81593

Расчет устройства на базе транзисторов разного типа

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Статические характеристики транзисторов бывают двух видов: входные и выходные. Входные характеристики – это зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении. Для схемы с общей базой IЭ = f (UБЭ) при UБК = const. Входные характеристики представляют собой прямую ветвь открытого p-n перехода.

Русский

2015-02-21

457.11 KB

7 чел.

  1.  Специальная часть

           1.1 Статические характеристики транзисторов

Статическим режимом работы транзистора называется такой режим, при котором изменение входного тока или напряжения не вызывает изменение выходного напряжения. Статические характеристики каскада, включённого по схеме с ОБ, измеряются по общей схеме, изображённой на (рисунок 1.)

 

 

Рисунок - 1 Схема измерений статических параметров транзистора с ОБ.

 

Статические характеристики транзисторов бывают двух видов: входные и выходные.

Входные характеристики – это зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении. Для схемы с общей базой

IЭ = f (UБЭ) при UБК = const.

Входные характеристики представляют собой прямую ветвь открытого p-n перехода. При увеличении выходного напряжения UКЭ носители заряда быстрее пролетают базу, рекомбинируют, следовательно, и ток базы уменьшается. Поэтому характеристика при UКЭ > 0 будет проходить ниже.

Резистором R1 изменяется напряжение база-эмиттер, а резистором R2 поддерживается постоянным UБК. Обычно входные характеристики измеряются при двух значениях постоянного напряжения UБК (рисунок 1.1,а).

Выходная характеристика – это зависимость выходного тока от выходного напряжения при постоянном входном токе. Для схемы включения с общей базой

IК = f (UБК) при IЭ = const.

Из рисунка 1.1., б видно, что выходные характеристики представляют собой прямые линии, почти параллельные оси напряжения.

Это объясняется тем, что коллекторный переход закрыт независимо от величины напряжения база-коллектор, и ток коллектора определяется только количеством носителей заряда, проходящих из эмиттера через базу в коллектор, т. е. током эмиттера.

Рисунок - 1.1 Статические характеристики транзистора с ОБ: а – входные; б – выходные.

  1.  Статические характеристики транзистора по схеме ОЭ

На рисунке 1.2 изображена схема установки для измерения статических характеристик транзистора, включённого по схеме с общим эмиттером.

 

Рисунок - 1.2 Схема измерений статических параметров транзистора с ОЭ.

 

Входная характеристика для схемы включения с общим эмиттером (рисунок - 1.3, а)

IБ = f (UБЭпри UБК = const.

Выходная характеристика для схемы включения с общим эмиттером (рисунок - 1.3, б)

IК = f (UКЭпри IБ = const.

 

 

Рисунок - 1.3 Статические характеристики транзистора с ОЭ: а – входные; б – выходные.

 

 

      

1.1.2  Динамический режим работы транзистора 

 Понятие о динамическом режиме

Динамическим режимом работы транзистора называется такой режим, при котором в выходной цепи стоит нагрузочный резистор, за счёт которого изменение входного тока или напряжения будет вызывать изменение выходного напряжения.

На рисунке 1.4 резистор RК – это коллекторная нагрузка для транзистора, включённого по схеме с ОЭ, обеспечивающая динамический режим работы.

EК = URК + UКЭ

URК = IКRК

EК = UКЭ + IКRК

UКЭ = EК – IКRК

где последнее выражение – это уравнение динамического режима работы транзистора.

Рисунок – 1.4 Схема включения транзистора в динамическом режиме с ОЭ.

1.1.3 Динамические характеристики и понятие рабочей точки

Уравнение динамического режима является уравнением выходной динамической характеристики. Так как это уравнение линейное, выходная динамическая характеристика представляет собой прямую линию и строится на выходных статических характеристиках (рисунок - 1.5).
      Две точки для построения прямой находятся из начальных условий. IК при UКЭ = 0 называется током коллектора насыщения. Выходная динамическая характеристика получила название нагрузочной прямой. По нагрузочной прямой можно построить входную динамическую характеристику. Но поскольку она очень близка к входной статической характеристике при UКЭ > 0, то на практике пользуются входной статической характеристикой. Точка пересечения нагрузочной прямой с одной из ветвей выходной статической характеристикой для заданного тока базы называется рабочей точкой транзистора (РТ). Рабочая точка позволяет определять токи и напряжения, реально существующие в схеме.

Рисунок – 1.5 Построение рабочей точки биполярного транзистора.

 

1.1.4  Ключевой режим работы транзистора

В зависимости от состояния p-n переходов транзисторов различают три вида его работы – режим отсечки, режим насыщения и линейный режим.

Режим отсечки - это режим, при котором оба его перехода закрыты (и эмиттерный и коллекторный). Ток базы в этом случае равен нулю. Ток коллектора будет равен обратному току. Тогда уравнение динамического режима примет вид

UКЭ = EК – IКобRК.

Произведение IКоб RК будет равно нулю. Значит, UКЭ → EК.

Режим насыщения – это режим, когда оба перехода – и эмиттерный, и коллекторный открыты, в транзисторе происходит свободный переход носителей зарядов, ток базы будет максимальный, ток коллектора будет равен току коллектора насыщения.

IБ = max; IК ≈ IКн; UКЭ = EК – IКн RН.

Произведение IКн RН будет стремиться к EК. Значит, UКЭ → 0.

Рисунок – 1.6 Рабочие точки отсечки и насыщения.

Линейный режим – это режим, при котором эмиттерный переход открыт, а коллекторный закрыт.

IБmax > IБ > 0;

IКн > IК > IКоб;

EК > UКЭ > UКЭнас.

Ключевым режимом работы транзистора называется такой режим, при котором рабочая точка транзистора скачкообразно переходит из режима отсечки в режим насыщения и наоборот, минуя линейный режим (рисунок 1.7., б). Для этого необходимо включить транзистор по схеме, представленной на рисунке 1.7., а.

 

Рисунок – 1.7 Ключевой режим работы биполярного транзистора: а – схема включения; б – диаграмма работы.

 

Резистор RБ ограничивает ток базы транзистора, чтобы он не превышал максимально допустимого значения. В промежуток времени от 0 до t1 входное напряжение и ток базы близки к нулю, и транзистор находится в режиме отсечки. Напряжение UКЭ, является выходным и будет близко к EК. В промежуток времени от t1 до t2 входное напряжение и ток базы транзистора становятся максимальными, и транзистор перейдёт в режим насыщения. После момента времени t2 транзистор переходит в режим отсечки.

Следовательно, можно сделать вывод, что транзисторный ключ является инвертором, т. е. изменяет фазу сигнала на 180°. 

 

 

1.1.5  Эквивалентная схема транзистора с ОБ

Эквивалентная схема транзистора может быть построена на основании того, что сопротивление открытого эмиттерного перехода составляет десятки Ом. Тогда запишем сопротивление эмиттера, базы и коллектора

Ом,

Ом,

кОм,

где n – целое число от 1 до 10. Выражение для входного сопротивления примет вид

,

а так как , то

Ом.

На рисунке - 1.8, б приведена эквивалентная схема замещения для такого включения транзистора.

 

Рисунок – 1.8  Схема включения биполярного транзистора с ОБ: а – принципиальная схема; б – эквивалентная схема

 

 

1.1.6 Эквивалентная схема транзистора с ОЭ

Выражение для входного сопротивления биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером

Ом.

На рисунке 1.9, б приведена эквивалентная схема замещения для включения транзистора с общим эмиттером.

Рисунок – 1.9 Схема включения биполярного транзистора с ОЭ: а – принципиальная схема; б – эквивалентная схема

 

Рисунок – 1.10 Схема включения биполярного транзистора с ОК: а – принципиальная схема; б – эквивалентная схема

 

1.1.7 Эквивалентная схема транзистора с ОК

Выражение для входного сопротивления биполярного транзистора, включенного по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель)

На рисунке 1.11, б приведена эквивалентная схема замещения для эмиттерного повторителя.

 

1.1.8  Транзистор как активный четырехполюсник

 Любой транзистор независимо от схемы включения обладает рядом параметров, которые возможно разбить на две группы:

-  предельные параметры – все максимальные значения;

-  параметры транзистора в режиме малого сигнала.

Данные параметры объединяются в несколько систем параметров, которые можно определить, представив транзистор в виде активного четырехполюсника (рисунок 1.11). Четырехполюсником называется любое электрическое устройство, имеющее 2 входных и 2 выходных зажима. А активным четырехполюсником называется четырехполюсник, способный усиливать мощность.

\

Рисунок – 1.11 Представление биполярного транзистора в вмде четырехполюсника

Представим транзистор в виде активного четырехполюсника (рисунок 1.11). Присвоим входному току и напряжению индекс «1», а выходным индекс «2». Для транзисторов достаточно знать две любые переменные из четырех – U1, U2, I2,I1. Две остальные определяются из статических характеристик транзистора. Переменные, которые  известны или же которыми задаются, называются независимыми переменными. Две другие переменные, которые можно определить, называются зависимыми переменными. В зависимости от того, какие из переменных будут выбираться в виде независимых, можно получить системы параметров в режиме малого сигнала (таблица - 1).

Таблица 1. Системы параметров биполярного транзистора

Система параметров

Параметр

Z

Y

H

Независимая переменная

I1, I2

U1, U2

I1, U2

Зависимая переменная

U1, U2

I1, I2

I2, U1

 

1.1.9  Система H- и Y-параметров биполярного транзистора 

В системе h-параметров в виде независимых переменных приняты входной ток и выходное напряжение. В этом случае зависимые переменные U1 = f (I1, U2); I2 = f (I1, U2). Полный дифференциал функций U1 и I2 равен

Введем следующие параметры

.

Тогда система уравнений примет вид

Перейдем от бесконечно малых приращений dU1, dI1, dU2, dI2 к конечным приращениям. Получим

В режиме малого сигнала приращение постоянных составляющих     можно заменить амплитудными значениями переменных составляющих этих же токов и напряжений. Получим

                                      (1.1)

В первом уравнении системы (1.1) приравниваем Um2 к 0. Получим

,

следовательно  – это входное сопротивление транзистора при Um2 = 0, т. е. при коротком замыкании в выходной цепи по переменному току (конденсатором).

В первом уравнении системы (1.1) приравняем Im1 к 0. Получим

,

тогда  представляет собой коэффициент обратной связи на холостом ходу во входной цепи по переменному току. Коэффициент обратной связи показывает степень влияния выходного напряжения на входное (катушкой индуктивности).

Во втором уравнении системы (1.1) приравняем Um2 к 0. Получим

 ,

т. е.  – коэффициент усиления по току транзистора или коэффициент передачи тока при коротком замыкании выходной цепи по переменному току.

Приравняем во втором уравнении системы (1.1) Im1 к 0. Получим

 ,

тогда  – выходная проводимость на холостом ходу во входной цепи.

 

  1.  Определение H-параметров по статическим характеристикам

Так как статические характеристики транзисторов измеряются только на постоянном токе, то при определении амплитудных параметров токов и напряжений представим в виде приращения постоянных составляющих.

, при U2 = сonst;   , при U2 = сonst;

 при I1 = const;    при I1 = const.

Величины  и  определяются по входным характеристикам транзистора. Рассмотрим графоаналитическое определение h параметров на примере схемы с общим эмиттером. Ввиду того, что транзистор всегда работает с входным током, требуется пользоваться входными и выходными характеристиками (рисунок 1.11, 1.12).

Будем считать, что нагрузочное сопротивление каскада будет одинаковым и для постоянного, и для переменного тока. Требуемый h-параметр рассчитывается из приведенных ниже формул. Из рисунков видно, что подставляемые в формулы данные находятся путем проекции точек на оси координат:

при UКЭ = const  Þ  ;

 при IБ = const  Þ

 

, так как .

 

Рисунок -  1.11 Определение h-параметров по входным характеристикам в схеме с ОЭ: а – параметр h11Э; б – параметр h12Э

 

Рисунок - 1.12 Определение h-параметров по выходным характеристикам в схеме с ОЭ: а – параметр h21Э; б – параметр h22Э

 

Параметры  и  определяются по выходным характеристикам (рисунок 1.12):

  Þ  ;

, при IБ = const  Þ  .

 

  1.  Y-параметры транзисторов

Параметры транзисторов являются величинами, характеризующими их свойства. С помощью параметров можно оценивать качество транзисторов, решать задачи, связанные с применением транзисторов в различных схемах, и рассчитывать эти схемы.

Для транзисторов предложено несколько различных схем параметров, у каждой свои достоинства и недостатки.

Все параметры делятся на собственные (первичные) и вторичные. Собственные характеризуют свойства самого транзистора, независимо от схемы его включения, а вторичные параметры для различных схем включения различны. Основные первичные параметры: коэффициент усиления по току , сопротивления rб, rэ,rк.

Y-параметры относятся ко вторичным параметрам. Они имеют смысл проводимостей. Для низких частот они являются чисто активными и поэтому их иногда обозначают буквой g с соответствующими индексами.

Все системы вторичных параметров основаны на том, что транзистор рассматривается как четырехполюсник (2 входа и 2 выхода). Вторичные параметры связывают входные и выходные переменные токи и напряжения и справедливы только для малых амплитуд. Поэтому их называют низкочастотными малосигнальными параметрами.

Входная проводимость

.

Проводимость обратной связи

.

Параметр  показывает, какое изменение тока I1 получается за счет обратной связи при изменении выходного напряжения U2 на 1 В.

Проводимость управления (крутизна)

.

Величина  характеризует управляющее действие входного напряжения U1 на выходной ток I2 и показывает изменение I2 при изменении U1 на 1 В.

Выходная проводимость

.

В систему y-параметров иногда добавляют ещё статический коэффициент усиления по напряжению

 при .

При этом                                          .

 

Достоинство y-параметров – их сходство с параметрами электронных ламп. Недостаток – очень трудно измерять  и , так как нужно обеспечить режим КЗ для переменного тока на входе, а измеряющий микроамперметр имеет сопротивление, сравнимое с входным сопротивлением самого транзистора. Поэтому гораздо чаще используют смешанные (или гибридные) h параметры, которые удобно измерять и которые приводят во всех справочниках.

 

 1.2.2 Температурные и частотные свойства транзисторов 

Диапазон рабочих температур транзистора определяется температурными свойствами p-n перехода. При его нагревании от комнатной температуры (25°С) до 65 °С сопротивление базы и закрытого коллекторного перехода уменьшается на 15–20 %. Особенно сильно нагревание влияет на обратный ток коллектора Iкоб, он увеличивается в два раза при увеличении на каждые 10 °С. Все это влияет на характеристики транзистора и на положение рабочей точки (рисунок 1.13).

