — глубина выемки, м; — коэффициент заложения откоса, который принимается по данным табл. 11.9. Таблица 11.9 Коэффициент заложения откоса, Грунт Насыпной неуплотняемый Песчаный и гравийный Смесь Глина Лесс и лессовидный Коэффициент заложения откоса при глубине выемки, м, не более 1,5 3 5 0,67 0,5 0,25 0 0 1 1 0,67 0,5 0,25 1,25 1 0,85 0,5 0,5 Положение границы опасной зоны относительно подошвы выемки в случае пригрузки бермы весом строительных машин может быть определено через наименьшее допустимое приближение опоры крана lоп (конца шпалы, гусеницы, колеса) к основанию откоса по табл. 11.8. Задача. Требуется определить положение границы опасной зоны на берме выемки глубиной 3 м в суглинистых грунтах. Решение. По исходным данным находим в табл. 11.10 значение коэффициента заложения = 0,5. Вычисляем след плоскости скольжения от возможной призмы обрушения на берме, свободной от нагрузки: 495 lн = 1,2·3·0,5 + 1 =2,8 м. По табл. 11.8 наименьшее допустимое приближение к подошве незакрепленного откоса lн = 3,25 м, в котором учитывается дополнительная пригрузка бермы массой строительной машины (крана). Принимаем положение границы опасной зоны для двух случаев: берма выемки свободна от нагрузки — lн = 2,8 м; берма выемки имеет нагрузку — lн = 3,25 м. Для башенных кранов границу опасной зоны Roп определяют по формуле: Rоп = Rmax + 0,5lmax + lбез, где Rmax — максимальный рабочий вылет стрелы крана, м; lmax — длина наибольшего перемещаемого груза, м; lбез — дополнительное расстояние для безопасной работы, зависит от высоты подъема груза и устанавливается в соответствии со СНиП. По этой же формуле определяют границу опасной зоны при работе стреловых кранов с механическим приводом, оборудованных устройством для удерживания стрелы от падения, а также кранов с дизель-электрическим и дизель-гидравлическим приводом. Для них lбез = 0,3h + 1 м при высоте подъема груза h до 10 м; при большей высоте lбез определяют по табл. 11.9. В настоящее время краны с механическим приводом без дополнительного устройства, удерживающего стрелу от падения, применяются редко. На строительстве с небольшим объемом монтажных работ могут быть использованы автомобильный кран КС-2561Д и гусеничный кран на базе экскаватора Э-801. Для этих кранов опасная зона Roп определяется по формуле Rоп = Rпс + 5, м, где Rпс — радиус падения стрелы, определяется по формуле Rпс = Lстр + Р, где Lстр — длина стрелы, м; Р — расстояние от места прикрепления стрелы до оси поворота крана (Р = 0,7 м для автомобильных кранов; Р = 1,0 м для гусеничных кранов грузоподъемностью до 5 т). 496 На стройгенплане показывают места расположения знаков безопасности № 3 и № 4 (табл. 11.10). Знаки № 3, предупреждающие о работе крана, вывешивают на наружной стороне ограждения опасной зоны (минимум один знак с каждой стороны ограждения). У въезда и выезда со стройплощадки устанавливают знаки безопасности № 4, запрещающие доступ посторонних лиц в опасную зону. Опасная зона подкрановых путей башенных кранов определяется при поперечной привязке ограждений. На стройгенплане с помощью условного обозначения показывают инвентарное сетчатое ограждение подкрановых путей с калиткой для прохода машиниста. Таблица 11.10 Знаки безопасности Условное обознаНаименование и номер Смысловое содержание, пояснячение на стройгензнака по ГОСТ ющая надпись плане Предупреждающий 2.9 Предупреждение об ограничении действия крана Запрещается пронос груза при ограничении действий крана, «Опасная зона» Предупреждение о границеопасПредупреждающий 2.7 ной зоны, «Осторожно! Работает кран» Запрещается доступ посторонних лиц в опасную зону «Вход Запрещающий 1.3 воспрещен» Запрещающий 1.5 Опасная зона поворотной части стреловых кранов определяется по формуле Rоп.пов = Rпoв + 1, м Расчет приводится в пояснительной записке, зона на стройгенплане не показывается. На местности эту опасную зону обозначают инвентарной переставной обноской из проволоки по стойкам. Опасная зона работы подъемника (D) — это пространство, в котором возможно падение поднимаемого груза. При высоте подъема груза Н до 20 м зону следует принимать не менее 5 м от габаритов подъемника в плане, а при подъеме на большую высоту опасная зона составляет 497 D = 5 + (1/15)(Н – 20). Зону обозначают на стройгенплане штрихпунктирной линией. Ограничения в работу вводят при совместном использовании на объекте нескольких кранов и при работе в стесненных условиях. Совместная работа нескольких механизмов в одной монтажной зоне, как правило, запрещена. В случае производственной необходимости одновременная работа допускается при условии осуществления специальных мероприятий по технике безопасности. Если краны расположены с двух сторон здания, совместная работа должна быть организована так, чтобы траектории движения их стрел не пересекались. Тогда минимальное расстояние между осями вращения кранов при их предельном сближении определяется по формулам: – для башенных кранов С = Ll + L2 + 0,5 (l1 + l2) + 1 + 2 + 2б; – для стреловых кранов С = Ll + L2 + 0,5 (l1 + l2) + 1 + 2 , где L1, L2 — вылеты стрел при совместной работе, м; ll, l2 — максимальный горизонтальный размер монтируемых конструкций, м; 1, 2 — отклонение конструкций от вертикали при вращении стрелы: = 900L / (900 – 2H) – L, где — максимальная частота вращения поворотной части, мин–1; ориентировочно можно принять: для башенных кранов = 0,7; для гусеничных = = 0,3; для пневмоколесных = 1,2; для кранов на спецшасси автомобильного типа = 1,6; для автомобильных кранов = 2,0; Н — высота подъема конструкции, м; б — возможное отклонение от вертикали башни крана в результате ее податливости и уклона пути, б = 0,5 м. Пример. С двух сторон здания на монтаже плит покрытия длиной l = 6 м работают два башенных крана КБ-100. Вылет при совместной работе L = 20 м, высота подъема плит Н = 33 м. Максимальная частота вращения башни крана = 0,7 мин–1. Расчет: = 900·20 / (900 – 0,72·33) – 20 = 0,37 м, С = 20 + 20 + 1/2(6 + 6) + 0,37 + 0,37 + 2·0,5 = 47,74 м. 498 Расстояние между крюками должно быть не менее 47,74 – – 20·2 = 7,74 м. Если монтаж конструкций ведется двумя кранами, расположенными с одной стороны, то это та сторона здания, где нет входов в него. При сближении башенных кранов, установленных на общих рельсовых путях, требованиями техники безопасности предусматривается установка концевых выключателей механизмов передвижения для остановки кранов на расстоянии не менее 5 м между перемещаемыми грузами или выступающими конструкциями кранов. При работе монтажного крана в стесненных условиях приходится вводить ограничения на определенные рабочие движения крана, например, на поворот башни во избежание проноса груза над действующей городской магистралью. Ограничения могут быть принудительными или условными, их показывают на стройгенплане или прилагаемых к нему схемах. Принудительные ограничения зоны обслуживания применяют при работе кранов с электрическим приводом (башенных, козловых). Эти ограничения осуществляются установкой концевых выключателей, при срабатывании которых независимо от действий машиниста происходит остановка определенного механизма и исключается пронос груза в зону ограничения. На башенных кранах устанавливают концевые выключатели механизмов передвижения крана и тележки, поворота стрелы, изменения вылета. При ограничении поворота стрелы после срабатывания выключателей расстояние до зоны ограничения должно быть не менее тормозного пути стрелы крана с максимальным грузом (указан в паспорте крана, можно принять 2 м). В этом случае на стройгенплане обозначают: – угол ограничения а, который проставляется в запрещенном секторе; – места расположения предупреждающих знаков Ml, которые устанавливают на расстоянии тормозного пути до места срабатывания концевых выключателей; – линию запрещающих знаков № 2, устанавливаемых по контуру зоны ограничения. Условные (визуальные) ограничения зоны обслуживания применяются при работе башенных и стреловых самоходных кранов; они рассчитаны на внимание крановщика и стропальщиков. На местности зону ограничения обозначают хорошо видимыми с кра499 на красными флажками, а в темное время суток — гирляндами из красных ламп. На стройгенплане показывают: – места расположения предупреждающих знаков № 1, которые устанавливают на расстоянии тормозного пути до линии ограничения; – линию запрещающих знаков № 2, т.е. линию ограничения, пронос груза за которую запрещен; – запись об условиях работы крана «крановщик обязан остановить груз, не доходя 1 метра до предупреждающего знака № 1, далее до места установки груза перемещать его повторными короткими включениями». Границу зоны перемещения груза Rпер можно определить по формуле: Rпер = Rmax + 0,5Lmax, где Rmax — максимальный рабочий вылет стрелы крана, м; Lmax — длина наибольшего перемещаемого груза, м. 11.7.3. Работа в охранных зонах Для исключения возможности повреждения действующих коммуникаций в процессе строительства устанавливаются охранные зоны: 1. Вдоль трасс действующих трубопроводов, проходящих на землях несельскохозяйственного назначения, — по 50 м от оси действующего трубопровода с каждой стороны; на землях сельскохозяйственного назначения — по 25 м от оси действующего трубопровода с каждой стороны. 2. Вокруг емкостей для хранения и разгазирования конденсата, земляных амбаров для аварийного выпуска нефти и нефтепродуктов — по 50 м во все стороны от границ территорий указанных объектов. 3. Вокруг перекачивающих и наливных насосных станций, резервуарных парков, компрессорных и газораспределительных станций, эстакад, станций подземного хранения газа, пунктов подогрева нефти и нефтепродуктов — по 100 м от границ территорий указанных объектов. 4. Вдоль действующих воздушных линий электропередачи по прямой линии в обе стороны от крайних проводов напряжением по табл. 11.11. 500 Таблица 11.11 Охранная зона вдоль действующих воздушных ЛЭП До 1 кВ 2м От 1 до 20 кВ включительно 10 м До 35 кВ 15 м До 110 кВ 20 м До 200 кВ 25 м До 500 кB 30 м 750 кВ 40 м 800 кВ (постоянный ток) 30 м 5. Вдоль действующих подземных электрокабелей — по 5 м в обе стороны от коммуникаций. 6. Вдоль действующих подземных кабелей связи — по 2 м в обе стороны от коммуникаций. Производство работ кранами на расстоянии ближе 30 м от подъемной выдвижной части крана в любом ее положении, а также от груза до вертикальной плоскости, образуемой проекцией на землю ближайшего провода воздушной линии электропередачи напряжением 42 В и выше, должно выполняться по наряду-допуску, определяющему безопасные условия работы. Порядок организации производства работ вблизи линий электропередачи, выдачи нарядадопуска и инструктажа рабочих устанавливается приказом владельца крана. Безопасные расстояния от частей крана или груза в любом их положении до ближайшего провода линии электропередачи составляют при напряжении: до 1 кВ — 1,5 м; от 1 до 20 кВ — не менее 2 м; от 35 до 110 кВ — не менее 4 м; от 150 до 220 кВ — не менее 5 м; до 330 кВ — не менее 6 м; от 500 до 750 кВ — не менее 9 м. В случае производственной необходимости, если нельзя соблюсти указанные расстояния, работа краном в запретной зоне может производиться при отключенной линии электропередачи по нарядудопуску, в котором указывается время проведения работ. Крановщик не должен приступать к работе, если лицо, ответственное за безопасное производство работ кранами, не обеспечило выполнение предписанных нарядом-допуском условий работы, не указало место установки крана и не сделало следующую запись в 501 вахтенном журнале «Установку крана на указанном мною месте проверил. Работы разрешаю» (дата, время, подпись). При работе кранов на действующих электростанциях, подстанциях и линиях электропередачи, если работы с применением кранов ведутся персоналом, эксплуатирующим электроустановки, а крановщики находятся в штате энергопредприятия, наряд-допуск на работу вблизи находящихся под напряжением проводов и оборудования выдается крановщику лицом, ответственным за безопасное производство работ кранами. Работа кранов под неотключенными контактными проводами городского транспорта может производиться при соблюдении расстояния между стрелой крана и контактными проводами не менее 1 м при установке ограничителя (упора), не позволяющего уменьшить указанное расстояние при подъеме стрелы. К выполнению работ во взрывопожароопасных зонах или с ядовитыми, едкими грузами крановщик может приступить только после получения специального (письменного) указания от лица, ответственного за безопасное производство работ кранами. В охранной зоне действующих коммуникаций без письменного разрешения эксплуатирующей их организации запрещается: – производить строительные, монтажные работы, планировку грунта; – сооружать проезды и переезды через трассы действующих коммуникаций. В охранной зоне действующих коммуникаций категорически запрещается: – складировать материалы; – размещать строительную технику, автотранспорт и другое оборудование; – перемещать, засыпать и ломать опознавательные и сигнальные знаки и контрольно-измерительные приборы; – размещать какие-либо открытые или закрытые источники огня. Весь персонал, занятый на строительстве объектов в охранной зоне действующих коммуникаций, должен пройти дополнительное обучение по безопасным методам труда, инструктаж по последовательности безопасного выполнения технологических операций и проверку знаний независимо от сроков предыдущего обучения, инс502 труктажа и проверки знаний по технике безопасности. Обучение, инструктаж и проверка знаний по технике безопасности должны быть оформлены документально (журналы инструктажа, протоколы по проверке знаний, удостоверения и т.п.). 11.8. Обеспечение безопасности при выполнении работ на высоте 11.8.1. Общие определения. Классификация работ на высоте Работы на высоте относятся к категории работ с повышенной опасностью. К работам на высоте относятся работы, при которых работник находится на высоте 1,3 м и более от поверхности грунта, перекрытия или рабочего настила и на расстоянии менее 2 м от границы перепада по высоте. Эта работа должна выполняться с настилов лесов, имеющих ограждения в соответствии с требованиями ГОСТа. При невозможности устройства этих ограждений работы на высоте следует выполнять с использованием предохранительных поясов и канатов. Работы, выполняемые на высоте более 5 м от поверхности земли, перекрытия или рабочего настила, считаются верхолазными. Они выполняются непосредственно с конструкций или оборудования при их монтаже или ремонте, при этом основным средством, предохраняющим работника от падения, является предохранительный пояс. Основным опасным производственным фактором при работе на высоте является расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли (пола) и связанный с этим риск падения работника или падения предметов на работника. Причины падения работника с высоты: а) технические — отсутствие ограждений, предохранительных поясов; недостаточная прочность и устойчивость лесов, настилов, люлек, лестниц и стремянок; б) технологические — неправильная технология ведения работ; в) человеческие — нарушение координации движений, потеря самообладания, равновесия, неосторожное или небрежное выполнение работ, резкое ухудшение состояния здоровья; г) метеорологические — сильный порывистый ветер, низкая и высокая температуры воздуха, дождь, снег, туман, гололед. 503 Выполнение работ, связанных с подъемом на высоту и на высоте, разрешается только работникам, достигшим 18 лет, прошедшим инструктаж и проверку знаний по настоящей Инструкции. 11.8.2. Приспособления и защитные средства, применяемые для работ на высоте В качестве средства подъема на высоту разрешается использовать лестницы следующих типов: приставные одноколенные и раздвижные трехколенные, стремянки. На всех лестницах, находящихся в эксплуатации, на тетивах должны быть указаны: инвентарный номер, дата следующего испытания, принадлежность структурному подразделению. Расстояние между ступенями лестниц должно быть от 300 до 340 мм (кроме раздвижных трехколенных, а расстояние от первой ступени до уровня установки (пола, земли и т.д.) — не более 400 мм. Тетивы приставных лестниц и стремянок для обеспечения устойчивости должны расходиться внизу. Ширина приставной лестницы и стремянки вверху равна не менее 300 мм, внизу — не менее 400 мм. Приставные лестницы и стремянки снабжаются устройством, предотвращающим возможность сдвига и опрокидывания при работе. На нижних концах приставных лестниц и стремянок имеются металлические оковки с острыми наконечниками для установки на грунте, а для использования на гладких поверхностях (паркете, металле, плитке, бетоне) на них надеты башмаки из резины или другого нескользящего материала. Упоры, которыми заканчивается тетива, плотно закрепляются и не имеют люфта. При истирании резиновых башмаков последние должны быть заменены, затупившиеся наконечники — заточены. Лестницы и стремянки перед применением осматриваются производителем работ. При осмотре металлических лестниц следует убедиться в отсутствии деформации узлов, трещин в металле, заусенцев, острых краев, нарушений крепления ступенек к тетивам. Все переносные лестницы и стремянки испытываются статической нагрузкой после изготовления и капитального ремонта, а также в процессе эксплуатации: 504 – лестницы и стремянки металлические — один раз в 12 мес.; – лестницы и стремянки деревянные — один раз в 6 мес. При статическом испытании приставные и раздвижные лестницы и стремянки устанавливаются на твердом основании. Приставные — под углом 75 град. к горизонтали. Трехколенные полностью раздвигаются. Для испытания лестниц и стремянок к ступенькам и тетивам подвешивается статический груз. Продолжительность каждого испытания — 2 мин. Для испытания на прочность ступеньки раздвижной лестницы в середине неусиленной ступеньки нижнего колена подвешивается груз 2 кН (200 кг). Испытания тетив проводятся в два приема. Сначала к каждой тетиве прикладывается посередине груз 1,0 кН (100 кг). Испытанию подвергаются все колена поочередно. После снятия груза к обеим тетивам в середине среднего звена прикладывают груз 2 кН (200 кг) — груз может подвешиваться к средней ступеньке. При испытании приставной лестницы к одной неусиленной ступеньке в середине пролета подвешивается груз 1,2 кН (120 кг). После удаления груза на ступеньках и в местах врезки их в тетиву не должно быть повреждений. Ступеньки лестниц, состояние которых при осмотре вызывает сомнение, должны быть испытаны дополнительно подвешиванием к ним груза. Обнаруженные в процессе испытания неисправности лестниц устраняются, после чего испытание повторяется в полном объеме. Стремянки перед испытанием устанавливаются в рабочее положение на ровной горизонтальной площадке. К неусиленной ступеньке в средней части лестницы подвешивается груз 1,2 кН (120 кг). Если ступеньки имеются на обоих смежных коленах стремянки, то после испытания первого колена аналогично испытывается второе. Если второе колено не является рабочим и служит только для упора, то его испытывают грузом 1 кН (100 кг), подвешенным к каждой из тетив в средней части колена. Дата и результаты периодических осмотров и испытаний лестниц и стремянок фиксируются в журнале учета и осмотра такелажных средств, механизмов и приспособлений. Ответственность за правильность ведения и хранения журнала учета и осмотра такелажных средств, механизмов и приспособлений несет назначенное приказом должностное лицо. 505 К средствам индивидуальной защиты от падения с высоты относятся: – предохранительные пояса, соответствующие ГОСТ Р 50849-96, ГОСТ 12.4.184-95; – ловители с вертикальным канатом или другими устройствами; – канаты страховочные; – каски строительные. Средства индивидуальной защиты от падения с высоты должны иметь сертификат качества. Если на средства индивидуальной защиты не имеется технической документации, их использовать не разрешается. Средства индивидуальной защиты выбираются с учетом требований безопасности для каждого конкретного вида работ. При выборе средств индивидуальной защиты требуется учитывать конкретные условия, вид и длительность воздействия опасных и вредных производственных факторов. Работники обязаны правильно использовать предоставленные в их распоряжение средства индивидуальной защиты. 11.8.3. Организация работ на высоте и распределение ответственности за обеспечение безопасных условий труда Ответственность за правильность организации работы на высоте в структурном подразделении несет руководитель структурного подразделения. Непосредственно организовывать в структурном подразделении работу, связанную с подъемом на высоту и на высоте, должен работник, назначенный руководителем структурного подразделения. Работники, выполняющие работу на высоте и находящиеся в опасной зоне падения с высоты или падения на них предметов сверху, должны быть в касках. При проведении работ на высоте должны устанавливаться ограждения и обозначаться границы опасных зон с учетом данных, приведенных в табл. 11.12. При необходимости выполнения работ на высоте в местах, где есть проход людей, а ограждение выставить не представляется возможным, необходимо назначать второго работника для охраны места выполнения работы с целью исключения случайных столк506 Таблица 11.12 Расстояние отлета грузов или предметов в зависимости от высоты падения Высота возможного падения груза или предмета, м Минимальное расстояние отлета груза или предмета, м перемещаемого краном свободно падающего До 10 4 3,5 До 20 7 5 новений со средствами подъема на высоту и исключения входа людей в зону возможного падения и отлета предметов с высоты. При этом необходимо предварительно определить и обозначить зону возможного отлета падающих предметов. Сигнальная окраска инвентарных ограждений должна соответствовать требованиям ГОСТа (быть желтого цвета). Элементы конструкций ограждений не должны иметь острых углов, режущих кромок, заусенцев. Если в зоне работ на высоте проходят электрические или другие действующие коммуникации, производство работ разрешается по наряду-допуску, составленному совместно с главным инженером больницы. Проемы, в которые могут упасть работники, надежно закрываются или ограждаются и обозначаются знаками безопасности в соответствии с требованиями. Не допускается выполнение работ на высоте в открытых местах при скорости ветра 15 м/с и более, а также при гололеде, грозе или тумане. При производстве работ на высоте предусматривается проведение мероприятий, позволяющих осуществить эвакуацию людей в случае возникновения пожара или аварии. Средства оповещения о пожаре должны быть достаточными для гарантированного оповещения всех работников на рабочих местах, включая временные. Запрещается: – работать с приставной лестницы, стоя на ступеньке, находящейся на расстоянии менее 1 м от верхнего ее конца; – работать с двух верхних ступенек стремянок, не имеющих перил или упоров; – находиться на ступенях приставной лестницы или стремянки более чем одному человеку; 507 – устраивать дополнительные опорные сооружения из ящиков, бочек и т.п. в случае недостаточной длины лестниц; – работа со случайных подставок (ящиков, бочек и т.п.), а также с ферм, стропил, подоконников и т.