(二)照明对作业的影响(特别注意) 视觉疲劳是产生事故和影响工效的主要原因。视觉疲劳可通过闪光融合频率和反应时间来测定。
二、色彩环境 (一)颜色的基本特性(3个,了解一下) 1、色调:是颜色在质方面的特征。 2、明度:是颜色在量方面的特征。
白色明度大,黑色明度小,纯白色反射100%的光。染料加入白色,可提高明度。
3、彩度:颜色的鲜明程度。波长越单一,颜色也就越纯和、越鲜艳。纯光谱的各种颜色彩度最大。
◆黑、白、灰彩度最小,某一色调混入白色,呈未饱和色;混入黑色、灰色,呈过饱和色。
★倘若两个颜色的三个特性相同,在视觉上将会产生同样的色彩感觉。 (二)色彩对人的影响。 1、色彩对生理的影响: (1)对视觉疲劳的影响。以色调对比为主。引起眼睛疲劳,蓝、紫色最甚,红、橙色次之,黄绿、绿、绿蓝等色调不易引起。 (2)对其他机能的影响。红色使人兴奋和不稳定,血压升高;蓝色抑制兴奋使机能稳定,降血压。 2、色彩对心理的影响:(记住)
(1)色彩的冷暖感。红、橙、黄为暖色;蓝、绿、紫为冷色。(色彩本身没有冷暖的性质)。 (2)色彩的轻重感。取决于颜色的明度,明度高的色(浅色)显得轻,反之感觉重。
(3)色彩的尺度感。明度高和暖色有扩散作用,使物像轮廓给人以胀大感觉;反之有内聚作用。 (4)色彩的距离感。明度高和暖色有前进、凸出、接近的感觉;反之有后退、凹陷、远离的感觉。
但这关系并不绝对,视其背景的变化而变化,主体色与背景色明度对比大时有进的感觉,反之有退的感觉;主体色与背景色色相相近时有退的感觉,反之有进的感觉。
(5)色彩的软硬感。取决于明度和纯度,明色感软,暗色感硬;黑与白是坚固色,灰色是乘软色。
中等纯度的色感较高纯度或低纯度色感硬;
(6)色彩的情绪感。
三、微气候环境
(一)构成微气候的要素(一定要记住四个构成要素)
1、空气温度。分为舒适温度〔 (21±3)℃〕和允许温度〔舒适温度±(3-5)℃〕。
★对人的工作效率有影响的低温,通常是在10℃以下。低温最影响手指的精细操作。 2、空气湿度:分为绝对湿度和相对湿度。
★作业环境的湿度用相对湿度表示。>80%为高气湿,<30%为低气湿。30%-70%时感到舒适。 高温高湿人体散热更加困难;低温高湿更加阴冷。 3、气流速度。室外舒适温度范围内,一般气流速度为0.15 m/s时,人即可感到空气新鲜。
4、热辐射。两种不同温度的物体之间都有热辐射。热量从高温物体向低温物体辐射而使低温物体
受热,称为正辐射。人体对负辐射不很敏感,会因负辐射散失大量热量而受凉。 ◆各要素的相互关系:四者有时可以相互替代,某一条件的变化对人体的影响,可由另一条件的变化所补偿。
(二)人体对微气候环境的感受 1、人体的热平衡方程式:人体单位时间储热量S=单位时间能量代谢量M—(单位时间所做的功W+单位时间向体外散发的热量H) S=M—(W+H) (非常重要) 当M>W+H,人感到热;反之感到冷;当M=W+H,人处于热平衡状态,此时人体在36.5℃左右。 2、人体对微气候环境的主观感觉 ①舒适的温度。湿度越大,风速越小,则舒适温度偏低;反之则偏高。 ②舒适的湿度。一般为40%—60%。(前面提到30%-70%,如果选择,还是选30%-70%) 湿度φ=188-7.2气温t;如t =20℃,则φ=44 ③舒适的风速。人少的房间最佳风速0.3 m/s;拥挤的房间为0.4 m/s。高温、高湿环境最好l-2m/s。
第十一节 人机系统
一、人机系统的任何活动实质上是信息及能量的传递和交换。
二、人机功能分配