Рисунок – 1.13 Изменение входной характеристики и смещение рабочей точки транзистора под воздействием температуры.

Ток коллектора увеличивается, а напряжение UКЭ уменьшается, что равносильно открыванию транзистора. Вывод: схемы включения транзисторов с общим эмиттером требуют температурной стабилизации.

1.2.3 Частотные свойства транзисторов

Диапазон рабочих частот транзистора определяется двумя факторами. Во-первых, наличием барьерных емкостей на p-n переходах. Причем коллекторная емкость влияет значительно сильнее, так как она подключается параллельно большому сопротивлению (рисунок -  1.14). 

 

Рисунок - 1.14  Эквивалентная схема для включения биполярного транзистора по схеме с ОЭ с учетом емкостей переходов

 

Во-вторых, возникает разность фаз между токами коллектора и эмиттера. Ток коллектора отстает от тока эмиттера на время, требуемое для преодоления базы носителями заряда.

Если ток постоянный, следовательно частота w1 = 0, то сдвиг фаз между током эмиттера и током коллектора j1 = 0 и коэффициент усиления по току b1 = IК / IБ1 будет максимальным (рисунок 1.15, а). Когда частота w2 > 0, то возникает разность фаз j2 > 0, что приводит к уменьшению коэффициент усиления по токуb2 = IК / IБ2 < b1, так как IБ2 > IБ1 (рисунок 1.15, б). А если w3 >> 0, то b3 << b2 (рис. 1.24, в).

 

Рисунок - 1.15  Разность фаз между током коллектора и эмиттера: а – при постоянном токе; б – НЧ; в – ВЧ

 

С увеличением частоты коэффициент усиления по току уменьшается. Поэтому для оценки частотных свойств транзистора применяется параметр граничной частоты fгр. Граничной частотой называется такая частота, на которой коэффициент усиления уменьшается в  раз. Коэффициент усиления через граничную частоту можно определить по формуле

 

,

где b0 – коэффициент усиления на постоянном токе; f – частота, на которой определяется коэффициент усиления b; fгр – граничная частота для данного транзистора.

  1.  Общая часть

Исследование биполярного транзистора, включенного с общей базой

Цель работы — снятие и анализ входных и выходных характеристик транзистора, включенного с ОБ; определение по ним h-параметров (рисунок1).

Пояснения. Биполярные транзисторы являются наиболее универсальными и распространенными полупроводниковыми приборами, предназначенными для усиления и генерирования электрических колебаний, и имеют трехслойную р-n-р- или n-р-n-структуру (рисунок 1.1). Каждый слой имеет вывод, название которого совпадает с названием слоя или области транзистора. Среднюю область транзистора называют базой, а крайние — эмиттером и коллектором. Эти транзисторы получили название биполярных потому, что перенос тока в них осуществляется носителями заряда двух типов: электронами и дырками.

Рисунок – 1 Функциональная схема с общей базой.   Рисунок – 1.1 Структурная схема       транзистора.

Биполярный транзистор имеет два p-n-перехода — эмиттерный П1 и коллекторный П2 — и два запирающих слоя с контактными разностями потенциалов UK1 и UK2, обусловливающих напряженности ЕK1 и EK2 электрических полей в них. Ширина переходов I01и I02 ширина базовой области IБ.

В зависимости от выполняемых в схеме функций транзистор может работать в трех режимах.

В активном режиме транзистор работает в усилителях, когда требуется усиление электрических сигналов с минимальным искажением из формы. При этом на эмиттерный переход подают внешнее напряжение в прямом направлений, а на коллекторный – в обратном (рисунок 2).

Рисунок – 2 Схема транзистора.

Основные носители эмиттера под действием напряжения Uэб преодолевают эмиттерный переход, а им на встречу движутся основные носители базы, которых значительно меньше, поскольку концентрация примеси в базе мала. Часть дырок эмиттера рекомбинирует с электронами базы вблизи перехода П1, а остальные инжектируются (впрыскиваются) в базовую область.

На пути к коллекторному переходу часть дырок эмиттера рекомбинирует с электронами базы (в реальных транзисторах от 0,1 до 0,001 количества носителей заряди, покинувших эмиттер). Остальные дырки достигают коллекторного перехода, на который подано обратное напряжение UКБ, и с ускорением перебрасываются в коллектор полем перехода П2.

Таким образом, ток Iэ основных носителей, покидающих эмиттер, частично теряется в переходе П1 и базе на рекомбинацию, эти потери составляют ток базы IБ. Остальная его часть достигает коллектора, где рекомбинирует с электронами, поступающими в него из внешней цепи в виде тока iK. Уход дырок из эмиттера восполняется генерацией пар электрон—дырка в эмиттерной области и отводом электронов во внешнюю цепь в виде токаIБ.Расход электронов базы на рекомбинацию компенсируется их притоком в виде тока IБ.

Токи транзистора, работающего в активном режиме, связаны уравнением Iэ == Iк. + IБ, которое можно переписать в приращениях: ΔIэ = ΔIк + Δ IБ.Таким образом, при появлении переменной составляющей входного тока транзистора (в рассматриваемом случае это ток эмиттера) появляется переменная составляющая выходного (коллекторного) тока. Если в цепь коллектора включить резистор, то падение напряжения Uвых на нем окажется значительно больше переменного напряжения UBX входного сигнала, т. е. транзистор усиливает входной сигнал (рисунок 3,а).

В активном режиме транзистор управляется в любой момент процесса усиления, т.е. каждому изменению входного сигнала соответствует изменение входного.

В режиме насыщения (рисунок 3.1,в) на оба перехода транзистора подается прямое напряжение. При этом в базу инженируется потоки основных носителей эмиттера и коллектора и сопротивление промежутка коллектор – эмиттер транзистора резко уменьшается. Режим насыщения используют в тех случаях, когда необходимо уменьшить почти до нуля сопротивление цепи, в которую включен транзистор.

В режиме отсечки (рисунок 3.2,г) оба перехода транзистора закрыты, так как на них подаются обратные, напряжения. В этом режиме транзистор обладает большим сопротивлением. Обратные токи эмиттерного IЭбо и коллекторного IКБо переходов малы (особенно кремниевых транзисторов).

Рисунок – 3 Схема транзистора.±

При включении биполярного транзистора в электрическую схему образуется две цепи: управляющая и управляемая. В управляющей цепи действует входной сигнал, который обычно подают на эмиттер или базу. В управляемой цепи (коллекторной или эмиттерной) формируется выходной сигнал, поступающий затем на вход следующего каскада или в нагрузку. Третий электрод транзистора является общим для входной и выходной цепей.

Широко распространены три схемы включения транзисторов: с общей базой общим эмиттерами общим коллектором (рисунок 4). Для расчета транзисторных схем используют два семейства вольт - амперных характеристик: входные и выходные.

Рисунок – 4 Схемы включения транзисторов с ОБ, ОЭ, ОК.

Входные характеристики транзистора показывают зависимости тока входного электрода от напряжения между ним и общим электродом при постоянном напряжении на выходном электроде. Для схемы с общей базой (ОБ) это зависимость тока эмиттера от напряжения между ним и базой при постоянном напряжении на коллекторе: Iэ = (Uэб) при  Uкб = const.

Выходные характеристики транзистора показывают зависимость тока выходного электрода от напряжения между ним и общим электродом. Снимают выходные характеристики для ряда постоянных токов входного электрода. Для схемы с ОБ это зависимости тока коллектора от напряжения между ним и базой при постоянных значениях тока эмиттера: Iк=(Uкб) при Iэ = const.

В режиме усиления малых сигналов, когда нелинейностью ВАХ можно пренебречь, транзистор, включенный с ОБ, эквивалентно представляют в виде линейного четырёхполюсника (рисунок 5), входные и выходные параметры которого связаны следующими уравнениями:

Δ Uэб = h11Б ΔIэ + h12БΔUкб;

ΔIк = h21БΔIэ + h22БΔUкб.

Рисунок – 5 Транзистор включенный с ОБ.

Физический смысл h -параметров транзистора состоит в следующем:

h11Б — входное сопротивление в режиме короткого замыкания на выходе;

h12Б — коэффициент внутренней обратной связи в режиме холостого хода на входе;

h21Б — коэффициент передачи тока в режиме короткого замыкания на выходе;

h22Б — выходная проводимость транзистора в режиме холостого хода на входе.

Рассчитывают h-параметры для схемы с ОБ по формулам

h11Б=ΔUэб/ΔIэпри Uкб = const;                 (3)

h12Б =ΔUэб/ΔUкбпри Iэ= const;                 (4)

h21Б=ΔIк/ΔIэпри Uкб = const;                    (5)

h22Б =ΔIк/ΔUкбпри Iэ= const.                    (6)

Аналитический расчет h-параметров сложен и неточен. Намного проще их получают измерением или по ВАХ.

Для определения h12Б на входной характеристике, соответствующей среднему значению коллекторного напряжения, обозначают рабочую точку А (р. y) транзистора (рисунок 6,а), которая задается средними значениями входного тока Iэpyи входного напряженияUэбpy. Через рабочую точку А (р. y) проводят касательную и строят треугольник BCD. Затем, используя формулу (3), находят

H11Б=BD/CD= ΔUэб /ΔIэ

Для определения h12Б необходимо построить две входные характеристики для двух значений напряжения на выходном электроде (рисунок 6,б). Через рабочую точку А (р. т) проводят линию Iэ = const, что соответствует холостому ходу на входе транзистора по переменному току. Точки пересечения характеристик и этой линии проецируют на ось Uэб и определяют ΔUэБ. Затем, используют формулу (4), находят h12Б, приняв ΔUкб = Uкб2-Uкб1.

Для определения h21Б семейство выходных характеристик в области рабочей точки пересекают линией Uкб = const, что соответствует короткому замыканию по переменному току на выходе транзистора (рисунок 6,в). Затем по формуле (5) находят h21Б, графически определив Δ/к ивычисливΔIэ= Iэ2— Iэ1.

Для определения h22Б(рисунок 6,г) снимают выходную характеристику для тока эмиттера Iэpy в рабочей точке, о затем находят ΔIки ΔUкби по формуле (6) рассчитывают h22Б.

Рисунок – 6 Схема h параметров транзистора с ОБ.

ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА, ВКЛЮЧЕННОГО С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

Цель работы — снятие и анализ входных и выходных характеристик транзистора, включенного с ОЭ; определение по ним его h-параметров (рисунок7).

Рисунок – 7 Функциональная схема с общим эмиттером.

Пояснения. Входными характеристиками транзистора при включении с ОЭ являются зависимости тока базы от напряжения между ней и эмиттером при постоянных напряжениях на коллекторе (рисунок 8,а): IБ = (Uбэ) при Uкэ = const.

Выходные характеристики (рисунок 8,б) представляют собой зависимости тока коллектора от напряжения между ним и эмиттером при постоянных токах базы Iк = f(Uкэ) при IБ = const.

Рисунок – 8 Схема транзистора.

В режиме усиления малых сигналов транзистор, включенный с ОЭ, эквивалентно представляют в виде линейного четырехполюсника (рисунок 9), входные и выходные параметры которого связаны следующими уравнениями:

Рисунок – 9 Транзистор включенный с ОЭ.

ΔUбэ= h11эΔIБ+h12эUкэ;

Δ Iк = h21эΔIБ +h21эUкэ

Физический смысл h-параметров рассчитывают для схемы с ОЭ по формулам:

h11э = ΔUбэ/ΔIБ при Uкэ = const; (7)

h12э= ΔUбэ/ΔUкэ при IБ = const; (8)

h21э = ΔIк/ΔIБ при UКЭ = const; (9)

h22э = ΔIк/ΔUкэ при IБ = const. (10)

Для определения h11эпроводят через рабочую точку А (р. т), касательную к входной характеристике, и строят треугольник BCD (рисунок 10,а). Тогда, согласно формуле (7),

h11э = BD/CD = ΔUбэ/ ΔIБ.

Для определения h12э выбирают две входные характеристики, снятые при двух значениях напряжений между коллектором и эмиттером (рисунок 10,б), и проводят через А  линию IБ = const, соответствующую холостому ходу на входе транзистора. Затем точки пересечения этой линии с характеристиками проецируют на ось Uбэ, определяют ΔUкэ =ΔUкэ2 – ΔUкэ1, находят Uбэи рассчитывают h12э по формуле (8).

Для определения h21ээ семейство выходных характеристик вблизи А (р. т) пересекают линией Uкэ= const (рисунок 10,в), что соответствует короткому замыканию на выходе транзистора. Затем по формуле (9) рассчитывают h21э, определив графически ΔIки ΔIБкак разность IБ2 — IБ1.

Для определения h22э выбирают из семейства выходную характеристику, снятую при IБ.р.т.

Находят приращение тока коллектора ΔIк, вызванное приращением напряжения ΔUкэ на нем при постоянном токе базы (рисунок 10,г), и по формуле (10) рассчитывают h22э.

Рабочая точка транзистора в схеме с ОЭ характеризуется следующими параметрами: IБ р.т., Uбэ.р.т,  Iк.р.т и UкЭ р.т.

Рисунок – 10 Схема h параметров транзистора.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭМИТТЕРНОГО ПОВТОРИТЕЛЯ

Цель работы — наблюдение работы эмиттерного повторителя и его исследование в режимах передачи синусоидального и импульсного сигналов (рисунок11).

Рисунок – 11 Функциональная схема с общим коллектором

Пояснения. В эмиттерных повторителях транзисторы включаются с ОК (рис. 71). При этом все выходное напряжение, снимаемое с резистора R3в цепи эмиттера, действует в управляющей цепи транзистора последовательно входному напряжению и противофазно ему. Следовательно, каскад охвачен отрицательной обратной связью.

Рисунок – 12 Схема транзистора включенный с ОК.  

Коэффициент передачи цепи отрицательной обратной связи β= 1,т.е. обратная связь равна 100%. Отсюда коэффициент усиления эмиттерного повторителя по напряжению

Кэп - Коэ/(1+Коэ)(38)

Где Коэ — модуль коэффициента усиления по напряжению схемы с общим эмиттером, сопротивление нагрузки которой равно сопротивлению резистора R3.

Из формулы (38) следует, что эмиттерный повторитель не усиливает напряжение, так как Кэп< 1 (чем больше Коэ, тем Еэп ближе к единице), а лишь повторяет входной сигнал по амплитуде с некоторым ослаблением. При этом на выходе эмиттерного повторителя повторяется также фаза входного сигнала.