п. При необходимости проведения кратковременных работ с приставной лестницы на высоте 1,3 м и выше обязательно применение предохранительных поясов. Работники должны быть проинструктированы, где и как подниматься, к чему крепиться карабинами предохранительных поясов. На время работ на высоте проход внизу должен быть запрещен и опасная зона ограждается на расстоянии не менее 0,3 высоты лестниц, лесов или подмостей и обозначается знаками безопасности. Не допускается производить сварочные работы, работы с применением электрифицированного, пневматического, пиротехнического инструмента на переносных лестницах и стремянках. Выполнение таких работ следует производить с лесов, подмостей или стремянок с верхними площадками, имеющими перильное ограждение. Стремянки должны быть снабжены приспособлениями (крюками, цепями), не позволяющими им самопроизвольно раздвигаться во время работы. Уклон стремянок должен быть не более 1:3. При работе с приставной лестницы в местах с оживленным движением людей или транспортных средств для предупреждения ее падения от случайных толчков независимо от наличия на концах лестницы наконечников место ее установки следует ограждать или охранять. В случаях, когда невозможно закрепить лестницу при установке ее на гладком плиточном полу, у ее основания должен стоять работник в каске и удерживать лестницу в устойчивом положении. В остальных случаях поддерживать лестницу внизу руками запрещается. Устанавливать лестницу на ступени маршевой лестничной клетки запрещается. В случае необходимости на лестничных клетках сооружаются подмостки. При перемещении лестницы вдвоем необходимо нести ее наконечниками назад, предупреждая встречных об осторожности. При перемещении лестницы одним рабочим она должна находиться в наклонном положении так, чтобы ее передний конец был приподнят над землей не менее чем на 2 м. 508 Глава 12. АТТЕСТАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ ПО УСЛОВИЯМ ТРУДА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ 12.1. Основные цели и задачи аттестации рабочих мест В соответствии со ст. 212 Трудового кодекса Российской Федерации работодатель обязан обеспечить «проведение аттестации рабочих мест по условиям труда с последующей сертификацией организации работ по охране труда». Целью аттестации рабочих мест является: – оценка условий труда на рабочих местах; – выявление вредных и опасных производственных факторов; – планирование и проведение мероприятий по приведению условий труда в соответствие с государственными нормативными требованиями по охране труда; – обоснование предоставления льгот и компенсаций работникам, занятым на тяжелых работах и работах во вредных и опасных условиях труда, в предусмотренном законодательством порядке; – решение вопроса о связи заболевания с профессией при подозрении на профессиональное заболевание, установление диагноза профзаболевания, в том числе при решении споров, разногласий в судебном порядке; – рассмотрение вопроса о прекращении (приостановлении) эксплуатации опасных для жизни и здоровья работников средств производства, технологических процессов, организации труда; – получение данных, необходимых для выполнения требований Трудового кодекса РФ по ознакомлению работников с их условиями труда. Основные задачи, решаемые в процессе аттестации рабочих мест: – изучение условий труда на рабочих местах; 509 – выявление всех вредных и опасных факторов производственной среды и трудового процесса; – определение нормативных и правовых актов, устанавливающих требования безопасности для данного рабочего места; – изучение обеспеченности работников средствами индивидуальной защиты в соответствии с установленными нормами и конкретными условиями труда; – оценка санитарно-гигиенических условий труда, тяжести и напряженности трудового процесса, травмоопасности на рабочих местах с помощью установленных нормативными правовыми актами критериев; – оформление документации о состоянии условий и охраны труда на рабочем месте. Аттестация рабочих мест является составной частью системы охраны труда, которая изменяется и совершенствуется в соответствии с изменением социальных и экономических отношений в обществе. Область применения результатов аттестации постоянно расширяется, а задачи уточняются и дополняются. Сроки проведения аттестации устанавливаются организацией, исходя из изменения условий и характера труда, но не реже 1 раза в 5 лет с момента проведения последних измерений. Обязательной переаттестации подлежат рабочие места после замены оборудования, изменения технологического процесса, реконструкции средств коллективной защиты и др., а также по требованию органов Государственной экспертизы условий труда Российской Федерации после выявления нарушений при проведении аттестации рабочих мест по условиям труда. Результаты переаттестации оформляются в виде приложения по соответствующим позициям к Карте аттестации рабочего места по условиям труда, форма которой утверждена Положением по аттестации рабочих мест. 12.2.Основные нормативно-правовые документы Нормативными документами, используемыми для проведения аттестации рабочих мест по условиям труда, являются: Порядок проведения аттестации рабочих мест по условиям труда. Приказ Минздравсоцразвития России от 26.04.2011 № 342н. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. 510 Р 2.2.2006-05, утвержденное Главным государственным санитарным врачом РФ от 29.07.2005; – стандарты системы безопасности труда (ССБТ); – санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы; – типовые отраслевые нормы бесплатной выдачи рабочим и служащим специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты, утвержденные постановлениями Минтруда России; – список производств, цехов, профессий и должностей с вредными условиями труда, работа в которых дает право на дополнительный отпуск и сокращенный рабочий день, утвержденный постановлением Госкомтруда и Президиума ВЦСПС от 07.01.1977 № 4 / П-1; – правила обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты, утвержденные постановлением Минтруда России от 18.12.1998 № 51; – перечень производств, профессий и должностей, работа в которых дает право на бесплатное получение лечебно-профилактического питания в связи с особо вредными условиями труда, рационы лечебно-профилактического питания, нормы бесплатной выдачи витаминных препаратов и правила бесплатной выдачи лечебно-профилактического питания, утвержденные постановлением Минтруда РФ от 31.03.2003 № 14; – постановление Минтруда России от 31.03.2003 № 13 «Об утверждении норм и условий бесплатной выдачи молока или других равноценных пищевых продуктов работникам, занятым на работах с вредными условиями труда»; – перечни вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования), и порядок проведения этих осмотров (обследований), утвержденные приказом Минздравсоцразвития РФ от 16.08.2004 № 83; – порядок проведения предварительных и периодических медицинских осмотров работников и медицинских регламентах допуска к профессии, утвержденный приказом Министерства здравоохранения и медицинской промышленности РФ от 14.03.1996 № 90; – списки № 1 и № 2 производств, работ, профессий, должностей и показателей, дающих право на льготное пенсионное обеспече511 ние, утвержденные постановлением Кабинета министров СССР от 26.01.1991 № 10, введенные в действие на территории Российской Федерации с 01.01.1992 постановлением Совета Министров РСФСР от 02.10.1991 № 517. 12.3. Аттестация рабочих мест по условиям труда в ОАО «РЖД» По состоянию на 01.01.2011 в ОАО «РЖД» насчитывалось 460,3 тыс. рабочих мест, на которых работает около 950 тыс. человек. Из них 208,8 тыс. рабочих мест (545 тыс. работающих), или 45 % от общей численности, не в полной мере соответствуют санитарно-гигиеническим нормам. Аттестация рабочих мест по условиям труда в ОАО «РЖД» в 2010 г., проведена на 107466 рабочих местах по централизованному договору. Общее число рабочих мест, на которых проводилась аттестация, составило 130,3 тыс., в том числе за счет возвратных средств Фонда социального страхования России. Наибольшее число рабочих мест с неблагоприятными условиями труда установлено на Дальневосточной железной дороге — 79 % от общего числа, на Забайкальской — 78 % и на Красноярской — 67 %. Такая ситуация с состоянием условий труда недопустима и требует немедленного вмешательства со стороны руководителей указанных железных дорог: средние показатели по ОАО «РЖД» превышены более чем в 1,5 раза. Самыми распространенными вредными производственными факторами в Компании остаются напряженность труда — около 70 тыс. рабочих мест, шум — 61 тыс., тяжесть труда — 61 тыс., микроклимат — 51 тыс., вибрация — 32 тыс. По итогам работы 2010 г. значительно снижено число рабочих мест с вредными производственными факторами: световая среда — с 36,3 до 24,4 тыс.; вибрация — с 36,7 до 32 тыс.; тяжесть труда — с 68 до 61 тыс. Увеличилось число рабочих мест, на которых используются аэрозоли ПФД — с 5,7 до 7,7 тыс. повысилась травмобезопасность — с 3,7 до 4,3 тыс. В целом по ОАО «РЖД» приведены в соответствие с требованиями норм 16 тыс. рабочих мест и улучшены условия труда на 48,5 тыс. рабочих мест. 512 При этом работа по приведению рабочих мест в соответствие с требованиями норм пока не дает ощутимых результатов по снижению общего числа рабочих мест, связанных с вредными условиями труда. Доля таких рабочих мест по-прежнему составляет 45 %. В связи с чем необходимо: – рассмотреть результаты аттестации, проведенной в 2010 г.; – разработать мероприятия по приведению всех рабочих мест с устранимыми вредными производственными факторами в соответствие с требованиями норм, наметить сроки выполнения этих мероприятий; – обеспечить подготовку структурных подразделений филиалов ОАО «РЖД» к проведению аттестации рабочих мест по условиям труда; – устранить или минимизировать воздействие всех возможных источников вредных производственных факторов; – организовать изучение причастными работниками нормативной документации по аттестации рабочих мест и при необходимости организовать их обучение; – организовать повторные замеры на рабочих местах, где выполнены корректирующие мероприятия. В 2010 г. старший вице-президент Гапанович В.А. утвердил Программу по улучшению условий и охраны труда в ОАО «РЖД» на 2010—2012 гг. (01.04.2010). В соответствии с утвержденной Программой на ее реализацию в 2010 г. планировалось направить 5,0 млрд руб., фактически на эти цели затрачено 6,1 млрд руб. За счет бюджетов филиалов ОАО «РЖД» финансовые средства были направлены на выполнение мероприятий: – предупреждение наездов подвижного состава на работающих (407,8 млн руб.); – предупреждение электротравматизма (263,7 млн руб.); – предупреждение других случаев производственного травматизма (3030,4 млн руб.); – снижение воздействия вредных химических факторов и аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (пыли) (46,9 млн руб.); – создание микроклиматических условий, соответствующих требованиям норм (152,1 млн руб.); 513 – приведение уровней шума и вибрации в соответствие с требованиями норм (65,9 млн руб.); – приведение уровней освещенности в соответствие с требованиями норм (130,3 млн руб.); – снижение тяжести и напряженности трудового процесса (107,5 млн руб.); – улучшение санитарно-бытовых условий работающих (783,6 млн руб.); – обучение и пропаганда вопросов охраны труда (291,2 млн руб.); – прочие (510,1 млн руб.). За счет централизованных инвестиций на мероприятия по улучшению условий и охраны труда направлено 317,1 млн руб. и поставлено следующее оборудование: переносные радиостанции, модульные пункты обогрева, комплекты тепловых завес, устройства защиты персонала от поражения наведенным напряжением при работе на контактной сети, изолирующие съемные вышки, обучающие экзаменационные комплексы по охране труда, тренажерные комплексы для обучения навыкам по оказанию первой помощи пострадавшим, аппараты для очистки воздуха от вредных веществ, машины для химической чистки спецодежды, комплекты технических средств «Безопасность труда» для электромехаников связи и работников ЛАЗ и АТС и др. Лимиты инвестиционного проекта «Обеспечение условий охраны труда» были распределены по департаментам, управлениям, дирекциям и выделены отдельной строкой в инвестиционных проектах развития и обновления хозяйств и филиалов в подпроекты «Затраты на мероприятия по обеспечению условий охраны труда». Ответственность за реализацию данных подпроектов возложена на департаменты, управления, дирекции и соответствующие службы. 12.4. Последовательность проведения аттестации рабочих мест по условиям труда 12.4.1. Подготовка к проведению аттестации рабочих мест Подготовка к аттестации рабочих мест по условиям труда заключается в составлении перечня всех рабочих мест и выявлении опасных и вредных факторов производственной среды, подлежащих 514 инструментальной оценке, с целью определения их фактических значений. Для организации и проведения аттестации рабочих мест по условиям труда издается приказ, в соответствии с которым создается аттестационная комиссия организации и, при необходимости, комиссии в структурных подразделениях, назначаются председатель аттестационной комиссии, члены комиссии и ответственный за составление, ведение и хранение документации по аттестации рабочих мест по условиям труда, а также определяются сроки и график проведения работ. В состав аттестационной комиссии организации рекомендуется включать специалистов служб охраны труда, организации труда и заработной платы, главных специалистов, руководителей подразделений организации, медицинских работников, представителей профсоюзных организаций, местных комитетов (комиссий) по охране труда, уполномоченных (доверенных) лиц по охране труда профессиональных союзов или трудового коллектива. Аттестационная комиссия организации: – осуществляет методическое руководство и контроль проведения работы на всех ее этапах; – формирует необходимую нормативно-справочную базу для проведения аттестации рабочих мест и организует ее изучение; – составляет полный перечень рабочих мест организации с выделением аналогичных по характеру выполняемых работ и условиям труда; – выявляет на основе анализа причин производственного травматизма в организации наиболее травмоопасные участки, работы и оборудование; – составляет перечень опасных и вредных факторов производственной среды, показателей тяжести и напряженности трудового процесса, подлежащих оценке на каждом рабочем мосте, исходя из характеристик технологического процесса, состава оборудования, применяемых сырья и материалов, данных ранее проводившихся измерений показателей опасных и вредных производственных факторов, тяжести и напряженности трудового процесса, жалоб работников на условия труда; – присваивает коды производствам, цехам, участкам, рабочим местам для проведения автоматизированной обработки результа515 тов аттестации рабочих мест по условиям труда. Каждому рабочему месту рекомендуется присваивать свой порядковый номер, в том числе и рабочим местам одного наименования; – аттестует и принимает решения по дальнейшему использованию рабочих мест; – разрабатывает предложения по улучшению и оздоровлению условии груда; – вносит предложения о готовности подразделений организации (производственных объектов) к их сертификации на соответствие требованиям по охране труда. При аттестации рабочих мест проводится оценка условий труда, травмобезопасности оборудования и приспособлений. При этом учитываются обеспеченность работников средствами индивидуальной и коллективной зашиты и эффективность этих средств. На каждое рабочее место (или группу аналогичных по характеру выполняемых работ и по условиям труда рабочих мест) составляется карта аттестации рабочих (его) мест (а) по условиям труда. Оценка опасных и вредных производственных факторов на аналогичных по характеру выполняемых работ и по условиям труда рабочих местах производится на основании данных, полученных при аттестации не менее 20 % таких рабочих мест. 12.4.2. Проведение аттестации рабочих мест по условиям труда. Определение фактических значений опасных и вредных производственных факторов на рабочих местах При аттестации рабочего места по условиям труда оценке подлежат все имеющиеся на рабочем месте опасные и вредные производственные факторы (физические, химические, биологические), тяжесть и напряженность труда. Уровни опасных и вредных производственных факторов определяются на основе инструментальных измерений. Инструментальные измерения физических, химических, биологических и психофизиологических факторов, а также эргономические исследования должны выполняться в процессе работы, т.е. при проведении производственных процессов в соответствии с технологическим регламентом, при исправных эффективно действующих средствах коллективной и индивидуальной защиты. При этом используются методы контроля, предусмотренные соответствующими ГОСТами и (или) другими нормативными документами. 516 При проведении измерений необходимо использовать средства измерения, указанные в нормативных документах на методы измерений. Применяемые средства измерений должны быть метрологически аттестованы и проходить государственную поверку в установленные сроки. Инструментальные измерения уровней производственных факторов оформляются протоколами. Форма протоколов устанавливается нормативными документами, определяющими и порядок проведения измерений уровней показателей того или иного фактора. В каждом случае протоколы должны содержать следующие данные: – наименование и код подразделения организации и рабочего места; – дата проведения измерений; – наименование организации (или ее подразделения), привлеченной к выполнению измерений; – наименование измеряемого производственного фактора; средство измерения (наименование прибора, инструмента, дата поверки и номер свидетельства о поверке); – метод проведения измерения с указанием нормативного документа, на основании которого проводится измерение; – место проведения измерения, эскиз помещения с указанием на нем точки измерения (отбора пробы); – фактическое значение измеряемого параметра; – должность, фамилия, инициалы работника, проводившего измерения, и представителя администрации объекта, на котором приводились измерения; – подпись ответственного лица, печать организации (или ее подразделения), привлеченной к выполнению измерений. Аналогичные сведения указываются при оформлении протоколов определения тяжести и напряженности трудового процесса. 12.4.3. Оценка соответствия условий труда гигиеническим нормативам 1. Оценка соответствия условий труда гигиеническим нормативам проводится специалистами аттестующей организации. 2. При аттестации оценке подлежат все имеющиеся на рабочем месте факторы производственной среды и трудового процесса, ха517 рактерные для технологического процесса и оборудования, применяемых на данном рабочем месте. Перечень факторов производственной среды и трудового процесса, подлежащих оценке, формируется на основе государственных нормативных требований охраны труда, характеристик технологического процесса и производственного оборудования, применяемых сырья и материалов, результатов ранее проводившихся измерений показателей вредных и (или) опасных производственных факторов, а также предложений работников. 3. Оценка соответствия условий труда гигиеническим нормативам проводится путем инструментальных измерений и оценок уровней факторов производственной среды и трудового процесса в ходе осуществления штатных производственных (технологических) процессов и (или) штатной деятельности организации. При проведении оценки используются методы измерений, предусмотренные действующими нормативными актами, а также поверенные в установленном порядке средства измерения. 4. Оценка соответствия условий труда гигиеническим нормативам проводится согласно критериям оценки и классификации условий труда, установленным нормативным правовым актом, изданным в установленном порядке федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере санитарно-эпидемиологического благополучия. При этом определяется класс (подкласс) условий труда как для отдельных факторов, так и для условий труда на рабочем месте в целом. 5. Измерения и оценки оформляются протоколом. Протоколы измерений и оценок оформляются по каждому фактору, подлежащему оценке. Протокол должен содержать следующую информацию: – полное или сокращенное наименование работодателя; – фактический адрес местонахождения работодателя; – идентификационный номер протокола; – наименование рабочего места, а также профессии, должности работника, занятого на данном рабочем месте, по Общероссийскому классификатору профессий рабочих, должностей служащих и тарифных разрядов (далее — ОК 016-94); – дата проведения измерений и оценок (их отдельных показателей); 518 – наименование структурного подразделения работодателя (при наличии); – наименование аттестующей организации, сведения об ее аккредитации (регистрационный номер в реестре аккредитованных организаций, оказывающих услуги в области охраны труда, и дата внесения в реестр), а также сведения об аккредитации испытательной лаборатории аттестующей организации (дата и номер аттестата аккредитации); – наименование измеряемого фактора; – сведения о применяемых средствах измерений (наименование прибора, инструмента, заводской номер, срок действия и номер свидетельства о поверке); – методы проведения измерений и оценок с указанием нормативных документов, на основании которых проводятся данные измерения и оценки; – реквизиты нормативных правовых актов (наименование вида акта, наименование органа, его издавшего, его название, номер и дата подписания), регламентирующих предельно допустимые концентрации (далее — ПДК), предельно допустимые уровни (далее — ПДУ), а также нормативные уровни измеряемого фактора; – место проведения измерений с указанием наименования рабочего места в соответствии с перечнем рабочих мест, подлежащих аттестации, с приложением при необходимости эскиза помещения, в котором проводятся измерения, с указанием размещения оборудования и нанесением на нем точки (точек) измерений (отбора проб); – нормативное и фактическое значения уровня измеряемого фактора и продолжительность его воздействия на всех местах проведения измерений; – класс условий труда по данному фактору; – заключение по фактическому уровню фактора на всех местах проведения измерений, итоговый класс условий труда по данному фактору. По каждому фактору или группе факторов на отдельное рабочее место оформляются протоколы измерений и оценок, являющиеся неотъемлемой частью Карты аттестации рабочего места по условиям труда (далее — Карта). Допускается оформление результатов измерений и оценок по одному конкретному фактору или группе факторов в одном сводном протоколе для группы рабочих мест. 519 При этом (в случае оформления протокола по точкам проведения измерений) наименования рабочих мест (профессий, должностей), продолжительность воздействия производственных факторов, классы условий труда и заключение по фактическим уровням факторов в сводный протокол допускается не вносить. В этом случае в Карте дополнительно заполняется таблица фактического состояния условий труда. 6. Протокол измерений и оценок подписывается специалистами аттестующей организации, проводившими их, а также ответственным должностным лицом аттестующей организации и заверяется печатью аттестующей организации. 12.4.4. Оценка травмобезопасности рабочих мест Оценка травмобезопасности проводится путем проверки соответствия производственного оборудования, приспособлений и инструмента, а также средств обучения и инструктажа требованиям нормативных правовых актов. При этом необходимо учитывать наличие сертификатов безопасности установленного образца на производственное оборудование. При оценке травмобезопасности проводятся пробные пуски и остановки производственного оборудования с соблюдением требований безопасности. 1. Оценка травмоопасности рабочих мест проводится специалистами аттестующей организации. 2. Объектами оценки травмоопасности рабочих мест являются: – производственное оборудование; – приспособления и инструменты, используемые при осуществлении технологических процессов; – соответствие подготовки работников по вопросам охраны труда установленным требованиям. 3. Оценка травмоопасности рабочих мест проводится на соответствие требованиям охраны труда, невыполнение которых может привести к травмированию работников, в том числе требованиям по защите: – от механических воздействий; – воздействия электрического тока; – воздействия повышенных или пониженных температур; – токсического воздействия химических веществ и др. 520 4. При оценке травмоопасности производственного оборудования проводится проверка наличия и соответствия нормативным требованиям: – комплекта эксплуатационной документации; – средств защиты работников от воздействия движущихся частей производственного оборудования, а также разлетающихся предметов; – ограждений элементов производственного оборудования, повреждение которых связано с возникновением опасности, включая наличие фиксаторов, блокировок, герметизирующих и других элементов; – сигнальной окраски и знаков безопасности; – сигнализаторов нарушений нормального функционирования производственного оборудования, средств аварийной остановки, включая наличие устройств, позволяющих исключить возникновение опасных ситуаций при полном или частичном прекращении энергоснабжения и последующем его восстановлении, а также при повреждении цепи управления энергоснабжением (самопроизвольного пуска при восстановлении энергоснабжения, невыполнения уже выданной команды на остановку); – защиты электрооборудования, электропроводки от различного рода воздействий. 5. Оценка травмоопасности производственного оборудования проводится путем анализа технической документации, содержащей требования безопасности при выполнении работ, внешнего осмотра производственного оборудования в ходе штатной работы на соответствие его состояния требованиям действующих нормативных правовых актов по охране труда. 6. Оценка травмоопасности инструментов и приспособлений проводится путем внешнего осмотра и проверки соответствия их состояния требованиям нормативных правовых актов по охране труда. 7. При оценке травмоопасности производственного оборудования, а также инструментов и приспособлений может проверяться также наличие сертификатов или деклараций соответствия требованиям безопасности. 8. Результаты оценки травмоопасности рабочего места оформляются протоколом оценки. 521 При оценке травмоопасности рабочих мест, имеющих объекты, контролируемые федеральными органами исполнительной власти, уполномоченными на проведение государственного надзора и контроля в установленной сфере деятельности, в протоколах оценки травмоопасности рабочих мест следует дополнительно указывать наличие необходимых разрешений на ввод производственного оборудования и (или) его отдельных составных частей в эксплуатацию, прохождение технических освидетельствований и т.