(一)人在人机系统中的主要功能:传感功能、信息处理功能、操纵功能(记住)
(二)人机特性的比较(从四个方面比较:信息感受、信息处理与决策、操作能力、工作能力)
①人优于机器的能力:信号检测、图像识别、灵活性、随机应变、归纳、推理、判断、创造性; ②机器优于人的能力:反应、操作速度快,精确性高,输出功率大,耐久力强,重复性好,
短期记忆,能同时完成多种操作、进行演绎推理以及能在恶劣环境下工作。
(三)人机功能分配原则:(一定记住)
①机器承担:(容易理解的不写了)快速、可靠性高、精度高、规律性的、高价运算的、操作复杂的; ②人来承担:研究、创造、决策、指令和程序的编排、检查、维修、故障处理及应付不测等。
三、人机系统可靠性计算
(一)人的可靠度计算
1、人的基本可靠度:r=a1a2a3;a1—输入可靠度;a2—判断可靠度;a3—输出可靠度(如按错开关) 人的作业方式分为连续性作业和间歇性作业。 ①连续作业:如司机连续观察线路并连续操纵方向盘。影响因素:连续工作时间、时间内人的差错率。 ②间歇性作业:如司机观察汽车上的仪表,换挡、制动等。影响因素:失败动作的次数 2、人的作业可靠度:RH=1?b12b2?b3?b4?b5(1?r) b1—作业时间系数;b2—作业操作频率系数; b3—作业危险度系数;b4—作业生理和心理条件系数、b5—作业环境条件系数; (1?r)—作业的基本失效概率或基本不可靠度。 (二)人机系统的可靠度计算 1、人机系统组成的串联系统可靠度Rs=人的操作可靠度RH2机器设备可靠度RM
2、人机系统可靠度采用并联方法来提高。常用的并联方法有并行工作冗余法和后备冗余法。 (1)两人监控人机系统的可靠度。 ①异常状况时,相当于两人并联,操作者切断电源的可靠度RHb(正确操作的概率)=1-(1-R1)(1-R2) ②正常状况时,相当于两人串联,可靠度比一人控制的系统减小了,即产生误操作的概率增大了。 操作者不切断电源的可靠度RHc=Rl2R2 两人监控的人机系统的可靠度度Rsr为: 异常情况时,Rsr′=RHb2RM=[1-(1-R1)(1-R2)]RM 正常情况时,Rsr″=RHc2RM=Rl2R22RM
四、人机系统可靠性设计基本原则(浏览一下)
1、系统的整体可靠性原则。2、高可靠性组成单元要素原则。3、具有安全系数的设计原则。 4、高可靠性方式原则。(比较重要)包括:
(1)系统“自动保险”装置。是本质安全化追求的目标。
(2)系统“故障安全”结构。包括:①消极被动式(发生故障,机器停止,常用);
②积极主动式(发生故障,机器一面报警,一面还能短时运转); ③运行操作式(发生故障,机器也能运行到下次的定期检查)。
5、标准化原则。 6、高维修度原则。 7、事先进行试验和进行评价的原则。 8、预测和预防的原则。 9、人机工程学原则。 10、技术经济性原则。
11、审查原则。 12、整理准备资料和交流信息原则。 13、信息反馈原则。 14、设立相应的组织机构。
技术经济性原则不仅要考虑可靠性和安全性,还要考虑系统的预测和预防性。其中还包括技术功能和经济成本
第二章 电气安全技术(10+3)
第一节 电气危险因素及事故种类
电气危险因素分为触电危险、电气火灾爆炸危险、静电危险、雷电危险、射频电磁辐射危害和电气系统故障。 电气事故可分为触电事故、静电事故、雷击事故、电磁辐射事故和电气装置事故。
一、触电
◆分为电击和电伤 1、电击
(1)电流效应的影响因素:通过人体的电流值、种类、持续时间、通过途径、人体状况(一定记住) 1)电流值