Эмиттерный повторитель в h21э + 1 раз усиливает ток входного сигнала и в h21э раз — его мощность.Входное сопротивление эмиттерного повторителя велико и без учета сопротивления резисторов базового делителя может быть рассчитано по следующей приближенной формуле:

Rвх.эп ≈ h22эRэ <rк.                                     (39)

Верхний предел входного сопротивления эмиттерного повторителя Rвх.эп.  ограничен сопротивлением rк смещенного в обратном направлении коллекторного перехода, которое для современных транзисторов составляет единицы мегаом.

Формула (39) справедлива для h21эRэ(0,1÷0,2).Выходное сопротивление эмиттерного повторителя мало, лежит в пределах от долей ом для мощных транзисторов до десятков ом для маломощных и с достаточной точностью может быть определено по формуле

Rвых эп= 25/э. (40)

Если ток Iэ выражен в миллиамперах, то сопротивление Rвых эпполучают в омах. Формула (40) справедлива при токе Iэ3 ÷ 5 мА.

Большое входное и малое выходное сопротивление эмиттерных повторителей позволяют использовать их в качестве каскадов, согласующих высокоомный выход одной схемы с низкоомным входом другой или с низкоомной нагрузкой. Кроме того, их применяют для передачи сигналов без изменения формы, амплитуды и фазы, но при значительном усилении тока и мощности.

  1.  Требование Республики Казахстан по охране здоровья

Здоровье человека — высшее неотчуждаемое благо, без которого утрачивают свое значение многие другие блага и ценности. Право на здоровье включает в себя доступность (финансовую, географическую, культурную). Особенности реализации конституционных прав и свобод заключаются в том, что субъект постоянно должен пользоваться правами и свободами, например жизнью, здоровьем, т.е. неотъемлемыми благами.

Здоровье населения является также одним из приоритетов долгосрочной Стратегии развития «Казахстан-2030». В соответствии с данной стратегией одним из приоритетных направлений развития общества является совершенствование отечественного здравоохранения, поднятие уровня медицинского обслуживания до цивилизованных стран. В стратегии определяются пути решения и улучшения качества медицинских услуг и развитие высокотехнологичной системы здравоохранения. В связи с этим Президент РК Н.А.Назарбаев считает необходимым добиться результативности и повышения качества медицинских услуг путем пересмотра механизмов управления, финфансирования, координации и контроля в сфере здравоохранения. Важно четко определить ту часть медицинских услуг, которые оказываются государством, и не смешивать их с частными услугами. С другой стороны, необходимо дать возможность для развития частной медицины. Глава государства подчеркивает, что начальная медицинская подготовка должна стать обязательной частью всех школьных и университетских учебных планов. В этой связи нужно добиваться повышения уровня знаний и информированности населения по вопросам здорового образа жизни и здравоохранения, оказывать особое внимание вопросам развития массового спорта и пропаганде спорта среди населения. Необходимо также ускоренными темпами перейти на международные стандарты обучения, аттестации и подготовки врачей и медицинских работников, продумать внедрение стимулирующей системы оплаты труда медицинских работников в зависимости от уровня их квалификационной категории, вида специальности и нагрузки .

Указом Президента Республики Казахстан утверждена Государственная программа реформирования и развития здравоохранения на 2005-2010 гг. В связи с этим одной из актуальных проблем настоящего времени является законодательное регулирование охраны здоровья граждан, и оно выдвигается как одно из центральных направлений государственной политики.

Статья 29 Конституции посвящена охране здоровья граждан Республики Казахстан, что соответсвует общепризнанным принципам и нормам международного права и Конституции РК. Во времена Советского Союза система охраны здоровья граждан была в едином блоке с экономической и хозяйственной жизнью страны (Конституция СССР 1918 г., 1936 г., Конституция союзных и автономных республик 1937 г.). И только в Конституции Казахской ССР 1978 г. впервые на конституционном уровне провозглашалось конституционное право на охрану здоровья граждан. Президент страны 18 сентября 2009 г. подписал Кодекс Республики Казахстан «О здоровье населения и системе здравоохранения» и 29 сентября 2009 г. новый Кодекс «О здоровье народа и системе здравоохранения» (далее — «Кодекс о Здоровье») был опубликован в официальной прессе.

Право каждого человека на охрану здоровья и медицинскую помощь — общепризнанная норма международного права, закрепленная как во Всеобщей декларации прав человека (ст.25), так и в Международном пакте об экономических, социальных и культурных правах (ст.12). Это не удивительно, так как охрана здоровья граждан представляет собой неотъемлемое условие жизни общества, а государство несет ответственность за сохранение здоровья своих граждан. Фундаментальные нормы в области охраны здоровья содержит Пакт об экономических, социальных, и культурных правах. Пункт 1 статьи 12 данного Пакта гласит: «Участвующие в настоящем Пакте государства признают право каждого человека на наивысший уровень физического и психического здоровья». Для полного осуществления данного права государство-участник должно осуществлять следующие меры:

-    обеспечение сокращения мертворождаемости, детской смертности и здорового развития ребенка;

-    улучшение всех аспектов гигиены внешней среды, гигиены труда в промышленности;

-    предупреждение и личение эпидимических, эндемических, профессиональных и иных болезней и борьба с ними .

До утверждения нового Кодекса о Здоровье в Казахстане имелось значимое число нормативноправовых актов, регулирующих социальные отношения, связанные с жизнью и здоровьем человека, что зачастую приводило к определенным сложностям в применении законодательства о здравоохранении. Новый Кодекс Республики Казахстан «О здоровье народа и системе здравоохранения» представляет принципиально иной подход в регулировании общественных отношений в области здравоохранения и определяет правовые, организационные, экономические и социальные основы деятельности здравоохранения Республики. Кодекс о Здоровье связывает максимально мыслимое количество норм в одном акте, которые регулируют весь комплекс разнообразных отношений в сфере здравоохранения и направлен на систематизацию законодательства в области здравоохранения и его гармонизацию с международными нормами и стандартами.

Одним из основных прав человека является право на охрану здоровья и медицинскую помощь. Медицинская помощь в государственных учреждениях здравоохранения оказывается гражданам бесплатно. В то же время в Республике Казахстан принимаются меры по развитию не только государственной, но и частной системы здравоохранения. Бесплатное предоставление медицинской помощи и развитие платной медицины являются взаимодополняющими институтами, разумное сочетание которых создает необходимые предпосылки для реализации гражданами права на охрану здоровья и получение медицинской помощи, что наглядно подтверждает зарубежный опыт в этой сфере.

В настоящее время запрещено платное лечение в государственных учреждениях здравоохранения. В силу малой оплаты труда медиков в государственных учреждениях происходит отток квалифицированных кадров в частные структуры. В данной ситуации, согласно Конституции (ст.24), государство должно взять на себя заботу по гарантии их прав на работу с достойной оплатой труда. В статье 29 Конституции заложено: право гражданина РК получать бесплатно гарантированный объём медицинской помощи в государственных и в частных лечебных учреждениях. По мнению А.Н.Сагиндыковой, целесообразно поставить вопрос о разработке специального Закона «О платной медицинской помощи в Республики Казахстан», в котором необходимо отразить следующие основные положения: некоторые группы населения могут оплатить некоторую часть определенных услуг; другие группы могут освобождаться от оплаты с учетом их доходов; часть услуг останется бесплатной, так как в противном случае обращение за ними граждан снизится; цена на услуги может быть равна или ниже ее себестоимости; плата за услуги может быть дополнением к программам страхования и поступать в виде сооплаты и первоначальных выплат [6; 44]. Кроме этого, в указанной статье не говорится о квалифицированной медицинской помощи. Неквалифицированную медицинскую помощь порой невозможно исправить — больной может стать инвалидом или вообще умереть, в связи с этим необходимо повышать уровень подготовки калифицированных специалистов в системе здравоохранения.

На прошедшем недавно III Съезде врачей и провизоров Казахстана отмечалось постепенное улучшение ситуации по таким показателям, как повышение рождаемости и снижение общей смертности, в то же время продолжительность жизни казахстанцев намного ниже, чем в развитых странах. Это показывает наличие серьезных проблем в социальной сфере, в том числе в области здравоохранения. Говоря о защите конституционных прав на охрану здоровья, необходимо уточнить на законодательной основе понятие о медицинской помощи, качестве и условиях ее получения.

Медицинскую помощь также оказывают частные лица на дому. Какой объем медицинской помощи, услуги они должны оказывать бесплатно? Необходимо определить меры юридической ответственности или меры защиты. Есть лицензирование как мера защиты от некачественного лечения, однако это должно быть в едином блоке с вопросами гарантированного бесплатного лечения. Свобода выбора врача является нововведением в сфере обеспечения права граждан на получение медицинской помощи. Данное право позволяет гражданам получать наиболее квалифицированную помощь врача на основе профессиональных качеств и навыков при условии, если государство несет ответственность за качество оказываемых услуг в сфере лицензируемой деятельности. Обращаясь в поликлиники и больницы, не все знают о том, что существует перечень гарантированного объема бесплатной медицинской помощи, утвержденный Правительством, и медицинские услуги, определенные в нем, должны предоставляться бесплатно.

Данный перечень обязательно публикуется в СМИ. В соответствии с этим Перечнем гарантированный объем бесплатной медицинской помощи оказывается гражданам в формах скорой медицинской помощи, санитарной авиации, амбулаторно-поликлинической, стационарной и стационарозамещающей медицинской помощи. Функционирование государственно-бюджетной системы в области здравоохранения имеет ряд положительных сторон. Такая система обеспечивает высокую степень социальной защищенности граждан путем установления гарантий предоставления бесплатной медицинской помощи. Это очень эффективно при эпидемиях опасных инфекционных заболеваний, а также в условиях чрезвычайных ситуаций; финансирование обеспечивается из государственного бюджета. К немоловажным пробелам этой системы следует причислить:

-    дефицит финансовых и иных ресурсов здравоохранения и их неэффективное разделение;

-    узость материальных стимулов в деятельности медицинских работников и учреждений, общий низкий уровень оплаты труда медиков;

-    нереальность для пациентов выбора врача и медицинского учреждения;

-    неравенство для отдельных социальных, географических и профессиональных групп в степени и качестве оказания медицинской помощи (наличие спецучреждений, ведомственных лечебных учреждений и т.д.);

-    болезненное внедрение новых методов диагностики, лечения и профилактики заболеваний, избыточные условия для адаптации общих моделей организации помощи к местным обстановкам и потребностям;

-   низкий уровень формирования первичной медицинской помощи и национальных систем профилактики заболеваний, приоритет дорогостоящих стационарных видов оказания медицинских услуг, значимое различие в уровне развития сельского и городского здравоохранения;

-    монополизм, незащищенность потребителя от некачественных врачебных услуг.

В связи с этим в период обозначения контуров новых конституционных реформ в Республике Казахстан возникает необходимость введения целого ряда основ, закрепляющих конституционное право граждан РК, новых форм и проектов законов в области охраны здоровья граждан РК, с учётом опыта и практики зарубежных государств, однако не забывая и национальных, рациональных приоритетов.

«Развитие сферы здравоохранения тесно связано со Стратегией развития 2030. По поручению Главы государства сегодня принят стратегический план развития сферы здравоохранения и улучшения качества предоставления медицинских услуг», — отметил Ж. Доскалиев. «По существующей системе сегодня максимальные средства на стационарное лечение выделяются в Карагандинской области — около 89 тысяч тенге за каждый пролеченный случай, в Южно-Казахстанской области эта цифра в два раза меньше, так не должно быть. Лечение той или иной болезни должно быть по республике одинаковым», — подчеркнул министр [7]. Четко проявляется тенденция увеличения доли медицинских услуг в общем объеме платных услуг, оказанных населению Казахстана. В связи с этим специалисты отмечают, что платная медицина в Казахстане стала реальностью. Система здравоохранения РК нуждается в дальнейшем реформировании. Несмотря на повышенный интерес к проблеме и ее активное обсуждение, в настоящее время отсутствуют какие-либо официально утвержденные варианты проведения реформы. В числе направлений реформирования называют перевод всей системы здравоохранения на рыночную основу, совершенствование системы медицинского страхования, более четкое разделение платной и бесплатной медицинской помощи. Действующее законодательство Республики Казахстан обязывает медицинских работников оказывать квалифицированную медицинскую помощь всем гражданам безотносительно причин их заболевания или состояния здоровья. Помимо требований законодательства Республики Казахстан, существуют признанные во всем мире этические принципы медицинской профессии. В частности, клятва Гиппократа в современном изложении, содержащаяся в Женевской декларации (международная клятва врачей), принятой Генеральной ассамблеей Всемирной медицинской ассоциации еще в 1948 г. и дополненной в 1968 и 1983 гг., гласит: «Вступая в медицинское сообщество, я добровольно решаю посвятить себя нормам гуманности и клянусь: ... не позволить соображениям религиозного, национального, расового, партийно- политического и социального характера встать между мной и моим пациентом. Я буду проявлять абсолютное уважение к человеческой жизни с момента зачатия и никогда, даже под угрозой, не использую своих медицинских знаний в ущерб нормам гуманности». Согласно международным принципам этики врачей «врач обязан быть постоянно готов оказать срочную медицинскую помощь любому человеку, вне зависимости от пола, возраста, расовой и национальной принадлежности пациента, его социального статуса, религиозных и политических убеждений, а также иных немедицинских факторов, включая материальное положение. Предложение безвозмездной помощи неимущему этично и оправданно.

Одна из проблем Казахстана в том, что не исследуется связь между плохими медицинскими показателями и процессами, формирующими здоровье, которые включают в себя генетику, экологию, водообеспечение, санитарию, питание, искоренение вредных привычек, двигательную активность, охрану труда и др.

Некоторые действия отдельных медицинских работников, например, отказ в медицинской помощи осужденным, несостоявшимся самоубийцам, наркоманам и другим лицам, которым, по мнению таких врачей, государственные учреждения здравоохранения не должны помогать, прямо противоречат действующему законодательству Республики Казахстан и нарушают международно признанные этические принципы, являются дискриминационными и создают крайне опасный прецедент «политизации» здравоохранения. Такая практика должна быть немедленно и, безусловно прекращена.

Только Законы будут регулировать отношения в области охраны здоровья, исходя из их соотношения между собой. Развитие законодательства в области охраны здоровья должно идти по пути принятия значительного количества законодательных актов для решения конкретной проблемы. Нужно включить в Конституцию положение: все законы, принятые в области охраны здравоохранения, являются гарантами конституционного права граждан Республики Казахстан. И тогда ссылка в ст.29 Конституцией РК «на установленный законом» будет ясна для всех.