п. Протокол оценки травмоопасности рабочего места подписывается специалистами аттестующей организации, проводившими оценку, а также ответственным должностным лицом аттестующей организации и заверяется печатью аттестующей организации. 9. По результатам оценки травмоопасности условия труда классифицируются следующим образом: I класс травмоопасности — оптимальный (на рабочем месте не выявлено ни одного несоответствия требованиям охраны труда; не производятся работы, связанные с ремонтом производственного оборудования, зданий и сооружений, работы повышенной опасности и другие работы, требующие специального обучения по охране труда, или отсутствует производственное оборудование и инструмент); II класс травмоопасности — допустимый (на рабочем месте не выявлено ни одного несоответствия требованиям охраны труда; производятся работы, связанные с ремонтом производственного оборудования, зданий и сооружений, работы повышенной опасности и другие работы, требующие специального обучения по охране труда; эксплуатируется производственное оборудование с превышенным сроком службы (выработанным ресурсом), однако это не запрещено специальными требованиями безопасности на это оборудование; выявлены повреждения и (или) неисправности средств защиты, не снижающие их защитных функций); III класс травмоопасности — опасный (на рабочем месте выявлено одно и более несоответствие требованиям охраны труда). 12.4.5. Оценка обеспечения работников средствами индивидуальной защиты Для каждого рабочего места определяется обеспеченность работников средствами индивидуальной защиты (СИЗ), а также эффективность этих средств. 522 Оценка обеспеченности работников средствами индивидуальной защиты осуществляется путем сопоставления фактически выданных средств с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи рабочим и служащим специальной одежды. специальной обуви и других средств индивидуальной защиты и другими нормативными документами (ГОСТ, ТУ и т.д.). При оценке обеспеченности работников средствами индивидуальной защиты одновременно производится оценка соответствия выданных средств индивидуальной защиты фактическому состоянию условий труда на рабочем месте, а также производится контроль их качества Эффективность средств индивидуальной защиты должна подтверждаться сертификатами соответствия. Оценка обеспечения работников средствами индивидуальной защиты оформляется в виде протокола по аттестации рабочих мест. 12.4.6. Комплексная оценка условий труда Комплексная оценка условий труда на рабочем месте включает в себя результаты оценок: – класса (подкласса) условий труда, установленного по результатам оценки соответствия условий труда гигиеническим нормативам, утвержденным в установленном порядке федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере санитарно-эпидемиологического благополучия; – класса условий труда по травмоопасности; – обеспеченности работников СИЗ. 1. При соответствии условий труда на рабочем месте гигиеническим нормативам, невыявлении при оценке травмоопасности рабочего места несоответствия требованиям охраны труда и соответствии рабочего места требованиям обеспеченности работников СИЗ рабочее место признается аттестованным с комплексной оценкой условий труда «соответствует государственным нормативным требованиям охраны труда». 2. При несоответствии условий труда на рабочем месте гигиеническим нормативам и (или) выявлении при оценке травмоопасности рабочего места несоответствия рабочего места требованиям 523 охраны труда, и (или) несоответствии требованиям обеспеченности работников СИЗ рабочее место признается аттестованным с комплексной оценкой условий труда «не соответствует государственным нормативным требованиям охраны труда». 3. При отнесении условий труда на рабочем месте к классу 4 (опасному) работодателем незамедлительно разрабатывается и реализуется комплекс мер, направленных на снижение уровня воздействия опасных факторов производственной среды и трудового процесса либо на уменьшение времени их воздействия. 12.4.7. Оформление результатов аттестации рабочих мест по условиям труда По результатам аттестации рабочих мест по условиям труда заполняются: – ведомость рабочих мест и результатов их аттестации по условиям труда в подразделении, в которую включаются сведения об аттестуемых рабочих местах и условиях труда на них, количестве занятых в этих условиях работников, обеспеченности их средствами индивидуальной зашиты; – сводная ведомость рабочих мест и результатов их аттестации по условиям труда в организации, где указывается число рабочих мест по структурным подразделениям и в целом по организации, число рабочих мест, на которых проведена аттестация с распределением их по классам условий труда, число работников, занятых на рабочих местах, на которых проведена аттестация, сведения об обеспечении работников средствами индивидуальной защиты. Результаты работы аттестационной комиссии организации оформляются протоколом аттестации рабочих мест по условиям труда (приложение № 9 к Положению по аттестации рабочих мест). К протоколу должны прилагаться: – карты аттестации рабочих мест по условиям труда; – ведомости рабочих мест и результатов их аттестации по условиям труда в подразделениях; – сводная ведомость рабочих мест и результатов их аттестации по условиям труда в организации; – план мероприятий по улучшению и оздоровлению условий труда в организации. 524 12.4.8. Реализация результатов аттестации рабочих мест по условиям труда По результатам аттестации рабочих мест по условиям труда аттестационной комиссией с учетом предложений, поступивших от подразделений организации, отдельных работников, разрабатывается план мероприятий по улучшению и оздоровлению условий труда в организации по форме, приведенной в табл. 12.1. Таблица 12.1 Примерная форма плана мероприятий по улучшению и оздоровлению условий труда в организации Наиме- Наиме- Назна- Источ- ОтветСрок Службы, Отметка нование нование чение ник фи- ственный выполне- привле- о выполподраз- меропри- меропри- нансиро- за выния каемые нении деления, ятия ятия вания полнение для прорабочего мероприведения места ятия мероприятия 1 2 3 4 5 6 7 8 План должен предусматривать мероприятия по улучшению техники и технологии, применению средств индивидуальной и коллективной защиты, оздоровительные мероприятия, а также мероприятия по охране и организации труда. В плане указываются источники финансирования мероприятий, сроки их исполнения и исполнители. План должен предусматривать приведение всех рабочих мест в соответствие с требованиями по охране труда. План подписывается председателем аттестационной комиссии и после согласования с совместным комитетом (комиссией) по охране труда, профессиональными союзами утверждается руководителем организации и включается в коллективный договор. После завершения работы по аттестации рабочих мест по условиям труда руководитель организации издает приказ, в котором дается оценка проведенной работы и утверждаются ее результаты. С учетом результатов аттестации рабочих мест по условиям труда аттестационная комиссия разрабатывает предложения о порядке подготовки подразделений организации к их сертификации на соответствие требованиям по охране труда и намечает мероприятия, конкретизирующие содержание такой подготовки. 525 Результаты аттестации рабочих мест по условиям труда являются основой для создания банка данных существующих условий труда на уровне организации, района, города, региона, республики. Информация о результатах аттестации рабочих мест доводится до сведения работников организации. Документы аттестации рабочих мест по условиям труда являются материалами строгой отчетности и подлежат хранению в течение 45 лет. 12.4.9. Порядок заполнения карты аттестации рабочих мест по условиям труда Карта аттестации рабочего места по условиям труда (далее — Карта) является документом, содержащим сведения о фактических условиях труда на рабочем месте, применяемых компенсациях, размерах повышения заработной платы и соответствии их действующему законодательству, а также рекомендации по улучшению условий труда на данном рабочем месте или группе аналогичных рабочих мест. В адресной части указывается полное наименование и адрес организации. Наименование профессии и должности работников указываются в соответствии со штатным расписанием организации. Коды профессий и должностей работников заполняются в соответствии с Общероссийским классификатором профессий рабочих, должностей служащих и тарифных разрядов (ОК 016-94). На все аналогичные рабочие места одного наименования составляется одна карта на первое рабочее место из списка аналогичных мест. Наименования подразделения, участка (бюро, сектора) заполняются в соответствии с имеющейся в организации системой наименований, если соответствующие структурные подразделения отсутствуют, ставится прочерк. В строке «Количество и номера аналогичных рабочих мест» («РМ») указывается число аналогичных рабочих мест, включающее рабочее место, на которое заполняется Карта. В строке 010 указывается действующий код и наименование выпуска Единого тарифно-квалификационного справочника (ЕТКС), квалификационного справочника. 526 В строке 020 записывается численность работающих по штатному расписанию или фактическая численность работников за месяц, предшествовавший заполнению Карты. Строка 030 заполняется на основе результатов оценки условий труда по степени вредности и опасности факторов производственной среды и трудового процесса, по травмобезопасности, по обеспеченности СИЗ. При заполнении строки «Оценка условий труда» в абзаце «по степени вредности и опасности факторов производственной среды и трудового процесса» заносятся итоговые оценки присущих соответствующему рабочему месту факторов производственной среды и трудового процесса из соответствующих протоколов инструментальных измерений; в абзаце «по степени травмобезопасности» указывается класс травмобезопасности из протокола оценки травмобезопасности рабочих мест; в абзаце «по обеспеченности СИЗ» записывается оценка из протокола оценки обеспеченности работников СИЗ на рабочем месте — соответствуют или не соответствуют требованиям обеспеченности СИЗ. При оформлении результатов измерений по одному конкретному фактору в одном сводном протоколе для группы рабочих мест дополнительно заполняется и приводится в Карте таблица «Фактическое состояние условий труда по факторам производственной среды и трудового процесса»: – в графе «Наименование фактора производственной среды и трудового процесса» приводятся факторы производственной среды и трудового процесса, свойственные данному рабочему месту; – в графе «Дата проведения измерения» указывается число, месяц и год проведенного измерения; – в графе «ПДК, ПДУ, допустимый уровень» приводятся значения гигиенических нормативов условий труда; – в графе «Фактический уровень фактора производственной среды и трудового процесса» указываются фактические значения зафиксированных на рабочем месте факторов производственной среды и трудового процесса; – в графе «Продолжительность воздействия» указывается фактическое время воздействия факторов производственной среды и трудового процесса; 527 – в графе «Класс условий труда» проставляются цифры, соответствующие классу условий труда по каждому фактору. При расчете эквивалентных корректированных уровней шума, локальной и общей вибрации, инфразвука, среднесменных концентраций химических веществ и аэрозолей, преимущественно фиброгенного действия, тяжести и напряженности трудового процесса, время воздействия на работающих в течение смены уже учтено. Для параметров световой среды указывается только время пребывания (продолжительность воздействия) в разных помещениях (зонах), где выполняется работа. Данная таблица может быть оформлена как приложение к строке 030 на отдельных листах. В строке 040 приводятся сведения о гарантиях и компенсациях за тяжелую работу, работу с вредными и (или) опасными условиями труда. В таблице указываются фактические данные и данные о необходимости предоставления и размерах гарантий и компенсаций по результатам оценки условий труда с соответствующим обоснованием: – в п. 1 приводится фактический и рассчитанный по результатам оценки условий труда размер повышения оплаты труда работников, занятых на тяжелых работах, работах во вредных и (или) опасных условиях труда в %, в скобках указываются факторы производственной среды и трудового процесса, обусловливающие необходимость компенсации их вредного воздействия путем повышения размера оплаты труда. В графе «Основание» (в п. 2—6) приводятся соответствующие нормативные правовые акты со ссылкой на разделы, главы, статьи или пункты; – в п. 2 записываются фактические данные по дополнительным отпускам и данные о необходимости предоставления и размере дополнительных отпусков, являющихся компенсацией за вредные и (или) опасные условия труда. В графе «Основание» приводятся соответствующие нормативные правовые акты со ссылкой на разделы, главы, статьи или пункты; – в п. 3 приводятся сведения о продолжительности рабочей недели в часах по факту и по результатам оценки условий труда; – в п. 4 приводятся фактические данные об обеспечении работников молоком или другими равноценными пищевыми продуктами, полученные на основании оценки условий труда; 528 – в п. 5 приводятся данные о бесплатном получении лечебнопрофилактического питания в связи с особо вредными условиями труда по факту и по результатам оценки условий труда; – в п. 6 приводятся сведения о праве на досрочное назначение трудовой пенсии по старости по факту и по результатам оценки условий труда в соответствии с действующим пенсионным законодательством. При отсутствии компенсаций в соответствующих графах таблицы ставятся прочерки. В строке 050 фактически принятая периодичность медицинских осмотров заполняется на основании согласованного с территориальными органами Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека списка должностей и профессий, подлежащих предварительным и периодическим медосмотрам; рекомендуемая по результатам оценки условий труда периодичность медосмотров определяется на основании данных оценки уровней вредных и (или) опасных условий труда и действующих нормативных правовых актов, которые указываются в графе «Основание» со ссылками на соответствующие разделы, главы, статьи, пункты. В строке 060 приводятся рекомендации по режиму труда и отдыха применительно к конкретному рабочему месту на основании действующих нормативных правовых актов и иных документов, содержащих требования или рекомендации по режиму труда и отдыха, с указанием соответствующих разделов, глав, статей, пунктов. В строке 070 указываются рекомендации по использованию труда женщин и работников моложе 18 лет со ссылкой на соответствующие разделы, главы, статьи, пункты действующих нормативных правовых актов (Трудового кодекса Российской Федерации, постановлений Правительства Российской Федерации и иных нормативных правовых актов, регулирующих труд женщин и работников в возрасте до 18 лет). Строка 080 содержит перечень мероприятий по улучшению и оздоровлению условий труда на данном рабочем месте. В строке 090 приводится заключение аттестационной комиссии по результатам аттестации данного рабочего места: 529 Рабочее место аттестовано: по степени вредности и опасности факторов производственной среды и трудового процесса с классом (1, 2, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4) по травмобезопасности с уровнем (классом) (1, 2, 3) по обеспеченности СИЗ (соответствует (не соответствует) требованиям обеспеченности СИЗ, СИЗ не предусмотрены) Карта подписывается председателем, членами аттестационной комиссии с указанием их должности, а также работниками, чьи рабочие места подлежали аттестации. 12.5. Анализ существующих методов аттестации рабочих мест по условиям труда 12.5.1. Методика анализа показателей структурного подразделения ОАО «РЖД» по условиям труда Данная методика разработана на основании метода экспертной оценки качества с использованием научного потенциала высококвалифицированных экспертов и включает в себя две методики: – методику балльной оценки условий труда работников ОАО «РЖД» по результатам аттестации рабочих мест; – методику экспертных оценок показателей структурного подразделения ОАО «РЖД» по условиям труда. 12.5.2. Балльная оценка условий труда работников ОАО «РЖД» по результатам аттестации рабочих мест Данный подход может быть использован в структурном подразделении ОАО «РЖД», если имеется документация по аттестации рабочих мест на всех рабочих местах. При отсутствии данных по аттестации рабочих мест по условиям труда для некоторых рабочих мест подход не может быть использован для оценки структурного подразделения в целом, но может использоваться для оценки рабочих мест отдельных подразделений, для которых имеется вся соответствующая документация. Оценочным показателем структурного подразделения по условиям труда является «средняя балльная оценка рабочего места структурного подразделения» — Бср: 530 Б = ср Опр , балл/чел, Чраб где Опр — общая балльная оценка структурного подразделения (суммарный балл по всем рабочим местам), балл; Чраб — численность работающих в структурном подразделении по штатному расписанию, чел. Алгоритм (последовательность) определения «средней балльной оценки рабочего места структурного подразделения»: 1. Первичным документом при определении оценочного показателя является «Перечень рабочих мест структурного подразделения (участка, цеха)», составленный по форме, приведенной в табл. 4. Данный перечень составляется по результатам АРМ. В строку «а» по каждому рабочему месту табл. 4 настоящей методики заносят классы условий труда по степени вредности и опасности по каждому фактору рабочей среды (графы 3—16). В графу 17 по строке «а» заносят общую оценку по классу условий труда. 2. Затем заполняется строка «б» по каждому рабочему месту с присвоением балла каждому фактору согласно таблице настоящей методики. 3. В графу 17 табл. 4 заносится суммарный балл по строке «б». 4. В графу 18 табл. 4 заносится общее число работающих на данном рабочем месте (с учетом аналогичных рабочих мест). 5. Далее заполняются последние строки табл. 4: II — число работающих в структурном подразделении ОАО «РЖД» (участке, цехе), Чраб, чел.; III — общая балльная оценка структурного подразделения ОАО «РЖД» (участка, цеха), Опр, балл/чел. Оценка структурного подразделения ОАО «РЖД» (участка, цеха) проводится в соответствии со средней балльной оценкой рабочего места Бср. Чем больше Бср, тем хуже условия труда в структурном подразделении ОАО «РЖД» (на участке, в цехе). Нормативная средняя балльная оценка рабочего места структурного подразделения ОАО «РЖД» (участка, цеха) определяется по результатам обработки данных АРМ. 531 12.5.3. Методика экспертных оценок Методика экспертных оценок является априорным методом. Априорная информация получается не в результате эксперимента, а на основе суждений, высказываемых специалистами — экспертами. Эти суждения формируются у них в процессе накопления опыта, подчас неосознанно, а также на основе их интуитивных представлений. Методика экспертных оценок включает несколько этапов: – выбор цели экспертизы; – формирование группы специалистов-аналитиков; – формирование рабочей анкеты; – разработка процедуры опроса; – формирование группы (групп) экспертов; – проверка компетентности экспертов (степени знакомства с решаемой проблемой); – выбор шкалы измерений; – выбор системы предпочтений экспертов. 12.6. Совершенствование процедуры аттестации рабочих мест по условиям труда в ОАО «РЖД» 12.6.1. Матричный индекс охраны труда Рассмотренная выше балльная методика имеет ряд недостатков, связанных, в первую очередь, с обработкой полученных результатов по АРМ от структурных подразделений и филиалов ОАО «РЖД». Нами предлагается матричное описание состояния охраны труда путем введения матрицы («матричного индекса»), что позволяет включить в уже существующую балльную методику большее количество качественных показателей. Максимальное количество баллов будет зависеть от необходимой дискретизации при решении конкретной задачи. Выделим «точки отсчета» баллов. Среднесетевой уровень показателя — средний уровень рассматриваемого показателя охраны труда, рассчитанный для всей сети железных дорог. Минимальный и максимальный уровень показателя — это минимальный (максимальный) уровень рассматриваемого показателя охраны труда, определяемый экспертной комиссией для всей сети железных дорог. 532 Средний балл рассматриваемого показателя должен соответствовать среднесетевому значению соответствующего показателя (табл. 12.2). Таблица 12.2 Соответствие баллов оцениваемым факторам № п/п Балл Оценка 1 1 Определяется экспертной комиссией, исходя из минимальных и максимальных показателей по сети железных дорог 2 2 3 … 4 n/2+1/2 5 … 6 n–1 Фактическое значение параметра должно иметь одинаковую математическую разность с соседними значениями 7 n Определяется экспертной комиссией, исходя из минимальных и максимальных показателей по сети железных дорог Фактическое значение параметра должно иметь одинаковую математическую разность с соседними значениями Определяется как среднесетевой показатель Кроме факторов, учитываемых балльной методикой, необходимо дополнительно включить следующие оценки: – выполнения плана обучения работников по охране труда; – нарушений требований охраны труда при комплексных проверках; – состояния помещений, находящихся в ведении службы охраны труда; – обеспеченности нормативно-технической документацией по охране труда. Вводя понятие «индекса охраны труда» (Тот), рассмотрим один из простейших случаев описания системы охраны труда с помощью этого показателя. Индекс охраны труда определяется по результатам балльной оценки следующим образом: n11 n12 ... n1 j n n22 ... n2 j T 21 . от ... ... ... ... n n ... n i1 i2 (12.1) ij 533 Сам индекс охраны труда определяется на основе рассмотренной выше балльной методики. Матричное описание позволяет в комплексе рассматривать отдельные показатели охраны труда, проводить аналитическую работу различного рода. Показатель, характеризующий общую оценку уровня охраны труда на предприятии, можно определить по формуле Iот 1 m k nij . mk j 1i 1 (12.2) 12.6.2. Линейная модель сбалансированности ресурсов системы охраны труда на железнодорожном транспорте Пусть имеется n линейных предприятий в одном филиале или в структуре ОАО «РЖД». При этом известны средства, которые центр управления филиала выделяет на цели охраны труда каждому предприятию — соответственно х1, х2, …, хn. Отметим, что в структуре ОАО «РЖД» существуют предприятия, целенаправленно занимающиеся материально-техническим снабжением всех других линейных предприятий, а также предприятия, осуществляющие основную функцию железнодорожного транспорта — перевозку пассажиров и грузов. Обозначим аij долю эксплуатационных расходов, которую предприятие Sj тратит на материально-техническое обеспечение и научно-техническую продукцию, обеспечивающую нормальное функционирование системы охраны труда. Допустим, что всю запланированную на нужды охраны труда долю эксплуатационных расходов предприятие тратит либо в своей структуре, либо заключает соответствующие договоры с другими предприятиями отрасли (филиалами, структурами), т.е. n ai, j 1 ( j 1, 2, ..., n). i 1 534 (12.3) Рассмотрим матрицу a11 a12 ... a1 j a a ... a2 j K 21 22 . ... ... ... ... a a ... a i1 i2 (12.4) ij В соответствии с выражением (12.3) сумма элементов любого столбца матрицы К равна 1. Взаимодействуя в обозначенной сфере, на любом предприятии Si (i = 1, 2, …, n) произойдет перераспределение выделенных ресурсов. Появившиеся средства составят pi = ai x1 + ai x2 + ai xn. Для достижения сбалансированности необходимо, чтобы на предприятии не было дефицита выделенных ресурсов на охрану труда, т.е. вновь появляющиеся ресурсы должны быть не меньше уже имеющихся: pi хi (i = 1, 2, …, n). Если pi > хi (i = 1, 2, …, n), то получим систему неравенств: a11х1 a12 х2 a21х1 a22 х2 ... ... a х a х i2 2 n1 1 anхn х1 ... a2nхn х2 . ... ... ... a х х in n n ... (12.5) Сложив неравенства системы (12.5), получим после группировки x1(a11 + a21 + …+ an1) + x2(a12 + a22 +…+ an2) +…+ xn(a11 + + a21 + … + an2) > x1 + x2 +… + xn. Учитывая выражение (12.3), суммы в скобках равны единице, поэтому мы приходим к противоречивому неравенству х1 + х2 +…+ хn > х1 + х2. +…+ хn. 535 Таким образом, неравенство pi > хi (i = 1, 2, …, n) невозможно, и условие pi > хi принимает вид рi = хi (i = 1, 2, …, n). Действительно, перераспределение ресурсов в системе охраны труда не может привести к повышению их уровня, за исключением эмиссии новых средств со стороны службы охраны труда. Вводя вектор х = (х1, х2, …, хn) перераспределенных ресурсов, получим матричное уравнение. Кх = х. (12.6) Решение этой задачи сводится к поиску собственного вектора матрицы К, отвечающего собственному значению = 1. Иначе говоря, модель позволяет определить, при каком соотношении перераспределенных ресурсов будет достигнута сбалансированность средств в системе охране труда, что, в свою очередь, позволяет рационально планировать отчисления эксплуатационных расходов на нужды охраны труда. 