WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Ширшов Александр Борисович

СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ВРЕДНОГО И ОПАСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ТЯГОВОЙ СЕТИ

специальность 05.26.01 – Охрана труда (электроэнергетика)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Челябинск – 2006

Работа выполнена на кафедре «Безопасность жизнедеятельности» ГОУ ВПО Уральского государственного университета путей сообщения.

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Кузнецов К.Б.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Кравчук И.Л. (НИИОГР, г. Челябинск);

кандидат технических наук, доцент Окраинская И.С. (ЮУрГУ, г. Челябинск).

Ведущее предприятие – ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет (УГТУ – УПИ), г. Екатеринбург.

Защита состоится на заседании Диссертационного совета Д 212.298.05 при Южно-Уральском государственном университете 27 октября 2006 года, в 12 часов, ауд. № 1001 по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Отзыв на автореферат, в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения просим направлять по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76, диссертационный совет ЮУрГУ.

Автореферат разослан « » сентября 2006 г.

Ученый секретарь совета

доктор технических наук, профессор Усынин Ю.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время электрификация дорог России имеет особое значение, учитывая протяженность сети и объемы перевозок. При удельном весе электрифицированных линий 49,5% электрической тягой выполняется 82,3% объема перевозок. Электроснабжение тяги осуществляется от общей энергетической сети.

Актуальность работы состоит в необходимости изучения проблем вредного и опасного воздействия электромагнитного поля на живые организмы и человека. Выработанные критерии и нормы воздействия различных видов электромагнитного поля (ЭМП) на окружающую среду и человека противоречивы, изучение этих противоречий представляет научный интерес.

При эксплуатации тяговых сетей электрифицированных железных дорог на ряд профессий эксплуатационного персонала оказывается вредное воздействие ЭМП, обусловленное работой устройств электрической тяги и требующее разработок защитных технических средств:

- воздействие ЭМП постоянного тока при обслуживании контактной сети, включая работы под напряжением, а также при работе в распределительном устройстве 3,3 кВ постоянного тока тяговых подстанций;

- воздействие ЭМП переменного тока промышленной частоты при обслуживании контактной сети переменного тока, включая работы под напряжением, а также при работе во всех распределительных устройствах переменного тока тяговых подстанций.

В связи с ужесточением нормирования ЭМП в зарубежных стандартах и интеграцией нормативной правовой базы России в нормативную правовую структуру развитых стран, проблема электромагнитной безопасности человека приобретает большую актуальность, а ее социальная значимость будет возрастать в будущем.

Только на Свердловской железной дороге работает 99631 человек, из них 23780 – персонал, связанный с обслуживанием электроустановок тяговых сетей. В дистанциях электроснабжения работает 3136 человек, которые подвержены воздействию электромагнитного поля. Около 75% всего объёма работ при эксплуатации электроустановок (ЭУ) дистанций электроснабжения приходится на работы по обслуживанию воздушных линий и устройств тяговой сети.

Актуальность работы подтверждается также перечнем приоритетных направлений развития науки, технологий и техники на период до 2010 года и международными и российскими научно-техническими конференциями по проблеме “Электромагнитная безопасность и совместимость технических средств и биологических объектов”.

Цель работы. Разработать технические средства защиты от вредного и опасного воздействия ЭМП на персонал, обслуживающий тяговые электрические сети.

Идея работы. Обеспечить снижение вредного и опасного воздействия ЭМП на работников при обслуживании тяговой электрической сети внедрением технических средств защиты.

Задачи исследования.

1. Провести анализ заболеваемости работников железнодорожного транспорта, подверженных воздействию ЭМП;

2. Провести экспериментальные исследования на физической плоской модели, направленные на выявление опасных зон ЭМП;

3. Провести измерения параметров ЭМП на контактной сети, направленные на выявление зависимостей электрической и магнитной напряженностей от параметров тяговой сети;

4. Разработать сигнализатор наличия напряжения на изолирующей вышке и устройство, экранирующее магнитное поле и оценить эффективность разработанного технического средства защиты.