В Кодекс внесены ограничения, направленные на снижение потребления алкоголя и табака. Для роста доступности, качества лекарственной помощи населению и улучшения лекарственного обеспечения государственных организаций здравоохранения в проект внесено понятие «единый дистрибьютор по закупу и обеспечению лекарственными средствами, изделиями медицинского назначения». Введены нормы, позволяющие усилить контроль за реализацией биологически активных добавок и их рекламой. Из понятия «лекарственные средства» выделен термин «медицинская техника», что обеспечит, как и в развитых странах, раздельное государственное регулирование в соответствии с их классами безопасности.

До настоящего времени стандарты в области здравоохранения не были конкретно определены и систематизированы по видам. В доработанном проекте Кодекса введена соответствующая статья, регламентирующая данные стандарты. Определение видов стандартов направлено на достижение оптимальной степени упорядочения профилактических, диагностических и лечебных процессов, обеспечение требований к условиям осуществления медицинской и врачебной деятельности, что позволяет осуществлять комплексную оценку работы субъектов здравоохранения, создавать необходимые условия для качественной подготовки кадров, обеспечивает переход от контроля готовой продукции — лекарственных средств, изделий медицинского назначения — к контролю ее разработки, производства и соблюдения условий хранения.

Для придания значимости и важности вопросу моральной ответственности медицинских работников за осуществляемую деятельность перед гражданами и обществом в проекте нашла отражение статья, предусматривающая Кодекс чести медицинских работников, а также о комиссиях по вопросам этики, целью которых является защита прав и достоинства человека при использовании достижений биологии и медицины.

Впервые законодательно регламентирован порядок проведения медико-биологических экспериментов и клинических исследований в соответствии с международными стандартами. Восполняя пробелы действующего законодательства, в кодексе появилась новая статья, регламентирующая оказание паллиативной помощи гражданам республики. Включение подобной нормы диктуется необходимостью регулирования вопросов ухода за терминальными пациентами. Пребывание таких больных в многопрофильных стационарах нецелесообразно ввиду высокой затратности и минимального набора врачебных услуг. Вместе с тем пациенты указанной категории нуждаются в круглосуточном медицинском наблюдении. Нормирование порядка оказания паллиативной помощи позволит расширить сеть указанных учреждений в регионах.

В целях стимулирования медицинских работников в сельской местности в Законе «О государственном регулировании агропромышленного комплекса и сельских территорий» установлены выплаты специалистам здравоохранения, работающим в государственных организациях, финансируемых из республиканского бюджета и расположенных в сельских населенных пунктах, повышенных, не менее чем на 25 процентов, окладов и тарифных ставок по сравнению со служащими городских учреждений.

Нельзя не упомянуть о существующей проблеме, связанной с многочисленными нарушениями в области рекламы медицинских услуг, периодически выявляются факты рекламирования различных медицинских услуг, биологически активных добавок без имеющихся на то соответствующих разрешений и лицензий. Для предупреждения таких случаев и в целях профилактики устанавливается мера ответственности за такие нарушения, регламентирован контроль за производством, распространением и размещением рекламы на медицинские услуги.

Работа над Кодексом «О здоровье народа и системе здравоохранения» завершилась, и он был принят [8]. Радует, что ни один народный избранник не остался равнодушен к документу, регулирующему общественные отношения в области здравоохранения в целях реализации конституционного права граждан на охрану здоровья. Ведь здоровье — это главная ценность, что есть у всего народа.

Право на охрану здоровья, являясь одним из основных прав человека, имеющим такой же юридический статус, как право на жизнь или свобода слова, в отличие от классических прав человека, не получило универсального признания в казахстанских правовых системах.

В заключение хотелось бы отметить, что в национальной стратегии в области охраны здоровья наблюдаются вытекающие характерные неизменные тенденции: во-первых, на основе применения все более разнообразных методов правового регулирования отношений в сфере обеспечения охраны здоровья жителей усиливается многоотраслевое сотрудничество в развитии и реализации потенциала здоровья человека; во-вторых, в массиве правовых источников в сфере охраны здоровья растет удельный вес законов. Вместе с тем в юридической науке поддерживается положение о том, что непосредственные права граждан в области охраны здоровья должны регулироваться только законами, а «технологические» вопросы организации охраны здоровья жителей и санитарноэпидемиологической деятельности государства могут регулироваться прочими нормативноправовыми актами; в-третьих, в новых экономических условиях правовая база здравоохранения обогащается прежде всего гражданско-правовыми нормами, регулирующими договорные отношения в процессе предоставления медицинского страхования граждан.

  1.  Производственная санитария 

Производственная санитария — это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов. Основными опасными и вредными производственными факторами являются: повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная влажность и подвижность воздуха в рабочей зоне; повышенный уровень шума; повышенный уровень вибрации; повышенный уровень различных электромагнитных излучений; отсутствие или недостаток естественного света; недостаточная освещенность рабочей зоны и др.

Опасные и вредные производственные факторы

-физические;

-химические;

-биологические;

-патогенные микроорганизмы, микроорганизмы-продуценты (в биотехнологиях, живые клетки и споры, содержащиеся в препаратах, грибы, простейшие, гельминты);

-психофизиологические.

Границы производственной санитарии

-оздоровление воздушной среды и нормализация параметров микроклимата в рабочей зоне;

-защита работающих от шума, вибрации, электромагнитных излучений и др.;

-обеспечение требуемых нормативов естественного и искусственного освещения;

-поддержание в соответствии с санитарными требованиями территории предприятия, основных производственных и вспомогательных помещений.

Объекты производственной санитарии

Производственный микроклимат

Один из основных факторов, влияющих на работоспособность и здоровье человека. Метеорологические факторы, сильно влияют на жизнедеятельность, самочувствие и здоровье человека. Неблагоприятное сочетание факторов приводит к нарушению терморегуляции.

Терморегуляция — это совокупность физиологических и химических процессов, направленных на поддержание постоянного температурного баланса тела человека в пределах 36-37 градусов.

Микроклимат характеризуется:

-температурой воздуха;

-относительной влажностью воздуха;

-скоростью движения воздуха;

-интенсивностью теплового излучения от нагретых поверхностей;

 

Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» устанавливает оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

Вредные вещества в воздухе рабочей зоны и их классификация

           Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» повышенная запыленность и загазованность воздушной среды рабочей зоны относится к физически опасным и вредным производственным факторам.

Многие вещества, попадая в организм, приводят к острым и хроническим отравлениям. Способность вещества вызывать вредные действия на жизнедеятельность организма называют токсичностью.

По степени потенциальной опасности воздействия на организм человека вредные вещества, содержащиеся в воздухе рабочей зоны, разделены на 4 группы:

-I класс — чрезвычайно опасные (озон и др.);

-II класс — высокоопасные (сероводород и др.);

-III класс — умеренно опасные (камфара и др.);

-IV класс — малоопасные (аммиак).

Основным критерием качества воздуха является предельно допустимые концентрации(ПДК) Фактическая концентрация вредных веществ не должна превышать значений.

  1.  Пожарная безопасность

Пожары наносят громадный материальный ущерб и в ряде случаев сопровождаются гибелью людей. Поэтому защита от пожаров является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе.
Противопожарная защита имеет своей целью изыскание наиболее эффективных, экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров и их ликвидации с минимальным ущербом при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения.
Пожарная безопасность – это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара , а в случае его возникновения используются необходимые меры по устранению негативного влияния опасных факторов пожара на людей , сооружения и материальных ценностей меры, обеспечивающие успешную борьбу с пожарами или взрывоопасной ситуацией.Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий. Активная пожарная защита. Пожароопасные свойства материалов и веществ
Почти во всех производствах применяются вещества, способные воспламеняться и гореть, а в некоторых случаях - образовывать с воздухом взрывоопасные смеси.
Горение – быстропротекающая реакция окисления, сопровождающаяся выделением тепла и (обычно) света. Химическая реакция горения всегда является сложной и состоит из ряда элементарных химических превращений. Химическое превращение при горении протекает одновременно с физическими процессами: переносом тепла и массы. Поэтому скорость горения всегда определяется как условиями тепло- и массопередачи, так и скоростью протекания химических превращений. Для возникновения горения необходимо наличие: горючего вещества, окислителя и импульса. Импульсом может быть: открытый огонь, искра (электрическая, статическая или от удара металлических предметов, молния, нагрев вещества выше температуры его самовоспламенения и др.). Горючие вещества бывают в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном (возможно и 4-ое состояние вещества - плазма). При горении твердых материалов горючее вещество и воздух не перемешаны, имеют поверхность раздела, и горение протекает в так называемом диффузионном режиме, т.е. скорость реакции определяется скоростью подвода (отвода) продуктов реакции (лимитирующая стадия - диффузия).
Если молекулы кислорода хорошо перемешаны с горючим веществом - горение определяется кинетикой химической реакции (обмен электронами), а режим - кинетическим. Горение такой смеси может происходить в виде взрыва.
Причинами взрывов и пожаров могут быть не только халатное и небрежное обращение с открытым огнем, но и ошибки в проектировании, нарушение технологического процесса, неисправность, перегрузка или неправильное устройство электрических сетей, производственного оборудования, разряды статического электричества, неисправность установок и систем. Показатели пожароопасности веществ. Пожароопасность веществ и материалов – совокупность их свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Следствием горения может быть пожар и взрыв. Пожар как фактор техногенной катастрофы

Пожар – это горение вне специального очага, которое не контролируется и может привести к массовому поражению и гибели людей, а также к нанесению экологического ,материального и другого вреда.. Для возникновения горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя и источника загорания. Окислителями могут быть кислород, хлор, фтор, бром, йод, окиси азота и другие. Кроме того, необходимо чтобы горючее вещество было нагрето до определенной температуры и находилось в определенном количественном соотношении с окислителем, а источник загорания имел определенную энергию.

Горение
           Наибольшая скорость горения наблюдается в чистом кислороде. При уменьшении содержания кислорода в воздухе горение прекращается . Горение при достаточной концентрации окислителя называется полным , а при его нехватке – неполным.
Выделяют три основных вида самоускорения химической реакции при горении: тепловой, цепной и цепочно-тепловой. Тепловой механизм связан с экзотермичностью процесса окисления и возрастанием скорости химической реакции с повышением температуры. Цепное ускорение реакции связано с катализом превращений, которое осуществляют промежуточные продукты превращений. Реальные процессы горения осуществляются, как правило, по комбинированному (цепочно-тепловой) механизму. Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов. Быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.Вспышка возникновение горения под воздействием источника зажигания.Возгорание, сопровождающееся появлением пламени.Воспламенение явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания. Различают несколько видов самовозгорания:Самовозгорание химическое–     овоздействия на горючие вещества кислорода, воздуха, воды или взаимодействия веществ; микробиологическое – происходит при определенной влажности и температуры в растительных продуктах (самовозгорание зерна); тепловое – вследствие долговременного воздействия незначительных источников тепла (например ,при температуре 100 С тирса ,ДВП и другие склоны к самовозгоранию).
самовозгорание, сопровождается появлением пламени.Самовоспламенение
Взрыв - процесс чрезвычайно быстрого, под влиянием внешнего источника воспламенения, химического превращения вещества, сопровождающегося выделением газов и большого количества тепла, нагревающего эти газы до высокой температуры, в результате чего газы совершают работу. Взрывная способность горючих газов, паров и пыли в воздухе сохраняется в определенных интервалах их концентраций. Существуют нижние и верхние концентрационные и температурные пределы распространения пламени.
Нижний (верхний) концентрационные пределы распространения пламени - минимально (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Невозможность воспламенения горючей смеси при концентрации ниже НКПРП объясняется малым количеством горючего вещества и избытком воздуха. Чем меньше коэффициент избытка воздуха, тем больше скорость горения и выше давление паров при взрыве.Верхний концентрационный предел распространения пламени характеризуется избытком горючего и малым количеством воздуха.
Чем ниже нижний концентрационный предел и больше концентрационная область распространения пламени, тем большую пожарную опасность они представляют.
В первом случае взрыв не происходит из-за недостатка горючего вещества, во втором - из-за недостатка воздуха (кислорода), необходимого для окисления горючего вещества.
Температура самовоспламенения - характеризует минимальную температуру вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения. Температура вспышки (Твсп) - наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхнуть в воздухе при поднесении к ним внешнего источника зажигания (пламени или нагретого до высокой температуры тела). Устойчивое горение при этом не устанавливается вследствие малой скорости испарения горючей жидкости. Температура вспышки показывает, при какой температуре вещество подготовлено к воспламенению и становится огнеопасным в открытом сосуде. В зависимости от температуры вспышки горючие жидкости подразделяются на: легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) с температурой вспышки не свыше 61 °С (в закрытом тигле) или не свыше 66 °С (в открытом тигле); горючее (ГЖ) с температурой вспышки паров выше, соответственно, 61 и 66°С. ЛВЖ в свою очередь делятся на три разряда:

а) особо опасные ЛВЖ - имеющие температуру вспышки от -18°C и ниже в закрытом тигле или - 13°С и ниже в открытом;
           б) постоянно опасные ЛВЖ - имеющие температуру вспышки выше -18°С до +23°С в закрытом тигле или выше -13°С до +27°С - в открытом;
           в) опасные при повышенной температуре ЛВЖ. К данному разряду относятся жидкости с температурой вспышки более +23°С до +61°С включительно (в закрытом тигле) или более +27°С до +66°С - в открытом. Температура воспламенения (Твоспл) - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается способность воспламениться при поднесении внешнего источника воспламенения. Разница между температурой вспышки и воспламенения для ЛВЖ составляет 1-2°С, для ГЖ - до 10-15°С и более. Горение сопровождается выделением тепла, продуктов сгорания и свечением. Для устойчивого горения необходимо, чтобы теплообразование при этом процессе было больше теплоотдачи в окружающую среду. Если в результате горения образуются газы, то горение сопровождается пламенем. Процесс воспламенения горючих газов и жидкостей без поднесения к ним открытого огня, а только под влиянием внешнего воздействия тепла называется самовоспламенением. Температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения жидкостей.Температурные пределы воспламенения. Горючими называются вещества , способные самостоятельно гореть после изъятия источника загорания. По степени горючести вещества делятся на: горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и негорючие (несгораемые). К горючим относятся такие вещества, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после его удаления. К трудногорючим относятся такие вещества, которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия источника зажигания. Негорючими являются вещества, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных источников зажигания (импульсов). Горючие вещества могут быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Большинство горючих веществ независимо от агрегатного состояния при нагревании образует газообразные продукты, которые при смешении с воздухом, содержащим определенное количество кислорода, образуют горючую среду. Горючая среда может образоваться при тонкодисперсном распылении твердых и жидких веществ. Из горючих газов и пыли образуются горючие смеси при любой температуре, в то время как твердые вещества и жидкости могут образовать горючие смеси только при определенных температурах. В производственных условиях может иметь место образование смесей горючих газов или паров в любых количественных соотношениях. Однако взрывоопасными эти смеси могут быть только тогда, когда концентрация горючего газа или пара находится между границами воспламеняемых концентраций. Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называющееся нижним концентрационным пределом воспламенения. Максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. 15 %. увеличиваются на 1210 %, верхних Указанные пределы зависят от температуры газов и паров: при увеличении температуры на 100 0С величины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8. Пожарная опасность вещества тем больше, чем ниже нижний и выше верхний пределы воспламенения и чем ниже температура самовоспламенения. Пыли горючих и некоторых не горючих веществ ( например алюминий, цинк ) могут в смеси с воздухом образовать горючие концентрации. Наибольшую опасность по взрыву представляет взвешенная в воздухе пыль. Однако и осевшая на конструкциях пыль представляет опасность не только с точки зрения возникновения пожара, но и вторичного взрыва, вызываемого в результате взвихривания пыли при первичном взрыве. Минимальная концентрация пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называется нижним пределом воспламенения пыли.
Поскольку достижение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически нереально, термин "верхний предел воспламенения" к пыли не применяется.
Воспламенение жидкости может произойти только в том случае, если над ее поверхностью имеется смесь паров с воздухом в определенном количественном соотношении, соответствующим нижнему температурному пределу воспламенения.     Причины возникновения пожаров на предприятиях
Пожар на  предприятии  наносит большой материальный ущерб народному хозяйству и очень часто  сопровождается  несчастными случаями с людьми.
Основными причинами,  способствующими   возникновению   и развитию пожара,   являются:

1.     нарушение  правил  применения  и эксплуатации приборов и оборудования с низкой  противопожарной защитой;

2.     использование при   строительстве   в   ряде    случаев материалов, не отвечающих требованиям пожарной безопасности;

3.     отсутствие на многих объектах  народного  хозяйства  и  в подразделениях пожарной  охраны  эффективных  средств борьбы с огнем.