12.6.3. Комплексная оценка условий труда в ОАО «РЖД» Для комплексной оценки условий труда на предприятиях железнодорожного транспорта предлагается использовать показатель интегральной оценки условий труда (П иоут), определяемый по формуле 1 Пиоут n Пвут Путр Посиз, (12.7) 3 i 3 где Пвут — показатель вредности условий труда на рабочем месте; Путр — уровень травмоопасности рабочих мест; Посиз — обеспеченность средствами индивидуальной защиты. Показатель вредности условий труда на рабочем месте (Пвут) определяется по формуле m m m m m m m m j 1 j 1 j 1 Пвут 1 ( Пх Пб Пафд Пуз Пи Пув Пво Пвл j 1 j 1 m m j 1 m m m j 1 m j 1 m j 1 j 1 1 j 1 j 1 j 1 j 1 Пни Пии Пм Псс Птт Пнт Погоут(mgn ) /10), (12.8) 536 m где Пх — показатель условий труда на рабочем месте по химическому факj 1 тору (п. 5.1 P 2.2.2006—05); m Пб — показатель условий труда на рабочем месте по биологическому j 1 фактору, мг/м3 (п. 5.2 P 2.2.2006—05); m Пафд — показатель аэрозоли ПФД на рабочем месте, мг/м3 (п. 5.3 j 1 P 2.2.2006—05); m Пуз — показатель эквивалентного уровня звука на рабочем месте, дБА j 1 (п. 5.4 P 2.2.2006—05); m Пи — показатель инфразвука на рабочем месте, дБ/Лин (п. 5.4 j 1 P 2.2.2006—05); m Пув — показатель ультразвука воздушного на рабочем месте, дБ (п. 5.4 j 1 P 2.2.2006—05); m Пво — показатель общей вибрации на рабочем месте, дБ (раз) (п. 5.4 j 1 P 2.2.2006—05); m Пвл — показатель локальной вибрации на рабочем месте, дБ (раз) j 1 (п. 5.4 P 2.2.2006—05); m Пни — показатель неионизирующего излучения на рабочем месте, Гц; j 1 Вт/м2 и др. (п. 5.7 P 2.2.2006—05); m Пии — показатель ионизирующего излучения на рабочем месте, j 1 мЗв/год (п. 5.8 P 2.2.2006—05); m Пм — показатели микроклимата на рабочем месте, ТНС-индекс (п. 5.5 j 1 P 2.2.2006—05); 537 m Псс — показатели световой среды на рабочем месте, кео, %; Е, лк; j 1 Кл, % и др. (п. 5.6 P 2.2.2006—05); m Птт — показатель тяжести труда на рабочем месте, кг·м (п. 5.10 j 1 P 2.2.2006—05); m Пнт — показатель напряженности труда на рабочем месте, % (п. 5.10 j 1 P 2.2.2006—05); m Погоут — показатель общей гигиенической оценки труда в соответствии j 1 с п. 5.11. P 2.2.2006—05; m — коэффициенты весомости (значимости) каждого фактора производственной среды и трудового процесса (химического; биологического; аэрозолей, преимущественно фиброгенного действия; эквивалентного уровня звука; инфразвука; ультразвука воздушного; вибрации общей; вибрации локальной; неионизирующих излучений; ионизирующих излучений; микроклимата; световой среды; тяжести труда; напряженности труда и общей оценки условий труда по степени вредности или (и) опасности), определяемые экспертной оценкой (в долях единицы). Для определения коэффициентов весомости (значимости) факторов производственной среды и трудового процесса (m), сумма которых должна равняться единице, необходимо использовать реперную шкалу порядка. Деления этой шкалы представляют условные единицы (числа) от 0 до 10. Число «0» соответствует наиболее благоприятным условиям труда — например, классу 1 (оптимальные); а число «10» наиболее неблагоприятным — класс 4 (опасные) (табл. 12.3). Таблица 12.3 Рекомендуемые значения реперной шкалы порядка для структурных подразделений ОАО «РЖД» Классы условий труда Числовая характеристика Класс 1 Класс 2 Класс 3.1 Класс 3.2 Класс 3.3 Класс 3.4 Класс 4 0 1 3 5 6 7 10 Важным условием получения корректного результата является правильное обоснование числа экспертов. Недостаточное число 538 экспертов снижает точность выполняемой оценки из-за влияния на групповую (общую) оценку мнения отдельного эксперта, однако излишнее число экспертов приводит к сложности согласования их мнений. Определить оптимальное число экспертов можно с помощью кривых в системе координат, где по оси ординат отложена средняя групповая оценка Yг, а по оси абсцисс — число экспертов Кэ. Исследования, проведенные специалистами МГУПС, показали, что оптимальное число экспертов для оценки вредности условий труда на рабочих местах в структурных подразделениях ОАО «РЖД» составляет 8. Для исключения некорректного присваивания числовых характеристик различным факторам экспертами необходимо использовать поправочные коэффициенты (i, i): n i, j i 1 i n,m , (12.9) i, j i 1 j 1 где n — число экспертов, чел.; m — число участвующих в расчете показателей (факторов) производственной среды и трудового процесса; i, j — коэффициент весомости j-го показателя в условных единицах, данный i-м экспертом. i n 1 ij . (12.10) j 1 Для определения нормализованных оценок i-го эксперта используется формула (12.11) . i, j i ij Итоговые оценки весомости j-го показателя в условных единицах определяются суммированием оценок отдельных экспертов. Переменная gn в уравнении (12.8) — относительная величина, показывающая степень превышения гигиенического норматива для каждого фактора производственной среды и трудового процесса и определяемая по формуле 539 g n Bm , (12.12) Bd где Вm — фактическое значение измеренного (установленного) фактора производственной среды и трудового процесса по результатам аттестации рабочих мест (мг/м3, дБ и др.); Вd — предельно допустимое значение (уровень) фактора производственной среды и трудового процесса (мг/м3, дБ и др.). Для оценки уровня травмоопасности рабочих мест (П утр) в долях единицы необходимо использовать формулу Путр РМ РМоут , РМ (12.13) где РМ — общее (суммарное) число рабочих мест в структурном подразделении, шт.; РМоут — число рабочих мест с травмоопасными условиями труда (3-й и 4-й классы) в структурном подразделении, шт. Обеспеченность средствами индивидуальной защиты (П осиз) определяется на основе протокола аттестации рабочих мест. В случае полной обеспеченности СИЗ и спецодеждой структурного подразделения коэффициент Посиз = 1 (или 100 %). Если средства индивидуальной защиты и спецодежды не полностью соответствуют установленным нормам, используется формула К Si Pфi Посиз 1 К , (12.14) Si Pi 1 где К — номенклатурное количество средств индивидуальной защиты и спецодежды в соответствии с типовыми утвержденными нормами для данного структурного подразделения; Si — число экземпляров СИЗ i-го вида номенклатуры для бесплатной выдачи одному работнику; Рфi — численность работающих, фактически обеспеченных i-м видом номенклатуры СИЗ; Рi — численность работающих, которые должны быть обеспечены i-м видом номенклатуры СИЗ для бесплатной выдачи. 540 Степень приближения коэффициента интегральной оценки условий труда (Пиоут) к единице соответствует более безопасным условиям труда. При Пиоут < 1 разрабатывается и реализуется комплекс мер, направленных на снижение уровня воздействия опасных и вредных факторов производственной среды и трудового процесса либо на уменьшение времени их воздействия. Для проверки достоверности и работоспособности методики рассмотрим числовой пример — комплексную оценку условий труда в структурном подразделении «Х» ОАО «РЖД» (табл. 12.4). Основанием для расчета являются результаты аттестации рабочих мест по условиям труда. Определим поправочные коэффициенты (i, i) по формулам (12.9) и (12.10), а результаты представим в табличной форме (табл. 12.5 и 12.6). Определим нормализованные оценки i-го эксперта (i, j), используя формулу (12.11), а результаты представим в табличной форме (табл. 12.7). Определим относительную величину (gn), показывающую степень превышения гигиенического норматива для каждого фактора производственной среды и трудового процесса по формуле (12.12) или по карте аттестации. Используя формулу (12.8), вычислим показатель вредности условий труда на рабочем месте (Пвут): (2 0,071)(0,9 0,028)(2,0 0,064)(5,5 0,099)(5 0,071) 10 (4,1 0,069)(2,5 0,099)(2,2 0,071)(0,8 0,028)(0,9 0,025)(1,01 0,064) 10 (0,5 0,064)(2,5 0,064)(2,3 0,061)(4 0,117) 1 0,279 0,721. 10 Пвут 1 Используя формулу (12.13), проведем оценку уровня травмоопасности рабочих мест (Путр) в долях единицы: 50 1 0,98. Путр 50 Обеспеченность средствами индивидуальной защиты определена на основе протокола аттестации рабочих мест и составила Посиз = = 1. 541 542 Таблица 12.4 Экспертная числовая оценка факторов производственной среды и трудового процесса на рабочем месте в структурном подразделении «Х» ОАО «РЖД» Наименование факторов производственной среды и трудового процесса Химический Биологический Аэрозоли, преимущественно фиброгенного действия Эквивалентный уровень звука Инфразвук Ультразвук воздушный Вибрация общая Вибрация локальная Неионизирующие излучения Ионизирующие излучения Микроклимат Световая среда Тяжесть труда Напряженность труда Общая оценка условий труда по степени вредности и (или) опасности факторов производственной среды и трудового процесса по факторам и экспертам Выставляемая экспертом оценка, от 0 до 10 Класс условий Эксперт Эксперт Эксперт Эксперт Эксперт Эксперт Эксперт Эксперт по эктруда №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 спертам 3.1 3 4 3 4 3 4 3 4 28 2 1 2 1 1 2 1 2 1 11 3.1 3 4 3 4 3 4 3 4 25 3.2 5 6 5 5 4 5 4 5 39 3.1 3.1 3.2 3.1 3 3 5 3 4 3 6 4 4 3 5 4 3 4 5 3 4 3 4 3 4 4 5 3 3 3 4 4 3 4 5 4 28 27 39 28 2 1 1 1 1 2 2 2 1 11 2 3.1 3.1 3.1 3.1 1 3 3 3 3 1 4 4 3 3 1 3 3 4 4 2 4 3 2 3 1 3 2 3 3 1 3 3 4 3 2 2 4 3 3 1 3 3 4 3 10 25 25 25 24 3.3 6 5 6 7 5 6 5 6 46 48 54 50 51 45 52 47 51 398 Интегральная оценка условий труда по формуле (12.7): Пиоут 1 n 3 i 3 0,721 0,98 1,0 0,9. Таблица 12.5 тт нт огоут 0,068 0,098 0,063 0,063 0,063 Таблица 12.6 сс тт 0,090 0,036 0,037 0,025 0,04 0,04 0,04 нт огоут 0,022 м 0,042 во вл ни ии 0,10 ув 0,090 и 0,036 б афд уз 0,025 х 0,036 Значения поправочного коэффициента i 0,04 0,115 сс 0,060 м 0,025 во вл ни ии 0,028 ув 0,070 и 0,070 0,028 0,098 б афд уз 0,063 х 0,070 Значения поправочного коэффициента i Таблица 12.7 i, j афд i, j уз i, j и i, j ув i, j во i, j вл i, j ни i, j ии i, j м i, j сс i, j тт i, j нт 0,064 0,099 0,071 0,069 0,099 0,071 0,028 0,025 0,064 0,064 0,064 0,061 i, j огоут i, j б 0,028 0,117 i, j х 0,071 Значения нормализованных оценок i-го эксперта (i,j) Итак, комплексная (интегральная) оценка условий труда в структурном подразделении «Х» ОАО «РЖД» составляет 0,9. Предложенный методологический подход для комплексной оценки условий труда на предприятиях железнодорожного транспорта позволяет проводить объективный мониторинг состояния рабочих мест и принимать управленческие решения по приведению условий труда в соответствие с государственными нормативными требованиями охраны труда. 543 Глава 13. ОСНОВЫ ТЕОРИИ РИСКА 13.1. Понятие риска. Методы оценки риска Риск — это ожидаемая частота или вероятность возникновения опасностей определенного класса, или же размер возможного ущерба (потерь, вреда) от нежелательного события. Риск, фактически, есть мера опасности. Часто используемое понятие «степень риска» (Level of risk), по сути, не отличается от понятия риск, а лишь уточняет, что речь идет об измеряемой величине. В настоящее время наиболее распространены две трактовки понятия риска как количественной меры опасности: риск — вероятность появления неблагоприятного события (априорная оценка); риск — максимальный ущерб, нанесенный событием (количественная оценка). Кроме того, риск определяется как вероятностная мера возникновения техногенных или природных явлений, сопровождающихся формированием и действием вредных факторов, а также нанесенного при этом социального, экологического, экономического и других видов ущербов. Для оценки риска используются общая и упрощенная формулы: R = R1R2R3, (13.1) R = R2R3, (13.2) где R — уровень риска, т.е. вероятность нанесения определенного ущерба человеку и окружающей среде; R1 — вероятность возникновения события или явления, обуславливающего формирование и действие вредных факторов; R2 — вероятность формирования определенных уровней физических полей, нагрузок, вредных веществ в различных средах и их дозовых нагрузок, воздействующих на людей и другие объекты биосферы; R3 — вероятность того, что указанные уровни полей и нагрузок приведут к определенному ущербу. 544 Приведенные интерпретации термина «риск» используются в настоящее время при анализе опасностей и управлении безопасностью (риском) технологических процессов и производств в целом. Формирование опасных и чрезвычайных ситуаций — результат определенной совокупности факторов риска, порождаемых соответствующими источниками. Применительно к проблеме безопасности труда таким событием может быть ухудшение здоровья, травмирование или смерть человека или гибель группы людей, авария или катастрофа технической системы или устройства, загрязнение или разрушение экологической системы, возрастание смертности населения, материальный ущерб от реализовавшихся опасностей или увеличение затрат на обеспечение безопасности. Риск можно интерпретировать как математическое ожидание ущерба, возникающего при авариях, катастрофах и опасных природных явлениях: Rмо RiYi , (13.3) где Rмо — уровень риска, выраженный через математическое ожидание ущерба; Ri — вероятность возникновения опасного события i-го вида или типа; Yi — величина ущерба при i-м событии. Последняя интерпретация риска находит практическое применение. Однако определение уровня риска как вероятностной категории является более удобным и приемлемым при решении широкого круга задач научного и практического характера, в особенности задач, касающихся общей оценки уровня безопасности. Риски можно классифицировать по следующим признакам (рис. 13.1). По источникам риска: – техногенный — риск, источником которого является хозяйственная деятельность человека; – природный — риск, связанный с природными явлениями, такими как землетрясения, наводнения и т.д. По виду источника риска: – внешние — риски, существование или образование которых не связано с деятельностью данного объекта риска; 545 Рис. 13.1. Общая классификация рисков 546 – внутренние — риски, которые находятся в прямой зависимости от функционирования объекта; – риски, связанные с человеческим фактором, — ошибки конкретных лиц (работников предприятия, проектировщиков и т.д.). По характеру наносимого ущерба: – экологический, социальный, экономический, индивидуальный, технический (табл. 13.1). По величине ущерба: – допустимый, предельный, катастрофический. Поскольку естественными границами риска для человека является диапазон между 10 –2 (вероятность заболеваемости на душу населения) и 10–6 (нижний уровень риска от природной катастрофы или др. серьезной опасности), техногенный риск считается приемлемым, если он меньше 10–6. Таблица 13.1 Классификация рисков по характеру наносимого ущерба Характер риска Объект риска Индивидуальный Человек Технический Технические системы и объекты Источник риска Условия жизнедеятельности человека Техническое несовершенство, нарушение правил эксплуатации технических систем и объектов Антропогенное вмешательство в природЭкологические ную среду, техногенЭкологический системы ные чрезвычайные ситуации Социальный Экономический Социальные группы Нежелательное событие Заболевание, травма, инвалидность, смерть Авария, взрыв, катастрофа, пожар, разрушение Антропогенные экологические катастрофы, стихийные бедствия Чрезвычайная ситуа- Групповые травмы, ция, снижение качест- заболевания, гибель ва жизни людей, рост смертности Повышенная опасМатериальные ность производства или природной среды ресурсы Увеличение затрат на безопасность, ущерб от недостаточной защищенности 547 По времени воздействия: – краткосрочный — опасное воздействие не превышает по времени 1 ч, например, взрыв или небольшой пожар; – среднесрочный и долгосрочный — связаны с появлением радиации, уничтожением флоры и фауны и другие, последствия которых могут сказываться долгое время. По частоте воздействия: – постоянный — риск, воздействие которого существует постоянно; – периодический — риск, возникающий время от времени (например, при пуске или остановке оборудования); – разовый — риск, появляющийся при создании нестандартной ситуации. По уровню воздействия: – локальный, глобальный. По восприятию риска людьми: – добровольный, принудительный. Например, риск, связанный с возникновением аварийных ситуаций на промышленном предприятии, для работающих на данном предприятии будет добровольным, а для населения, проживающего вблизи предприятия, — принудительным. По характеру воздействия: – социальный ущерб — воздействие на человека; – экономический ущерб — потеря материальных ценностей; – экологический ущерб — негативное воздействие на окружающую среду. Оценка полного ущерба включает оценку прямого и косвенного ущербов. Так, прямой экологический ущерб — это загрязнение атмо-, гидро- и литосферы. Косвенный экологический ущерб связан с необходимостью оценки отдаленных экологических последствий, таких как нарушение экологического баланса, ухудшение качественных характеристик природных ресурсов. Прямой социальный ущерб — людские потери (травмы, увечья, получение токсодоз, смертельные поражения) в результате аварий на промышленных объектах. Косвенный социальный ущерб — сокращение средней ожидаемой продолжительности жизни, увеличение социальных выплат, льгот и др. Концепция риска исходит из того, что постоянное наличие в окружающей среде потенциально вредных для здоровья челове548 ка веществ всегда создает ту или иную степень реального риска, который никогда не равен нулю. Ключевое звено концепции — комплексная оценка риска, что существенно отличает ее от той, в которой упор делается на обеспечение экологических нормативов, характеризующих компоненты природной среды. Практика показала, что достижение указанных стандартов в отношении конкретного загрязняющего вещества может сопровождаться ухудшением качества другого компонента среды. В итоге риск для здоровья человека, обусловленный такого рода загрязнением, не сокращается, так как его источник переносится из одной среды в другую. Долгие годы в мире и в РФ в основе функционирования промышленных предприятий лежала так называемая концепция «абсолютной безопасности» или «нулевого риска» — принцип ALAPA (As Low As Practically Achievable). Концепция «нулевого риска» предусматривала такую организацию производственного объекта, при которой полностью исключалась возможность аварии. Чернобыльская авария, авария на Фукусиме в Японии показали неправомерность такого подхода из-за невозможности достижения абсолютной безопасности. Это одна из причин, по которой концепция абсолютной безопасности в настоящее время признается неадекватной внутренним законам техносферы. На смену концепции «нулевого риска» пришла так называемая концепция «приемлемого риска», в основе которой заложен принцип «предвидеть и предупредить» — принцип приемлемого риска ALARA (As Low As Reasonably Achievable). Эта концепция предусматривает возможность аварии и соответственно меры по предотвращению ее возникновения и развития. Приемлемый уровень риска в диапазоне 10–6—10–8 в год (это такой уровень риска, который соответствует, например, риску поездки на автомобиле на 100 км, полету на самолете на дальность 650 км). 13.2. Современные методики математического моделирования рисков На нынешнем этапе развития технологии добиться полностью безаварийной работы ряда предприятий, например, связанных с работой опасных объектов на железнодорожном транспорте, не представляется возможным. 549 Повышение промышленной безопасности предусматривает осуществление технических и организационных мер, включающих мониторинг опасного объекта, разработку планов ликвидации аварий и плана действий в чрезвычайных ситуациях на территории объекта и за его пределами. Нет сомнения, что любой технологический процесс должен ориентироваться на технологии, позволяющие максимально снизить вероятность аварий и уменьшить опасное воздействие на внешнюю среду. В то же время нельзя не учитывать, что рациональное размещение объектов также является одним из способов обеспечения безопасности людей и окружающей среды. Любой район, в пределах которого размещается объект, имеет ту или иную численность населения, хозяйственную ценность. Поэтому целесообразно оценивать различные варианты размещения объектов по комплексу показателей, характеризующих состояние окружающей среды, особенности и потенциальную опасность объекта в случае аварийных ситуаций. Одним из таких показателей (критериев) является риск запроектных аварий. Риск запроектной аварии при функционировании опасного объекта состоит в том, что в случае ее возникновения существует определенная вероятность поражения проживающего вблизи населения. Чем меньше прогнозируемые последствия запроектной аварии, тем более благоприятна данная площадка для размещения объекта. Сценарий аварий на опасных объектах достаточно сложен. При авариях возможен выход отравляющих веществ (ОВ) в газообразном и аэрозольном состояниях с образованием облака зараженного воздуха и его движением по направлению ветра, заражением почв, растительности, водоемов и т.д. Так как газообразное и аэрозольное состояния ОВ являются его боевым состоянием, то население, находящееся в зоне распространения облака или первичного заражения местности, может получить поражение различной степени тяжести. Вероятность возникновения аварии определяется: – особенностями технологического процесса; – используемым оборудованием; – степенью подготовленности персонала; – временем, в течение которого функционирует данный технологический объект; 550 – интенсивностью технологических операций; – техническими факторами (например, усталость металла); – внешними неуправляемыми факторами (целенаправленная диверсия); – человеческим фактором (ошибками эксплуатационного персонала). Опасности, связанные с аварией, определяются: – количеством освободившегося при аварии ОВ, его физикохимическими и токсическими свойствами. Например, в случае высвобождения фосфорорганических ОВ наибольшая опасность создается при образовании и распространении облака паров ОВ, в то время как при высвобождении люизита более опасно заражение подпочвенных вод мышьякосодержащими продуктами гидролиза люизита; – архитектурно-планировочными особенностями застройки и транспортными коммуникациями; – метеорологическими условиями и характеристиками окружающей среды: особенностями рельефа, характерной растительностью, структурой и свойствами почвы, условиями залегания подпочвенных вод, близостью рек и водозаборных сооружений, гидрографическими условиями; – фактором наличия проживающего вблизи населения. Если населения в пределах зоны вероятного распространения ОВ в случае аварии не имеется, то потенциальная опасность близка в момент времени t нулю. Для количественной оценки последствий аварии необходимо создать математическую модель, позволяющую осмыслить поведение технической системы и с ее помощью оценить различные стратегии риска. Модель должна отражать важнейшие черты явления, т.е. в ней должны быть учтены все существенные факторы, от которых в наибольшей степени зависит функционирование системы. Вместе с тем она должна быть по возможности простой и понятной пользователю, целенаправленной, надежной (гарантия от абсурдных ответов), удобной в управлении и обращении, достаточно полной, адекватной, позволяющей легко переходить к другим модификациям и обновлению данных. При построении математической модели можно использовать математический аппарат различной сложности — алгебраические и 551 дифференциальные уравнения как обыкновенные, так и с частными производными. В наиболее трудных случаях, если функционирование системы зависит от большого числа сложно сочетающихся между собой случайных факторов, можно применять метод статистического моделирования. Выходные параметры функционирования математической модели риска запроектной аварии определяют математическое ожидание количества пораженных жителей, постоянно проживающих в районе, подвергаемом опасности при функционировании объекта, если на объекте или его технологических элементах произойдет в случайный момент времени любая теоретически возможная запроектная авария, вызванная теми или иными причинами. Рассмотрим возможные аналитические подходы к решению данной задачи. Математическое ожидание (R) количества пораженных людей можно определить следующим образом: 2 Rмо r(,L)P(,L)ddL, (13.4) 0 L0 где r (,L) — расстояние от объекта до точки нахождения человека в полярных координатах (начало координат совмещено с объектом); P(,L) — вероятность поражения человека в точке с координатами (,L). Вероятность поражения P(,L) можно записать в виде: P(,L) ()(L,0 ), где () — вероятность того, что в момент аварии будет реализовано направление ветра = 0; (L,0) — вероятность поражения на удалении L от места аварии в направлении 0. Поскольку авария равновероятна в любой момент времени (это допущение наиболее разумно), то () определяется на основе розы ветров в данной зоне (регионе). Если пренебречь различиями в характеристиках подстилающей поверхности по каждому из направлений возможного распространения ОВ в случае аварии и ввести понятие средней (или средневзвешенной) характеристики, то можно существенно упростить задачу, разделив переменные: 552 L Rмо P(L) L0 2 r(,L)P()ddL. (13.5) 0 Изложенный подход к вычислению критерия риска запроектной аварии является одним из возможных вариантов аналитического метода его оценки. Рассмотрим существующие подходы для оценки различных видов риска. 