Объектом исследования является система защиты от вредных и опасных производственных факторов электрических тяговых сетей.

Предметом исследования являются технические средства защиты от вредного и опасного воздействия ЭМП при обслуживании тяговых электрических сетей.

Методы исследования. В работе использованы комплексный подход, метод оптимизации, анализ и обобщение данных научно-технической литературы, теоретическое исследование с применением математического анализа, теории вероятности, математической статистики, теории планирования эксперимента, теория подобия и моделирования.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

большой выборкой обработанных методом математической статистики статистических данных за продолжительные периоды времени (10 лет и более);

применением методов математического анализа, теории вероятности, теории планирования эксперимента, теории подобия и моделирования;

удовлетворительной сходимостью результатов теоретических исследований с результатами численных экспериментов.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Статистическая оценка избыточности числа заболеваний персонала, подверженного вредному воздействию ЭМП;

2. Физическая плоская модель, имитирующая ЭМП тяговой сети;

3. Устройство, экранирующее магнитное поле для защиты от его вредного воздействия;

4. Сигнализатор наличия напряжения на изолирующей вышке для защиты от опасного воздействия ЭМП тяговой сети.

Научная новизна работы заключается:

впервые показана статистическая избыточность заболеваний работников, находящихся под действием ЭМП тяговой сети;

впервые разработана физическая плоская модель контактной сети для изучения распространения и выявления опасных зон ЭМП;

разработан сигнализатор наличия напряжения на изолирующей вышке;

разработано устройство, экранирующее магнитное поле.

Личный вклад автора заключается в статистическом анализе заболеваний лиц, подверженных воздействию ЭМП, в выявлении избыточности числа заболеваний работников, в разработке плоской физической модели тяговой сети, разработке сигнализатора наличия напряжения на изолирующей вышке при работе на ней электромонтеров и технического устройства, экранирующего магнитное поле.

Практическое значение работы заключается в разработке технических средств защиты от вредного и опасного воздействия ЭМП для снижения вредного и опасного воздействия ЭМП промышленной частоты на персонал, обслуживающий устройства тяговой электрической сети.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований были представлены, доложены и получили одобрение на: Международной научно-технической конференции «Молодые ученые – транспорту», Екатеринбург,

2003 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии и технические решения в охране труда», Новосибирск, 2002 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Молодые ученые – транспорту», Екатеринбург, 2004 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности», Хабаровск, 2005 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Молодые ученые – транспорту», Екатеринбург, 2005 г.; Международной научно-технической конференции «Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России», Екатеринбург, 2006 г.; Научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии», Челябинск, 2006 г.

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Научные положения, выводы и рекомендации переданы в составе отчета по НИР (совместно с РГУПС) для использования в работе Управления охраны труда и промышленной безопасности ОАО «РЖД».

Кроме того, результаты работы с целью ее реализации:

– переданы в учебный процесс для обучения студентов по дисциплине «Электробезопасность» по специальности «Безопасность технологических процессов и производств» и дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» по всем специальностям в Уральском государственном университете путей сообщения;

– документация разработанного устройства экранирования магнитного поля передана в Управление охраны труда и промышленной безопасности ОАО «РЖД»;

– устройство экранирования магнитного поля подтверждено справкой о приоритете от 24 марта 2006 года.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 112 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков, 15 таблиц, список используемой литературы из 105 наименований, 2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проблемы безопасной работы электротехнического персонала контактной сети на железнодорожном транспорте, научное и практическое значение работы, а также представлена идея работы.

В первой главе «Анализ состояния вопроса и обоснование задач исследования» рассмотрено вредное и опасное влияние электромагнитного поля (ЭМП) тяговой сети на человека и представлены основные проблемы, с которыми сталкиваются работники железнодорожного транспорта при использовании существующих средств защиты от негативного влияния ЭМП.