Автотранспортные предприятия

Причины воспламенения материалов и возникновения  пожаров на   автотранспортных  предприятиях:

-неправильное  устройство термических   печей   и   котельных    топок;

-неисправность отопительных  приборов;

-неисправность  электрооборудования  и освещения и неправильная их эксплуатация; 

-самовозгорание от неправильного хранения  смазочных и обтирочных материалов;

-наличие статического электричества, отсутствие молниеотводов;

-неосторожное обращение с огнем, неудовлетворительный надзор за пожарными устройствами и производственным оборудованием.

Пожары наносят громадный материальный ущерб и в ряде случаев сопровождаются гибелью людей. Поэтому защита от пожаров является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе.
Противопожарная защита имеет своей целью изыскание наиболее эффективных,  экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров и их ликвидации с минимальным ущербом при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения.
 Пожарная безопасность – это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае  его возникновения используются необходимые меры по устранению негативного влияния опасных факторов пожара на людей, сооружения и материальных ценностей. Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий. Активная пожарная защита - меры, обеспечивающие успешную борьбу с пожарами или взрывоопасной ситуацией.

  1.  Электробезопасность

Продолжающаяся техническая реконструкция железнодорожного транспорта на основе электрификации и широкого внедрения устройств автоматики и телемеханики способствует улучшению условий труда железнодорожников. Внедрение новой техники и прогрессивной технологии на станциях позволило исключить некоторые опасные для человека технологические операции и значительно изменить характер трудовых функций многих работников. Все более увеличивается доля высококвалифицированных рабочих, в трудовой деятельности которых преобладают элементы инженерно-технического труда. Однако полностью исключить нахождение человека на путях станций и работу его в опасной зоне движения подвижного состава в современных условиях не представляется возможным.

В связи с необходимостью повышения эффективности работы железнодорожного транспорта перед работниками станций становится задача об увеличении темпов обработки поездов, ускорения расформирования и формирования составов. Для решения этой задачи необходимо внедрение новых технических средств и мероприятий обеспечивающих безопасность труда работников станций. Использование таких средств и мероприятий необходимо рассматривать как одну из основных должностных обязанностей руководящих и инженерно-технических работников станций.

Большинство опасных и вредных производственных факторов воспринимаются органами чувств человека, поэтому их легко обнаружить и принять меры, чтобы предупредить последствия воздействия на организм. Некоторые из них (электрический ток, излучения и др.) не могут быть обнаружены органами чувств, это

увеличивает опасность поражение. Для проверки и оценки условий труда широко применяют технические методы исследований и испытаний; измерение метеорологических условий, определение концентраций вредные веществ в воздушной среде, освещенности и уровня звукового давления шума и др.

І. Условия возникновения электротравматизма.

Система распределения и потребления электроэнергии на железнодорожном транспорте при соблюдении норм и правил охраны труда почти исключает возможность поражения электрическим током. Однако при нарушении их может создаться ситуации, опасная для жизни и здоровья работающих. Доля электротравматизма в общем количестве несчастных случаев с работающими па путях станций незначительна (0,1—5%), однако исход его, как правило, тяжелый. С работниками станций электротравматизм происходит чаще всего в электроустановках напряжением до 1000 В при случайном прикосновении к токоведущим частям с поврежденной изоляцией или к корпусам электрооборудования, не имеющим защитного заземления. Бывают случаи электротравматизма при обслуживании устройств электрического освещения путей и стрелочных указателей, электрообогрева стрелок, электрифицированного инструмента для ремонта станционного оборудования, электротехнического оборудования в производственных и вспомогательных помещениях. На станциях электрифицированных дорог, особенно на однофазном переменном токе промышленной частоты напряжением 27,5 кВ, опасно всякое прикосновение человека к следующим предметам:

проводам и деталям контактной сети, находящимся под напряжением (непосредственно и через какие-либо предметы—прутья, проволоку, струю воды), с земли, подвижного состава, устройств или сооружений. Это может произойти во время работы на сооружениях, опорах и специальных конструкциях, расположенных на расстоянии менее 2 м от частей контактной сети, нормально находящихся под напряжением; на проводах в пролете линий, пересекающих контактную сеть; при осмотре н ремонте крыш у вагонов и локомотивов, снабжении водой пассажирских вагонов (сверху), экипировке льдом и осмотре люков ледников, проверке габарита приближения строений (верхней его части), устранении коммерческих неисправностей груза на платформах и в полувагонах, погрузке и выгрузке с открытого подвижного состава, а также во время тушения пожара вблизи контактной сети водой;

-электрооборудованию электровозов, находящемуся под напряжением (без необходимых защитных средств);

-посторонним предметам, находящимся на проводах контактной сети или наброшенным на них (отрезки проволоки, веревки, тросы и др.);

-отключенным проводам и протяженным металлическим конструкциям, подверженным индуктивному влиянию контактной сети переменного тока;

-оборванным проводам контактной сети независимо от того, касаются они земли или заземленных конструкций или нет.

Опасны также:

-приближение к частям электрооборудования, находящимся под напряжением, на расстояние, достаточное для образования разряда (через воздушный промежуток);

-работа подъемными кранами и маневры с краном с поднятой стрелой;

-путевые работы с одновременной сменой рельсов на обоих путях;

-заезд электроподвижного состава на электрифицированные пути, с которых снято напряжение и контактная сеть заземлена;

-приближение к оборвавшемуся и касающемуся земли проводу контактной сети на расстояние менее 10 м.

Так как при электрической тяге рельсы и земля являются обратным проводом, то любое прикосновение человека к токоведущим частям контактной сети, когда он стоит па земле или на заземленной конструкции, будет опасным: человек попадает под полное напряжение установки; величина поражающего тока в этом случае в десятки раз больше, чем смертельно опасная.

Хотя сопротивление рабочей обуви изменяется в широких пределах, но она, даже диэлектрическая, не может обеспечить полную защиту человека от поражения током.

Корпуса электрических машин, трансформаторов, переносного инструмента, светильников и другие металлические нетоковедущие части электрических установок, нормально изолированные от токоведущих частей, при повреждении изоляции оказываются под напряжением. В этих аварийных условиях прикосновение к ним равноценно прикосновению к токоведущим частям. Ток, протекающий через тело человека, при этом может превысить опасное значение и вызвать поражение со смертельным исходом. Устраняет опасность поражения током при переходе напряжения на нетоковедущие части электроустановки защитное заземление. При замыкании на корпус заземленного электрооборудования ток, возникающий в результате повреждения изоляции, пройдет через место замыкания, заземляющие провода и заземлители в землю, растекаясь во все стороны по полусфере. Из-за небольшого объема земли у заземлителя плотность тока здесь наибольшая. По мере удаления от заземлителя объем земли, по которому растекается ток замыкания, увеличивается, а плотность тока уменьшается, достигая на некотором расстоянии (не менее 20 м) величины, которая практически может быть принята равной пулю.

Пространство вокруг заземлителя в радиусе 20 м, внутри которого наблюдается ток растекания в земле, называется полем растекания. Каждая точка почвы внутри поля растекания обладает определенным потенциалом, поэтому эти точки нельзя считать землей в электротехническом смысле слова. Землёй в электрическом понимании считают точки почвы, потенциал которых равен нулю. При замыкании на землю такие точки лежат на расстоянии 20 м от места замыкания на землю или от одиночного заземлителя. Расстояние явления справедливы при любой форме заземлителя, а также в случае грозового разряда молнии в землю или в случае обрыва голого провода воздушной сети и замыкания его на землю.

Напряжение относительно земли называют напряжение между какой-либо частью электроустановки (проводом, корпусом, заземлителем и т. п.) и точками почвы, потенциал которых равен нулю, т. е. Точками почвы лежащими вне поля растекания тока в землю. Точки почвы, лежащие внутри поля растекания, сами имеют напряжение относительно земли. При случайном электрическом соединении токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановок (замыкании на корпус) все оборудование, связанное с корпусом электроустановок, приобретает потенциал относительно земли, равный потенциалу заземления:

φз=IзRз;

где, Із— ток замыкания на землю А;

Rз - сопротивление заземлителя, Ом.

Если человек касается рукой металлической части, соединенной с заземлителем, то рука приобретает потенциал заземлителяφз, ноги же его могут касаться точки почвы с другим потенциалом φз, величина которого зависит от расстояния этой точки до заземлителя. В результате между рукой и ногами возникает разность потенциалов Электробезопасность

Uпр=φз— φн.

Эта разность называется напряжением прикосновения. Благодаря защитному заземлению напряжение прикосновения составляет лишь часть напряжения заземлителя или равного ему напряжения на корпусе Uкотносительно точек земли с нулевым потенциалом

Uпр =кUк=кIзRз;

где к—коэффициент прикосновения (меньший 1), который показывает, какую часть напряжения на корпусе составляет напряжение прикосновения.

Если человек, касаясь оборудования, стоит непосредственно над заземлителем, то φз=φни напряжение прикосновения Uпр=0

По мере удаления от заземлителя напряжение прикосновения увеличивается и достигает максимума в случае, когда человек, касаясь корпуса неисправной установки, находится вне зоны растекания тока, т. е. на расстоянии более 20 м от заземлителя. В этом случае

φн=0, а

Uпр =φз=кIзRз;

К телу человека приложена лишь часть напряжения прикосновения, потому что последовательно сего сопротивлением включено электрическое сопротивление обуви, пола и сопротивление растеканию тока в земле от ног человека. При существующем токе замыкания на землю Із решающим фактором электробезопасности является величина сопротивления заземляющего устройства растеканию тока Rз. Уменьшая это сопротивление, можно исключить действие на тело человека опасного напряжения.

Чтобы предупредить электротравматизм, необходимо также исключить возможность одновременного прикосновения человека к корпусу заземленного оборудования и незаземленным предметам, хорошо соединенным с землей вне зоны растекания тока, так как в этом случае человек окажется под действием полного напряжения относительно земли.

Если человек в проводящей электрический ток обуви даже не касается электрооборудования, замкнутого на корпус, по находится в зоне растекания тока, то он попадает под его действие. Это происходит потому, что удаленные на разные расстояния от заземлителя точки почвы, которых одновременно касаются ноги человека, имеют разные потенциалы.

Напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, называется напряжением шага.

Напряжение шага уменьшается по мере удаления от заземлителя на расстоянии 20 м оно практически приближается к нулю. Оно зависит от тока замыкания, сопротивления заземления, распределения потенциала на поверхности земли, длины шага и положения человека относительно заземлителя. При движении но окружности, все точки которой расположены на одинаковом расстоянии от места замыкания (т. е. вдоль линии равного потенциала), напряжение равно нулю.

Когда человек попадает под напряжение шага, ток проходит по пути нога—нога. При величине этого напряжения 100 В и выше начинаются судороги ног, человек может упасть па землю, что приводит к увеличению разности потенциалов и более опасному пути прохождения тока по телу. Наибольшая опасность от напряжений шага возникает при обрыве проводов воздушных линий и контактных сетей и контакте их с землей.

ІІ. Влияние контактной сети переменного тока на металлические сооружения.

Однофазный переменный ток промышленной частоты, проходящий в контактной сети, оказывает электромагнитное влияние на проложенные вблизи и отключенные участки контактной сети соседних путей, воздушные линии связи и СЦБ, сети низкого напряжения, металлические сооружения, надземные и подземные трубопроводы. Электрическое влияние тока на металлические сооружения, не связанные с землей, возникает из-за наличия в пространстве, окружающем контактную сеть, электрического поля. Силовые линии его перпендикулярны поверхности земли и пересекают металлические сооружения, расположенные параллельно тяговой сети. Напряжение, наводимое в них, не зависит от величины тока и его частоты, а определяется только величиной напряжения в тяговой сети, взаимным расположением сооружения или провода и земли.

При увеличении расстояния между проводами и уменьшении высоты их подвеса напряжение в них снижается. Так, при высоте подвеса над землей 7 м и расстоянии между контактной сетью и проводом 5 м напряжение в последнем по отношению к земле превышает 4000 В; при высоте подвеса 1 м напряжение снижается до 1000 В. При расстоянии между контактной сетью и проводом 40 м напряжение в проводе относительно земли составляет150—300 В, при расстоянии более 50 м электрическое влияние практически не представляет опасности. Если провод расположить на земле или заземлить, то напряжение в нем спадает до нуля. Все подземные сооружения свободны от электрического влияния.