13.2.1. Моделирование индивидуального риска Под индивидуальным риском будем понимать вероятность гибели человека в течение года от определенных причин (или их совокупности) в определенной точке пространства. Результаты анализа индивидуального риска отображаются на карте (ситуационном плане) предприятия (территории возможной природной ЧС) и прилегающих районов в виде замкнутых линий равных значений. Построение линий равного значения индивидуального риска (изолиний) осуществляется по формуле Rи(x, y) mM lL PQ(x,y)F (Am ), (13.6) где PQ(x,y) — вероятность воздействия на человека в точке с координатами (х, у) Q-го поражающего фактора с интенсивностью, соответствующей гибели (поражению) человека (здорового мужчины 40 лет) при условии реализации Ат-го события (аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия); F(Am) — частота возникновения Ат-го события в год; М — множество индексов, которое соответствует рассматриваемым событиям (авариям, опасным природным явлениям, катастрофам, стихийным или иным бедствиям); L — множество индексов, которые соответствуют перечню всех поражающих факторов, возникающих при рассматриваемых событиях. 13.2.2. Моделирование социального риска Социальный риск — зависимость частоты возникновения событий, вызывающих поражение определенного числа людей, от этого числа людей. Зависимости представляются в виде графиков. Социальный риск R(N) — характеризует масштаб возможных чрезвычайных ситуаций и может быть рассчитан по формуле 553 Rс(N ) mM lL P(N /Qm )P(Qm / AL)F (AL), (13.7) где P(N/Qm) — вероятность гибели (поражения) N людей от Qm-го поражающего фактора; P(Qm/Al) — вероятность возникновения Qm-го поражающего фактора при реализации Аl-го события (аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия). 13.2.3. Моделирование риска от аварий на пожароопасных и взрывоопасных объектах (ПВОО) После выявления на каждом из принятых к рассмотрению ПВОО всех видов аварий, специфики их возникновения и развития, расчета полей потенциальной опасности этих аварий и определения вероятности реализации их негативного потенциала оценку индивидуального риска можно рассчитать по формуле R в x,y R(x,y)N (x,y) , x,y N (x,y) (13.8) где N(x, у) — численность людей на площадке с координатами (x, у); R(x, у) — индивидуальный риск в точке с координатами (x, у) R(x, y) ij Hi Eij (x, y)Pj , (13.9) где Hi — вероятность выброса опасных веществ за год по сценарию i (в качестве сценариев аварии могут рассматриваться: нарушение герметичности замкнутых объемов за счет коррозии, нарушения технологического режима и т.п.); EIJ (x, у) — вероятность реализации механизма воздействия j в точке (х, у) для сценария выброса i (в качестве сценариев механизма воздействия могут рассматриваться: тепловые поражения людей, поражения ударной волной, поражение обломками и т.п.); Pj — вероятность летального исхода при реализации механизма воздействия. 13.3. Методика прогнозирования технологического риска Подавляющее большинство из применяемых в настоящее время технологических процессов потенциально опасны или вредны. Наиболее разрушительные техногенные происшествия обычно связаны с неконтролируемым высвобождением, распространением, превращением используемых потоков энергии или токсичного вещества и воздействием их на людей, материальные ценности и при554 родные ресурсы. Отсюда следует, что для обеспечения социально приемлемого уровня техногенного риска при использовании подобных объектов технического регулирования (ОТР) менеджмент администрации должен предусмотреть комплекс соответствующих мероприятий, включающих: – идентификацию источников и признаков возможного проявления техногенного риска в форме различных происшествий — аварий, катастроф, несчастных случаев; – априорную оценку показателей, характеризующих меру возможности и/или частоту появления всех подобных происшествий; – априорную оценку показателей, характеризующих результат проявления каждого такого происшествия, т.е. размеры или тяжесть обусловленных им потерь; – предварительную оценку достаточности имеющихся либо предлагаемых мер по снижению техногенного риска и обоснованию соответствующих предложений; – прогнозирование и регулирование интегральных показателей техногенного риска с целью принятия решения о его соответствии установленным требованиям. Перечисленный комплекс мер подтверждает, что эффективность менеджмента во многом определяется качеством оценки и обработки техногенного риска, тогда как повысить результативность действий можно, лишь руководствуясь совокупностью научно обоснованных принципов, вытекающих из энергоэнтропийной концепции аварийности и травматизма. Следуя ей, в общем случае можно считать рассматриваемые здесь ОТР системами «человек — машина — среда». Их первый компонент (человек) является потенциальной жертвой, второй (машина) — источником опасности, все три компонента являются источниками причин техногенных происшествий, т.е. ошибок, отказов, негативных воздействий. Основная же причина риска — неравновесность технического компонента ОТР, вызванная накопленными в нем потенциалами энергии или запасами вредного вещества и приводящая к проявлению соответствующих опасностей из-за прироста энтропии: скачкообразного в результате аварийного выброса энергии, залпового — вещества, постепенного — из-за износа или усталостного разрушения техники, непрерывных вредных выбросов или излучений. 555 Опираясь на подобные представления, логично сформулировать три основных принципа снижения техногенного риска при обращении с рассматриваемыми объектами: – максимально возможное снижение их энергоемкости и насыщенности вредными веществами; – исключение возможных происшествий путем предупреждения ошибок людей, отказов техники и неблагоприятных внешних воздействий; – заблаговременная подготовка к предпосылкам происшествий и самим происшествиям с целью предотвращения образования причинной цепи и снижения возможного ущерба. Естественно, что важная роль при оценке и обработке техногенного риска принадлежит используемым при этом методам и показателям, формам представления исходных данных, обоснованию сферы применимости сделанных выводов и рекомендациям, необходимым для решения таких задач, как: – выявление «узких мест», т.е. наиболее значимых для проявления риска в конструкции и технологии использования объекта или его основных компонентов; – выбор предпочтительных (по критерию «эффективность — затраты») вариантов снижения техногенного риска путем усиления или устранения таких мест; – оценка соответствия объекта в целом требованиям промышленной, пожарной и экологической безопасности, охраны труда и природы, предупреждения и смягчения ЧС; – улучшение деятельности надзорных органов и ведения документов по эксплуатации, техническому обслуживанию и ликвидации (локализации) последствий аварий; – сравнение оценок техногенного риска от использования объекта с установленными критериями социальной приемлемости, а при отсутствии критериев — с наиболее благополучными аналогами; – принятие решения о необходимости дополнительных мер по обеспечению или совершенствованию безопасности обращения с объектом; – оценка эффекта от мероприятий по совершенствованию менеджмента техногенного риска и системы обеспечения безопасной эксплуатации объекта в целом. 556 Предполагается также, что эффективное решение каждой такой задачи можно осуществить следующими способами: – идентифицировать источники и признаки проявления техногенного риска на ОТР; – определить параметры предпосылок к происшествиям, сценарии их развития и проявления с помощью диаграмм причинноследственных связей типа «дерево» и достоверных статистических данных по надежности людей и техники, аварийности и травматизму на исследуемом и аналогичных объектах; – оценить достаточность мероприятий, уже внедренных и предлагаемых для снижения степени возможности и результата проявления техногенного риска, методами системного анализа упомянутых выше «деревьев», включая основанное на них имитационное моделирование происшествий в человеко-машинных системах. Для этого требуются следующие исходные данные: – о дислокации объекта и его окружении (климатические, сейсмические и топографические условия, удаленность от населенных пунктов и особо охраняемых территорий, средняя плотность проживающих там людей и т.п.); – о составе и свойствах самого ОТР (характеристика зданий, сооружений, технологических процессов и используемого оборудования, обращающихся в них видов энергии и вредных веществ, численность и размещение персонала на территории); – об оснащенности объекта средствами ведения аварийно-спасательных работ, его защите от проникновения посторонних лиц и обеспечении безопасности — биологической, пожарной, радиационной, химической, электрической и др. При отсутствии достоверных статистических данных или невозможности использования методик и моделей, адекватных исследуемым подсистемам и процессам в ОТР, оценку показателей, характеризующих возможность, результат и продолжительность проявления техногенного риска, допускается проводить методом экспертных оценок с использованием универсальных шкал базовых балльных, словесных и численных оценок. Методика оценки и обработки техногенного риска при функционировании ОТР включает восемь этапов и определенную очередность их выполнения. Рассмотрим основные этапы данного итерационного процесса. 557 Процесс рекомендуется проводить последовательно, декомпозируя каждый ОТР на ряд структурных компонентов или функциональных подсистем, отличающихся видом используемой энергии: механическая энергия движущихся тел и сжатых газов; химическая энергия агрессивных, взрывчатых, воспламеняющихся, горючих, перегретых, токсичных и других аварийно опасных либо вредных веществ; электрическая; энергия ионизирующих и когерентных излучений. Источниками опасности следует считать адсорберы, аккумуляторы, генераторы, трансляторы и трансформаторы перечисленных выше видов энергии и опасных или вредных веществ, а признаками возможного проявления соответствующего риска — все нежелательные процессы и события, способные привести к неконтролируемому высвобождению потенциально опасного энергозапаса ОТР. Если в технологических узлах и установках какой-либо подсистемы ОТР используются опасные или вредные вещества, то их запас оценивается как «высокий». Отклонения от данного норматива в меньшую или большую сторону на 10 % будут соответствовать другим значениям словесной, балльной и числовой оценки проявления соответствующего риска на шкалах «мера результата» и «мера длительности» проявления последствий техногенного происшествия. Если на объекте действуют мощные источники непрерывных вредных материальных выбросов (дыма, пепла, сточных вод, шлаков), то их серьезность следует оценивать аналогичным способом. Для выявления технических предпосылок должны использоваться не только эмпирические данные и результаты качественного анализа с помощью традиционного метода «Что будет, если...», но и более сложные модели типа «дерево происшествия». Основное внимание при этом следует уделять так называемым критически значимым отказам, возникновения каждого из которых достаточно для нежелательного или неконтролируемого высвобождения энергозапаса, накопленного в ОТР. При прогнозе подобных предпосылок необходимо также учитывать возможность их появления как по причине старения, загрязнения, увлажнения, перегрева или переохлаждения, так и из-за конструктивно-производственных дефектов технологического оборудования либо ошибочных действий эксплуатирующего персонала. 558 Идентифицируя возможные ошибки, нужно помнить, что обычно они связаны с неправильным пониманием нормативной документации, неточным восприятием или искаженной интерпретацией данных о состоянии объекта, пропуском или умышленным изменением установленной очередности предписанных действий, или, напротив, с выполнением непредусмотренных. При этом нужно анализировать последствия не только отдельно взятых, но и нескольких одновременно допущенных человеком ошибок. Появление подобных предпосылок может быть обусловлено внутренними (отсутствие должных психологических установок, знаний и навыков) и внешними для человека факторами (неэргономичность рабочего места, несовершенство технологии работ, низкая или высокая напряженность трудового процесса). При прогнозировании нерасчетных внешних воздействующих факторов следует учитывать неблагоприятные для людей и техники условия рабочей среды, неожиданные и/или превышающие допустимые пределы воздействия со стороны смежных функциональных подсистем либо объектов, другие внешние причины, включая стихийные бедствия, аномальные явления и прочие форс-мажорные обстоятельства. Параллельно с идентификацией всех трех типов предпосылок— признаков возможного проявления техногенного риска рекомендуется оценивать достаточность организационно-технических мероприятий, как уже реализованных на ОТР, так и предлагаемых для внедрения. При этом необходимо соблюдать следующие приоритеты в устранении: – отказов техники — резервирование ненадежных элементов, оснащение их приборами безопасности, внедрение сигнализации об отказах; – ошибок людей — техническая блокировка, технологическая защита, организационный контроль; – опасных для них внешних воздействий — ограждение, локализация последствий, предупреждение о возможности проявления техногенного риска. Предполагаемую возможность (частоту или вероятность) возникновения всех выявленных выше предпосылок каждого типа целесообразно определять на основе имеющихся статистических данных, результатов моделирования или с помощью метода эксперт559 ных оценок. Подобным способом следует прогнозировать также и снижение этого показателя, ожидаемое как от уже реализованных, так и предлагаемых для внедрения мероприятий. Последовательность проведения этапа «прогнозирование риска и меры тяжести опасности» такая же, как на предыдущем этапе, за исключением: – вместо трех типов предпосылок здесь исследуются четыре стадии причинения ущерба: расконсервация (высвобождение), трансляция (распространение), трансформация (физико-химическое превращение), адсорбция (поглощение) аварийно высвободившегося энергозапаса и его поражающих факторов незащищенными объектами; – в качестве основных моделей используются зависимости типа «доза — эффект» или «пробит-функция и эрфик-функция»; – исходными данными служат сведения, полученные на предыдущих этапах или при анализе подобных происшествий; – конечными результатами прогноза являются наиболее вероятные формы причиненного ущерба (уничтожение, повреждение, вывод из строя, снижение эффективности, ускоренный износ) и их стоимостные оценки. При затруднениях в практическом применении рекомендованных моделей (невозможности разработки или получения исходных данных) прогноз техногенного ущерба допускается проводить с помощью «дерева событий», а его параметры определять методом экспертных оценок, включая шкалу «мера длительности». Ее применение необходимо для оценки доз и времени экспозиции опасного фактора, в том числе в форме косвенного ущерба Y II, обусловленного нарушением производственных связей или естественных циклов вещества в природе. При оценке Y II основное внимание нужно уделять: – для материальных ресурсов — хозяйственным связям между ОТР и взаимодействующими предприятиями; – для природных — последствиям возможного ослабления естественных биогеохимических циклов; – для людей — вынужденной миграции населения из-за ухудшения здоровья в результате воздействия вредных выбросов объекта. Мера возможности QII причинения косвенного ущерба редко встречающимися авариями будет определяться частотой их появ560 ления, тогда как с ростом повторяемости частота и тяжесть этого ущерба будут понижаться из-за постепенной адаптации хозяйственной или природной системы (исключения или дублирования ненадежных связей, создания собственных резервов и акклиматизации биологических особей и видов в целом). Параллельно с определением показателей, характеризующих все учитываемые здесь стадии причинения ущерба от происшествий на ОТР, целесообразно оценивать достаточность организационнотехнических мероприятий как уже реализованных, так и предлагаемых для внедрения с целью его снижения. Главное внимание (по приоритету) при разработке дополнительных мероприятий следует уделять: – снижению потенциала аварийно высвободившегося энергозапаса и размеров зон поражения, образуемых вследствие его трансформации и/или трансляции в новой среде; – увеличению стойкости оказавшихся там объектов к воздействию соответствующих факторов либо своевременному выявлению и оповещению людей об их возникновении; – заблаговременной подготовке персонала ОТР и проживающего вблизи населения к действиям в условиях возникшей ЧС с целью смягчения возможных негативных последствий. В качестве основных способов решения перечисленных задач рекомендуются: – ограничение объема утечки аварийно высвобождающихся газообразных и жидких химически опасных веществ путем дооснащения объекта арматурой, реагирующей на резкое изменение гидростатического давления; – исключение образования взрывопожароопасных концентраций в смежных объемах и помещениях путем заполнения инертным газом первых или интенсивного проветривания вторых по команде датчиков контроля загазованности; – локализация очагов воспламенения с помощью автоматических систем пожаротушения. В настоящее время теория рисков применяется для управления безопасностью труда на предприятиях ОАО «РЖД». Основой системы управления безопасностью труда являются корректное проведение идентификации опасностей, оценка риска и выбор эффективных способов его контроля. 561 Процедуры идентификации опасностей и оценки риска должны учитывать: – обычные и особые режимы деятельности; – деятельность всех лиц, имеющих доступ к рабочему месту (включая субподрядчиков и посетителей); – поведенческие реакции, возможности и другие человеческие факторы; – идентифицированные опасности, возникающие вне рабочей среды, которые могут негативно повлиять на здоровье и безопасность лиц на рабочем месте, находящемся под контролем организации; – опасности, создаваемые вблизи рабочего места и связанные с профессиональной деятельностью, находящейся под контролем организации (подобные опасности могут рассматриваться и в экологическом аспекте); – инфраструктуру, оборудование и материалы на рабочем месте, предоставляемые данной или другими организациями; – произошедшие или предполагаемые изменения в организации, сфере ее деятельности; – модификации в системе менеджмента, включая временные изменения, и их влияние на операции, процессы и хозяйственную деятельность; – любые применимые законодательные обязательства, относящиеся к оценке риска и внедрению необходимых мер контроля; – конфигурацию рабочих мест, процессов, механизмов, оборудования и агрегатов, операционных процедур и организации работы, включая их адаптацию к возможностям человека. Методы идентификации опасностей и оценки риска должны: – учитывать масштаб, характер и длительность процессов, обеспечивая скорее предупредительный, чем реактивный подход; – обеспечивать установление приоритетов и документирование рисков, а также внедрение соответствующих видов контроля. Для управления изменениями организация должна заранее идентифицировать опасности и риски, связанные с переменами в организации, системе менеджмента охраны труда и промышленной безопасности. Организация должна гарантировать, что результаты таких оценок учтены при разработке методов контроля. 562 При определении методов контроля или рассмотрении изменений в существующих методах следует стремиться к снижению рисков в следующей последовательности: – устранение риска; – замена; – инженерные средства контроля; – сигнализация/предупредительные знаки и/или административный контроль; – средства индивидуальной защиты. Организациям, внедряющим системы менеджмента охраны здоровья персонала и безопасности труда, следует выбирать наиболее продуктивно «работающие» методики и подходы для выполнения требований соответствующих стандартов и контроля эффективности их выполнения. Организация должна выявить риски, которые могут быть признаны неприемлемыми, а также будут использованы как база при разработке целей и задач в области защиты персонала и соответствующих программ улучшения условий труда. Одним из примеров реализации требований безопасности является «Методика идентификации опасности и оценки риска травматизма, профзаболеваний и нарушений условий труда на рабочих местах (при проведении рабочих операций), аварий и инцидентов». Методика обеспечивает: – полуколичественный подход к оценке и управлению риском (по сравнению с часто практикуемым способом фиксации результатов аттестации рабочих мест по условиям труда: аттестован, не аттестован, условно аттестован — последняя оценка имеет явно субъективный характер); – возможность вероятностной оценки, учета не только опасных и вредных факторов производственной среды, но и предыстории травматизма (профзаболеваний) на предприятии; – возможность принятия аргументированного решения при выборе корректирующих и предупреждающих мероприятий, определении количественно измеряемых целей и задач по охране труда. Внедрение указанной методики на предприятиях позволяет снизить уровень травматизма и профзаболеваний, облегчает внедрение и сертификацию системы управления промышленной безопасностью и охраной труда. Процесс проведения анализа рисков состоит из следующих этапов: 563 а) планирование работы по проведению анализа рисков; б) идентификация опасностей; в) оценка рисков; г) ранжирование структурных подразделений и расчет суммарного рейтинга структурного подразделения; д) уточнение оценки рисков; е) управление рисками. На этапе планирования работы по проведению анализа рисков возможных нежелательных событий: – определяется опасный производственный объект и дается его общее описание; – определяются причины проведения анализа рисков; – формируется группа из специалистов службы для проведения анализа рисков в структурных подразделениях; – определяются и описываются источники информации об опасном производственном объекте; – определяются цели и задачи проведения оценки рисков; – обосновывается предлагаемый метод анализа рисков; – определяются критерии приемлемого риска и оценки рисков. Основой для определения критериев оценки рисков могут быть: – вероятность наступления страхового случая, приведшего к потере здоровья, жизни; – травма, профессиональное заболевание, длительность заболевания. Идентификация опасностей включает в себя определение характеристик технических устройств, технологических процессов, рабочей среды, при которых они могут быть небезопасны для здоровья работников. Основной задачей этого этапа является выявление и описание источников опасности в ОАО «РЖД». При идентификации опасностей на рабочих местах необходимо учитывать ситуации, события, комбинации обстоятельств, которые могут привести к травме или заболеванию работника, причины возникновения травм или заболеваний, связанных с выполняемой работой, имевшие место ранее травмы, профессиональные заболевания. 