Кубатин Денис Геннадиевич

Pеферат по теме выпускной работы

Введение

      Освещение имеет важное гигиеническое значение. Хорошее освещение создает благоприятные условия для жизни и деятельности человека. Освещение влияет не только на функционирование зрительного аппарата, то есть определяет зрительную работоспособность, но и на психику человека, его эмоциональное состояние. Исследователями накоплено значительное количество данных по биологическому действию видимого света на организм. Установлено, что свет, помимо обеспечения зрительного восприятия, воздействует через нервную оптико-вегетативную систему на эндокринную систему, систему формирования иммунной защиты, рост и развитие организма и влияет на многие основные процессы жизнедеятельности, регулируя обмен веществ и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды.

Актуальность работы

       Длительное время наиболее массовым источником света являлись лампы накаливания, обладающие рядом ценных качеств, но в то же время имеющие весьма существенные недостатки - очень низкую экономичность и малый срок службы. Требование экономного расходования электроэнергии привело к необходимости использования высокоэффективных газоразрядных источников света. При этом пришлось столкнуться с отрицательной реакцией человека на освещение. Дело в том, что при изменении напряжения на лампе по синусоидальному закону создаётся пульсация освещенности лампы. При этом в лампе происходит преобразование электрической мощности в световую. Электрическая мощность определяется квадратом напряжения. Если напряжение имеет синусоидальную форму, то квадрат напряжения имеет постоянную составляющую и переменную составляющую – косинусоиду двойной частоты. Таким образом, если на лампу подаётся напряжение частотой 50 Гц, то пульсация освещенности составляет 100 Гц.
      Пульсация ламп оказывает непосредственное воздействие на человека, вызывая его утомляемость, что ведёт к снижению производительности труда, а это, в свою очередь, приводит к снижению прибыли предприятия.

Цели и задачи исследований

      Долгое время контроль освещения рабочих мест выполнялся формально и, как правило, только по одному параметру - уровню освещённости, а пульсация светового потока контролю не подвергалась. В дальнейшем допустимость пульсаций стала оцениваться с помощью коэффициента пульсации. Однако этот показатель не является универсальным, т.к. он не учитывает форму и частоту кривой освещенности.
      Целью работы является разработка универсального показателя электромагнитной совместимости ламп по дозе пульсации, установление зависимости производительности труда от дозы пульсации и оценивание экономической эффективности энергосберегающих ламп.

Практическая и научная новизна

      Предполагаемая научная новизна состоит в оценки влияния пульсаций освещенности ламп разного типа на производительность труда человека.
      Планируемый практический результат состоит в оценке эффективности энергосберегающих ламп по дозе пульсации.

Результаты

      В [1] установлены нормы на коэффициент пульсации К_п, однако этот показатель не даёт объективной оценки негативных последствий пульсации, поскольку учитывает только диапазон мгновенных значений освещенности е без учёта её формы и частоты. Поэтому выполним переход от коэффициента пульсации к универсальному показателю – дозе пульсации P_Sп по формуле [2]:

      Для III разряда работ высокой точности в [1] допускается пульсация 15 %. В этом случае допустимая доза пульсации равна 1,5. Норма для остальных разрядов от IV до VIII (от средней точности до постоянного наблюдения за ходом производственного процесса) одинакова и составляет 20 %.
Соответственно допустимое значение дозы равно 2.
      Условие:

определяет технические требования к ЭМС по пульсации: если оно нарушается, пульсации должны быть уменьшены до допустимого уровня.

      Однако даже при выполнении неравенства (2) уменьшение пульсации может оказаться целесообразным по условиям производительности труда и здоровья человека. Проведение экспериментальных исследований по установлению зависимостей соответствующих показателей ЭМС от дозы пульсации в задачу работы не входит, в связи с чем воспользуемся данными, полученными другими исследователями.