В случае прикосновения человека к проводу, подверженному электрическому влиянию, через его тело пройдет разрядный ток, величина которого зависит в основном от частоты и напряжения тока в проводе, длины и сечения последнего. Например, при длине отключенного и незаземленного провода 600 м (расположенного на расстоянии 5 м от контактной сети), напряжении относительно земли около 6600 В через тело человека проходит ток около 0,02 А, что превышает безопасную величину.

В малогабаритных металлических сооружениях при отсутствии заземления наводятся значительные потенциалы, но прикосновение к ним не опасно, так как разрядный ток во много раз меньше допустимого. Так, при наведенном потенциале изолированного металлического кожуха печи, установленной в будке дежурного стрелочного поста, 1420 В разрядный ток при заземление равен 0,68 мА. Заземление таких сооружений полностью устраняет неприятные ощущения, возникающие при прикосновении к ним.

Электрическое влияние на небольшие изолированные металлические сооружения, находящиеся в непосредственной близости к контактной сети (например, крыши зданий, вагонов с деревянным кузовом}, не опасно. Прикосновение к ним может вызвать лишь неприятные ощущения.

Все малогабаритные металлические сооружения, подверженные электрическому влиянию и расположенные в зоне влияния контактной сети переменного тока, рекомендуется соединять с двумя специальными заземлителями, установленными для надежности в противоположных концах крыши здания, склада и др..В качестве заземлителей используют металлические стержни или угловую сталь, забитые в землю на глубину 1—1,5 м.

Магнитное влияние тяговой сети на отключенные и незаземленные провода воздушных линий сказывается вследствие наличия вокруг контактной сети переменного тока магнитного поля. Силовые линии его, пересекая параллельно расположенные провода наводят в них дополнительное напряжение, которое в основном зависит от тока нагрузки в контактной сети  длины проводов. Например, в отключенном контактном проводе длиной 30 км при нормальном движении электропоездов по соседнему пути (Ік.с —500 А) величина наведенного напряжения достигает 2850 В. Напряжение, наводимое магнитным влиянием на расположенные вблизи полотна железной дороги металлические сооружения сравнительно небольшой протяженности (крыши домов и вагонов, эстакады, изгороди и др.,), незначительно, поэтому специальных мер защиты их от магнитного влияния не требуется.

Напряжение, наводимое электромагнитным влиянием на проволочные изгороди в пределах промежуточных станций, разъездов, обгонных и остановочных пунктов для ограждения железнодорожного полотна от выхода на него скота, может быть опасным для людей и животных. Поэтому в пределах 20—30 м от полотна проволочные изгороди следует обязательно заземлять. Индуктивное влияние на трубопроводы, имеющиеся на территории станций, снижают заземление на концах зон сближения с тяговой сетью. На одной из станций Западносибирской дороги эксплуатируется, во здухопровод, разделенный на изолированные участки по 200м,каждый из которых соединен с рельсом. Практика показала, что опасных напряжений на нем, даже при коротких замыканиях в контактной сети, не наблюдалось.

Для защиты от поражения наведенным напряжением при производстве работ на проводах контактной сети, а также воздушных и кабельных линий необходимо отключенные провода заземлить с двух сторон заземляющими штангами, располагая их одна от другой на расстоянии не более 200 м (контактная сеть) и 100 м (другие провода).

ІІІ. Обеспечение электробезопасности при обслуживании электроустановок

Электроустановками называются также устройства, которые производят, преобразуют, распределяют и потребляют электрическую энергию. Наружными или открытыми электроустановками называют электроустановки, находящиеся на открытом воздухе, а внутренними или закрытыми — находящиеся в закрытом помещении. Электроустановки могут быть постоянные и временные. По условиям электробезопасности электроустановки разделяют на электроустановки напряжением до 1000В включительно и выше 1000 В.

Электробезопасностью называется система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного ноля и статического электричества. Она достигается: конструкцией электроустановок; техническими способами и средствами защиты; организационными и техническими мероприятиями. Требования (правила нормы) электробезопасности конструкции и устройства электроустановок изложены в системе стандартов безопасности труда, а также в стандартах и технических условиях па электротехнические изделия.

Технические способы и средства защиты, обеспечивающие электробезопасность, устанавливаются с учетом номинального напряжения, рода и частоты тока электроустановки; способа электроснабжения (от стационарной сети, от автономного источника питания электроэнергией); режима нейтрали (средней точки) источника питания электроэнергией (изолированная, заземленная нейтраль); вида исполнения (стационарные, передвижные, переносные); условий внешней среды (помещения: особо опасные, повышенной опасности, без повышенной опасности, на открытом воздухе).

IV. Технические способы и средства защиты.

Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная двойная); оградительные устройства; предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности; расположение на безопасной высоте; малое напряжение; защитное заземление, зануление и защитное отключение; выравнивание потенциалов; электрическое разделение сетей; средства защиты и предохранительные приспособления.

Изоляция токоведущих частей. Исправная изоляция является основным условием, обеспечивающим безопасность эксплуатации электроустановок. Основными причинами нарушения изоляции и ухудшения ее качеств являются: нагревание рабочими и пусковыми токами и токами короткого замыкания, теплом посторонних источников, солнечной радиацией и т. п.; динамические усилия, смещение, истирание, механические повреждения, возникающие при малом радиусе изгиба кабелей, чрезмерных растягивающих усилиях при вибрациях и т. п.; воздействие загрязнения, масел, бензина, влаги, химических веществ.

В силовых и осветительных сетях напряжением до 1000В величина сопротивления изоляции между любым проводом и землей, а также между двумя проводниками, измеренная между двумя смежными предохранителями или да последними предохранителями, должна быть не менее 0,5МОм, Существуют нормы на качество изоляции отдельных электроустановок.

Состояние изоляции проверяется перед вводом электроустановки в эксплуатацию, после ее ремонта, а также после длительного ее пребывания в нерабочем положении. Кроме того, проводится профилактический контроль изоляции с помощью специальных приборов: омметров и мегомметров. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей предписывают проводить такой контроль в электроустановках до 1000 В но реже 1 раза в три года. В тех случаях, когда силовые или осветительные проводки имеют пониженное против норм сопротивление изоляции, необходимо принимать немедленные меры к восстановлению изоляции до нормы или к полной, или частичной замене проводки.

Двойная изоляция — это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. Последняя предусмотрена для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции С двойной изоляцией (с пластмассовыми корпусами) изготовляют электрифицированный инструмент, переносные светильники, некоторые бытовые установки и электроизмерительные приборы. На корпусе токоприемника с двойной изоляцией на видном месте наносится геометрический знак—квадрат в квадрате.

Оградительные устройства

В случаях когда токоведущие части электрооборудования не имеют конструкционного укрытия и доступны прикосновению, они должны иметь соответствующие защитные ограждения. Они выполняются из негорючего или трудно горючего материала в виде кожухов, крышек, ящиков, сеток и должны обладать достаточной механической прочностью и иметь такое конструктивное исполнение, чтобы снятие или открывание их было возможно только при помощи специальных инструментов или ключей и работниками, которым это поручено. Съемные крышки, закрепленные болтами, не обеспечивают надежной защиты, более надежны крышки, укрепленные на шарнирах, запирающиеся на замок или запор.

В общественных и производственных неэлектротехнических помещениях токоведущие части должны иметь сплошные ограждения. В электротехнических помещениях при напряжении до 1000В ограждения могут быть сетчатыми или дырчатыми.

Рубильники снабжают защитными кожухами без прорезей, что устраняет опасность ожога электрической дугой, возникающей при размыкании под нагрузкой и случайном прикосновении к ножам или пинцетам. Наилучшей конструкцией рубильника следует считать систему с дистанционным рычажным управлением, у которой токоведущие части расположены за щитом. Еще лучше для включения и выключения использовать закрытые конструкции выключателей (например, пакетные выключатели ПК), магнитные пускатели, установочные автоматические выключатели.

Для доступа непосредственно к электрооборудованию или токоведущим частям последнего (при осмотре и ремонте) в ограждениях предусматриваются открывающиеся части: крышки, дверцы, двери и т. д. Эти части закрываются специальными запорам или снабжаются блокировками.

Блокировочные устройства. Блокировки исключают опасности прикосновения или приближения к токоведущим частям в то время, когда они находятся под напряжением. Принципы блокировки заключаются в следующем:

а) при открывании кожухов или ограждения электрооборудования происходит автоматическое отключение данного устройств от источника тока;

б) открывание кожухов или ограждений электрооборудования становится возможным только после предварительного отключения данного устройства от источника тока.

По конструктивному исполнению блокировочные устройств могут быть механическими, электрическими и электромагнитными. В электроустановках на станции применяют преимущественно механические блокировки. Например, у штепсельной надплинтусовой розетки с блокировкой типа РШНБ пружина поворачивает крышку вокруг оси, как только вилку вынут из розетки, и таким образом закрывает контактные гнезда розетки (для включения вилки вставляют в отверстия крышки, поворачивают ее вокруг оси до совпадения ее отверстий с отверстиями в корпусе и тогда просовывают штырьки вилки в контактные гнезда). Электроустановки могут быть оборудованы замковой блокировкой (МБГ—систем инженера Гиподмана), блокировкой с непосредственной рычажной связью между приводами выключателя и разъединителя и др..

В аппаратуре автоматики, вычислительных машин и радиоустановках применяются блочные схемы, осуществляющие механическую блокировку. В общем корпусе устанавливаются отдельны блоки, которые соединяются с остальным устройством штепсельным соединением. Когда блок выдвигается или удаляется со своего места, штепсельный разъем размыкается и блок отключаете автоматически при открывании его токоведущих частей Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи специальными контактами, которые устанавливаются на дверях ограждений, крышках и дверях кожухов.

Предупредительная сигнализация, надписи, плакаты. Предупредительная сигнализация привлекает внимание обслуживающего персонала н предупреждает о грозящей или возникающей опасности. Обычно применяется световая или звуковая сигнализация — каждая в отдельности или сблокированные вместе. Следует помнить, что сигнализация только предупреждает об опасности, но не исключает ее.

В предупреждении несчастных случаев при эксплуатации электрооборудования важная роль принадлежит маркировке, надписям, указывающим состояние оборудования, название и назначение присоединений. При отсутствии маркировки и надписей обслуживающий персонал может во время ремонтов, осмотров и эксплуатации электрооборудования перепутать назначение проводов, рубильников, выключателей и т. д.

Панели распределительных устройств должны быть окрашены в светлые тона иметь четкие надписи, указывающие назначение отдельных пеней. Такие надписи должны быть на лицевой и обратной сторонах панелей.

Все ключи, кнопки и рукоятки управления должны иметь надписи, указывающие операцию, для которой они предназначены («включить», «отключить», «убавить»). Сигнальные лампы и другие сигнальные аппараты должны иметь надписи, указывающие характер сигнала. При использовании условных обозначений на видном месте вывешивается таблица или схема, которая расшифровывает их.

 Для улучшения распознавания частей электроустановки применяется также отличительная окраска токонесущих шин, голых проводов, расцветка жил в кабеле.

Специальная роль отводится предупредительным плакатам и знакам безопасности. Различают плакаты: предостерегающие, запрещающие, разрешающие  напоминающие.

Если корпус электрического аппарата во время работы находится под напряжением, на него наносят символическое изображение молнии красного или черного цвета. В электроустановках должны применяться знаки безопасности. Не допускается применять знаки безопасности, изготовленные из металла.

Размещение токоведущих частей на недоступной для прикосновения высоте. Производится в случаях, когда их изоляция и ограждение оказываются невозможными или экономически нецелесообразными. Неизолированными в помещениях разрешается применять только контактные провода подъемно-транспортных средств. В этом случае они должны быть проложены на высоте не менее 3,5 м от пола и иметь устройства для автоматического отключения при обрыве.

ПУЭ определяют наименьшие допустимые расстояния по вертикали от проводов воздушных линий электропередачи до земли и пересекаемых объектов.

Прокладывать воздушные линии над крышами зданий не допускается, за исключением подходов ответвлений от ВЛ и вводов в здание. При вводе проводов через крышу расстояние от изоляторов ввода до крыши по вертикали должно быть не менее 2,5 м. От проводов ввода в здание через стену до выступающих его частей (например, до свеса крыши)—не менее 0,2 м, до линии связи и радиофикации— 1,5 м, а до земли при напряжении 380/220 В—2,75 м (если ввод пересекает пешеходную дорожку, то 3,5 м).

Наименьшее допустимое расстояние по горизонтали от проводов линии напряжением не выше 1000В до балконов, окон и террас должно быть 1,5 м, до глухих стен зданий — 1 м. Также не менее 1 м в любом направлении должно быть до ветвей деревьев и кустов.

На опорах ВЛ нулевой провод следует располагать ниже фазных проводов. Провода наружного освещения, прокладываемые на опорах совместно с проводами ВЛ., должны располагаться под нулевым проводом.

Применение напряжений 42. В и ниже переменного тока и 110. В и ниже постоянного тока.

Использование таких напряжений резко снижает опасность при всех условиях поражения. Однако электроустановки и с этим напряжением представляют реальную опасность для человека, особенно при двухполюсном прикосновении. Эти напряжения применяются для питания ручного электроинструмента, светильников стационарного местного освещения и ламп переносны в стрелочных указателях, а также ряда приборов. Источниками рекомендуемого напряжения могут быть трансформаторы, батареи гальванических элементов, аккумуляторы, выпрямительные установки и преобразователи. Применение автотрансформаторов и реостатов для получения необходимых напряжений запрещается, поскольку в них эта сеть связана с сетью высокого напряжения.

Напряжение для электрических ламп в стрелочных указателях получают при помощи индивидуальных или групповых трансформаторов, К изоляции последних, а также к проводке и арматуре стрелочных указателей предъявляют повышенные требования, чтобы предотвратить попадание осветительного тока с частотой 50 Гц в рельсовые цепи и тем самым исключить ложную работу устройств автоблокировки. Кабельные ящики, устанавливаемые на опорах, и ящики с трансформаторами заземляют. Сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом. При питании стрелочных указателей от системы 380/220. В с глухозаземленной нейтралью нулевой провод повторно заземляют в каждом кабельном ящике. Заземляют также вторичную (низшего напряжения) обмотку понижающего трансформатора (кроме участков, оборудованных автоблокировкой с рельсовыми цепями на переменном токе частоты 50 Гц).

Переносные ручные светильники снабжены рукояткой из изоляционного материала и решеткой из толстой проволоки, защищающей лампу от ударов. С одной стороны лампы укреплен рефлектор, который является также экраном для защиты от слепящих лучей. Кроме ручного переносного светильника для временного освещения напряжением 220В (мощностью 60Вт) типа РВО-220, можно использовать ручной светильник на 28 В (20 Вт) типа ПЛ-64 и взрывозащищенный переносный светильник БП-62В (на напряжение до 26 В и мощностью 15 Вт), Использование ручных переносных светильников разрешается в соответствующих помещениях без применения каких-либо защитных средств.