①感知电流:引起感觉的最小电流,如针刺,发麻。男1.1mA;女0.7mA。平均1mA ②摆脱电流:能自主摆脱带电体的最大电流。男16mA;女10.5mA;最小值男9mA;女6mA。平均10mA ③室颤电流:引起心室纤维性颤动的最小电流,心室颤动在短时间内导致死亡。 室颤电流与电流持续时间关系密切。
a、电流持续时间>心脏周期,室颤电流仅50 mA; b、持续时间<心脏周期,室颤电流为数百mA; c、电流持续时间<0.1s,电击发生在心室易损期或500mA乃至数A的电流才能够引起心室颤动。 d、当电流直接流过心脏,室颤电流仅数十微安。 2)电流持续时间。通过人体的电流持续时间愈长,愈容易引起心室颤动,危险性就愈大。 3)电流途径。流经心脏的电流多、电流路线短的途径是危险性最大的途径。最危险的途径:左手到前胸。 4)电流种类。直流电流、高频交流电流、冲击电流、特殊波形电流对人体有害,工频电流伤害程度较轻。 5)个体特征。包括健康情况、性别、年龄等。 (2)人体阻抗(人体电阻)。定量分析人体电流的重要参数,是处理许多电气安全问题必须考虑的基本因素。 1)组成:包括人体皮肤、血液、肌肉、细胞组织及其结合部。皮肤电阻在人体阻抗中占有很大的比例。 2)变动范围:干燥时1000~3000Ω;潮湿时500~800Ω。 3)影响因素:接触电压的增大、电流强度及作用时间的增大、频率的增加、皮肤表面潮湿、有导电污物、伤痕、破损、接触压力的增大、接触面积的增大等会导致人体阻抗下降。 (3)电击类型
1)按带电体是否为正常带电状态,分为直接接触电击和间接接触电击 ①直接接触电击:设备或线路正常运行条件下带电。 ②间接接触电击:原本不带电的设备故障状态下外露可导电部分或设备以外的可导电部分变成带电状态。 2)按人体触及带电体的方式,分为单相电击、两相电击、跨步电压电击(一定记住) ①单相电击:单相电击事故占触电事故的70%以上。 ②两相电击:人体两个部位同时触及两相带电体,所引起的电击。人体所承受的电压为线路电压。 ③跨步电压电击:当带电体接地,电流在接地体周围土壤电阻上产生的电压梯度。20m内有跨步电压。 2、电伤:是电流的热效应、化学效应、机械效应对人体造成的伤害。形成电伤的电流比较大。
电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光性眼炎。
(1)电烧伤:最常见、后果最严重的电伤,分为电流灼伤和电弧烧伤。主要发生在电气维修人员身上。 1)电流灼伤:电流通过人体,电能转换成的热能引起伤害。皮肤灼伤受伤最严重。 电流灼伤发生在低压电气设备上。数百毫安电流即可造成灼伤,数安电流形成严重灼伤。 2)电弧烧伤:由弧光放电造成的烧伤,是最严重的电伤。既发生在高压系统,也发生在低压系统。 (2)电烙印:电流通过人体,在皮肤表面留下斑痕。
(3)皮肤金属化:高温电弧使金属熔化并飞溅到皮肤内部。受伤部位呈粗糙、紧张,可致局部坏死。 (4)机械损伤:使肌肉产生非自主的剧烈收缩。包括肌腱、皮肤、血管、神经断裂以及关节脱位乃至骨折。 (5)电光性眼炎。角膜和结膜发炎,主要原因是紫外线。
二、电气火灾与爆炸
1、是由电气引燃源引起的火灾和爆炸。电气引燃源的主要形式:危险温度、电火花和电弧
(1)危险温度。形成危险温度的原因有:短路、过载、漏电、接触不良、铁心过热、散热不良、机械故障、电压
异常、电热器具和照明器具、电磁辐射能量。
