Исследование опасных и вредных факторов при работе с ЭВМ

Для разработки программного обеспечения в данной дипломной работе были использованы следующие основные элементы вычислительной техники:

ПК на основе процессора Intel Pentium IV c необходимым набором устройств ввода-вывода и хранения информации.

Цветной XGA монитор Sony 17″ (TCO 99) на базе ЭЛТ Trinitron:

разрешение по горизонтали (max) — 1600 пикселей;

разрешение по вертикали (max) — 1200 пикселей;

легко регулируемые контрастность и яркость;

частота кадровой развертки при максимальном разрешении — 85Гц;

частота строчной развертки при максимальном разрешении — 42кГц.

При использовании указанных элементов вычислительной техники могут возникнуть опасные и вредные факторы.

1. Безопасным для человека считается напряжение менее 40 В. Персональный компьютер питается от двухфазной сети переменного тока с частотой 50Гц и напряжением 220 В. Это напряжение является опасным для человека, поскольку прикосновение к токоведущим частям может привести к поражению электрическим током, что обуславливает появление опасного фактора — поражение электрическим током.

Воздействие электрического тока на человека может носить следующий характер:

термический — нагрев тканей, электролитический — влияние на состав крови, биологический — раздражение нервных окончаний тканей, судорожное сокращение мышц.

механический — разрыв тканей, получение ушибов, вывихов.

При поражении электрическим током человек может получить травмы следующего вида:

Общие повреждения — электроудары.

Различают электроудары четырех степеней сложности:

первая степень: судорожное болезненное сокращение мышц без потери сознания;

вторая степень: судорожное болезненное сокращение мышц, сопровождающееся потерей сознания, но с сохранением дыхания и сердцебиения;

третья степень: судорожное сокращение мышц, потеря сознания, нарушение работы сердца или дыхания (либо и то, и другое вместе);

четвертая степень: наступление клинической смерти, т. е. прекращение дыхания и кровообращения.

Местные повреждения — ожоги, металлизация кожи, электрические знаки, уплотнение кожи, электроофтальмия, механические повреждения.

2. При работе за экраном монитора человек попадает под воздействие излучения электромагнитных полей кадровой и строчной разверток на малых частотах, что вызывает появление вредного фактора — излучение электромагнитных полей низкой частоты. Данный вредный фактор влияет на человека следующим образом:

может вызвать обострение некоторых кожных заболеваний: угревой сыпи, себорроидной экземы, розового лишая, рака кожи и др.;

воздействие на метаболизм может вызвать изменение биохимической реакции крови на клеточном уровне, что ведет стрессу;

может возникнуть нарушение в протекании беременности;

способствует увеличению возможности выкидыша у беременных в два раза;

способствует нарушению репродуктивной функции и возникновению злокачественных образований;

способствует нарушению терморегуляции организма;

способствует изменениям в нервной системе (потере порога чувствительности);

может привести к понижению/повышения артериального давления;

может привести к функциональным нарушениям сердечно-сосудистой и центральной нервной систем человека.

Результатом длительного нахождения в мощном ореоле низкочастотных электрических полей могут стать головные боли и нарушение визуального восприятия изображения на экране после нескольких часов работы на компьютере.

• 3. При работе за экраном дисплея пользователь попадает под воздействие ультрафиолетового излучения (УФИ). Это электромагнитное излучение в области, которая примыкает к коротким волнам и лежит в диапазоне длин волн ~ 200 — 400 нм. При повышении плотности данного излучения, оно становиться для человека вредным фактором. Его воздействие особенно сказывается при длительной работе с компьютером. Необходимо учитывать, что человек подвергается суммарному воздействию:
  • -УФИ, испускаемого монитором,
  • -УФИ, излучаемого люминесцентными лампами,
  • -УФИ, проникающего сквозь оконные проемы.

Такая совокупность излучения может превысить нормируемую плотность УФИ, равную 10 Вт/м2.

Биологическое воздействие на организм человека УФИ оценивается зрительным потоком, который измеряется внесистемной единицей — Эp и установленные нормы облучения УФИ равняются 7,5 за смену, и 60 за сутки.

На человека малые дозы УФИ оказывают благотворное действие — способствуют образованию витаминов группы D, улучшают иммунобиологические свойства организма. Однако превышение нормируемой плотности может иметь следующие негативные последствия:

могут обостряться некоторые заболевания кожи: угревая сыпь, себорроидная экзема, розовый лишай, рак кожи и др.;

возможно воздействие на метаболизм и изменение биохимической реакции в крови на клеточном уровне, в результате чего у оператора возникают симптомы стресса;

При длительном воздействии и больших дозах могут быть следующие последствия:

серьезные повреждения глаз (катаракта);

рак кожи;

кожно-биологический эффект: гибель клеток, мутация, канцерогенные накопления;

фототоксичные реакции.

4. При напряжении на аноде электронно-лучевой трубки 3 — 500кВ присутствует рентгеновское излучение различной жесткости. Поскольку анод электронно-лучевой трубки дисплея имеет напряжение свыше 15кВ, оператор попадает в зону мягкого рентгеновского излучения. Таким образом, появляется вредный фактор — рентгеновское излучение. Суть опасности данного вредного фактора состоит в следующем:

происходит образование чужеродных соединений молекул белка, обладающих даже токсическими свойствами;

происходит изменение внутренней структуры веществ в организме, приводящее к развитию малокровия, к образованию злокачественных опухолей, катаракты глаз.