Требования безопасности к конструкции, испытаниям и использованию ручных электрических машин (в том числе инструмента).

Электрическое разделение сети

На отдельные электрически не связанные между собой участки электрическую сеть делят с помощью разделяющего трансформатора. Он предназначен для отделения приемника энергии от первичной электрической сети и сети заземления. Таким образом, разделяющий трансформатор отделяет электроприемник от возможных в общей сети токов замыкания на землю, токов утачки и других условий, создающих опасность для людей.

Раздельное питание используют в установках напряжением до 1000 В при испытаниях, работах с переносными электрическими приборами, на стендах и в особо опасных помещениях. Заземления корпуса электроприемника, присоединенного к разделяющему трансформатору, не требуется, а соединение его с сетью зануления не допускается.

Защитные средства, применяемые в электроустановках

Для обслуживания электроустановок собственным штатом станции необходимо укомплектовать защитные средства и обеспечить правильное их хранение. В комплект защитных средств для установок напряжением до 1000 В входят: указатель напряжения— 1 шт.; клещи изолирующие — 1 шт.; диэлектрические галоши—2 пары; диэлектрические перчатки—2 пары; диэлектрические коврики—2 шт.; защитные очки—1шт.; монтерский инструмент с изолирующими рукоятками—2 набора; контрольная лампа—1 шт.; предупредительные плакаты—1 комплект.

Изолирующие защитные средства (перчатки, галоши, коврики и монтерский инструмент с изолированными рукоятками), а также указатели напряжения независимо от заводских испытаний испытывают повышенным напряжением при приеме в эксплуатацию. Повторные испытания проводят в следующие сроки: диэлектрические перчатки—один раз в 6 месяцев, диэлектрические галоши, указатели напряжения и инструмент с изолирующими рукоятками — один раз в год, диэлектрические коврики, клещи изолирующие — один раз в два года. Результаты испытаний оформляют протоколом специальной формы. На защитные средства, прошедшие испытания, кроме инструмента с изолирующими рукоятками, ставится специальный штамп.

На защитные средствах, признанных негодными, штамп перечеркивают накрест красной краской. Кроме испытаний, защитные средства периодически перед употреблением осматривают для выявления неисправностей (разрывов сквозных трещин и др.). При наличии признаков неисправности защитные средства необходимо подвернуть внеочередным испытаниям. Чтобы проверить, нет ли проколов в диэлектрической перчатке, ее скатывают в рулон, начиная от отверстия к пальцам, при этом перчатка без проколов не пропускает воздух. Проверяется по штампу, при каком напряжении допустимо применение данного средства и не истекли срок его периодического испытания. Пользоваться защитными средствами, срок испытания которых истек, запрещается, так как такие средства считаются непригодными. Для проверки отсутствия напряжения необходимо пользоваться специальными приборами При напряжении до 230В между фазами можно воспользоваться переносной контрольной лампой на напряжение 220В. Эта лампа должна иметь патрон с изолирующей рукояткой, защитную сетку и изолирующие рукоятки-щупы на концах проводов,

В трехфазных установках напряжением 380—220В контрольную лампу использовать запрещается. Пользуются специальными указателями напряжения. Такие указатели имеют неоновую лампочку и добавочный высокоомный резистор. Лампочка светится от активного тока утечки, протекающего через тело человека, но сопротивление резистора таком,что этот ток не ощущается человеком.

Изолирующие защитные средства должны использоваться только по прямому назначению. Запрещается использовать основные защитные средства на открытом воздухе во время дождя» снега, тумана, изморози и т. п.

Защитные средства должны храниться в закрытых помещениях, в специальных шкафах или ящиках и отдельно от инструмента. Они должны быть защищены от воздействия высокой температуры, прямого воздействия солнечных лучей, масла, бензина и других веществ, разрушающих резину, пластмассу или дерево.

Для учета защитный средств на станции заводится специальный журнал, а на каждом средстве наносится номер. В журнал записываются данные о местонахождении средств, результатам проверок наличия и состояния, периодических осмотров и испытаний. Наличие и состояние защитных средств. Проверяет специальное лицо с квалификационной группой не менее IV.

V. Защитное заземление.

Назначение, принцип действия и область применения защитного заземления. Одной из наиболее эффективных мер защиты от опасности поражения током в случае прикосновения к металлическим нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением, является защитное заземление. Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус или по другим причинам. Замыкание на корпус возможно в результате повреждения изоляции, касания токоведущей части корпуса машины, падения провода, находящегося под напряжением, на нетоковедущие металлические части и т. п.

Принцип действия защитного заземления заключается в следующем. Допустим, что корпус токоприемника не заземлен и он находится под напряжением замкнувшейся фазы. Прикосновение человека к такому корпусу равносильно непосредственному прикосновению к фазному проводу. Сопротивление человека будет включено между корпусом и землей. Через человека пройдет ток, который может оказаться опасным для его жизни.

Чтобы уменьшить эту опасность и снизить значение тока, проходящего через тело человека, до безопасной величины, корпус токоприемника заземляют, в результате которого создается цепь, шунтирующая тело человека н обеспечивающая для токозамыкания путь с малым сопротивлением. При этом большая часть тока замкнувшейся фазы течет через заземляющее устройство, минуя тело человека. Напряжение, под которым окажется человек, при коснувшийся к корпусу, т. е. напряжение прикосновения, будет невелико и значительно меньше фазного. Если учесть, что сопротивление защитного заземления имеет величину 4 Ом и напряжение замыкания равно 380 В, то ток через тело человека при наличии защитного заземления будет порядка 1 мА и напряжение прикосновения порядка 1 В, что опасности не представляет.

Защитное заземление должно применяться в трехфазных трехпроводных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000В и в сетях с напряжением выше 1000В с любым режимом нейтрали. Заземление нетоковедущих частей электроустановок необходимо выполнять; в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках — при номинальных напряжениях выше  42 В, но ниже 380В переменного тока и выше НОВ, но ниже 440 В постоянного тока;

-в помещениях без повышенной опасности—при напряжениях 380В и выше переменного тока и 440В и выше постоянного тока;

-во взрывоопасных помещениях—при всех значениях напряжений переменного и постоянного токов.

Заземлению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов и аппаратов, каркасы распределительных щитов и шкафов, металлические корпуса осветительных приборов и оболочки кабелей, стальные трубы электропроводки и другие металлические конструкции, связанные с установкой и ограждением оборудования, металлические корпуса передвижных и переносных токоприемников и др.

Не заземляют корпуса электрооборудования, установленного на заземленных металлических конструкциях и имеющего с ним надежный электрический контакт по опорным поверхностям; осветительная арматура при установке ее на деревянных конструкциях; корпуса электроприемников с двойной изоляцией; корпуса электроизмерительных приборов, реле, установленные на щитах, щитках и в шкафах.

Устройство заземления

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель — проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей. Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем.

По расположению заземлителей относительно заземленных корпусов заземления делятся на выносные и контурные. Заземление электрооборудования на станциях, как правило, выносное. При устройстве защитного заземления в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители: проложенные в земле и находящиеся в соприкосновении с ней водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей.

Если естественных заземлителей нет или они не отвечают требованиям ПУЭ, то нужно устраивать искусственные заземлители.

В качестве искусственных заземлителей применяются вертикально забитые в землю: стальные стержни диаметром 10—16 мм и длиной 4,5 — 5 м, угловая сталь с шириной полок от 40Х40 до 60Х6О мм и толщиной не менее 4 мм, стальные трубы диаметром 25—30 мм с толщиной стенок не менее 3,5 мм. Длина вертикальных заземлителей из угловой стали или труб 2,5—3 м, Заземлители погружаются (забиваются) в грунт в специально подготовленной траншее. Для соединения вертикальных электродов между собой и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяют полосовую сталь сечением не менее 48 мм2и толщиной не менее 4 мм или сталь круглого сечения диаметром не менее 10 мм. Искусственные заземлители и соединительные проводники не должны иметь окраски. Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земли подсушивается под действием тепла трубопроводов.

В зданиях прокладывается магистраль заземления, которая соединяется с заземлителями не менее чем в двух местах. В качестве заземляющих защитных проводников (магистралей и ответвлений) могут быть использованы: специально предусмотренные для этой цели проводники; металлические конструкции зданий (фермы, колонны и т. п.); металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, шахты лифтов и т. п.); стальные трубы электропроводки; металлические стационарные открыто проложенные трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления и др. Эти проводники, конструкции и другие элементы должны по проводимости удовлетворять требованиям ПУЭ, обеспечивать непрерывность электрической цепи на всем протяжении использования.

VI. Зануление

Принцип действий и область применения зануления.

При появлении напряжения на корпусах электрооборудования опасность поражения током может быть устранена путем быстрого отключения этого оборудования от питающей электросети. Такой принцип защиты людей осуществляется путем зануления корпусов оборудования.

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия зануления состоит в том, что при замыкании какой-либо фазы на корпус зануление приводит к однофазному короткому замыканию и быстрому росту тока замыкания до такой величины, которая обеспечивается срабатывание защиты и автоматическое отключение электрооборудования от питающей электросети. Аппаратами защиты могут быть: плавкие предохранители, максимальные автоматы защиты от токов короткого замыкания и др.

Зануление необходимо применять в электроустановках до 3000 В с глухозаземленной нейтралью. Зануление электроустановок следует выполнять при тех же номинальных напряжениях и в помещениях, в которых предусмотрено защитное заземление. Занулению подлежат те же металлические нетоковедущие части электрооборудования, которые подлежат защитному заземлению.

VII. Электробезопасность на станциях электрифицированных дорог.

На электрифицированных линиях провода контактной сети, а также электрическое оборудование электроподвижного состава находятся под напряжением: 3300 В на участках постоянного тока и 27 500 В на участках переменного тока. Поэтому все работы вблизи контактной сети ведутся при условии точного выполнения Правил безопасности для работников железнодорожного транспорта на электрифицированных линиях. Правила запрещают приближаться людям к находящимся под напряжением проводам контактной сети или подносить к ним любой токопроводящий предмет на расстояние менее 2 м. Если по условиям работы это необходимо (осмотр крыш подвижного состава и их оборудования, ремонт и осмотр искусственных сооружений), напряжение должно быть снято и контактная сеть заземлена. Руководитель такой работы через дежурного по станции дает заявку энергодиспетчеру о снятии напряжения с контактной сети, в которой указывает точное место и характер работы, начало и продолжительность ее. По указанию эпергодиспетчера начальник дистанции контактной сети назначает своего представителя, ответственного за электробезопасность, для подготовки места работы и наблюдения за выполнением всех мер предосторожности, исключающих возможность поражения людей электрическим током. Его указания по вопросам электробезопасности являются обязательными для руководителя работ.

Представитель дистанции контактной сети, прибыв на место работы, устанавливает связь с энергодиспетчером и получает от него приказ, разрешающий выполнение работ. Затем он заземляет контактную сеть на всем фронте работ и выдает их руководителю письменное разрешение приступить к работе, в котором указывает номер приказа эпергодиспетчера, время начала и окончания ее. Отключенный участок контактной сети заземляют на тяговый рельс следующим образом:

при постоянном токе — двумя заземляющими штангами, находящимися в пределах видимости, но не далее 300 м с обеих сторон

от места работы. В тех случаях, когда работа проводится в одном месте (в пределах одного пролета между опорами), подготавливаемом отключением разъединителей с ручным приводом, допускается установка одной заземляющей штанги на расстоянии не более 50 м от места работы;

при переменном токе — двумя заземляющими штангами, расположенными одна от другой на расстоянии не более 200 м при заземлении контактной подвески и 100 м при заземлении других проводов, расположенных на опорах контактной сети.

Если секцию контактной сети отключают секционным разъединителем с заземляющим контактором, такое заземление приравнивается к установке одной заземляющей штанги. Заземление контактной сети, ВЛ. и других проводов, расположенных на опорах контактной сети, на искусственный заземлитель запрещается.

Работа проводится в зоне между заземляющими штангами. Прежде чем отметить время окончания работ на копии разрешения, находящегося у электромонтера контактной сети, руководитель обязан убедиться в том, что люди удалены от частей контактной сети на расстояние не менее 2 м. После этого электромеханик или электромонтер дистанции контактной сети лично убеждается в отсутствии людей в опасной зоне, снимает заземляющие штанги и уведомляет эпергодиспетчера об окончании работ. После снятия заземляющих штанг контактная сеть считается под напряжением и приближаться к ней запрещается.

Работы в подвижном составе, устройствах и сооружениях, расположенных на расстоянии 2—4 м от частей контактной сети и находящихся под напряжением, проводятся без снятия напряжения и заземления контактной сети под наблюдением лица, специально выделенного и проинструктированного руководителем работ. При работах на расстоянии более 4 м наблюдения не требуются.

Запрещается подниматься на опоры и специальные конструкции контактной сети, прикасаться к оборванным проводам ее н к находящимся на них посторонним предметам независимо от того, касаются они земли или нет. Обнаружив обрыв контактной сети, а также свисающие с них посторонние предметы, необходимо немедленно сообщить об этом на ближайший дежурный пункт дистанции контактной сети, дежурному по станции, поездному диспетчеру или энергодиспетчеру. До прибытия бригады дистанция контактной сети это место следует оградить и следить за тем, чтобы никто не приближался к оборванным проводам на расстояние ближе 10 м. Если оборванные провода или посторонние предметы на них выходят за габарит приближения строения и могут быть задеты проходящим поездом, это место необходимо оградить сигналами остановки как место препятствия.

На путепроводах и пешеходных мостах, расположенных над электрифицированными путями станции, у оградительных барьеров устанавливают предохранительные щиты и делают сплошной настил в местах прохода людей для ограждения частей контактной сети, находящихся над напряжением. На каждом щите должен быть установлен плакат или нанесена надпись: «Высокое напряжение—опасно для жизни!». В местах подвески над мостом фидеров контактной сети и ВЛ сверху па мостах устанавливаются сплошные ограждения, верхняя часть которых должна быть полностью или частично металлической. Все металлические конструкции (мосты, путепроводы, светофоры, гидроколонки и др.), расположенные на расстоянии менее 5 м от частей контактной сети, находящихся под напряжением, должны быть заземлены, а также все расположенные в золе влияния контактной сети переменного тока металлические сооружения, на которых могут возникнуть опасные напряжения. Зона влияния определяется работниками энерго участка.