(2)电火花和电弧。电火花是电极间的击穿放电;电弧是大量电火花汇集。又分为工作电火花及电弧、事故~ 电弧温度可高达6000-7000℃,甚至10000℃以上,不仅能引燃可燃物,还能使金属熔化、飞溅。 2、电气装置及电气线路发生燃爆
(1)油浸式变压器火灾爆炸。变压器油箱内有绝缘油,变压器故障后高温导致绝缘油分解,产生易燃气体。 (2)电动机着火。
(3)电缆火灾爆炸。当导线电缆发生短路、过载、局部过热、电火花或电弧等故障时,产生热量超过正常状态。
电缆火灾的常见原因:(了解)①绝缘损坏; ②电缆头故障使绝缘物自燃; ③电缆接头存在隐患;
④电缆上的粉尘起火;⑤可燃气体从电缆沟窜入变、配电室;⑥电缆起火形成蔓延,并产生有毒气体。
三、雷电危害
1、雷电的种类:直击雷、闪电感应(雷电感应)、球雷(是一团处在特殊状态下的带电气体)
◆直击雷和闪电感应都能在架空线路、电缆线路或金属管道上产生沿线路或管道的闪电电涌侵入。 2、雷电的危害形式:具有电性质、热性质和机械性质三方面的破坏作用。
◆雷电的特点:雷电流幅值大、雷电流陡度大、冲击性强、冲击过电压高(一定要掌握)
1)电性质的破坏作用:破坏高压输电系统;毁坏电力设备造成停电;绝缘损坏引起短路;二次放电引起火灾、爆炸、电击伤人;形成接触电压电击和跨步电压;产生电磁辐射干扰电视电话;造成飞行事故。
2)热性质的破坏作用:高温电弧能直接引燃邻近的可燃物;雷电流通过导体能够烧毁导体;金属熔化、飞溅引发火灾、爆炸。球雷侵入引起火灾。
3)机械性质的破坏作用:雷电流通过被击物,使被击物缝隙中的气体剧烈膨胀、水分急剧汽化,导致被击物破坏或爆炸;雷击时产生的冲击波有破坏作用;静电斥力、电磁作用力产生很强的破坏作用。 3、雷电危害的事故后果:火灾和爆炸;触电;设备和设施毁坏;大规模停电 4、雷电参数:雷暴日、雷电流幅值(几千A)、雷电流陡度(几万A/秒)、冲击过电压(几千KV)。
四、静电危害
1、静电的危害形式和事故后果(比较重要)
1)有爆炸和火灾危险的场所,静电放电火花会成为点火源。 2)人受静电电击刺激,可能引发坠落、跌伤等二次事故。
3)静电的物理现象会对生产产生妨碍,导致产品质量不良,电子设备损坏。 2、静电的特性 (1)静电的产生
1)静电的起电方式:接触——分离起电;破断起电;感应起电;电荷迁移 2)固体静电:可用双电层和接触电位差的理论来解释。固体静电电位可高达数万伏,原因在于电容的变化。 橡胶、塑料、纤维等行业工艺过程中的静电高达数十千伏,甚至数百千伏。
3)人体静电:人体衣服、鞋等与其他材料摩擦或接触——分离时,均可能产生静电,可达1万伏以上。
4)粉体静电:粉体物料被研磨、搅拌、筛分或处于高速运动时,由于粉体颗粒与颗粒之间以及粉体颗粒与管道壁、容器壁或其他器具之间的碰撞、摩擦,或因粉体破断等都会产生危险的静电。
5)液体静电:液体在流动、过滤、搅拌等过程中,由于静电产生速度高于静电泄漏速度而积聚静电荷。 6)蒸气和气体静电:由于气体内往往含有灰尘、铁末、液滴、蒸气等同体颗粒或液体颗粒而产生静电。 (2)静电消散的两种主要方式:中和与泄漏。前者通过空气发生,后者通过导电体发生。 (3)静电的影响因素:1)材质和杂质的影响;2)工艺设备和工艺参数的影响
五、射频电磁场危害 1、射频指100 kHz以上的频率。
2、射频伤害是由电磁场的能量造成的。危害有:(1)人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。
(2)能产生感应放电,会造成电引爆器件发生意外引爆。
六、电气装置故障危害(了解一下)