564 Результатом идентификации опасностей являются: – определение перечня нежелательных событий (несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, вредных и опасных производственных факторов, травмоопасных рабочих мест и др.); – описание источников опасности, факторов риска, условий возникновения нежелательных событий; – предварительные оценки риска. Риски оцениваются с целью планирования деятельности по безопасности труда, обоснования организационных и технических мероприятий по снижению рисков до приемлемого уровня, получения устойчивой прибыли, обоснования страховых платежей. Основные задачи оценки рисков: – определение частоты возникновения опасностей в структурных подразделениях; – сбор статистических данных об аварийности и надежности технологических систем; – определение уровня потенциальной опасности в структурных подразделениях; – обобщение оценки рисков, выявление соответствия условий эксплуатации технических средств требованиям охраны труда и промышленной безопасности и критериям приемлемого риска; – разработка рекомендаций (мероприятий) по снижению уровня рисков и контроль их выполнения. Оценка рисков проводится в три этапа. На первом этапе осуществляется базовая (первичная) оценка рисков на основании результатов аттестации рабочих мест, статистических данных об авариях и отказах оборудования (инцидентах), данных об учтенных случаях профессиональных заболеваний и общего производственного травматизма, о несчастных случаях со смертельным исходом и об ущербе от указанных нежелательных событий. Основная задача первичной оценки рисков — определить уровень потенциальной опасности структурных подразделений, наличие опасных и вредных производственных факторов, а также уровень травматизма и комплексного риска. Первичная оценка рисков является предварительной. По ее результатам руководитель работ по оценке рисков присваивает струк565 турным подразделениям соответствующую группу опасности (1, 2, 3 по наибольшему числу баллов). Результаты первичной оценки рисков используются для планирования работы по проведению аудита системы управления охраной труда и промышленной безопасности. На втором этапе рассчитывается частота появления нежелательных событий на основе следующих данных: – о текущем состоянии охраны труда и промышленной безопасности в структурных подразделениях; – о наличии рабочих мест класса вредности и опасности по условиям труда 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4; – об обеспеченности рабочих мест необходимым набором средств индивидуальной защиты, отвечающих требованиям стандартов и норм; – о фактическом техническом состоянии оборудования и сроках его эксплуатации. На третьем этапе детально оцениваются риски при отнесении структурного подразделения к 1-й или 2-й группе опасности. Процесс детальной оценки рисков начинается после получения данных уточненной оценки рисков. Детальная оценка рисков включает: – выделение источников опасности на данном участке и определение ожидаемой частоты появления события с помощью «дерева отказов»; – расчет прямого и косвенного ожидаемого ущерба от источников опасности; – детальную оценку рисков и построение полей потенциальных рисков вокруг каждого источника опасности. Результаты детальной оценки рисков используются для ранжирования структурных подразделений по суммарному уровню опасности и планирования мероприятий по его снижению. Для оценки уровня потенциальной опасности структурного подразделения также можно использовать статистические данные по наиболее частым в ОАО «РЖД» происшествиям, к которым относятся: – наезды подвижного состава; – воздействия движущимися предметами; – падение с высоты; 566 – падение с движущегося подвижного состава; – падение на ровной поверхности одного уровня; – поражение электротоком; – воздействие перемещаемыми грузами и др. Оценка рисков должна проводиться на основе статистических данных за последние 10 лет. Полная частота (вероятность) появления нежелательных событий, связанных с нарушением требований безопасности, рассчитывается по формуле i 5 Wn 1 (1 Wi ), 1/год, (13.10) i 1 где i — вид негативного события (1 — авария; 2 — инцидент; 3 — профессиональные заболевания; 4 — легкие травмы; 5 — производственные травмы без смертельного исхода; 6 — производственные травмы со смертельным исходом); W1 = 10–4 — частота возникновения одной аварии, 1/год; W2 = Nинц/Noo — частота возникновения инцидентов, 1/год; W3 = Nпз/Nсп — частота профессиональных заболеваний, 1/год; W4 = Nлт/Nсп — частота легких производственных травм, 1/год; W5 = Nтр/Nсп — частота тяжелых производственных травм без смертельного исхода, 1/год; W6 = Nсм.тр/Nсп — частота производственных травм со смертельным исходом, 1/год; Nинц — число инцидентов в год, среднее за последние 10 лет, 1/год; Nсм.тр — число случаев производственного травматизма со смертельным исходом в год, среднее за последние 10 лет, чел/год; Nтр — число случаев производственного травматизма с тяжелыми травмами в год, среднее за последние 10 лет, чел/год; Nлт — число легких травм в год, среднее за последние 10 лет, 1/год; Nпз — число случаев профессиональных заболеваний в год, среднее за последние 10 лет, чел./год; Nоо — количество объектов в структурном подразделении, которые могут быть причиной инцидента, штук; Nсп — средний списочный состав работающих, чел. Полученная по формуле (13.10) частота (вероятность) появления нежелательных событий является базовым показателем риска для данного структурного подразделения. При наличии данных об ущербе от произошедших нежелательных событий (несчастных случаев со смертельным исходом, травм, 567 микротравм, профзаболеваний, аварий и инцидентов) оценивается комплексный риск Rкомп, связанный с нарушением охраны труда и промышленной безопасности, который рассчитывается по формуле: i 5 Rкомп WiYi , руб/год, (13.11) i 1 где Yi — ущерб, нанесенный ОАО «РЖД» в результате аварий, инцидентов, производственного травматизма и профессиональных заболеваний. Величина Rкомп является вторым базовым показателем (уровнем риска) для структурного подразделения. Суммарный рейтинг структурных подразделений рассчитывается раздельно по охране труда и по промышленной безопасности по формулам: инц инц ПБ BОПS B частотыS BсуммS Bк.р.S , (13.12) ОТ нс нс B3,4S BчастотыS , BсуммS Bк.р.S (13.13) где B3,4S — показатель (балл), набираемый S-м структурным подразделением по результатам аттестации и рассчитываемый по формуле B3,4S общ N 3,4S NобщS 100, (13.14) общ где N 3,4S — число работающих на рабочих местах 3 и 4 класса в S-м структурном подразделении; NобщS — общее число работающих в S-м структурном подразделении; ВопS — показатель (балл) суммарного уровня опасности в S-м структурном подразделении, рассчитываемый по формуле BОПS LсуммS Lmax сумм 100, (13.15) где LсуммS — уровень потенциальной опасности в S-м структурном подразделении; — максимальный уровень опасности; Lmax сумм инц — показатель (балл) частоты возникновения аварий и инцидентов B частотыS в S-м структурном подразделении, рассчитываемый по формуле 568 инц BчастотыS инц WПS W Пmax инц. 100, (13.16) инц где W ПS — частота (вероятность) появления в S-м структурном подразделении аварий и инцидентов; W инц — максимальная частота; П нс B частотыS — показатель (балл) частоты возникновения профзаболеваний и несчастных случаев в S-м структурном подразделении, рассчитываемый по формуле нс BчастотыS нс WПS WПmax нс 100, (13.17) нс где W ПS — частота (вероятность) появления профзаболеваний и несчастных случаев в S-м структурном подразделении; max W нс — максимальный уровень опасности; инц — показатель (балл) комплексного риска появления инцидентов и Bк.р.S аварий в S-м структурном подразделении, рассчитываемый по формуле инц Bк.р.S инц RкомпS max инц Rкомп 100, (13.18) инц где R компS — уровень комплексного риска появления инцидентов и аварий в S-м структурном подразделении; max инц — максимальный уровень комплексного риска появления инциRкомп дентов и аварий; нс Bк.р.S — показатель (балл) комплексного риска появления профзаболеваний и несчастных случаев в S-м структурном подразделении, рассчитываемый по формуле нс Bк.р.S нс RкомпS max нс Rкомп 100, (13.19) нс где RкомпS — уровень комплексного риска появления профзаболеваний и несчастных случаев в S-м структурном подразделении; R max нс — максимальный уровень комплексного риска появления профзакомп болеваний и несчастных случаев. 569 Результаты расчета итоговых баллов по результатам ранжирования и суммарного рейтинга структурного подразделения заносятся в таблицу. При уточнении оценки рисков учитываются фактическое техническое состояние опасного производственного объекта, результаты экспертиз и комплексных проверок технического состояния опасного производственного объекта, профилактической работы по обеспечению средствами индивидуальной защиты работников структурных подразделений. Потенциальный уровень опасности того или иного технического средства корректируется на основе данных о фактическом техническом состоянии опасного производственного объекта на момент проведения оценки риска. В качестве таких данных используются данные экспертиз, цеховых проверок технического состояния опасного производственного объекта, результаты освидетельствования, а также необходимо учитывать срок службы технического устройства. Уровень потенциальной опасности технического устройства с учетом его технического состояния и количества опасного фактора рассчитывается по формуле X ут X итог K 1K 2 , j j (13.20) где Xj — уровень потенциальной опасности технического устройства. Коэффициент K1определяется по формуле K 1 1 Nфакт Nнорм , (13.21) где Nфакт — фактический срок службы данного технического устройства, лет; Nнорм — срок службы по паспорту (нормативный) или по иным нормативным документам, лет; K2 = 2 — коэффициент, применяемый, если по результатам оценки техническое состояние оборудования признано неработоспособным (ограниченно работоспособным). Таким образом, суммарный уровень опасности для S-гo структурного подразделения определяется по формуле 570 n x H , Lут суммS j j ут (13.22) j 1 где Hj — количество оборудования j-гo типа; S — рассматриваемое структурное подразделение; n — количество типов ТУ (технического устройства). Число работающих на рабочих местах S-гo структурного подразделения, не отвечающих требованиям безопасности, с учетом корректировки рассчитывается по формуле ms N3.1S 1,5N3.2S 2N3.3S 2,5N3.4S 3N4S 100, ут. B3.4S NобщS (13.23) где N3.1, N3.2, N3.3, N4.3, N4 — число работающих на рабочих местах 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4 классов опасности соответственно; N осн 3,4S m — коэффициент, учитывающий соотношение числа работаюS общ N 3,4S щих на рабочих местах S-гo структурного подразделения, не отвечающих требованиям безопасности N осн , к общему числу работающих на рабочих местах, 3,4S общ обеспеченных всеми необходимыми средствами индивидуальной защиты N 3,4S ; NобщS — общее число работающих в S-м структурном подразделении. Глава 14. СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ 14.1. Классификация средств индивидуальной защиты (СИЗ) и подтверждение их соответствия В техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности средств индивидуальной защиты» ТР ТС 019/20011 под безопасностью СИЗ понимается: • отсутствие недопустимого воздействия на человека и окружающую среду, обусловленного использованием средств индивидуальной защиты, в том числе воздействием материалов, из которых они изготовлены; • обеспечение безопасности человека при воздействии на него вредных (опасных) факторов в процессе эксплуатации средств индивидуальной защиты, перечисленных ниже: – механические воздействия и общие производственные загрязнения; – вредные химические вещества; – ионизирующие и неионизирующие излучения; – повышенная (пониженная) температура; – электрический ток, электрические и электромагнитные поля; – биологические факторы (микроорганизмы, насекомые); – пониженная видимость. В зависимости от назначения защитных свойств СИЗ подразделяются на типы: 1) СИЗ от механических воздействий; 2) СИЗ от химических факторов; 3) СИЗ от радиационных факторов (внешние ионизирующие излучения и радиоактивные вещества); 4) СИЗ от повышенных и (или) пониженных температур; 572 5) СИЗ от термических рисков электрической дуги, неионизирующих излучений, поражений электрическим током, а также от воздействия статического электричества; 6) одежда специальная сигнальная повышенной видимости; 7) комплексные средства индивидуальной защиты; 8) СИЗ дерматологические. Средства индивидуальной защиты разрабатываются и изготавливаются таким образом, чтобы при их применении по назначению и выполнении требований к эксплуатации и техническому обслуживанию они обеспечивали: – необходимый уровень защиты жизни и здоровья человека от вредных и опасных факторов, а также от опасностей, возникающих при использовании средств индивидуальной защиты; – отсутствие недопустимого риска возникновения ситуаций, которые могут привести к появлению опасностей. Общие требования, предъявляемые к СИЗ (кроме дерматологических СИЗ): 1) СИЗ проектируются и изготавливаются так, чтобы в предусмотренных изготовителем условиях применения пользователь мог осуществлять свою деятельность, а средства индивидуальной защиты сохраняли свои защитные свойства, безопасность и надежность; 2) СИЗ имеют конструкцию, соответствующую антропометрическим данным пользователя, при этом размеро-ростовочный ассортимент учитывает все категории пользователей; 3) удобство пользования обеспечивается с помощью систем регулирования и фиксирования, а также подбором размерного ряда; 4) СИЗ различных видов независимо от их конструктивного исполнения и особенностей изготовления, предназначенные для обеспечения одновременной защиты разных частей тела от нескольких одновременно действующих опасных и (или) вредных факторов, конструктивно совместимы и эргономичны; 5) СИЗ, предназначенные для использования в пожаро-взрывоопасной среде, изготавливаются из материалов, исключающих искрообразование; 6) СИЗ обладают минимальной массой без снижения требований к прочности конструкции и эффективности защитных свойств при использовании; 573 7) СИЗ, предназначенные для использования в качестве средств самоспасения и (или) спасения, обеспечивают возможность их надевания (приведения в рабочее состояние, включения) или снятия в течение времени, указанного на упаковке и в эксплуатационной документации изготовителя; 8) в эксплуатационной документации на СИЗ указываются комплектность, срок хранения или годности, гарантийный срок (для СИЗ, теряющих защитные свойства в процессе хранения и (или) эксплуатации), правила безопасного хранения, использования (эксплуатации и ухода), транспортировки и утилизации, при необходимости климатическое исполнение СИЗ и правила их дегазации, дезактивации, дезинфекции, а также способы подтверждения их защитных свойств. Подтверждение соответствия СИЗ требованиям технического регламента Таможенного союза осуществляется в следующих формах: 1) декларирование соответствия; 2) сертификация. При выборе форм обязательного подтверждения соответствия СИЗ классифицируются по степени риска причинения вреда пользователю: 1) первый класс — СИЗ простой конструкции, применяемые в условиях с минимальными рисками причинения вреда пользователю, подлежат декларированию соответствия; 2) второй класс — СИЗ сложной конструкции, защищающие от гибели или от опасностей, которые могут причинить необратимый вред здоровью пользователя, подлежат обязательной сертификации. Технический регламент устанавливает схемы декларирования соответствия, утвержденные Комиссией Таможенного союза: – для выпускаемых серийно СИЗ простой конструкции, для декларирования соответствия которых не требуется участие третьей стороны, применяется схема 1Д; – партий и единичных образцов СИЗ простой конструкции, для декларирования соответствия которых не требуется участие третьей стороны, применяется схема 2Д; – выпускаемых серийно СИЗ, при декларировании соответствия которых необходимо участие третьей стороны, применяется схема 3Д; 574 – партий и единичных образцов СИЗ, при декларировании соответствия которых необходимо участие третьей стороны, применяется схема 4Д. Срок действия декларации о соответствии на выпускаемые серийно средства индивидуальной защиты составляет 5 лет, для партий и единичных образцов средств индивидуальной защиты — до момента реализации (или истечения срока годности) задекларированного образца или последнего изделия из задекларированной партии, но не более 1 года. Обязательная сертификация СИЗ проводится по следующим схемам: – для выпускаемых серийно СИЗ, качество которых зависит от показателей безопасности, применяется схема 1С. Срок действия сертификата соответствия составляет 5 лет; – для партий СИЗ применяется схема 3С. Срок действия сертификата соответствия составляет не более 1 года; – для единичных изделий СИЗ (образцов) применяется схема 4С. Срок действия сертификата соответствия составляет не более 1 года; – при постановке на производство (при внедрении в серию) СИЗ применяется схема 5С. Срок действия сертификата соответствия составляет 3 года; – при постановке на производство (при внедрении в серию) СИЗ, изготовитель которых заявляет о сертификации системы менеджмента, применяется схема 6С. Срок действия сертификата соответствия составляет 3 года. В табл. 14.1 приводится форма подтверждения всех наименований СИЗ. Таблица 14.1 Формы подтверждения соответствия СИЗ 1 Схема и форма подтверждения 2 I. СИЗ от механических воздействий 1. Одежда специальная защитная 1Д, 2Д Наименование СИЗ 2. Одежда специальная от возможного захвата движущимися частями механизмов 3. СИЗ ног (обувь) от ударов То же 3Д, 4Д 575 Продолжение табл. 14.1 1 4. СИЗ ног (обувь) от вибраций 5. СИЗ ног (обувь) от проколов и порезов 2 3Д, 4Д 1С, 3С, 4С, 5С, 6С 6. СИЗ ног (обувь) от скольжения 1Д, 2Д 7. СИЗ головы (каски защитные) 5С, 6С 8. СИЗ головы от ударов о неподвижные объекты (каски защитные облегченные и каскетки) 3Д, 4Д 9. СИЗ глаз (очки защитные) 3Д, 4Д 10. СИЗ органа слуха То же 11. СИЗ лица (щитки защитные лицевые) >> >> 12. СИЗ от падения с высоты и средства спасения с высоты 1С, 3С, 4С, 5С, 6С 13. СИЗ рук от механических воздействий 3Д, 4Д 14.СИЗ рук от вибраций То же II. СИЗ от химических факторов 15. Костюмы изолирующие от химических факторов (в том числе применяемые для защиты от биологических факторов) 1С, 3С, 4С, 5С, 6С 16. СИЗ органов дыхания изолирующие То же 17. СИЗ органов дыхания фильтрующие >> >> 18. Одежда специальная защитная, в том числе одежда, фильтрующая защитная от химических факторов >> >> 19. СИЗ глаз (очки защитные) от химических факторов >> >> 20. СИЗ рук от химических факторов >> >> 21. СИЗ ног (обувь) от химических факторов >> >> III. СИЗ от радиационных факторов 22. Костюмы изолирующие для защиты кожи и органов дыхания от радиоактивных веществ 1С, 3С, 4С, 5С, 6С 23. Одежда специальная защитная от радиоактивных веществ и ионизирующих излучений То же 24. СИЗ органов дыхания (в том числе фильтрующие) от радиоактивных веществ >> >> 25. Обувь специальная защитная от радиоактивных веществ и ионизирующих излучений >> >> 576 Продолжение табл. 14.1 1 26. СИЗ рук от радиоактивных веществ и ионизирующих излучений 27. СИЗ глаз и лица от ионизирующих излучений 2 >> >> >> >> IV. СИЗ от повышенных и (или) пониженных температур 28. Одежда специальная защитная и СИЗ рук от конвективной теплоты, теплового излучения, искр и брызг 1С, 3С, 4С, 5С, 6С металла 29. Одежда специальная защитная и СИЗ рук от возТо же действия пониженной температуры 30. СИЗ ног (обувь) от повышенных и (или) пониженных температур, контакта с нагретой поверхностью. тепловых излучений, искр и брызг расплавленного металла >> >> 31. СИЗ головы от повышенных (пониженных) температур, тепловых излучений >> >> 32. СИЗ глаз (очки защитные) и лица (щитки защитные лицевые) от брызг расплавленного металла и горячих частиц >> >> V. СИЗ от термических рисков электрической дуги, неионизирующих излучений, поражений электрическим током (в том числе экранирующие), от воздействия статического электричества 33. Одежда специальная защитная от термических рис1С, 3С, 4С, 5С, 6С ков электрической дуги 34. СИЗ лица от термических рисков электрической То же дуги (щитки защитные лицевые) 35. СИЗ ног (обувь) от термических рисков электрической дуги >> >> 36. Белье нательное теплостойкое, перчатки термостойкие и термостойкие подшлемники от термических рисков электрической дуги >> >> 37. Одежда специальная и др. СИЗ от поражений электрическим током (в ом числе экранирующие), воздействия электростатического, электрического, электромагнитного полей (ЭМП) >> >> 38. СИЗ глаз и лица от воздействия ЭМП >> >> 39. СИЗ от воздействия статического электричества 3Д, 4Д 40. Диэлектрические СИЗ от воздействия электрического тока 1С, 3С, 4С, 5С, 6С 577 Окончание табл. 14.1 1 2 VI. Одежда специальная сигнальная повышенной видимости 41. Одежда специальная сигнальная повышенной види1С, 3С, 4С, 5С, 6С мости VII. СИЗ дерматологические 42. СИЗ дерматологические 1С, 3С, 4С, 5С, 6С VIII. Комплексные СИЗ 43. Комплексные СИЗ Подтверждение соответствия по формам и схемам их составных элементов Выдача работникам СИЗ, включая иностранного производства, допускается только в случае подтверждения их соответствия установленным законодательством требованиям безопасности декларацией о соответствии и (или) сертификатом соответствия и наличия (в установленных случаях) санитарно-эпидемиологического заключения или свидетельства о государственной регистрации. 14.2. Обеспечение средствами индивидуальной защиты работников ОАО «РЖД» Работники железнодорожного транспорта обеспечиваются средствами защиты в соответствии с приказом Минздравсоцразвития Российской Федерации от 22.10.2008 № 582н «Об утверждении типовых норм бесплатной выдачи сертифицированных специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам железнодорожного транспорта Российской Федерации, занятым на работах с вредными и (или) опасными условиями труда, а также на работах, выполняемых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением». Новые типовые нормы имеют принципиальное отличие от ранее действующих отраслевых норм. Они состоят из 15 разделов (отдельно для каждого хозяйства) и отражают существующую структуру управления ОАО «РЖД» и специфику условий труда железнодорожников. В документ включены специфические для железнодорожного 578 транспорта профессии, а также профессии, имеющиеся в других отраслях экономики, которые нашли применение в хозяйствах ОАО «РЖД». В целях обеспечения работников ОАО «РЖД» специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты с учетом структурных преобразований, произошедших в Компании, разработан и утвержден распоряжением ОАО «РЖД» от 28.12.2010 № 2744р «Порядок обеспечения работников ОАО «РЖД» средствами индивидуальной защиты». В документе отражен порядок обеспечения, хранения, учета и ухода за средствами индивидуальной защиты. Не допускается приобретение и выдача работникам СИЗ, не имеющих декларации о соответствии и (или) сертификата соответствия либо с истекшим сроком указанных документов. Закупка СИЗ осуществляется путем проведения конкурсных процедур. В ОАО «РЖД» установлен следующий порядок: предприятия-изготовители или поставщики СИЗ, допущенные к конкурсным процедурам, должны представить образцы изделий, предлагаемых к поставкам. Качество образцов СИЗ оценивается экспертной группой, в которой принимают участие: – специалисты Росжелдорснаба, Управления охраны труда, промышленной безопасности и экологического контроля, представители Российского профсоюза железнодорожников и транспортных строителей (по согласованию) и при необходимости других причастных организаций; – специалисты дирекций материально-технического обеспечения, службы (отдела, сектора) охраны труда и промышленной безопасности железной дороги, при необходимости других филиалов ОАО «РЖД», представители комитета дорожной территориальной организации профсоюза (по согласованию); – специалисты подразделений материально-технического обеспечения, службы (отдела) охраны труда (инженер по охране труда) и представители территориальной профсоюзной организации (по согласованию). Сроки пользования СИЗ исчисляются со дня фактической выдачи их работникам. При этом в сроки носки теплозащитной спецодежды и утепленной специальной обуви включается и время ее хранения в теплое время года. В тех случаях, когда такие СИЗ, как 579 жилет сигнальный, предохранительный пояс, диэлектрические галоши и перчатки, диэлектрический коврик, защитные очки и щитки, каски, наплечники, налокотники, наушники, виброзащитные перчатки и т.п., не указаны в соответствующих типовых нормах, они могут быть выданы работникам со сроком носки «до износа» как дежурные на основании результатов аттестации рабочих мест по условиям труда. Работники железнодорожного транспорта обеспечиваются смывающими и (или) обезвреживающими средствами в соответствии с приказом Минздравсоцразвития Российской Федерации от 17.12.2010 № 1122н «Об утверждении типовых норм бесплатной выдачи работникам смывающих и (или) обезвреживающих средств и стандарта безопасности труда «Обеспечение работников смывающими и (или) обезвреживающими средствами». Ответственность за своевременное и в полном объеме обеспечение работников СИЗ, а также их хранение, стирку, сушку, ремонт, замену возлагается на работодателя. С учетом мнения выборного органа первичной профсоюзной организации или иного представительного органа работников и своего финансово-экономического положения работодатель имеет право устанавливать локальные нормы бесплатной выдачи работникам специальной одежды, специальной обуви и других СИЗ, улучшающих по сравнению с типовыми нормами защиту работников от имеющихся на рабочих местах вредных и(или) опасных факторов, а также особых температурных условий или загрязнения. При заключении трудового договора работники должны быть ознакомлены с нормами выдачи ему СИЗ. В свою очередь, работники обязаны правильно применять средства индивидуальной и коллективной защиты. 