Когда на одной из секций контактной сети выполняется работа со снятием напряжения, дежурный по станции вывешивает запрещающие плакаты на рукоятки или надевает колпачки на кнопки управления стрелками и сигналами. Необходимо помнить о том, что въезд электроподвижного состава па секционированные съезды и воздушные промежутки может привести к подаче напряжения на отключенные секции контактной сети, пережогу проводов и гибели работающих на ней.

Запрещается на станциях стыкования постоянного и переменного тока принимать и отправлять электроподвижной состав, не убедившись в том, что расположенная впереди поезда секция контактной сети находится под напряжением того рода тока, для работы на котором предназначен этот электроподвижной состав. На подвижном составе, находящемся на электрифицированных путях до отключения и заземления проводов контактной сети, ВЛ и связанных с ними устройств, расположенных над этими путями, запрещается: подниматься на крышу, находиться или выполнять какие-либо работы на крышах вагонов, контейнеров, тепловозов, электровозов, моторных вагонов, дизель- и электропоездов (осмотр крыш и устройств, находящихся на них, снабжение водой, загрузка льдом и пр.);

-открывать люки (крышки) цистерн, изотермических и крытых вагонов или вести какие-либо работы на них;

-выполнять грузовые операции с открытого подвижного состава, когда сами работающие или применяемые ими приспособления могут во время работы приблизиться на расстояние менее 2 м к находящимся под напряжением частим контактной сети;

-работать на котле, будке и тендере паровоза;

-замерять количество нефти, воды и чистить дымоходы.

Производство указанных работ на подвижном составе допускается на специально выделенных путях.

Локомотив, обращающийся на электрифицированном участке, должен отвечать следующим требованиям: ни одна часть локомотива не должна выступать за габарит подвижного состава, паровыхлопная труба тормозного паровоздушного насоса на паровозах должна быть загнута в сторону так, чтобы струя пара не попадала на контактный провод. Из состава поезда, следующего на электрифицированный участок, должны быть исключены вагоны с неисправными крышами или негабаритными крышевыми устройствами.

VIII. Первая помощь пострадавшему от электрического тока

Если пострадавший соприкасается с токоведущими частями, то прежде всего необходимо немедленно отключить ток. И чтобы освободить от тока пострадавшего на электровозах и мотор-вагонных секциях, нужно потребовать от машиниста быстро опустить пантограф или освободить пораженного электрическим током с помощью сухой изолированной штанги. При этом рекомендуется надеть резиновые перчатки и боты или стать на сухую доску .

Меры первой помощи зависят от того состояния, в котором будет находиться человек после освобождения его от электрического тока:

а) если он находится в сознании, но до этого был продолжительное время под током или в состоянии обморока, ему до прибытия врача необходимо обеспечить полный покой;

б) если он находится в бессознательном состоянии, но с сохранившимся дыханием, его надо удобно уложить, расстегнуть одежду, создать приток свежего воздуха, дать понюхать нашатырный спирт, обрызгать лицо водой и согреть тело;

в) при отсутствии признаков жизни нужно немедленно начать делать искусственное дыхание.

Нельзя считать пострадавшего мертвым, так как смерть часто бывает лишь кажущейся. При оживлении мнимо умершего дорога каждая секунда, поэтому первую помощь нужно оказать срочно, по возможности тут же на месте происшествия.

Переносить пострадавшего в другое место можно только в случае, когда оказывать помощь на месте невозможно.

Существует несколько способов искусственного дыхания, одним из которых является искусственное дыхание «изо рта в рот:».

Пострадавшего укладывают на спину лицом кверху, нос зажимают, а лицо покрывают марлей или платком. Производящий искусственное дыхание становится у головы пострадавшего и делает глубокий вдох, после чего сильно через марлю или платок вдувает воздух в рот пострадавшего (можно пользоваться так называемым воздуховодом — толстой изогнутой резиновой трубкой с круглым передвигающимся на ней щитком).

После того как грудная клетка пострадавшего достаточно расширилась, следует прекратить вдувание — грудная клетка пострадавшего будет спадать (выдох).

При сжатых челюстях проводится искусственное дыхание путем вдувания воздуха «изо рта в нос». После глубокого вдоха производящий искусственное дыхание плотно через марлю или платок обхватывает губами нос пострадавшего и вдувает воздух в легкие (можно применять резиновую трубку, один конец которой взять в рот, а второй — в носовой проход на глубину 10—12 см).

Если у пострадавшего начинает восстанавливаться дыхание, то искусственное дыхание следует продолжать до тех пор, пока оно не станет глубоким и регулярным.

Если искусственное дыхание делает один человек, то можно применять следующий способ. Пострадавшего нужно положить спиной вверх, головой на одну руку и лицом в сторону, подстелив что-либо под лицо, другую руку—вытянуть вдоль головы. Вытянуть (если можно) язык, но не держать его, встать на колени над пострадавшим (как бы верхом) лицом к его голове так, чтобы бедра пострадавшего были между коленями и положить ладони на спину, обхватив их с боков сложенными пальцами. На счет «раз», «два», «три» постоянно наклонять свое тело вперед так, чтобы весом его наваливаться на свои вытянутые руки и таким образом нажимать на нижние ребра пострадавшего (выдох).Затем, не отнимая рук от спины пострадавшего, быстро откинуться назад (вдох). На счет «четырем», «пять», «шесть» вновь постепенно наваливаться на вытянутые руки и т. д.

Искусственное дыхание могут делать два человека, для чего пострадавшего надо положить на спину. Положив под лопатки сверток: одежды так, чтобы голова запрокинулась назад, необходимо очистить полость рта от слизи, вытянуть язык и удерживать его, слегка оттягивая вниз, к подбородку. Встав на колени над головой пострадавшего, следует захватить его руку у локтя и прижать их без особого усилия к боковым сторонам его груди (выдох). Считая «раз», « два», «три», поднять руки пострадавшего кверху и закинуть их за голову (вдох). По счету «четыре», «пять», «шесть» вновь прижать руки к груди и т. д. При правильно проводимом искусственном дыхании получается звук (как бы стон) от прохождения воздуха через дыхательное горло пострадавшего, когда грудная клетка сдавливается и опускается. Отсутствие такого звука обычно указывает, что язык запал и мешает прохождению воздуха. Если травмирована рука или ключица, такой способ искусственного дыхания неприемлем. Нельзя допускать охлаждения пострадавшего, оставлять его на сырой земле, на каменном или бетонном полу; следует укрыть его, подстелить что-нибудь теплое, ноги по возможности утеплить.

         7)  Рассчитать рабочее заземление установленная мощность P=60 кВт

I= ;   P=U*I;      I=272;    A=  ;

R=  =  = 1, 2 Ом;    1, 2*4=4, 8 Ом;

Rуд =  =  =  =  =  =  =  = 7.8 = 8 стержней. 

3.1 Технико – экономическое обоснование

(т.е чем выгодно для использования устройство, где применяется, чем отличается от аналогов на рынке) если конкуренты на рынке подобных устройств, в чем преимущество вашего устройства от устройства ваших конкурентов.

3.2 Расчет затрат на разработку устройства

(т.е определение себестоимости (С), разрабатываемого вами устройства)

Себестоимость (с)- это затраты на производство продукции выраженное в денежной форме. Затраты, включающиеся  в себестоимость, определяются в отраслевых методических указаниях по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции.

Затраты на изготовление (сборку) исследуемого устройства состоят из:

1 Материальные затраты

Эти затраты определяются из стоимости комплектующих деталей согласно таблице 3.1

Таблица 3.1

Эти затраты определяются из стоимости комплектующих деталей.

Наименование деталей

Цена за ед.
тг

Кол-во

Сумма

Лабораторный стенд К87L01

5000

3

15000

Транзисторы 361

60

3

180

Резисторы 0.5В

30

12

360

Конденсатор 16В, 10мкФ

50

3

150

Итого:

15690

2 Заработная плата

Затраты на з/п определяются на основании окладов установленных сотрудником и времени потраченного на изготовление устройства.

Зп =(Оклад / Рдн) х Т

Рдн – среднее количество рабочих дней  (22)

Тколичество дней необходимых на изготовление устройства

Оклад не должен быть меньше размера МЗП (минимального размера  заработной платы установленной государством на 2014 год – 19966 тг, как минимум брать 2 размера МЗП)

Разработчик – (50000 / 22) х 12 = 27272,7

Электронщик – (70000/ 22) х 12 = 38181,8

Общий фонд заработной платы 27272,7+38181,8=65454,5

3 Расходы на социальные нужды

Расходы на социальные нужды включают социальный налог и социальное страхование.

Социальный налог начисляется после выполнения удержания в пенсионный фонд ( ПФ). Отчисления в пенсионные фонды составляют 10% от заработной платы работника.

Рассчитаем взносы в ПФ

Разработчик – 27272,7*10%= 2727,7

Электронщик – 38181,8* 10%=3818,8

С января 2006г. введено обязательное  социальное страхование. Расходы на социальное страхование составляют 5%  от заработной платы работника.

Разработчик – 27272,7 - 2727,7= 24545*10% =2454,5

Электронщик –38181,8 - 3818,8= 34363*5% = 1718,5

С 2010 года  ставка социального налога  составляет 11%

Объектом обложения социального налога является фонд оплаты труда работников предприятия, (т.е сумма заработной платы всех работников предприятия )

Фонд оплаты труда работников предприятия  составляет:

Ф оп труда = 27272,7+38181,8=65454,5

Социальный налог  =  65454,5*11% = 7199,5

Итого заработная плата работников  выдаваемая на руки :

Разработчик –27272,7 - 2727,7 (ПФ) - 409,1(социальный налог) = 24545 тг

Электронщик –38181,8 - 3818,8 (ПФ) - 572,7 (социальный налог) = 34363 тг

4 Затраты на электроэнергию

Зэ = 30 х 14,53= 435,9

5 Расчёт общих затрат на изготовление устройства

 Прочие производственные расходы включают накладные расходы (15% от заработной платы) и прочие расходы (5% от заработной платы)

З пр=(24545+34363) * 20%= 11781,6

К затратам на производство и реализацию продукции относятся:

  1.  Материальные затраты ЗмВ, в том числе
  2.  Материалы (Зм)
  3.  Топливо (Зт)
  4.  Запасные части (Ззч)
  5.  Заработная плата (Зп)
  6.  Отчисления на социальные нужды (Зо)
  7.  Электроэнергия на производственные нужды (Зэ)
  8.  Прочие производственные расходы (Зпр)

Сi=Змi+Зпi+Зоi+Зэi+Зпрi,   тг

Сi.=15690+65454,5+7199,5+435,9+11781,6=100561,5

6 Расчёт годовой эффективности

Затраты, связанные с изготовлением одного устройства составляют 100561,5

Норма прибыли – 20%

100561,5+100561,5*0,2=120673,8

ФРБ = Д – ПВ – О – Б  

где:

ФРБ – это фонд рабочего времени

Д – количество дней в году

ПВ – праздники и выходные

О -  отпуск

Б – по болезни

ФРБ = 365- 90 – 24 – 10 = 241

К = 241 / 4 = 60 устройств в год

Затраты всего: = 100561,5 х 60 = 6033690 (затраты на изготовление за 1 год)

Выручка от реализации всего:  = 120673,8 х 60 = 7240428 (прибыль за 1 год)

Прибыль: = 7240428-6033690 = 1206738

КПН – 20%

ЧП = П – (П х 0,2) = 1206738 – (1206738 х 0,2) = 965390,4

 Вывод:

 На основании полученных абсолютных и относительных показателей можно сделать следующие выводы, что разработка данного устройства на сегодняшний день  экономический выгодна, так как чистая прибыль  составила  965390,4

Рентабельность по реализации составила – 16,6%

                  

РК ЦАТЭК 1304033КП ПЗ

Лист

1

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

289. Кладка столбов и сварка трубопроводов 2.48 MB
  Технология кладки столбов по трёх рядной системе перевязки швов 2*2. Организация рабочего места электросварщика. Технология сборки и сварки трубопроводов из нержавеющей стали. Контроль качества сварных соединений трубопроводов на объектах.
290. Исследование рынка экспресс-доставки и разработка маркетингового плана ООО Рапида 2.27 MB
  Теория маркетинговых исследований и особенности изучения спроса на транспортные услуги. Исследование спроса на услуги экспресс-доставки рынка города Рыбница. Бизнес-модель создания предприятия по экспресс-доставке грузов для рынка города Рыбница - ООО Рапида
291. Синтез двухмерных фрактальных изображений 652 KB
  Построение плоских фрактальных изображений с помощью фрактального генератора, исследование их свойства, а также с помощью программы LSE создание фрактал в виде салфетки.
292. Визначення оптимальних обсягів виробництва консервованої продукції продуктовою компанією за допомогою професійного пакету MS Office 1.16 MB
  Визначення параметрів та факторів, накладання умов на фактори та параметри. Формалізація та ідентифікація обчислювального процесу. Вибір методу розв’язання та обрання програмного забезпечення.
293. Гиперссылки и управляющие кнопки. Создание презентации Проверь себя 580.5 KB
  Анимированные эффекты перехода смены слайдов по щелчку мыши. Создание презентации Проверь себя. Дополнение ее слайдами с гиперсылками в виде текста и картинок. Настройка навигации программы для создания презентаций.
294. Характеристика эксплуатации газодобывающего предприятия Чайковское ЛПУ МГ 1.48 MB
  Должностная инструкция инженера по эксплуатации оборудования газовых объектов. Фотография рабочего дня инженера по эксплуатации оборудования газовых объектов. План-график проведения ППР основного и вспомогательного оборудования.
295. Проектирование композитных трёхмерных объектов, сцен и разработка приложения интерактивной компьютерной графики 566.5 KB
  Описание алгоритма и исходного кода программы проектирования композитной трехмерной сцены (замок) и разработки приложения интерактивной компьютерной графики. Разработана и отлажена программа, реализующая представленные алгоритмы на языке С++ с использованием библиотеки OpenGL.
296. Технология производства сгущенного молока 1.72 MB
  Технологический процесс производства сгущенного молока как объекта управления. Текущее состояние производства сгущеных молочных продуктов в целом и тенденции его развития. Характеристика технологических процессов и оборудования.
297. Комплексная лаборатория исследований внеземных территорий 631 KB
  Моделирование фигур и полей малых тел солнечной системы. Обработка изображений, полученных с космических аппаратов в различных спектральных диапазонах. Моделирование поверхностей небесных тел и определение мест посадок космических аппаратов Фобос-Грунт. Создание тематических карт поверхностей небесных тел.