1、电气装置故障:断路、短路、异常接地、漏电、误合闸、误掉闸、电气设备或电气元件损坏、
电子设备受电磁干扰而发生误动作、控制系统硬件或软件的偶然失效。
2、主要危害:引起火灾和爆炸;异常带电;异常停电;安全相关系统失效
第二节 触电防护技术
一、直接接触电击防护措施
◆三个基本防护措施:绝缘、屏护和间距。
1、绝缘:利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。
(1)绝缘材料的电气性能。绝缘材料电阻率≥107Ω2m。 绝缘材料分类:(了解一下类别就可以)气体绝缘材料;液体绝缘材料;固体绝缘材料; (2)绝缘检测和绝缘试验
★绝缘电阻是衡量绝缘性能优劣的最基本的指标。 ★绝缘材料的电阻通常用兆欧表(摇表)测量。 ★任何情况下,绝缘电阻≥每伏工作电压l000Ω 2、屏护:采用遮栏、护罩、护盖、箱匣等把危险的带电体同外界隔离开来。 (1)为了保证屏护装置有效性,须满足如下条件:
①屏护装置所用材料有足够的机械强度和良好的耐火性能,金属屏护装置须可靠连接保护线。 ②屏护装置应有足够的尺寸,与带电体之间保持必要的距离。 遮栏高度≥l.7m;下部边缘离地≤0.1m;栅遮栏的高度户内≥l.2m、户外≥l.5m,栏条间距离≤0.2m; 低压设备,遮栏与裸导体之间的距离≥0.8m;户外变配电装置围墙高度≥2.5m。 3、间距:指带电体与地面之间、带电体与其他设备和设施之间、带电体与带电体之间必要的安全距离。 (1)线路间距。架空线路不得跨越建筑物。架空线路与爆炸、火灾危险厂房保持必要的防火间距。 (2)用电设备间距
★低压配电箱底口距地面的高度明装取1.2m,暗装取l.4m。明装电度表板底口距地面高度取1.8m。 ★室内灯具高度应大于2.5m;受条件约束达不到时可减为2.2m,并应采取适当措施。 ★户外灯具高度应大于3 m;安装在墙上时可减为2.5 m。
★起重机具至线路导线间的最小距离,lkV及以下者≥1.5m,10kv者≥2m。(这个比较重要) (3)检修间距
★低压操作时,人体及其所携带工具与带电体之间的距离≥0.1m。
★高压作业时,线路作业时,人体及其所携带工具与带电体之间的距离,10KV≥1m,35KV≥2.5m
二、间接接触电击预防技术
1、IT系统 (保护接地):将电气设备在故障情况下可能呈现危险电压的金属部位经接地线、接地体同大地连接起来;其安全原理是把故障电压限制在安全范围以内(不能根除设备外壳带电)。 ★保护接地适用于各种不接地配电网。 ★在380V不接地低压系统中,保护接地电阻RE≤4Ω。 当配电变压器或发电机的容量不超过100 kV2A时, RE≤10Ω。
它是各并联系统,因保护接地电阻小,流经它的电流就大,因而流经人体的电流就小。 2、TT系统:第一个字母T表示配电网直接接地,第二个字母T表示电气设备外壳接地。 (IT系统的I表示配电网不接电或经高阻抗接地,T表示电气设备外壳接地)
★TT系统的RE能大幅降低故障电压,但不能降低到安全范围内。因此,用TT系统必须装漏电保护装置(优先)或过电流保护装置。 ★TT系统主要用于低压用户,即用于未装备配电变压器,从外面引进低压电源的小型用户。
3、TN系统(传统的保护接零系统):N表示电气设备不带电的金属部分与配电网中性点(零线)紧密连接。 ★保护接零的安全原理(一定记住)当某相带电部分碰连设备外壳时,形成该相对零线的单相短路,短路电流促使线路上的短路保护元件迅速动作,从而把故障设备电源断开,消除电击危险。