5. Во время работы на персональных ЭВМ при прикосновении к любому из элементов оборудования могут возникнуть разрядные токи статического электричества. Вследствие этого происходит электризация пыли и мелких частиц, которые притягивается к экрану. Собравшаяся на экране электризованная пыль ухудшает видимость, а при повышении подвижности воздуха в помещении более 0.2 м/с, попадает на лицо и в легкие человека, вызывая заболевания кожи и дыхательных путей. Статическое электричество при превышении нормированного значения 15 кВ/м становится вредным фактором.

Особенно электростатический эффект наблюдается у компьютеров, которые находятся в помещении с полами, покрытыми синтетическими коврами.

При повышении напряженности поля Е>15 кВ/м, статическое электричество может привести к выходу компьютера из строя, замыканию клавиатуры и потере информации на экране, так как изделия в ВТ питаются U=3−12 В.

6. К вредным факторам при работе за компьютером можно также отнести блики и мерцание экрана из-за низкой частоты вертикального обновления или из-за низкого качества развертки монитора. Экспериментальные данные показывают, что вышеуказанные факторы способствуют возникновению:

близорукости и переутомлению глаз;

мигрени и головной боли;

раздражительности, нервному напряжению и стрессу.

При работе за компьютером для вывода информации на бумажный носитель применяется принтер. Но, поскольку, принтер работает кратковременно, вредного воздействия на человека по шуму он не оказывает.

Из анализа опасных и вредных факторов, возникающих при работе на компьютере, можно сделать вывод, что оператор нуждается в средствах защиты от их воздействия.

Методы защиты пользователей от опасных и вредных факторов Защита от поражения электрическим током Для защиты от напряжения прикосновения используется зануление. Занулением называется преднамеренное соединение нетоковедущих частей с нулевым защитным проводником (рис. 3.1). Оно применяется в трехфазных четырехпроводных сетях с заземленной нейтралью в установках до 1000 вольт и является основным средством обеспечения электробезопасности.

Защита человека от поражения электротоком в сетях с заземлением осуществляется тем, что при замыкании одной из фаз на зануленный элемент машины в цепи этой фазы возникает ток короткого замыкания, который вызывает перегорание предохранителя (автомата) в оборудовании, в результате чего происходит отключение аварийного участка от сети.

Рисунок. 3.1 Зануление Расчет возможной величины тока короткого замыкания производится на основе следующих данных:

В качестве нейтральной электропроводки (НЭП) используются три провода, параметры которых приведены в таблице 3.1.

Коэффициент, учитывающий тип защитного устройства: к=3.

Фазовое напряжение: U=220 В.

Паспортная величина сопротивления обмотки трансформатора:

= 0.312 Ом.

Удельное сопротивление медных проводников: =0.0175Ом*м.

Удельное сопротивление алюминиевых проводников: =0.0280Ом*м.

Расчет величины возможного тока короткого замыкания по заданным параметрам:

(3.1).

где — ток короткого замыкания [А];

— фазовое напряжение [B];

• — общее сопротивление цепи [Ом];
• — сопротивление катушек трансформатора [Ом].

(3.2).

где и — сопротивление первого и второго проводника соответственно [Ом];

— сопротивление нулевого защитного проводника [Ом];

Расчет сопротивления проводника производится по формуле:

(3.3).

где — удельное сопротивление материала проводника [Ом*м];

l — длина проводника [м];

S — площадь поперечного сечения проводника [мм2].

Таким образом, получаем следующие значения:

= 0.0280*(500/2)=7 (Ом);

= 0,0175*(20/1)=0.35(Ом);

= 0,0175*(15/1)=0.2625(Ом);

= 7+0.35+0.2625=7.6125 (Ом);

= 220/(0.312/ 3 + 7.6125) = 28.51 (А).

По величине тока короткого замыкания определим с каким необходимо к цепь питания ПЭВМ включить автомат. При замыкании фазы на зануленный корпус электроустановка автоматически отключается, если ток однофазного короткого замыкания удовлетворяет условию:

(3.4).

где — номинальный ток срабатывания защитного устройства, [А];

к — коэффициент, учитывающий тип защитного устройства.

Таким образом, номинальный ток срабатывания защитного устройства:

. (3.5).

= 28.51/3=9.5 (А).

Отсюда следует, что во избежание поражения электрическим током и выхода из строя ПЭВМ и периферийного оборудования, в случае возникновения короткого замыкания или других причин появления напряжения прикосновения в цепь питания ПЭВМ необходимо включить автомат с номинальным током = 10А.

Защита от излучения электромагнитных полей низкой частоты Для снижения уровня воздействия электромагнитных полей желательно пользоваться следующими мерами:

Осуществлять экранирование экрана монитора, суть которого заключается в покрытии поверхности экрана слоем оксида олова, либо в стекло электролучевой трубки добавляется оксид свинца.

Удалять рабочее место от источника электромагнитного поля: оператор должен находиться на расстоянии вытянутой руки от экрана монитора.

Необходимо рациональное размещение оборудования. Располагать ЭВМ следует на расстоянии не менее 1.22 м от боковых и задних стенок других мониторов, а расстояние между рабочими местами не менее 1,5 м.

Запрещается работать при снятых внешних кожухах (корпусах) персональных компьютеров.

Необходимо ограничивать время работы за компьютером. Время непрерывной работы должно составлять не более 4 часов в сутки. За неделю суммарное время работы не должно превышать 20 часов.