14.3. Выбор средств индивидуальной защиты и контроль защитных свойств 14.3.1. Средства индивидуальной защиты от шума и вибраций Самыми распространенными вредными производственными факторами, которые способствуют образованию рабочих мест с вредными и опасными условиями труда на железнодорожном транс580 порте, являются: шум и вибрация (20 %); напряженность труда (15 %); микроклимат (10 %); освещение (8 %). Рассмотрим требования к СИЗ органа слуха и СИЗ от общих и локальных вибраций. Указанные СИЗ относятся к виду средств индивидуальной защиты от механических факторов. Средства индивидуальной защиты органа слуха включают: – противошумные наушники (закрывающие ушную раковину снаружи); – противошумные вкладыши (перекрывающие наружный слуховой канал); – противошумные шлемы и каски; – противошумные костюмы. По эффективности защиты от шума, массе и силе прижатия к околоушной области наушники и вкладыши делятся на группы: А, Б и В. Защитные свойства СИЗ органов слуха (уменьшение шума, дБ) определяются показателями, приведенными в табл. 14.2. Таблица 14.2 Показатели защитных свойств СИЗ Тип Наушники Вкладыши Шлемы 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Масса, кг, не более 12 5 — 10 5 5 17 15 7 — 12 7 5 20 20 15 5 15 10 5 25 25 20 5 17 12 7 30 30 25 20 25 20 15 35 35 30 25 30 25 20 40 35 30 25 30 25 20 40 0,35 0,28 0,15 — — — 0,85 Уменьшение шума, дБ, при частоте, Гц Группа А Б В А Б В СИЗ органа слуха следует выбирать, исходя из частотного спектра шума на рабочем месте, учитывая удобство их ношения при данной рабочей операции и климатических условиях. Подбор СИЗ на рабочих местах, имеющих определенные шумовые характеристики, проводится из условия Li – (Lэi+ Li) Li доп, где Li — уровень звукового давления в i-й октавной полосе частот на рабочем месте, дБ; Lэi — эффективность СИЗ в i-й октавной полосе частот по нормативнотехнической документации, дБ; 581 Li — поправка на надежность защиты от шума, принимается на частотах до 500 Гц [–5 дБ], более 500 Гц [–10 дБ]; Li доп — допустимый уровень звукового давления для данного рабочего места в i-й октавной полосе частот. К средствам индивидуальной защиты органа слуха предъявляются следующие требования: – сила прижатия наушников к голове вокруг уха должна быть 8—14 Н; – давление уплотнительных прокладок наушников — не более 4500 Па; – компоненты наушника не должны гореть или тлеть после контакта с раскаленным предметом; – максимальный уровень защиты при использовании наушников и противошумных вкладышей — не более 36 дБ; – при использовании наушников, совмещенных с каской, сила прижатия эквивалента оголовья не более 14 Н, а при наличии устройства для регулирования этой силы указанный параметр следует установить на уровне не более 14 Н; – противошумные вкладыши должны иметь форму, позволяющую вводить и извлекать их из наружного слухового канала или ушной раковины без причинения дискомфорта и вреда пользователю. Обувь как средство защиты от общих вибраций должна обладать эффективностью виброзащиты не менее 2 дБ при частоте вибраций 16 Гц и не менее 4 дБ при частоте вибраций 31,5 и 63 Гц. К средствам индивидуальной защиты рук от локальных вибраций предъявляются следующие требования: – исключается контакт рук с вибрирующей поверхностью; – максимальная толщина ладонной части изделия с защитной прокладкой (в ненапряженном состоянии) — не более 8 мм; – вибропоглощающие свойства, предусмотренные изготовителем, не ухудшаются из-за потери механической прочности или смещения вибропоглощающих материалов. 14.3.2. Диэлектрические средства индивидуальной защиты от воздействия электрического тока Диэлектрические СИЗ от воздействия электрического тока (изолирующие электрозащитные средства) делятся: 582 – по уровню напряжения до 1000 В и выше; – по назначению на основные средства и дополнительные. Основные электрозащитные средства имеют изоляцию, которая может долгое время выдерживать рабочее напряжение электроустановки. Дополнительные изолирующие средства сами не обеспечивают защиту от электрического тока, а применяются совместно с основными средствами, а также служат для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага. К основным электрозащитным средствам в электроустановках до 1000 В относятся: – изолирующие штанги всех видов; – изолирующие клещи; – указатели напряжения; – электроизмерительные клещи; – диэлектрические перчатки; – ручной изолирующий инструмент. К дополнительным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением до 1000 В относятся: – диэлектрические галоши; – диэлектрические ковры и изолирующие подставки; – изолирующие колпаки, покрытия и накладки; – лестницы приставные, стремянки изолирующие стеклопластиковые. Кроме перечисленных средств защиты, в электроустановках применяются следующие средства индивидуальной защиты: – СИЗ головы (каски защитные); – СИЗ глаз и лица (очки и щитки защитные); – СИЗ органов дыхания (противогазы и респираторы); – СИЗ рук от механических факторов; – СИЗ от падения с высоты (пояса предохранительные и канаты страховочные); – одежда специальная защитная от теплового воздействия электрической дуги, комплексные средства от воздействия электростатического и электромагнитного полей. В эксплуатации средства защиты подвергают эксплуатационным очередным или внеочередным испытаниям. Испытания проводятся по утвержденным методикам. Механические испытания проводятся до электрических. На рис. 14.1 приведена принципиальная схема 583 Рис. 14.1. Принципиальная схема электрических испытаний СИЗ: 1 — испытательный трансформатор; 2 — контакты переключающие; 3 — шунтирующее сопротивление; 4 — газоразрядная лампа; 5 — дроссель; 6 — миллиамперметр; 7 — разрядник; 8 — ванна с водой электрических испытаний диэлектрических перчаток, бот, галош и изолирующих инструментов. Сведения об испытаниях и использовании диэлектрических резинотехнических средств защиты приводятся в табл. 14.3. Таблица 14.3 Сведения об испытаниях и использовании резинотехнических средств защиты СИЗ 1 Перчатки диэлектрические Галоши диэлектрические 584 Испытательное напряжение; продолжительность; Правила пользования сроки; сила тока 2 3 Назначение 4 U = 6 кВ; Пользоваться сухими, Основное — до неповрежденными. 1 кВ; допол1 мин; Проверять на наличие нительное — 1 раз в 6 мес.; проколов выше 1 кВ сила тока не более 6 мА U = 3,5 кВ; 1 мин; Пользоваться сухими До 1 кВ 1 раз в 12 мес.; изнутри и чистыми сила тока не более 2 мА Окончание табл. 14.3 1 Боты диэлектрические 2 3 U = 15 кВ; 1 мин; Пользоваться сухими 1 раз в 36 мес.; изнутри и чистыми сила тока не более 7,5 мА 4 При всех напряжениях Электрические испытания ДополнительКовры Кроме сырых помещеное электне проводятся. Осматридиэлектриний; в открытых — розащитное вать и очищать ческие в сухую погоду средство 1 раз в 6 мес. Перед использованием Основное U = 2 кВ; Изолируюс целью обнаружения электрозащитщий инстру1 мин; дефектов проводится ное средство мент 1 раз в 12 мес. осмотр до 1 кВ По данным электрических испытаний нетрудно установить, что сопротивление изоляции диэлектрических средств защиты должно быть не менее 1 МОм для перчаток, 1,75 МОм для галош и 2 МОм для бот. Диэлектрические СИЗ от воздействия электрического тока изготавливаются из диэлектрических материалов, сохраняющих защитные свойства при соблюдении условий применения в течение всего срока эксплуатации, должны быть герметичными, не пропускать влагу и быть устойчивыми к воздействию внешних факторов. Средства защиты из резины и полимерных материалов, находящиеся в эксплуатации, следует хранить в шкафах, на стеллажах, полках отдельно от инструмента и других средств защиты. Они должны быть защищены от воздействия кислот, щелочей, масел, бензина и других разрушающих веществ, а также от прямого воздействия солнечных лучей и теплоизлучения нагревательных приборов (находиться на расстоянии от них не ближе 1 м). Их нельзя хранить внавал в мешках, ящиках и т.п. Диэлектрические СИЗ на складах необходимо хранить в сухом помещении при температуре 0—30 C. 14.3.3. Средства индивидуальной защиты от падения с высоты На железнодорожном транспорте около 8 % профессий (должностей) связано с работой на высоте или с верхолазными работами. К работам на высоте относятся работы, выполняемые ближе 2 м 585 от перепада по высоте 1,3 м и более. Верхолазные работы — работы, выполняемые на высоте более 5 м от поверхности земли, перекрытия или рабочего настила. При этом основным средством, предохраняющим работника падения, является предохранительный пояс. Для предотвращения падения работников с высоты, кроме специальных средств защиты, применяют индивидуальные средства. К СИЗ от падения с высоты относятся: а) предохранительные пояса; б) предохранительные полуавтоматические верхолазные устройства типа ПВУ-2; в) ловители с вертикальным канатом или с другими устройствами; г) канаты страховочные; д) каски строительные. На железнодорожном транспорте наиболее распространенными СИЗ от падения с высоты являются предохранительный пояс и каска защитная. Основное назначение предохранительного пояса (ПП) — ограничение высоты падения; предотвращение падения человека на землю, перекрытие, покрытие, другие конструктивные элементы здания или сооружения и, соответственно, предотвращение возможности травмирования жизненно важных органов. Очевидно, что ПП предназначен не для исключения падения человека вообще, а для сохранения его жизни и предотвращения тяжелых травм. Предохранительные пояса разделяются на два типа: безлямочные (тип I) и лямочные (тип II). Безлямочный ПП-I обхватывает тело работника только по талии и состоит из поясного ремня с вшитым крепежным кольцом и наспинного кушака. На рис. 14.2 показаны составные части безлямочного предохранительного пояса. Безлямочные пояса широко применяются в случаях, когда работник на высоте часто меняет рабочее место, переходя по конструкциям. Безлямочные ПП более технологичны в изготовлении и просты в эксплуатации. Лямочный ПП-II обхватывает тело работника по талии, плечам и (или) бедрам и состоит из пояса типа I, оборудованного лямками: 586 – ПП-II с наплечными лямками (обозначаются буквой «Д»); – ПП-II с набедренными лямками («Е»); – ПП-II с наплечными и набедренными лямками («Ж»); – ПП-II с седельной лямкой («И»). Рис. 14.2. Безлямочный предохранительный пояс типа I: 1 — пряжка; 2 — ремень; 3 — боковое кольцо; 4 — кушак; 5 — карабин; 6 — строп Плечевые и ножные лямки повышают эксплуатационные качества ПП при выполнении отдельных видов работ на высоте. Лямочные пояса целесообразно применять при работе в замкнутых сосудах (подземные резервуары, колодцы, цистерны и др.), так как при несчастном случае пострадавшего удобнее и безопаснее поднимать за лямки. Лямочный пояс также удобен при выполнении особо сложных и опасных работ на высоте по одной вертикали, т.е. в условиях, когда не требуется часто передвигаться по горизонтали или в радиусе, большем стропа, закрепляющего ПП. Предохранительные пояса всех типов комплектуются четырьмя видами крепежных стропов, обозначаемых буквами: «А» — строп из полиамидной (синтетической) ленты; «Б» — строп из стального каната; «В» — строп из полиамидного каната; «Г» — строп из стальной цепи. Стропы из металла необходимо применять, если предполагается большой объем электросварочных и газорезательных работ, а также большое количество прокатных профилей (швеллеров, уголков, двутавров) и листовых конструкций с острыми углами, способствующих быстрому истиранию стропов ПП. Опыт показывает, что, хотя стальная цепь имеет недостатки (большие масса и жесткость, охлаждение шейной и плечевой части тела человека в холодное время), она при работе на строительных конструкциях, трубопроводах и технологическом оборудовании надежнее и безопаснее. 587 Одним из основных травмирующих факторов при падении с высоты является динамический рывок в момент остановки падения. Человек испытывает сильнейшие перегрузки, и только амортизатор может спасти его от тяжелой травмы, а возможно, и летального исхода. При падении без амортизатора человек испытывает нагрузку, превышающую 7 кН, в то время как максимально допустимой для организма является 6 кН. Любой предохранительный пояс может оснащаться амортизатором (обозначается строчной буквой «а»), необходимым для снижения динамических нагрузок на человека до безопасной величины (4 кН) при его падении и повисании на стропе. Амортизатор представляет собой капроновую ленту, сложенную в два слоя и прошитую капроновыми нитками в поперечном направлении. При этом снижение динамического усилия происходит за счет разрыва прошитых ниток. Основные требования стандартов на средства индивидуальной защиты от падения с высоты: – ПП, стропы и карабины удерживают статическую нагрузку не менее 15 кН; – ширина поясного ремня ПП — не менее 45 мм; – ширина наспинной части кушака ПП — не менее 80 мм; – ширина лямок ПП — не менее 34 мм. Масса пояса с одним фалом и одним карабином не превышает 2400 г. Для лямочных поясов масса не превышает 3200 г, для поясов с двумя стропами — 3500 г. Предохранительные пояса в зависимости от назначения конструктивно существенно различаются и в настоящее время образуют широкую гамму модификаций, что позволяет потребителю выбрать необходимое изделие (табл. 14.4). Таблица 14.4 Классификация и маркировка предохранительных поясов Классификация предохранительных поясов 1 Тип (по конструкции) 588 Наименование предохранитель- Маркировка предохных поясов ранительных поясов 2 Безлямочные Безлямочные с амортизатором Лямочные Лямочные с амортизатором Безлямочные страховочные Лямочные страховочные 3 I Iа II IIа Iс IIc Окончание табл. 14.4 2 3 С фалом из ленты С фалом из металлического А каната Б С фалом из неметаллического В каната Г С фалом из цепи Комбинация из букв Вид (по исполнению С двумя стропами (А, Б, В, Г) элементов) С наплечными лямками Д С набедренными лямками Е С наплечными и набедренными Ж лямками И С седловидной лямкой К Со стропом с двумя карабинами 1 Разновидность (по С ловителем наличию комплекту- С тормозным устройством ющих устройств) С сумкой для инструментов 1 2 3 Примеры условного обозначения предохранительных поясов: Пояс Iа.А,Б.1,3 — пояс безлямочный с амортизатором, с фалами из ленты и металлического каната, с ловителем и сумкой для инструментов; Пояс Ia.Г. — пояс безлямочный с амортизатором и фалом из цепи. Предохранительные пояса выпускаются трех размеров (табл. 14.5). Таблица 14.5 Размеры предохранительных поясов Обозначение Диапазон регулировки длины ремня по объему талии, мм Короткий S 740—1040 Средний M 940—1240 Длинный L 1140—1440 Размер При выборе предохранительных поясов следует иметь в виду: – безлямочные пояса применяются в основном в качестве опорного элемента, например для фиксации работника на столбе и предохранения его от опрокидывания. Данные пояса можно также 589 применять для ограничения зоны действия человека, работающего на высоте, с целью предотвращения срыва и свободного падения; – лямочные пояса применяются в случаях, когда имеется риск падения с высоты, а также при работах в резервуарах, колодцах и иных замкнутых пространствах, в промышленном альпинизме и при проведении аварийно-спасательных работ; – длительная работа в предохранительном поясе может вызвать нарушение кровообращения в организме, поэтому при прочих равных характеристиках лучшим является пояс, имеющий более широкие лямки и кушак; – при проведении сварочных или других работ, связанных с пламенем, искрами, раскаленным металлом и т.п., необходимо использовать пояс с металлическим стропом (цепь или стальной канат); – размер предохранительных поясов следует подбирать с учетом антропологических данных конкретных работников; – все предохранительные пояса должны иметь сертификаты соответствия действующим стандартам. Перед выдачей в эксплуатацию, а также в процессе эксплуатации через каждые 6 мес. предохранительные пояса подвергают испытанию на статическую нагрузку, равную 4000 Н (400 кгс). Методика испытания приводится в стандартах или технических условиях на пояса конкретных конструкций. На каждом ПП должна быть указана дата срока годности. Не разрешается использовать ПП, непрошедшие испытания. Предохранительные пояса необходимо хранить в проветриваемом помещении в подвешенном состоянии или разложенными на полках, не накладывая их друг на друга; при этом они должны быть защищены от солнечных лучей. Перед хранением пояса должны быть просушены, а их металлические детали протерты и смазаны. Защитная каска — головной убор, предназначенный для защиты верхней части головы от повреждений случайно падающими предметами, от воздействия влаги, электрического тока, брызг металла, химических агрессивных веществ, а также при падении самого работающего. Защитная каска состоит из корпуса (верхняя часть защитной каски, воспринимающая удар) и внутренней оснастки с амортизатором. Внутренняя оснастка предназначена для удерживания каски на голове или поглощения кинетической энергии, 590 возникающей при ударе, и распределения усилия по поверхности головы. На железнодорожном транспорте работники около 20 % профессий и должностей обязаны при исполнении должностных обязанностей носить защитные каски. В настоящее время выпускается 11 видов касок, которые условно можно разбить на 3 группы: общего назначения, для работы под землей и специального назначения. Каски имеют определенные свойства: защитные, физиолого-гигиенические и эксплуатационные. К защитным свойствам относят устойчивость к вертикальной ударной нагрузке, проникновению острых падающих предметов, агрессивным химическим веществам; степень амортизации удара, наличие вертикального безопасного зазора с момент удара, горючесть, электропроводность, термостойкость. Защитные каски не должны передавать на голову усилие более 5 кН при энергии удара 50 Дж, а при воздействии острых падающих предметов с энергией 30 Дж соприкасается с головой. Корпус каски при соприкосновении с токоведущими деталями защищает от поражений переменным током частотой 50 Гц напряжением не менее 440 В (ток утечки не должен превышать 0,5 мА). Защитные каски сохраняют защитные свойства в диапазоне температур, указанном изготовителем. На каждую каску защитную наносится неудаляемая маркировка (гравировка, тиснение и др.) диапазона температур, при которых каска может эксплуатироваться, а также уровня электроизоляционных свойств. К эксплуатационным свойствам относят внешний вид и эстетичность касок, линейные размеры, возможность регулирования размера, прочность фиксации каски на голове и крепления внутренней оснастки с корпусом. В зависимости от назначения каски могут быть с козырьком и полями, фародержателем, съемной пелериной (для защиты шеи от атмосферных осадков и ветра), теплым подшлемником для работ в зимний период. Детали каски не должны иметь острых кромок, краев и выступов. Каска снабжается подбородным ремнем. Конструкция каски обеспечивает проветриваемость подкасочного пространства и не препятствует использованию защитных очков. Корпус каски не должен деформироваться и изменять прочност591 ных свойств после действия на него серной кислоты, гидроокиси натрия, бензина, трансформаторного и других минеральных масел. Материал каски не должен давать искры при ударе по нему металлическим предметом, поверхность ее корпуса должна быть ровной, гладкой, без трещин и пузырей. Масса каски с подбородочным ремнем размера 1 — не более 400 г, размера 2 — 430 г, каски с круговыми полями размеров I и 2 — 470 г. В зимние месяцы каску используют вместе с подшлемником. Каску можно использовать при температуре окружающей среды от минус 50 до + 40 С. Для защиты головы от механических повреждений и атмосферных осадков применяются текстолитовые и стекло-пластиковые каски. Каски выпускаются четырех цветов: белого — для руководящего состава предприятий, начальников участков и цехов, общественных инспекторов по охране труда, работников службы охраны труда (техники безопасности); красного — для мастеров, прорабов, инженерно-технических работников, главных инженеров и главных энергетиков; желтого и оранжевого — для рабочих и младшего обслуживающего персонала. Каска должна подвергаться ежедневному осмотру в течение всего срока эксплуатации. При наличии вмятин или глубоких царапин каску заменяют, даже если повреждения на первый взгляд незаметны. При необходимости каску подвергают санитарной обработке, погружая в 3—5%-ный раствор хлорамина или 3%-ный раствор хлорной извести на 30—60 мин, затем промывают в холодной воде, протирают и сушат. Кроме того, еженедельно каску следует промывать 1%-ным мыльным раствором. Каску можно передавать другому лицу после дезинфекции 0,5%-ным раствором дихлорамина. Каски хранятся в коробках на стеллажах, расположенных на расстоянии 1 м от отопительных систем. Перед хранением каски просушиваются. 14.3.4. Средства индивидуальной защиты органов дыхания Средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) предназначены для защиты работников от опасных и вредных веществ, содержащихся в воздухе, а также от недостатка в нем кислорода. СИЗОД по принципу действия делятся в зависимости от способа обеспечения защиты на фильтрующие и изолирующие. 592 Фильтрующие СИЗОД очищают вдыхаемый воздух от вредных веществ с помощью фильтров, сорбентов и поглотителей, входящих в конструкцию устройства. Такие устройства в зависимости от конструктивных особенностей называются промышленными респираторами и противогазами. Этот тип СИЗОД применяется, когда известны состав и концентрация вредных веществ и достаточно кислорода в окружающей среде. Они имеют систему очистки, принцип защитного действия которой основан на очистке вдыхаемого загрязненного воздуха путем сорбции, хемосорбции, каталитического окисления и/или фильтрации при прохождении его во время вдоха через фильтр. В зависимости от назначения фильтрующие СИЗОД подразделяются: – на противоаэрозольные (противопылевые) для защиты от различных аэрозолей (дымы, туманы, пыли); – противогазовые (газозащитные) для защиты от различных веществ; – противогазоаэрозольные (газопылезащитные) для применения в условиях одновременного содержания в воздухе газов, паров и аэрозолей различных веществ. Конструктивно фильтрующие СИЗОД могут быть выполнены в виде полумаски (прилегающая лицевая часть которой покрывает нос, рот и подбородок) или маски (прилегающая лицевая часть которой покрывает глаза, нос, рот и подбородок). Фильтрующие полумаски — это, как правило, облегченные респираторы (они могут быть бесклапанными или с клапаном выдоха). СИЗОД с полумасками и масками из изолирующих материалов имеют клапанную систему выдоха отработанного воздуха. Изолирующие СИЗОД основаны на том, что органы дыхания человека изолируются от окружающей среды, а воздух для дыхания поступает из чистой зоны или из источника дыхательной смеси, являющегося составной частью СИЗОД. Основные требования к изолирующим СИЗОД установлены в ГОСТ Р 12.4.186-97 «ССБТ. СИЗОД. Аппараты дыхательные воздушные изолирующие. Общие технические требования и методы испытаний». Изолирующие СИЗОД используются, когда: – в окружающей среде недостаточно кислорода — менее 17 % объема; – неизвестны состав и концентрация вредных веществ; 593 – фильтрующие СИЗОД не обеспечивают необходимую степень защиты, например, при концентрациях вредных веществ в воздухе на уровне выше 200 предельно допустимых концентраций (ПДК). Изолирующие СИЗОД подразделяются на шланговые и автономные дыхательные аппараты. Шланговые дыхательные аппараты могут быть с подачей воздуха дыханием человека и с принудительной подачей воздуха. Автономные аппараты в зависимости от принципа действия могут быть системами открытого и замкнутого типа. Эти аппараты сложны в обращении, требуют систематического квалифицированного ухода, постоянной тренировки персонала в использовании. Поэтому применение таких аппаратов для выполнения обычных производственных операций нецелесообразно. Автономные СИЗОД замкнутого (баллонного) типа в зависимости от источника кислорода для дыхательной смеси подразделяются на системы со сжатым кислородом, жидким кислородом и с химически связанным кислородом. В соответствии с этим они могут быть: – с постоянной подачей дыхательной смеси (воздуха); – подачей дыхательной смеси (воздуха) по потребности дыхания; – подачей дыхательной смеси (воздуха) с избыточным давлением. Поскольку при использовании изолирующих СИЗОД может возникнуть ситуация, угрожающая жизни пользователя, персонал, применяющий изолирующие СИЗОД, должен проходить специальное обучение и медицинское обследование. Изолирующими СИЗОД обеспечиваются железнодорожные восстановительные поезда (на каждом восстановительном поезде должен быть запас средств из 10 изолирующих противогазов и 10 аппаратов дыхательных на сжатом воздухе); промывальщики-пропарщики железнодорожных цистерн; слесари восстановительных работ гражданских сооружений и работники других профессий на железнодорожном транспорте. 