      Исследованием производительности при различных условиях пульсации занималось большое количество ученых, как например: Кроль Ц.Е., Черниловская Ф.М., Масекене К.С., Самсонова В.Г., Иванова В.П., Мурашева М.А., Райцельский Л.А. [3-7] и др. Приведём таблицу, в которой представлена зависимость производительности труда при разных дозах и частотах пульсации, взятую из [7] :

      Таблица 1 – Производительность труда при разных дозах и частотах пульсации

Выводы

      В качестве показателя ЭМС по пульсации освещенности целесообразно принимать дозу пульсации, допустимые значения которой равны 1 для разрядов I и II зрительной работы; 1,5 – для разряда III и 2 – для разрядов IV-VIII. Соответственно вместо коэффициента пульсации необходимо в [1] ввести дозу пульсации.
      Современные КЛЛ практически не создают пульсации освещенности, поэтому по дозе пульсации они находятся вне конкуренции с другими видами ламп.
      Технико-экономическую целесообразность применения КЛЛ необходимо обосновывать не только по потреблению активной мощности, сроку службы и стоимости ламп, но и по показателям ЭМС – как улучшающим, так и ухудшающим условия ЭМС.
      Поскольку пульсации угрожают здоровью людей, особенно школьников, необходимо потребовать, чтобы на упаковке лампы указывался коэффициент пульсации или для каких зрительных работ может применяться лампа.
      При написании данного автореферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение в декабре 2010 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Литература

1. 
   Державні будівельні норми України. Інженерне обладнання будинків і споруд. Природне і штучне освітлення: ДБН В.2.5.-28-2006. – Київ: Міністерство житлово-комунального господарства України. – Введені в дію 15.05.2006.
2. 
   Курінний Е.Г. Електромагнітна сумісність. Доза пульсації / Е.Г. Курінний, В.Г. Ленко // Світлотехніка та електроенергетика. – Харків: Харківська нац. академія міського господарства. АН ВШУ, 2005, № 5. – С. 48-53.
3. 
   IEC 61000-2-6 (1995), Electromagnetic Compatibility. Part 2: Environment. Section 6: Guide to the assessment of the emission levels in the power supply of industrial plants as regards the low-frequency conducted disturbances. Geneva (Switzerland), 1995.
4. 
   IEC 61000-4-30 (2000), Electromagnetic Compatibility. Part 4-30: Testing and Measurement Techniques-Power Quality Measurement Methods. Basic EMC publication, 2000.
5. 
   Kourennyi E.G. Электромагнитная совместимость ламп по показателям освещенности / E.G. Kourennyi, V.G. Lenko, D.E. Kourennyi // XXXIV Miedzynarodowa Konferencja: Telecommunication and Safety Systems in Mining. ATI 2006. Sekcji Cybernetyki w Gornictwie KG PAN. – Poland: Szczyrk, 31 May – 2 June 2006. – P. 219-226.
6. 
   Lamedica R. Harmonic analysis procedures: a comparison between IEEE and IEC guidelines / R. Lamedica, A. Prudenzi, E. Tironi, D. Zaninelli // 8th IEEE International Conference on Harmonics and Quality of Power, Athens, Greece, Oct. 1998. – P. 470-475.
7. 
   Milic M. Integral Representation of Power in Periodic Nonsinusoidal Steady State on the Concept of Generalized Power / M. Milic. // IEEE Trans. Educations, 1970, 13 p., № 2. – Р. 107-109.
8. 
   ГОСТ 13109-97. Межгосударственный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – Введ. в Украине с 01.01.2000.
9. 
   Епанешников М.М. Электрическое освещение / М.М Епанешников. – М.: Энергия, 1973. – 352 с.
10. 
    Курінний Е.Г. Принцип нормування показників електромагнітної сумісності за дозами / Е.Г. Курінний, О.М. Дмитрієва, О.П. Лютий // Праці Інституту електродинаміки Нац. академії наук України, 2005, № 1 (10). – С. 22-27.
11. 
    Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 640 с.