Большой вклад в изучение ЭМП, разработку нормативов, стандартов, способов и средств защиты от воздействия ЭМП внесли и вносят такие ученые, как Александров Г.Н., Асанова Т.П., Бузов А.Л., Бухтояров В.Ф., Григорьев Ю.Г., Долин П.А.,, Кольчугин Ю.И., Кравчук И.Л., Пальцев Ю.П., Походзей Л.В., Рубцова Н.Б., Самусенко Т.Г., Сазонова Т.Е., Сидоров А.И., Суворов Г.А., Сыромятников Ю.П., Тихонова Г.И., Токарский Ю.А., Шуцкий В.И. и другими.

Вклад в изучение ЭМП тяговых сетей электрических железных внесли и вносят ученые: Бадер М.П., Власов С.П., Киселев А.П., Косарев Б.И., Косарев А.Б., Кузнецов К.Б., Михайлов М.И., Пупынин В.Н. и другие.

Электрические тяговые сети являются мощным источником электромагнитных излучений и могут оказывать вредное влияние на обслуживающий персонал. Однофазная линия тяговой сети переменного тока создаёт в нормальном режиме работы значительное ничем не компенсированное магнитное поле контура «тяговая сеть – электрический локомотив – рельс». В связи с этим возникает проблема изучения влияния электромагнитных полей (промышленной частоты) на живые организмы и человека, разработки мер защиты и индивидуального учета воздействия вредного фактора на персонал, находящийся в зоне воздействия полей.

Изучены существующие средства защиты от ЭМП и выявлено, что ограничена возможность применения некоторых средств защиты, т.к. тяговая сеть имеет специфические конструктивные и энергетические особенности.

Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП на живые организмы позволяют определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, кровообращения, сердечно-сосудистая, иммунная, эндокринная и половая. Необходимо учесть и тот факт, что биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), злокачественные опухоли, гормональные заболевания.

Для выявления классов заболеваний от воздействия электромагнитного поля и количества заболеваний проведен анализ за десятилетний период заболеваемости работников железнодорожного транспорта в сравнении с заболеваниями контрольных групп жителей городов, не имеющих электрифицированного магистрального железнодорожного транспорта или не связанных с обслуживанием тяговой сети.

Анализ проводился для следующих классов заболеваний: заболевания нервной системы, эндокринной системы, системы кровообращения, образование злокачественных опухолей, заболевания крови, т.е. тех, для которых выявлена физиологическая причинно-следственная связь с воздействием электромагнитного поля.

Анализ проведен по первичным заболеваниям на 1000 человек населения, т.е. первое обращение работников с этим классом заболеваний, либо первое обращение с обострением хронических заболеваний.

Рис. 1. Математическое ожидание числа заболеваний за десятилетний период наблюдений

Как показывает проведенный анализ математического ожидания заболеваний за десятилетний период, ЭМП тяговой сети может оказывать на работников вредное воздействие, приводящее к заболеваниям (рис. 1). Число заболеваний работников существенно превышает значения заболеваний в контрольных группах из жителей населенных пунктов, не имеющих электрифицированного магистрального железнодорожного транспорта или не связанных с эксплуатацией электрической тяговой сети.

Относительное превышение заболеваний среди железнодорожников на участках с электрической тягой по отношению к максимальному числу заболеваний в контрольных группах составляет:

– 234 % по заболеваниям злокачественными опухолями;

– 403 % по заболеваниям эндокринной системы;

– 406 % по заболеваниям системы кровообращения.

В то же время существенного статистического превышения заболеваний крови и нервной системы не выявлено.

Необходимо сделать вывод, что превышение численности ряда заболеваний (новообразования, заболевания эндокринной системы и системы кровообращения) имеют существенную статистическую значимость и могут быть связаны с профессиональной деятельностью работников.

Одним из факторов, вызывающих указанные превышения числа заболеваний работников, может быть электромагнитное поле тяговой сети электрических железных дорог.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»