14.3.5. Выбор средств индивидуальной защиты органов дыхания Основная задача СИЗОД — обеспечить работающего воздухом, отвечающим требованиям санитарных норм. Выбор СИЗОД в каж594 дом отдельном случае осуществляется с учетом характера производства, условий труда и особенностей выполнения работ, следовательно, необходима гигиеническая оценка условий труда работающего персонала. Оптимальным выбором средства защиты считается такой выбор, когда уровень защиты СИЗ соответствует уровню вредного фактора. При выборе средств индивидуальной защиты органов дыхания должны учитываться следующие критерии: – состав и количественное содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны; – принцип действия и назначение СИЗОД; – конструктивные особенности СИЗОД; – показатели защитных и эксплуатационных свойств СИЗОД; – соответствие СИЗОД работнику и специфике выполняемых им производственных операций. Информация о составе и количественном содержании вредных веществ в окружающем воздухе позволяет обоснованно выбрать тип, марку СИЗОД и минимальный уровень защиты. В зависимости от содержания кислорода в зоне дыхания выбирается тип СИЗОД — фильтрующее или изолирующее средство защиты. Фильтрующие СИЗОД применяются в условиях, когда известны состав и концентрация вредных веществ. Принцип действия СИЗОД предопределяет основные условия применения: фильтрующие СИЗОД могут быть использованы только при достаточном содержании кислорода в окружающем воздухе — не менее 17 % по объему и при известном составе и ограниченной концентрации вредных примесей. Их нельзя применять при работах в труднодоступных помещениях малого объема, в замкнутых пространствах типа цистерн, колодцев, трубопроводов и т.п., а также в тех случаях, когда количество вредных веществ в окружающем воздухе неизвестно. В зависимости от наличия вредных веществ в воздухе выбирают вид СИЗОД — противоаэрозольный, противогазоаэрозольный или противогазовый. В зависимости от химического состава газообразных веществ в воздухе рабочей зоны выбирают марку противогазовых или противогазоаэрозольных фильтрующих элементов СИЗОД, предназначенных для защиты от определенных групп газов. С учетом концентрации вредных веществ выбирается СИЗОД, обеспечивающий минимальный уровень защиты. При выборе мар595 ки СИЗОД необходимо обращать внимание на класс эффективности защиты. Главной защитной характеристикой любого СИЗОД является коэффициент защиты Кз. Он означает кратность снижения концентрации вредного вещества, обеспечиваемую данным средством индивидуальной защиты, и определяет условия, при которых гарантируется надежная защита человека от воздействия вредных веществ, содержащихся в воздухе рабочей зоны. Фильтрующие полумаски для защиты от аэрозолей в зависимости от фильтрующей эффективности подразделяются на три класса и обозначаются следующим образом: – FFР1 — низкая эффективность; – FFР2 — средняя эффективность; – FFР3 — высокая эффективность. Коэффициент защиты Кз фильтрующих полумасок определяется коэффициентом проникания Кпр аэрозоля через фильтрующую часть с учетом подсоса вредных веществ по полосе обтюрации и проникания через клапан выдоха (при его наличии) Кз 100 . К пр Коэффициент проникания Кпр вычисляют по формуле К пр Н 100 %, Но где Н — показатель, характеризующий концентрацию дисперсных частиц, проникающих через СИЗОД или его элементы; Но — показатель, характеризующий концентрацию дисперсных частиц, поступающих к СИЗОД или его элементам извне. Технический регламент о безопасности СИЗ устанавливает коэффициенты проникания аэрозоля, которые не должны превышать: – для фильтрующих полумасок FFР1 — 22 %; – для фильтрующих полумасок FFР2 — 8 %; – для фильтрующих полумасок FFР3 — 2 %. Тогда нетрудно подсчитать коэффициенты защиты Кз фильтрующих полумасок с различной эффективностью. Низкая эффективность защиты с Кз до 4 ПДК обеспечивает защиту от вредных веществ при их содержании в воздухе в количествах, не превышающих ПДК более чем в 4 раза. 596 Средняя эффективность защиты с Кз до 12 ПДК гарантирует надежную защиту от вредных веществ при их содержании в воздухе в количествах, не превышающих ПДК более чем в 12 раз. Высокая эффективность защиты с Кз до 50 ПДК обеспечивает надежную защиту при содержании вредных веществ в концентрациях, превышающих уровни ПДК не более чем в 50 раз. Противоаэрозольные фильтры маркируются буквой Р с указанием эффективности (цифрой 1 — низкая эффективность защиты, 2 — средняя эффективность защиты, 3 — высшая эффективность защиты). Цветовая маркировка фильтра — белый цвет. Эффективность защиты указывается в виде маркировки на респираторе или фильтрующем элементе в соответствии с табл. 14.6. Таблица 14.6 Классификация противоаэрозольных СИЗОД по эффективности защиты Маркировка полумаски/ фильтра FFР1/Р1 FFР1/Р2 FFР1/Р3 Эффективность защиты Низкая эффективность Средняя эффективность Высокая эффективность Кз, ПДК до 4 до 12 до 50 Назначение Защита от грубодисперсионных аэрозолей Защита от средне- и грубодисперсионных аэрозолей Защита от тонко-, среднеи грубодисперсионных аэрозолей При выборе необходимого средства защиты органов дыхания необходимо учитывать также эксплутационные свойства СИЗОД. К эксплуатационным свойствам принято относить группу показателей, характеризующих надежность (например, время защитного действия, срок службы) и эргономичность СИЗОД, т.е. степень их возможного влияния на здоровье, функциональное состояние и работоспособность человека. К показателям эргономичности относятся показатели, характеризующие аэродинамическое сопротивление, содержание углекислого газа во вдыхаемом воздухе, ограничение зрения, слуха, возможности речевого общения. Например, при работах с нетоксичной пылью при небольших концентрациях в воздухе рабочей зоны рекомендуется применять респираторы в виде фильтрующих полумасок с низкой эффективностью защиты. 597 При работе в условиях высокой концентрации газов, паров или аэрозолей рекомендуется использовать лицевые маски со сменными фильтрами, так как плотно прилегающая к лицу маска обеспечивает эффективную защиту благодаря практическому отсутствию проникновения вредных веществ в подмасочное пространство по линии обтюрации и воздух очищается через специализированные фильтры. При выборе СИЗОД необходимо учитывать тяжесть и характер выполняемых трудовых операций. При работах, требующих большого напряжения или выполняемых в замкнутых труднодоступных помещениях, некоторые конструкции СИЗОД могут оказаться непригодными. Большинство патронных фильтрующих респираторов и особенно противогазы создают более высокое сопротивление дыханию, чем СИЗОД с принудительной фильтрацией или шланговые дыхательные аппараты. В связи с этим они могут ограничить способности человека выполнить тяжелую физическую работу или вызвать чувство дискомфорта. Поэтому при непрерывном использовании таких СИЗОД в течение смены целесообразно устраивать дополнительные перерывы в работе, помимо предусмотренных существующей технологией и организацией труда. В Альбоме-справочнике «Средства индивидуальной защиты от воздействия вредных производственных факторов для работников ОАО «РЖД» (2005 г.) приводятся технические характеристики, назначение и другие сведения о применяемых СИЗОД. 14.3.6. Правила ухода и хранения СИЗОД Средства индивидуальной защиты органов дыхания должны храниться в сухих помещениях (при температуре не выше +25 С и относительной влажности не более 80 %) и быть защищены от воздействия прямых солнечных лучей. Нельзя хранить СИЗОД рядом с тепловыделяющими приборами и в одном помещении с кислотами, щелочами, маслами, бензином, органическими растворителями и другими химически агрессивными веществами. Фильтрующие респираторы упаковываются в отдельный бумажный или полиэтиленовый пакет. Нельзя перегибать пакеты и упакованные в них респираторы. Пакеты с респираторами одной марки не более чем по 100 штук должны быть упакованы в коробки из картона. Коробки с респираторами должны быть защищены от 598 воздействия влаги. Респираторы со сменными фильтрами также упаковываются по отдельности и укладываются в коробки или ящики. Коробки с респираторами (фильтрующими патронами) должны храниться на складах штабелями, не более 5 коробок по высоте, на расстоянии не менее 1 м от отопительных систем. Для некоторых видов СИЗОД правила хранения устанавливаются в нормативных документах конкретных видов изделий и записаны в паспорте на изделие или инструкции по эксплуатации. При загрязнении СИЗОД или передаче их другим работникам проводится санитарная обработка и дезинфекция резиновых частей — масок, полумасок, шлем-масок, загубников и т.д. Для этого используют подогретую до +50 С смесь 0,5%-го раствора пероксида водорода и 0,5%-го раствора моющего средства (типа «Лотос» и др.). Обрабатываемые изделия сначала полностью погружают в смесь растворов на 15—20 мин, затем тщательно моют щетками. После этого изделия необходимо прополоскать в проточной воде в течение 5—10 мин и просушить. Рекомендуемая литература 1. Безопасность жизнедеятельности / Под ред. Н.Б. Кузнецова. Часть 1. Безопасность жизнедеятельности на железнодорожном транспорте. — М.: Маршрут, 2005. — 676 с.; Часть 2. Охрана труда на железнодорожном транспорте. — М.: Маршрут, 2006. — 542 с. 2. Федеральный закон от 10.01.2003 № 17-ФЗ «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации». 3. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. — М., 2000. — 190 с. 4. ГОСТ Р 51897—2002. Менеджмент риска. Термины и определения. 5. Белов П.Г., Гражданкин А.И. Менеджмент техногенного риска: категории, принципы, методы // Стандарты и качество. — 2004. — № 7. — С. 36—41. 6. ГОСТ Р51901—2002. Управление надежностью. Анализ риска технологических систем. 7. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. Утверждена приказом Минэнерго РФ от 30.06.2003 № 261. 8. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО 3-343.21.122—2003. Утверждена приказом Минэнерго РФ от 30.06.2003. 9. Инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве. Утверждена приказом ОАО «РАО ЕЭС России» от 21.06.2007.Z 10. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (с изменениями и дополнениями). ПОТ РМ-016—2001, РД 153-34.0-03.150-00. 11. НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. 12. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 7-е издание. Общие правила. Утверждены приказом Минэнерго РФ от 08.07.2002 № 204. 600 13. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ ЭП). Утверждены приказом Минэнерго РФ от 13.01.2003 № 6. 14. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов. Утверждены постановлением Госгортехнадзора РФ от 10.07.2001 № 30. 15. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи. 16. СанПиН 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных условиях. 17. СанПиН 2.2.4.1329-03. Требования по защите персонала от воздействия импульсных электромагнитных полей. 18. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов. 19. Шевандин М.А., Жуков В.И., Федосов В.Д. Системы автоматического оповещения о приближении подвижного состава к месту работ на железнодорожных путях. — М.: МИИТ, 2005. — 285 с. 20. Белов П.Г. Системный анализ и моделирование опасных процессов в техносфере. — М.: Академия, 2003. — 512 с. 21. СНиП 2.01.01. Строительная климатология и геофизика. 22. Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». 23. Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды». Оглавление Введение ..................................................................................................... 3 Глава 1. ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ........................................................6 1.1. Законодательные акты и правовые нормативные документы по труду и охране труда ..................................................... 6 1.2. Особенности регулирования труда женщин и работников в возрасте до восемнадцати лет ................................. 15 1.3. Надзор и контроль соблюдения трудового законодательства ..................................................................................... 18 1.4. Управление охраной труда и промышленной безопасностью на железнодорожном транспорте ............................ 23 1.5. Обучение охране труда работников ОАО «РЖД» .................... 26 1.6. Финансирование работ по охране труда в ОАО «РЖД» ........ 29 1.7. Расследование несчастных случаев на производстве .............. 31 1.8. Установление и расследование профессионального заболевания .............................................................................................. 37 Глава 2. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТРУДА РАБОТНИКОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ .................................................................................. 50 2.1. Статистические данные по травматизму на железнодорожном транспорте ........................................................ 50 2.2. Специфические условия труда на железнодорожных станциях .................................................................................................... 59 2.3. Рабочие места на станциях и подвижном составе .................. 64 2.4. Методы исследования причин травматизма ............................. 69 2.5. Особенности управления процессом роспуска и основные факторы загрузки горочных операторов ..................... 70 Глава 3. БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ ......................................... 95 3.1. Требования безопасности на станциях ...................................... 95 602 3.2. Безопасность при обработке грузовых поездов в приемоотправочных парках ............................................................. 100 3.3. Безопасность при техническом обслуживании вагонов ....... 103 3.4. Дистанционное ограждение составов ....................................... 110 3.5. Ограждение места работ на вагонных замедлителях............. 115 Глава 4. ЗАЩИТА РАБОТНИКОВ И НАСЕЛЕНИЯ ОТ НАЕЗДОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ............................ 119 4.1. Организационные методы защиты работников и населения от наездов подвижного состава .................................. 119 4.2. Технические средства защиты работников и населения от наездов подвижного состава ......................................................... 131 4.3. Перспективные системы информирования пассажиров и оповещения работников на железнодорожных путях о приближении поезда ......................................................................... 139 4.4. Эксплуатационно-технические требования к пешеходным переходам ....................................................................... 159 4.5. Схемы управления звуковой и световой сигнализацией на пешеходных переходах ................................................................... 171 Глава 5. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ .... 179 5.1. Действие электрического тока на организм человека .......... 179 5.2. Электрическое сопротивление тела человека ......................... 183 5.3. Опасность прикосновения к токоведущим частям в однофазных и трехфазных сетях .................................................... 185 5.4. Опасность напряжений прикосновения и шага при замыкании токоведущих частей электроустановки на землю.................................................................................................. 189 5.5. Система обеспечения электрической безопасности на железнодорожном транспорте ...................................................... 192 5.6. Технические меры и средства защиты от поражения электрическим током. .......................................................................... 198 5.7. Защита от наведенных напряжений ......................................... 214 5.8. Защита от статического электричества .................................... 217 5.9. Молниезащита ................................................................................ 220 5.10. Оказание первой помощи пострадавшим от электрического тока ........................................................................ 223 5.11. Электроустановки во взрывоопасных и пожароопасных зонах ....................................................................... 227 603 Глава 6. ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ .................................................................................. 234 6.1. Спектр электромагнитного излучения ..................................... 234 6.2. Воздействие электромагнитных полей на человека .............. 237 6.3. Нормирование электромагнитных полей и излучений ........ 241 6.4. Средства защиты от воздействия ЭМП ................................... 251 6.5. Гигиеническая оценка изменения интенсивности геомагнитного поля .............................................................................. 266 6.6. Контроль напряженности ЭСП ................................................. 267 6.7. Контроль уровней ПМП ............................................................. 267 6.8. Контроль уровней ЭМП .............................................................. 268 6.9. Источники поражения электрическим током на электроподвижном составе ........................................................... 269 Глава 7. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА ЛОКОМОТИВНЫХ БРИГАД ........................................................................................... 279 7.1. Условия труда локомотивных бригад ....................................... 279 7.2. Факторы, влияющие на безопасность и условия труда локомотивных бригад ............................................................... 289 7.3. Экспертный анализ условий труда локомотивных бригад в депо ......................................................................................... 293 7.4. Методы и средства защиты от поражения электрическим током при обслуживании подвижного состава .............................. 302 7.5. Блокирующие устройства электробезопасности на электровозах ..................................................................................... 309 7.6. Блокирующие устройства электробезопасности на электропоездах ................................................................................. 316 7.7. Электробезопасность при постановке и выезде электровозов из депо............................................................................ 320 7.8. Организация работы персонала эксплуатационного локомотивного депо ............................................................................. 321 7.9. Системы кондиционирования воздуха в кабине машиниста .............................................................................................. 324 Глава 8. ВОЗДУШНАЯ СРЕДА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ...................... 330 8.1. Метеорологические условия и их влияние на организм человека ........................................................................... 330 8.2. Параметры микроклимата. Термины и определения ........... 335 8.3. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата ......................................................................................... 338 604 8.4. Оптимальные условия микроклимата....................................... 340 8.5. Допустимые условия микроклимата ......................................... 341 8.6. Определение индекса тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса) ........................................................................................ 345 8.7. Время работы при температуре воздуха на рабочем месте выше или ниже допустимых значений ................................. 346 8.8. Требования к организации контроля и методам измерения микроклимата .................................................................... 347 8.9. Действие вредных веществ на организм человека ................ 358 8.10. Назначение и классификация промышленной вентиляции .............................................................................................. 365 8.11. Кондиционирование воздуха .................................................... 376 Глава 9. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ И ВИБРАЦИЯ ........ 378 9.1. Физические характеристики шума ............................................ 378 9.2. Способы и средства защиты от производственного шума ......................................................................................................... 392 9.3. Основные параметры вибрации ................................................. 402 Глава 10. ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ...................... 410 10.1. Основные понятия, величины и единицы измерения ...... 410 10.2. Основные характеристики электрических источников света и осветительных приборов ....................................................... 413 10.3. Виды и системы освещения ..................................................... 422 10.4. Расчет осветительных установок ............................................. 424 10.5. Принципы нормирования освещения .................................... 434 10.6. Естественное (природное) освещение .................................... 439 10.7. Освещение территорий станций .............................................. 443 Глава 11. ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТОВ ..................................................................................... 456 11.1. Понятия и определения ............................................................. 456 11.2. Лицензирование работ в области промышленной безопасности........................................................................................... 458 11.3. Экспертиза промышленной безопасности ............................ 459 11.4. Сертификация технических устройств, применяемых на объекте ............................................................................................... 460 11.5. Декларация промышленной безопасности объекта ............ 462 11.6. Организация безопасной эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов ............................................ 464 605 11.7. Расчет устойчивости кранов ..................................................... 477 11.8. Обеспечение безопасности при выполнении работ на высоте ................................................................................................ 503 Глава 12. АТТЕСТАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ ПО УСЛОВИЯМ ТРУДА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ .......... 509 12.1. Основные цели и задачи аттестации рабочих мест ............. 509 12.2. Основные нормативно-правовые документы ....................... 510 12.3. Аттестация рабочих мест по условиям труда в ОАО «РЖД» ........................................................................................ 512 12.4. Последовательность проведения аттестации рабочих мест по условиям труда ....................................................................... 514 12.5. Анализ существующих методов аттестации рабочих мест по условиям труда ....................................................................... 530 12.6. Совершенствование процедуры аттестации рабочих мест по условиям труда в ОАО «РЖД» ........................... 532 Глава 13. ОСНОВЫ ТЕОРИИ РИСКА ........................................... 544 13.1. Понятие риска. Методы оценки риска ............................... 544 13.2. Современные методики математического моделирования рисков ......................................................................... 549 13.3. Методика прогнозирования технологического риска ......... 554 Глава 14. СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ ............................................................................ 572 14.1. Классификация средств индивидуальной защиты (СИЗ) и подтверждение их соответствия ..................................................... 572 14.2. Обеспечение средствами индивидуальной защиты работников ОАО «РЖД» ..................................................................... 578 14.3. Выбор средств индивидуальной защиты и контроль защитных свойств ................................................................................. 580 Рекомендуемая литература .................................................................. 600 606 Учебное издание Ïîíîìàðåâ Âàëåíòèí Ìèõàéëîâè÷, Æóêîâ Âèêòîð Èâàíîâè÷, Ôèëèï÷åíêî Ìèõàèë Ïàðôåíîâè÷ è äð. ÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÆÈÇÍÅÄÅßÒÅËÜÍÎÑÒÈ Â äâóõ ÷àñòÿõ ×àñòü 2 Áåçîïàñíîñòü òðóäà íà æåëåçíîäîðîæíîì òðàíñïîðòå Ïîä ðåäàêöèåé Â.Ì. Ïîíîìàðåâà è Â.È. Æóêîâà Учебник Ïîäïèñàíî â ïå÷àòü 11.12.2012 ã. Ôîðìàò 6084/16. Ïå÷. ë. 38,0. Òèðàæ 200 ýêç. Çàêàç ÔÃÁÎÓ «Ó÷åáíî-ìåòîäè÷åñêèé öåíòð ïî îáðàçîâàíèþ íà æåëåçíîäîðîæíîì òðàíñïîðòå» 105082, Ìîñêâà, óë. Áàêóíèíñêàÿ, ä. 71 Òåë.: +7 (495) 739-00-30, å-mail: info@umczdt.ru, http://www.umczdt.ru Для заметок
